地貌学第四章.ppt

第四章构造地貌 大地构造地貌区域构造地貌局地构造地貌 构造地貌定义 地壳 earthcrust 是地球硬表面以下到莫霍面之间由各类岩石构成的壳层 陆壳平均厚度为35km 洋壳平均厚度仅5km 整个地壳构成地球构造圈 构造运动主要是地球内动力引起的地壳机械运动 具有普遍性 永恒性 方向性 非均速性 增幅与规模差异性等特点 构造地貌 structurallandform 即是地质构造和地壳构造运动所形成的地貌 构造地貌学就是研究构造与地貌关系的学科 也就是研究构造如何形成与控制地貌 地貌如何反映构造的学科 构造地貌类型划分 按照形成条件 活动构造地貌与被动构造地貌 前者为直接由构造活动产生的地貌类型 如断层崖 火山岛弧与火山岛链 活动性断块山 断陷盆地等 后者则为逐渐被剥露的地质构造类型及与之完全吻合的地貌类型组合 按照形态特征 水平构造地貌 倾斜构造地貌 褶皱构造地貌 断裂构造地貌 以及火山地貌与侵入岩构造地貌 按照构造地貌的空间尺度 大地构造地貌 区域构造地貌和局地构造地貌 第一节大地构造地貌 由大地构造运动形成并受大地构造控制的地貌 叫做大地构造地貌 例如 大陆和大洋 海沟与大洋中脊 岛弧与边缘海 大陆架与大陆坡 大陆裂谷与地缝合线 都是大地构造运动形成的跨越地区的大型地貌 故可以称之为大地构造地貌 一 大陆与大洋大陆与大洋是地球表面最大的地貌单元 大洋的形成与海底扩张有关 大洋的消亡与板块的俯冲有关 大陆的分布是大陆的漂移 板块运动的结果 可以说 大陆和大洋是大地构造运动的产物 是最大尺度的构造地貌 第一节大地构造地貌 马里亚纳海沟 岛弧与边缘海 第一节大地构造地貌 一 大陆与大洋通常世界陆地可以划分为七大洲 亚洲 欧洲 非洲 北美洲 南美洲 大洋洲和南极洲 世界海洋可以划分为四大洋 太平洋 大西洋 印度洋和北冰洋 最大的洲是亚洲 最大的洋是太平洋 平均深度最大的洋是太平洋 大陆轮廓呈倒三角形 仔细研究大陆的轮廓 将发现几乎每个大陆都是北部比较宽广 向南逐渐变窄 像一个底边位于北方的三角形 第一节大地构造地貌 一 大陆与大洋 第一节大地构造地貌 一 大陆与大洋一些大陆轮廓具有明显的吻合性 非洲西海岸和南美洲东海岸形态上具有明显的吻合性 二十多年来板块学说的崛起和大陆漂移学说的复苏 已为这一问题提供了肯定的答案 非洲西海岸和南美洲东海岸 第一节大地构造地貌 二 海沟 岛弧和边缘海海沟 由于大洋板块俯冲到大陆板块之下而形成的狭长的海底沟槽海沟多分布在主动大陆边缘 比如 太平洋边缘 海沟就比较发育 也比较典型 世界上最深的海沟是马里亚纳海沟 最深处为11034m 马里亚纳海沟 第一节大地构造地貌 二 海沟 岛弧和边缘海岛弧 当大洋板块俯冲到地幔一定深度时 板块就会脱落 熔融 熔融的物质上涌 从而导致靠近海沟的大陆边缘岩石圈的拉张 拉张使得大陆边缘与大陆主体分离 形成弧状的岛屿 岛弧 大洋岩石圈的褶皱或者隆起也可形成岛弧 岛弧与大陆主体之间陷落形成盆地 弧后盆地 如果弧后盆地与海洋连通就形成边缘海 日本海即是极其典型的边缘海 岛弧与边缘海 第一节大地构造地貌 三 大洋中脊 大陆裂谷与地缝合线由于海底扩张形成的 位于大洋中间 纵贯世界大洋的巨大的海底山脉 叫做大洋中脊或洋中脊 洋中脊是大洋板块新生的地方 是板块的发散型边界 大陆岩石圈开裂而形成的长条状谷地 就叫做大陆裂谷 如东非大裂谷 大陆裂谷是大洋新生的地方 是板块运动初期的表征 东非大裂谷 第一节大地构造地貌 三 大洋中脊 大陆裂谷与地缝合线当板块运动进入消亡期 由于板块俯冲而导致海洋的消失和陆地板块的碰撞结合 两陆地板块的碰撞结合地带就是地缝合线 现在的阿尔卑斯 喜马拉雅地带 就是古特提斯海消失形成的一条地缝合线 阿尔皮斯 喜马拉雅地带 第一节大地构造地貌 四 大陆架 大陆坡 大陆隆与深海盆地大陆架 大陆坡 大陆隆位于大陆边缘 