1、地貌学及第四纪地质学全册配套地貌学及第四纪地质学全册配套 完整教学课件完整教学课件 地貌学及第四纪地质学地貌学及第四纪地质学 使用教材 曹伯勋 主编 中国地质大学出版社 2008年 地貌学及第四纪地质学 绪论 风化及重力地貌与堆积物风化及重力地貌与堆积物 流水地貌与沉积物 岩溶地貌与堆积物 冰川和冻土地貌与堆积物 风力地貌与黄土 海洋地貌与沉积物 第四纪沉积物年龄测定 与古环境参数研究方法 第四纪气候与海面变化 第四纪生物界 第四纪地层 新构造运动 地貌及第四纪地质工作 方法 第一章 绪 论 学科的性质及其研究意义 第四纪地质学的基本问题 地貌学的基本概念 学科的性质及其研究意义 学科的性质
2、一第四纪地质学( Quaternary geology)是研究 距今二、三百万年内第四纪的沉积物、生物、 气候、地层、构造运动和地壳发展历史规律的 学科。 二地貌学(geomorphology)是研究地表地貌形态特 征、成因、分布和形成发展规律的学科。 1928年建立国际第四纪研究联合会(INQUA) 地貌学与第四纪地质学的研究在生产实践上地貌学与第四纪地质学的研究在生产实践上 有广泛的应用价值有广泛的应用价值。 第四纪资源第四纪资源、水文地质工程地质水文地质工程地质、灾害与地灾害与地 球环境变化和预测研究球环境变化和预测研究。 水利水电水利水电、农业生产农业生产、工业和民用建设工业和民用建设
3、、农农 田水利建设田水利建设、水土保持水土保持、道路工程道路工程、厂矿和港口厂矿和港口 建筑建筑、地下水勘探地下水勘探、砂矿勘测等砂矿勘测等 都需要进行地貌与第四纪都需要进行地貌与第四纪 地质勘察工作地质勘察工作。 研究意义 1、农业生产方面农业生产方面 不同地貌类型和第四纪沉积物对热 量、光照、水分再分配和土壤性状有着 不同影响,因此,地形高低、地面坡度 和坡向、地面的物质结构等是形成不同 农业生产类型的重要因素。为此结合农 业生产编制的地貌图是农业区划的基础 图。 2、工程建设方面、工程建设方面 在进行道路工程,水库坝址 选择、河道港口整治、城市规划 及厂址选择时,地貌与第四纪地 质研究是
4、必要的前期工作。 三峡工程鸟瞰 3、砂矿和油田的普查与勘探 砂金、砂锡、钨砂、独居石及金刚石等,是经各种外动 力和坡积、冲积、洪积或冰川堆积等作用才富集成矿的。 镍和铝土矿大多分布在古夷平面上 的风化壳中; 可依据砂矿分布特点来追溯原生矿床。 在油田勘探和开发方面,利用河流、 三角洲和湖泊沉积的特征和规律,研究油 田沉积的环境,用岩相与古地理方法对比 含油层,已作出有效的成绩。 竹叶状灰岩 4、水文地质与工程地质 地下水的补给、循环和排泄密 切受到地貌条件、沉积物的性质和 地质构造的控制。 浅层地下水的赋存于河床相的 砂砾层中,除了与地貌条件有关外, 主要取决第四纪堆积物的性质及其 成因类型。
5、 第四纪堆积物的成分和岩相资料,能够提供找寻和评价地 下水、工程建筑原料和工程地基的依据。 济南豹突泉 自然灾害的发生与天地生 三大系统的变化有关。 第四纪全球、区域环境变 化历史和未来环境变化趋势预 测及对策研究,是第四纪地球 科学的一项重要任务。 5、自然灾害与环境变化研究 研究地质学的一个非常重 要的现实主义原理是“将今论 古”,即用研究现代地质作用 和现象的方法去了解地质历史 时期的地质过程。为研究前第 四纪的地质历史,第四纪地质 学和地貌学的研究,乃是必须 的。 6、理论意义 第四纪地质学的基本问题 第四纪的特点 在短暂的地质时期内发生过多次急剧的寒暖 气候变化和大规模冰川活动 人类
