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构造地貌学

构造地貌学 研究地质构造与地表形态关系的学科,是地貌学的重要分支。明显反映这两种地质构造的地貌称为构造地貌,亦有人将两者分别命名为构造地貌和动态构造地貌。反映大地质构造的地貌有大陆、洋盆、山脉、大盆地、大平原等;反映小地质构造的地貌有背斜山脊、单面山、断层陡崖等。

地貌和地质构造的关系很早受到人们的注意。在19世纪80年代,WM戴维斯明确指出:构造是地貌发育的三大因素之一。戴维斯的观点推动了地质构造与地貌关系的研究,但他对大区域构造地貌的发育建立在一次强烈上升后地壳长期稳定条件下有序发展的观点,则是不完全符合事实的。

1923年W彭克在《地貌分析》一书中指出:地貌的形成和演化要从动态构造的变化中去研究,使构造地貌学建立在科学的基础上。从此,地貌学从研究静态构造地貌扩展到研究动态构造地貌。20世纪50年代中期,AL韦格纳于1912年提出的大陆漂移说的复活,以及60年代海底扩张说和板块构造说的提出,极大地推动了全球性地貌的研究,使构造地貌学研究与地球动力学的研究结合起来,构造地貌学在理论和实践上都有了新发展。

基本分为两个方面:

根据地貌形态分析构造,了解地貌内的动力机制,研究构造运动的性质和幅度;

从构造的角度来解释地貌形态。

构造地貌学的研究有三个等级:

研究整个地球的形状,从构造角度分析大陆、洋盆等大型地貌单元。研究地球内部动力和宇宙动力的作用如何形成地球表面的大地貌形态;

研究山地和平原等地貌单元,受地球内力形成的地貌形态;

研究独立的山等小地貌单元,地质构造受外动力的地质作用形成的地貌形态;

研究对象是构造地貌,包括断层地貌褶曲地貌火山地貌熔岩地貌,以及丹霞地貌等。

内容主要有两个方面。①研究明显反映静态构造的地貌,即静态构造地貌。地质时期形成的地质构造,其原始构造形态不可能完整地表现地形上。因为后来的构造运动会使地形发生变化,以至倒转;外力的侵蚀作用使原始构造形态受到不同程度的破坏。

因此,由古老构造形成的背斜山、向斜盆地、断层陡崖等原始静态构造地貌上会出现一些次生构造地貌。如背斜山顶部最易受侵蚀破坏,一旦顶部的刚硬岩层被蚀穿,裸露的下伏软弱岩层更容易被蚀低,于是在背斜山轴部形成一个顺背斜走向发育的谷地,称为背斜谷。背斜谷两侧即形成单面山。相反,顶面由硬岩组成的向斜在外力侵蚀中可能反而残留为高地,构成所谓倒转的向斜高地,称为向斜山。古老的断层构造区,原来断层上升盘地块可能由于软岩出露而反被蚀低,在沿断层线上形成与原始断层崖朝向相反的陡崖,称为断层线崖。

②研究明显反映动态构造的地貌,即动态构造地貌。现代构造地貌研究已不限于单纯地描述一个地区的地形和静态构造的关系,而是着重探讨不同地区和全球性新构造运动对地形的影响。新构造运动所形成的褶曲、断层等遗迹,称为新构造。新构造运动按其运动方向可分垂直运动和水平运动。地壳垂直方向运动使地形产生高低变化,表现为上升的山地、丘陵、高原或台地,下降的平原或盆地。也反映在水系的排列形式上,如地面大面积倾斜上升形成平行状水系,局部的隆起和凹陷依次形成放射状水系和向心状水系,沿穹状隆起的边缘形成环状水系。间歇性上升运动可能形成阶梯状的地貌,如山麓阶梯河流阶地等。

大范围的地壳水平运动使地壳产生挤压或拉张。挤压区形成大陆边缘的岛弧、大陆上的褶皱山系和高原。拉张区形成大洋中脊(见海底地貌)、大陆上的大裂谷和断陷盆地等。最大规模的新构造运动表现在大陆的漂移与洋底的扩张上。对这种现象加以最新解释的是板块构造说。它认为地壳是由几个相对不连续的板块组成,在大洋中脊由于有来自地幔垂直上升的物质流到洋底转为水平流,所以洋底是在扩张的,这种运动进一步推动地壳的几大板块作相互运动,引起板块边缘的俯冲、隆升、错断、火山活动以及板块内部的大褶皱和断裂现象。现代精密的水准测量发现陆地上有大曲度半径的舒缓褶曲隆升或沉降,这种运动亦称为造陆运动。起因有的是地球内力作用,如岩浆的上升或地应力挤压与剪切引起;有的是由于大陆冰盖的消融的卸荷作用引起。后者又称为大地均衡作用。

①运用地貌学方法揭示较长时间的造陆运动是比较有效的。其中最常用的是进行阶地(包括河流阶地、海岸阶地)测量:多级阶地的出现反映地区的间歇性隆升;各级阶地连线的差异性隆升或拗陷反映造陆运动中各地段的差异运动;阶地纵剖面线突然出现不连续性,说明此处曾发生新的构造运动造成的断层现象。

②利用与地貌学密切相关的沉积学方法研究新构造运动。在新的褶皱隆起或断块上升区,新的沉积层因被抬升而有清楚的露头;在新的沉降区,新沉积层隐伏地面以下,且厚度很大。根据新地层的厚度和地质年龄,估算该沉降区的沉降幅度和速率是现行可靠的方法。

③进行综合研究。无论是研究静态构造地貌,还是研究动态构造地貌,都必须从地球内力去追溯它们的成因,但同时又应看到所有的构造地貌都不是纯内力作用的产物,还要研究外力侵蚀、岩性因素在构造地貌中所起的作用。

④漫长的地质历史中发生过多次的大规模构造运动,每次运动所造成的地质构造的格式和走向都不相同。形形色色的构造地貌是多期构造叠置与组合的结果,因此追溯不同地区的地貌发育史时要善于分析这些不同期的构造运动的结果对地貌发育的依次影响。

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