即大陆地壳向海洋地壳过渡的地带 是海底扩张的产物 大陆架一般认为是大陆边缘水深200m以内 坡度和缓的地带 大陆坡则是水深大于200m 坡度较陡的斜坡地带 水深下限可以达到2000 3000m 大陆隆则是自大陆坡的坡麓缓缓倾向大洋底的扇形地 一般位于水深2000 5000m 深海盆地则是位于水深3000 6000m之间平坦的洋底 是海洋的主体 大陆边缘组成单元 第二节区域构造地貌 在大地构造的背景上 由于区域构造差异而形成的具有区域特征的构造地貌 叫做区域构造地貌 比如 高原 平原 盆地 山地 海底火山等 都是区域构造地貌的代表 区域构造地貌的规模要比大地构造地貌的规模小些 一般把海拔低于200m的比较广阔的平坦地面 叫做平原 把海拔高度大于1000m的比较广阔的平坦地面 叫做高原 相对起伏高差大于200m的 突出地面并具有一定高度的正向地形 叫做山地 由山地环绕的负向地形 叫做盆地 平原 高原 山地 盆地 第二节区域构造地貌 一 山地山地是山岭 山间谷地和山间盆地的总称 是地壳上升背景下由外力切割而成 山岭的形态要素包括山顶 山坡和山麓 山顶呈狭长带状延伸时称为山脊 山顶按形态特征可分为尖顶山 圆顶山 平顶山三类 谷地包括河床 河漫滩 阶地等次级地貌类型 山坡可分为直行坡 凹形坡和阶状坡 第二节区域构造地貌 山顶 谷地 山坡 第二节区域构造地貌 一 山地根据绝对高度 山地可分为极高山 高山 中山和低山四类 我国以绝对高度大于5000m为极高山 3500 5000m为高山 1000 3500m为中山 小于1000m为低山 临界值的确定主要以外动力变化为依据 丘陵是山地与平原间的一种过渡性地貌类型 不受绝对高度的限制 但相对高度一般不足100m 这并不是一种严格的规定 江南丘陵 黄土高原丘陵都有相对高度超过100m的实例 丘陵 第二节区域构造地貌 二 平原平原是一种广阔 平坦 地势起伏很小的地貌形态类型 依据海拔高度 可分为低平原 200m 和高平原两类 依据表面形态特征 平原又可分为熔岩平原 倾斜平原 凹形平原和起伏平原等类型 依据外动力差别 平原还可以分为熔岩平原 喀斯特平原 冲积平原和海成平原等类型 第二节区域构造地貌 二 平原高平原的地貌分异非常复杂 通常可分为切割高原与波状高原两类 当高原上有山地相间分布时 一般以山原相称 当平原四周被山地环绕时 平原及面向平原的山坡共同组成一种新的地貌类型 盆地 水文学家常以 流域 确定盆地的边界 但作为地貌单元或自然地理单元的盆地 以周边山麓线为界似乎更切合实际 第二节区域构造地貌 高平原 盆地 第二节区域构造地貌 三 构造山系造山带 orogenicbelt 是由地质作用形成的一组紧密排列的山脉构成的线形或弧形山系 现今地球陆地上存在两大显著的造山带 即阿尔卑斯 喜马拉雅造山带和环太平洋造山带 它们延绵数千公里 并由一系列山脉组成 山脉 mountainrange 是一组紧密排列的山或相互平行的山脊 ridge 造山带通常是经地壳岩石的强烈变形或岩浆活动而形成 也是地震作用和火山活动的主要地区 第二节区域构造地貌 三 构造山系造山带内部一般或多或少由一些平行山脉排列而成 这些山脉有着不同的岩石和变形特征 它们通常对称分布 因而造山带的横剖面通常是对称的 天山造山带 第三节局部构造地貌 在大地构造格局与区域构造背景下 主要由于局地构造作用 影响而形成的地貌 叫做局地构造地貌 根据局地构造地貌的类型 可以将其划分为水平地貌 褶曲地貌 断层地貌等 第三节局部构造地貌 一 水平构造地貌在构造运动影响较轻微的地区或大范围内均匀抬升或下降的地区 地层未发生明显变形 仍保持水平或近似水平产状者 称为水平构造地貌 水平岩层地貌景观 一 水平构造地貌1 构造高原和构造台地沉积于湖底或海底的水平岩层 由于构造上升出露地表形成构造平原 进一步上升形成构造高原 海拔高度大于3500m 