6、及其物质文明的形成发展 显著的地壳运动 广泛堆积陆相沉积物和矿产 急剧和缓慢发生的各种灾害不断改变人类生 存环境 人类活动的范围和强度与日俱增 第四纪分期表 宇(宙) 界(代) 系(纪) 统(世) 阶(期) Ma 显 生 宇 (宙) PH 新 生 界 (代) Cz 第 四 系 (纪) Q 全新统(世)Qh 未建 001 26 53 233 32 565 65 更新统(世)Qp 萨拉乌苏阶马兰阶(期)Qp3 周口店阶离石阶(期)Qp2 泥河湾阶午城阶(期)Qp1 新 近 系 (纪) N 上新统(世)N2 麻则沟阶(期)N22 高庄阶(期)N21 中新统(世)N1 保德阶(期)N14 通古尔阶(期
7、)N13 山旺阶(期)N12 谢家阶(期)N11 古 近 系 (纪) E 渐新统(世)E3 塔本布鲁克阶(期)E32 乌兰布拉格阶(期)E31 始新统(世)E2 蔡家冲阶(期)E24 垣曲阶(期)E23 卢氏阶(期)E22 岭茶阶(期)E21 古新统(世)E1 池江阶(期)E12 上湖阶(期)E11 第四纪沉积物 基 本 特 征 岩性松散 成因多样 岩性岩相变化快 厚度差异大 不同程度地风化 含有化石及古文化 遗存 第四纪沉积物的岩性 一、第四纪的基本特点 一、第四纪的基本特点 十 分 活 跃 的 地 壳 运 动 二、第四纪地质年代表 地质时代 气候分期 第四纪 全新世(Q4) 冰后期 更新世
8、 晚更新世(Q3) 玉木冰期 里斯玉木间冰期 里斯冰期 中更新世(Q2) 民德里斯间冰期 民德冰期 早更新世(Q1) 民德群智间冰期 群智冰期 群智多脑间冰期 多脑冰期 一、地貌形态 1、地貌基本形态 自然界的地貌形态常以单个形态或形态组 合的形式存在。 把地貌形态中较小较简单的形态,例如冲 沟、沙丘、冲出锥等称为地貌基本形态。 2、地貌形态组合 范围较大包括若干地貌基本形态的组合体 称为地貌形态组合。 一、地貌形态 3、地貌形态特征 地形的形态是多种多样的。按地形的形态特征 对其进行描述和分类的学科,叫做形态描述学 (Morphography)。 高原高原、平原平原、斜坡斜坡、悬崖悬崖、丘丘
9、、冈冈、阜阜、山山 (巅巅)峰;脊峰;脊、桌地桌地、盆地盆地、垭垭、谷谷、阶地阶地、穹穹、洞洞 等等等等。 4、形态测量特征 高度(绝对和相对)、坡度、地面切割程度等 5、地貌等级: 第一级地形是大陆和洋盆。 它主要是由于岩圈结构和岩圈运 动的差异所造成的地形。 第二级地形是在大陆和洋盆 内,由于(新)构造运动类型和强 度不同所形成的山岳、高原、平 原等大规模的构造地形。 一、地貌形态 5、地貌等级: 第三级地形是由于外力作用 对构造地形的改造所形成的各种 剥蚀地形和堆积地形;由各种地 质构造形态(褶皱、断层等)所形 成的地形。 还可以以营力作用为指标分 出四级、五级地貌形态类型。 一、地貌形
10、态 例如: 陆地平原流水地貌冲积平原 河漫滩、阶地。 地形的等级与成因是有一定联系的。所以, 地形等级的划分,是地形成因分析的前奏和基础。 一、地貌形态 二、地貌的成因二、地貌的成因 戴维斯三要素说戴维斯三要素说 地质结构地质结构 (岩石与地质构造岩石与地质构造) 营力营力 发育阶段发育阶段 (时间和阶段时间和阶段) “地形是构造、作用和时地形是构造、作用和时 间的函数”间的函数”。 岩性不同、地质构造不同、作用营力不同、经受作用 的时间长度或发育所处的阶段不同,都会导致地貌形态不 同。 反过来说,地貌形态的差别,可从岩性、构造、营力、 历史或阶段等方面得到解释,或找出原因。 三要素说的提出,
11、明确了地貌形成的内因是岩石与构 造,外因是营力,以及其形成过程需要一定的时间和必然 经过不同的阶段。 戴维斯三要素说戴维斯三要素说 (一)地貌形成的物质基础 地质构造和岩石 1地质构造地质构造 地貌对构造的适应性:地貌的发育与构造线 相一致或部分一致 大地构造单元是地貌发育的基础。中国的大 地貌单元,即山地、高原、盆地、平原等在平面 上的排列组合形式,其形成主要受大地构造的控 制。 地质构 造是地貌形 态的骨架, 在地质构造 影响下,出 现各类构造 地貌,如褶 皱山、断块 山等。 顺构造地形顺构造地形 正向构造(背 斜、穹隆、地垒) 与高地相一致,负 向构造(向斜、构 造盆地、地堑)与 低地相
12、一致,此两 者称为顺构造地形。 逆构造地形逆构造地形 正向构造 与低地相一 致,负向构 造与高地相 一致,称为 逆构造地形 2岩石性质岩石性质 岩石性质对地貌的影响,实质上就是指岩石 对来自外界的物理作用和化学作用的反映。 通常在地貌研究中所说岩性的坚硬和软弱, 或者岩石抵抗侵蚀能力的强和弱,就是这种影响 程度的表现。 一般说来,砂岩、石英岩、玄武岩、砾岩等 属于坚硬岩石,泥岩、页 岩等属于软弱岩石。 由于岩性所引起的差别 风化和差别侵蚀的结果,坚 硬岩石通常表现为突出的正 向地貌(山地、丘陵等),相对 软弱岩石出露之处,地貌上 形成负向地貌(谷地、盆地等)。 岩性对地貌的影响,在那些 经历了
13、长时期剥蚀的地区表 现最明显。 岩石坚硬和软弱,抗侵 蚀能力的大小都只是一个相 对概念,它与岩石所处的自 然环境有很大关系。 花岗岩,分布在我国北 方常呈高大险峻的山地 (如华 山、泰山、黄山等),而在华 南地区则成馒头状丘陵;前 者地形起伏明显,后者地势 变化和缓。 花岗岩球状风化 (二)地貌形成的动力 地貌形态千姿百态,但形成地貌的动力主要有两类, 即内力作用和外力作用。地貌的形成发展是内外力相互 作用的结果。 1、内力作用造成地壳的水平运动和垂直运动,并引起 岩层的褶皱、断裂、岩浆活动和地震等。除火山喷发、地 震等现象外,内力作用一般不易为人们所觉察,但实际上 它对于地壳及其基底长期而全
14、面地起着作用,并产生深刻 的影响。地球上巨型、大型的地貌,主要是由内力作用所 造成的。 2、外力是指地球表面在太阳能和重力驱动下,通过空 气、流水和生物等活动所起的作用。它包括岩石的风化作 用,块体运动,流水、冰川、风力、海洋的波浪、潮汐等 的侵蚀、搬运和堆积作用,以及生物甚至人类活动的作用 等。外力作用非常活跃,而且易被人们直接观察到。 3、 人类活动在现代技术社会里已成为一种重要的地貌 营力,能产生许多新的人工(为)地貌,如堤坝、人工湖、 护岸工程、城镇建筑群等,也能夷平破坏一些地貌。 内、外力作用的时间也是引起地貌 差异的重要原因之一。 作用时间长短不同,则所形成的地 貌形态也有区别,显