构造高原受外力切割可形成构造台地 受坚硬的近水平岩层控制 其中央的坡度平缓 四周较陡 构造台地在我国分布甚广 主要分布在相对稳定的地台区域 如四川盆地中部由近水平的侏罗 白垩纪紫红色砂岩泥岩组成的桌状丘陵与台地 以及中国分布较多的丹霞地貌 构造高原及台地 第三节局部构造地貌 2 方山和尖山方山是构造高原或台地分割出来的破碎山体 它以平坦的山顶为特征 若山顶为尖者 称之尖山 若岩层为软硬互层 则软岩层在侧蚀作用下凹进 硬岩层临空而发生崩塌 使边坡成梯状而形成塔状地形 称之为塔状方山 方山 尖山 第三节局部构造地貌 二 倾斜构造地貌当岩层倾角比较小时当组成单斜山的岩层倾角比较大时 山坡两侧都比较陡 山地两坡比较对称 看起来像猪背 故称为猪背脊或者猪背山 发育在单向倾斜岩层上的地貌 叫做单斜地貌 倾斜岩层倾角一般在5 80 大于80 的为直立岩层 单斜地貌包括单面山 单斜山 和猪背脊 猪背山 单面山又称单斜山 Monoclinalmountain cuesta 组成山体的岩层倾角一般大于5 并在25 以下 沿岩层走向延伸 顺岩层发育的山坡比较和缓 而另一坡短而陡 两坡不对称 这样的山地叫做单斜山或者单面山 第三节局部构造地貌 单面山 猪背脊 第三节局部构造地貌 二 倾斜构造地貌单面山的发育主要受构造和岩性控制 其发育影响因素包括 1 软硬岩层在抗侵蚀方面的差异 2 岩层厚度 3 岩层倾角大小 猪背脊是单面山的一种特殊类型 岩层倾角较大一般超过45 也有一说是30 由构造面所控制的坡和由侵蚀造成的坡常形成对称的斜面 形如猪背脊 它多发生在已被破坏的背斜陡翼上 在构造盆地边缘 如岩层倾斜较大时 也常出现 第三节局部构造地貌 三 褶皱构造地貌岩层在挤压应力作用下发生弯曲变形称为褶皱 Fold 由于岩层褶曲而形成或者受褶曲构造控制的地貌 叫做褶曲地貌 褶曲地貌可以划分为背斜地貌 向斜地貌和穹窿地貌等 在背斜构造中 核心部分的岩层年代较老 而两翼岩层年代较新 在向斜构造中 岩层的新老关系则恰恰相反 两者通常共存 相邻的背斜之间是向斜 相邻的向斜之间是背斜 第三节局部构造地貌 背斜 向斜 第三节局部构造地貌 三 褶皱构造地貌1 褶皱要素 褶皱要素示意图 组成褶皱的某些特定部位及其几何上的点 线 面等要素 统称为褶皱要素 褶皱要素是褶皱的基本组成部分 包括核 翼 翼间角 拐点 转折端 枢纽 脊线和槽线 轴面等等 第三节局部构造地貌 2 褶皱形态分类从转折端的形态来看 褶皱有圆弧褶皱 尖棱褶皱 箱状褶皱和挠曲 挠曲是在平缓岩层中 一段岩层突然变陡而表现出褶皱面的膝撞弯曲 褶皱要素示意图 第三节局部构造地貌 2 褶皱形态分类从轴面产状和两翼的关系来看 褶皱可以描述为直立褶皱 轴面近直立 两翼倾向相反 斜歪褶皱 轴面倾斜 两翼倾向相反 倾角不等 倒转褶皱 两翼向同一方向倾斜 一翼地层倒转 平卧褶皱 轴面近水平 一翼地层倒转 翻卷褶皱 轴面弯曲的平卧褶皱 褶皱要素示意图 第三节局部构造地貌 褶皱位态分类简表 褶皱位态类型图 第三节局部构造地貌 三 褶皱构造地貌3 背斜山 向斜谷与向斜山 背斜谷褶皱地貌中比较常见的是背斜山 向斜谷以及进一步演化而来的向斜山 背斜谷 背斜山 向斜山 背斜谷 向斜谷 第三节局部构造地貌 4 穹窿地貌当背斜轴足够短时 组成背斜的地层 岩层 倾向四周 形态近浑圆形 无一定走向 这即是穹窿构造 发育在穹窿构造上的或受穹窿构造控制而发育的地貌 叫做穹窿地貌 穹窿地貌主要有穹窿山 放射状水系 穹窿中央高原 环形单面山等等 4 穹窿构造地貌发育目前 关于穹窿构造的成因机制 大致有以下几种模式 郭磊等 2008 深部流动变形 地壳收缩和地壳伸展等 流动变形模式包括底辟作用 地幔上涌及channelflow模式 底辟 包括热隆模式 认为穹窿由主中央断裂 MCT 之上熔岩岩浆或是伸展减压重融岩浆浮力上升形成 