15、示出地貌发育的阶 段性。 急剧上升运动减弱初期出现的高原, 随着时间的推移,高原在外力侵蚀下, 破坏殆尽,成为崎岖的山区;再进一步 发展,则可转化为起伏和缓的丘陵。 (三)影响地貌形成发展的时间因素 在一个地带内,地形的发展表现出 一种与其他地带不同的特点,叫做地形 发展的地带性。主要有大地构造地带性大地构造地带性 和气候地带性气候地带性 三、地貌的地带性三、地貌的地带性 气候是地貌形成的 重要因素之一。 气候(主要为温度 和降水量)决定着外力 的性质和强度,从而影 响到其塑造的地貌。 (一)气候与地貌 在不同 的气候条件 下,风化作 用的性质和 侵蚀作用的 强度都有明 显差异。 现代流水侵蚀
16、强度最 小的气候区: 降水少的中纬度干旱区; 降水少且低温的极地和 亚极地冰缘区; 高温多雨但植被繁茂的 热带区。 现代流水侵蚀强度最 大的气候区在雨量中等植 被并不茂密的中纬度温湿 区 。 气候 也直接影 响风沙作 用、冰川 作用和岩 溶作用等 的强度。 形成地貌的外力受气候控制,地球上气候呈现分带性, 故地貌的空间分布亦具分带性。 (二)气候地貌分带 1冰雪气候地貌带 、冰川气候地貌区 为高纬极地和高山雪线以上的地区, 年平均温度在0以下,终年为冰雪覆盖, 冰川作用占绝对优势,其次还有冰冻风 化,发育冰川地貌和冰水地貌。 冰川气候地貌区 、冰缘气候地貌区 为年平均温度在0 上下的无冰盖 的
17、极地和亚极地以及雪线以下、森林线 以上的高山带,冰雪融水渗入土层,形 成多年冻土层。冻土表层发生日周期性 和年周期性的解冻,故冻融作用占优势, 其次是雪蚀作用;由于高压反气旋中心 的存在,风力作用也很重要。此区发育 各种冻土地貌。 冰缘气候地貌区 主要分布在中纬度,年平均温度在10 左右, 降水量约800毫米。本带流水作用占优势,流水地 貌发育。此带沿纬向变化较大,地貌发育也有较 大差别。 2温湿气候地貌带 在副热带高压带和温带大陆中心,气候极端干燥,降水 极少。年降水量一般在250毫米以下,且降水非常集中,而 蒸发量则远大于降水量(大几倍、几十倍甚至百倍),所以相 对湿度和绝对湿度都很低。在
18、温度方面,则有两种情况:一 种是温带干旱区,冬寒夏热 (如我国新疆北部),年温差和日 温差都很大,年温差可达60 70 以上, 日温差可达 35 -50 ;另一种是热带亚热带干旱区(如非洲北部),寒 冷月份的平均温度不低于 0 ,所以年温差较小,仅日温 差较大。 3干旱气候地貌带 干旱气候地貌带 干旱气候地貌带植被极为贫乏,地面裸露, 物理风化作用强烈。经常性水流缺乏,只有由暴 雨形成的暂时性水流(洪流)。风力作用盛行。风 力作用和干燥剥蚀作用成为这里的主导外力。风 成地貌大规模发育,形成大面积沙漠和戈壁。 在干旱区与湿润区之间的过渡带,为半干旱 区,年降水量约400毫米,降水比较集中,片流、
19、 冲沟发育,广泛分布黄土并发育特有的黄土地貌。 位于赤道和低纬,降水量和蒸发量都很大,但前 者要超过后者。年平均降水量在 1 000毫米以上;最 冷月温度大于18 ,没有真正的冬天。由于气候高 温多雨,地面植被茂密,生物化学风化作用极其突出, 使基岩受到强烈分解,广泛发育深厚的砖红土型风化 壳,如巴西结晶岩上的红色风化壳厚度普遍超过100 米。本带虽降水丰富,但由于化学风化盛行,植被繁 茂,河流中碎屑物质含量少,因而侵蚀作用反不如温 湿气候区强烈。 4湿热气候地貌带 湿热气候地貌带 湿热带的可溶盐(主要是石灰岩)分布区,高温多 雨、植被茂盛的生物气候条件十分有利于岩溶作用, 岩溶地貌得到充分的
20、发育,形成了大规模的峰林地貌。 海滨,生长着热带生物红树林和珊瑚,通过 它们的生命活动,形成特有的热带生物海岸红树 林海岸和珊瑚礁海岸。 红树林海岸 红树林海岸 三、第四纪沉积环境和 沉积物成因类型 1、第四纪沉积物的沉积环境 第四纪沉积环境指形成松散碎屑物的水动力 条件、生物、地貌、物理与化学条件等。因为沉 积环境包括堆积和侵蚀环境,沉积物来源于侵蚀 区,而侵蚀区具有不同的风化过程、搬运条件等, 使沉积物的成分、结构和构造也不相同。 “将今论古”的研究方法。即从现代沉积环境 研究人手,查清在一定环境下形成的沉积物特征, 从而与古地理环境相对比,恢复其古地貌与古动力 条件。因此,对现代沉积物的
21、研究,是解决古代沉 积环境的物质基础。 1、第四纪沉积物的沉积环境 1、第四纪沉积物的沉积环境 第四纪沉积物和其他地质历史时期的沉积 物不同,具有以下特征。 陆地上第四纪沉积物除在特殊条件下固结 坚硬之外,一般呈松散状态或半固结状态。 在松散堆积物中,生物化石保存较丰富, 在海相地层中,微体生物遗体化石分布广泛。 2、第四纪沉积物特征 第四纪陆相堆积物因受内、外力地质作用,地貌、 岩石性质、气候,水文等因素影响,形成不同类型的堆 积物,所以无论是在地层性质、厚度以及空间分布上都 多变化。有时在很短的距离内,同一时代的堆积物,相 变化较大,有时在同一层位中,所含的化石也很不稳定 第四纪堆积物在形
22、成时,同时遭受外界营力破坏, 很难保存其原始状态。由于地貌部位遭受到破坏,使得 第四纪堆积物处于不同高度,增加了地层对比的困难。 2、第四纪沉积物特征 第四纪是人类出现与发展的时代。人类的活 动,给第四纪增添了光彩,给第四纪沉积物带来 明显的特色。人类化石与文化遗址成为第四纪地 层的重要标志之一,是研究第四纪地质的重要内 容。 2、第四纪沉积物特征 3、第四纪沉积物的成因类型 残积(el):基岩遭受风化作用后(包括物 理、化学与生物风化作用),残留原地的产物, 一般未经搬运。 包括残积物、土壤与风化壳。 风化剖面一般由下至上分为基岩带、弱 风化带、中等风化带和强风化带。 3、第四纪沉积物的成因
23、类型 坡积(dl):在重力作用下,由雨水与雪水冲刷 搬运,在山坡与山脚下堆积起来的风化产物。 3、第四纪沉积物的成因类型 重力堆积(xd):在重力作用下,崩塌的巨大石块与乱石, 搬运至山坡或山麓堆积的粗粒碎屑物,又称坠积物。 3、第四纪沉积物的成因类型 滑坡堆积(del):在重力、 地下水和地表水作用下,整个岩 体沿斜坡下滑,产生的堆积物。 3、第四纪沉积物的成因类型 长江新滩滑坡 .土溜堆积(又称泥流堆积)(s或df): 斜坡的土层经充分渗透雨水浸湿后,成 塑性状态,在重力作用下,沿着坡面向 下滑动,形成堆积物。 3、第四纪沉积物的成因类型 冲积(a1):河流堆积,又 称淤积物,主要分布在河