地幔上涌模式认为穹窿为横向挤压导致的软流物质上涌 地壳收缩模式认为穹窿发育于逆冲断层坡或双重构造 穹窿构造地貌的发育 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌岩石受力作用后 当应力超过岩石的强度极限时 岩石就会破裂 形成断裂构造 常见的断裂构造包括节理和断层两类 节理 joint 是岩石中的裂隙 没有明显位移的断裂 断层 fault 是岩层顺破裂面发生明显位移的断裂构造 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌1 节理构造及地貌表现节理是一种相对较小的构造 是地壳上部岩石中发育最广泛的一种构造 总与其他构造伴生 节理与有关构造的几何关系的分类 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌1 节理构造及地貌表现根据节理的力学性质 可将节理分为剪节理和张节理 两者有较明显的差异 剪节理由剪应力产生 产状较稳定 沿走向和倾向延伸较远 较平直光滑 有时具有因剪切滑动而留下的擦痕 典型的剪节理常常组成共轭 X 型节理系 X 型节理发育良好时 则将岩石切割成菱形 棋盘格式 张节理由张应力产生的破裂面 产状不稳定 延伸不远 粗糙不平 无擦痕 在胶结不太坚实的砂砾岩中 张节理往往绕砾石或粗砂砾而过 张节理有时呈不规则的树枝状 各种网络状 有时也追踪 X 型共轭剪节理形成锯齿状张节理 单列或共轭雁列式张节理 第三节局部构造地貌 1 节理构造及地貌表现 共轭剪节理与张节理 第三节局部构造地貌 1 节理构造及地貌表现从节理的成因角度来看 它包括原生节理 构造节理和风化节理 原生节理是在成岩过程中形成的节理 典型的如火山岩尤其是玄武岩中的柱状节理 柱状原生破裂构造 柱状节理 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌1 节理构造及地貌表现从节理的成因角度来看 它包括原生节理 构造节理和风化节理 原生节理是在成岩过程中形成的节理 典型的如火山岩尤其是玄武岩中的柱状节理 柱状原生破裂构造 风化节理 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌2 断层构造地貌断层形态多样 规模有大有小 按照断层两盘的相对移动 断层可分为以下几种基本类型 正断层 normalfault 逆断层 reversefault 平移断层 strike slipfault 此外 当断层上盘沿断裂面斜向逆冲 在平面上沿断层走向有位移 称之逆 平移断层 reverse strike slipfault 当断层上盘沿断层面斜向下滑 在平面上沿断层走向有位移 称之正 平移断层 normal strike slipfault 断层的分类 第三节局部构造地貌 2 断层构造地貌大逆冲断层的上盘 因从远处推移而来称为外来岩体 下盘意味着相对未动而称为原地岩体 推覆体就是一种外来岩体 逆冲断层与推覆体共同构成推覆构造 当逆冲断层和推覆构造发育地区遭受强烈侵蚀切割 将部分外来岩块剥蚀掉而露出下伏原地岩块 表现为一片外来岩块中露出一小块由断层圈闭的较年轻地层 这种现象称之为构造窗 飞来峰和构造窗发育过程示意图 第三节局部构造地貌 2 断层构造地貌断层一盘高出另一盘而出露地表的陡坎称之为断层崖 断层三角面 faulttriangularfacet 是指断层崖经河流或冲沟切割侵蚀后 形成的一种上尖下宽的三角形平滑崖面 往往成带出 是现代活动断层的标志 常见于山区或山地与盆地 平原的分界处 断层谷是指沿断层或断裂带形成的河谷 因断裂带上岩石较破碎 抗侵蚀能力较弱 谷地和河流容易沿此软弱带发育 第三节局部构造地貌 四 断层构造地貌1 断层构造地貌 断层崖 断层三