24、谷地 带内。 3、第四纪沉积物的成因类型 洪积(p1):暂时洪水形成的 堆积物。主要分布在山谷口或山 前平原o 3、第四纪沉积物的成因类型 湖积(l):湖水在湖盆里的堆积 物,包括机械、化学与生物的作用 所形成的各种堆积物。 3、第四纪沉积物的成因类型 .沼泽堆积(h):由生长茂盛的植物,在 经常积水的沼泽地,以生物与化学作用为 主形成堆积物。 3、第四纪沉积物的成因类型 .海相沉积(m):由波浪或海流搬运作用、化学作 用与生物作用形成的堆积物。 包括滨海、浅海、深海和泻湖等地区的沉积物。如 珊瑚礁与海滩岩、海成淤泥质堆积物等。 3、第四纪沉积物的成因类型 化学堆积(eh):由各种化学作用形成
25、的沉淀物。 3、第四纪沉积物的成因类型 .冰碛(gl):是冰川搬运和堆积的物质。 一般分两大类:冰川在运动过程中搬运的物质,叫运动 冰碛;经冰川搬运后堆积下来的物质叫堆积冰碛。一般所说 的冰碛,即指堆积冰碛。 3、第四纪沉积物的成因类型 冰水沉积(fgl):是冰川融水沉积物, 由砾石和砂粒组成。它不同于冰碛,有一定 分选性和层理结构,与一般河流冲积层不同 之处,在于其中夹有大漂砾和冰碛透镜体, 并且同冰碛层有紧密的接触关系。常是地下 水的良好含水层。 3、第四纪沉积物的成因类型 冰湖沉积(lgl):冰湖又叫冰川湖。由冰川掘蚀 或冰碛堵塞等原因形成的凹地积水而成的湖泊。前者 称冰蚀湖,后者叫冰碛
26、湖。冰水搬运的物质在冰湖中 沉积,叫冰湖沉积 3、第四纪沉积物的成因类型 3、第四纪沉积物的成因类型 风积(cal):由风力吹扬作用,形成风成 砂和风成黄土等堆积物。 火山堆积( ):火山熔岩流与火山喷发碎屑 在地表的堆积物,如火山弹、火山碎屑物、火山 砂与火山灰等。 3、第四纪沉积物的成因类型 人工堆积(a): 由人工作用所形成 的堆积物。现在人类活动已成为物理变 化,化学变化的一个十分活跃的营力, 有些变化,在正常的地质作用下,需要 几千年,上万年才能实现,人为的作用 能缩短到几天时间就能实现。 3、第四纪沉积物的成因类型 洞穴堆积(gr): 由洞穴中重力堆积的角砾,及 地下水机械和化学作
27、用在岩石裂隙和溶洞内沉积的石 钟乳、石灰华和地下河、湖沉积的砂砾粘土等。 3、第四纪沉积物的成因类型 洞穴堆积(gr): 由洞穴中重力堆积的角砾,及 地下水机械和化学作用在岩石裂隙和溶洞内沉积的石 钟乳、石灰华和地下河、湖沉积的砂砾粘土等。 3、第四纪沉积物的成因类型 第二章 大陆及构造地貌 山地 平原 构造地貌 第一节第一节 山山 地地 第二节第二节 平平 原原 受地质构造控制所形成的地貌称为构造地貌 第三节、 构 造 地 貌 1、 水平岩层构造地貌 水平构造在地貌上表现为平原或高原。高原受河流 切割形成构造台地或低山丘陵,山顶如有硬岩层覆盖则 形成方山或桌状山。当岩层软硬相间时,则可形成阶
28、梯 状台地。 、构造高原 构造高原 、构造台地和方山 、崖壁和峡谷地貌 丹霞山位于广东省韶关市东北郊,面积290平方千米。其山石 由红色砂砾岩构成,地形以赤壁丹崖为特色,看去似赤城层层, 云霞片片,古人取色如渥丹,灿若明霞之意,称之为丹霞山。 、丹霞地貌 2、 褶皱构造地貌 地壳运动时水平岩层受到挤压而产生的一系列波状弯 曲,称为褶皱,其中每个弯曲称为褶曲,在褶皱影响下所 成的地貌,称为褶皱构造地貌。 原生褶曲构造地貌 它指未经外力破坏或受破坏轻微的背斜和 向斜所成的地貌,如背斜(构造)为山(地貌),向 斜为谷地的地貌。这种地质构造形态与地形起 伏相吻合的地貌又称为顺地貌。事实上,顺地 貌一般
29、很少见到,大多数是已破坏了的蚀后构 造地貌。 次生褶曲地貌 背斜和向斜经过长期侵蚀,都会受到严重破坏,原来 受它支配的地貌也会发生重大变化,结果是背斜快速下 蚀成为谷地,向斜下蚀较慢反而高起成为山地,这种地 质构造形态与地形起伏相反的地貌,又称为逆地貌或地 貌倒置。 地貌转化的重要原因是由 背斜张节理 发达所致,因它加 快了背斜轴的风化破坏,从而 使整个背斜形态及山形迅速下 蚀变成谷地。与背斜相反的向 斜层,因受压力作用而岩石破 裂较少,侵蚀也较为缓慢,最 后它反而高出背斜成为山岭。 如庐山的莲谷原属向斜谷,现 变为向斜山。 多褶曲的山地地貌 世界上常见的褶皱山脉大多数是由多列的褶曲山 地和谷
30、地组成。更复杂的褶皱山脉是由一系列强烈 褶皱曲,如倒转褶曲、平卧褶曲或逆掩断层推覆构 造体等山地组成。事实上,该类山地的构造形态大 部分已经被破坏,影响山地形态的主要是岩性,古 老而又坚硬的岩石形成山岭,软弱的岩石及断层带 形成谷地。 向一个方向倾斜的岩层称为 单斜构造,它可能出现在已被破 坏的背斜两翼,已被破坏的穹窿 构造的四周,盆地的外围,掀斜 的水平岩层或断层的掀斜层等处 。单斜地貌主要有单面(斜)山和 猪背山。 3、单斜构造地貌 单面山 组成山体的岩层倾角一般在25以下,山体沿岩层 走向延伸,两坡不对称,一坡与岩层倾向相反,坡陡而 短,称为前坡或单斜崖,造崖层由硬岩层组成。另一坡 与岩
31、层倾向一致,坡缓而长,称为后坡或单斜脊,它构 成山地主体。组成后坡的岩层,也是硬岩层。由不对称 的两坡组成的单面山只有从单斜崖一侧看上去才像山形 ,故名单面山。单面山被河流切开后,往往成多个山峰 ,如庐山的五老峰单面山。 猪背山 当单斜层的倾角较大,形成 两坡对称的山体时,称为猪背山( 脊),它多发生在已被破坏的背斜 陡翼上。 猪背山 4、 断层崖 当岩层遭受构造作用力超过其塑性限度时,就会发 生断层,在断层面两侧的上、下盘位移时所出露的陡崖 ,即为断层崖。断层崖走向挺直,可以贯穿不同的古老 地形,崖下可能出现串珠状洼地、涌泉或温泉,崖壁上 的地层往往在另一侧谷底出现。断层崖的高度和坡度分 别
32、取决于断距的大小和断层面的倾角。 5、 断层构造地貌 断层崖受外力作用,会不断后退,高度也逐渐降低, 直至消失。横穿断层崖的河流峡谷,最初只把断崖切成梯 形面,后来峡谷扩大,梯形面缩小变为三角面,最后再变 成一系列小崖,或称“末端面”。此时它已后退,与断层 线相差一段很远的距离,如我国山西太谷断层崖即有明显 的断层三角面和梯形面存在。 山西太谷断层崖 断层线崖 在断层崖形成后,在构造运动长期稳定的场合下, 河流侵蚀作用和其他风化作用及剥蚀作用进行下去,一 条断层崖的上部可以被改造成为一些彼此分离的剥蚀丘 陵或山岳,以至断层崖的形态荡然无存;而其下部则可 以被保存于冲积物和其他松散堆积物的掩埋之
33、下。断层 崖地形于是消失。 当断层运动再度活动,重新使断层的一侧地形相对 升高,一侧相对降低时,则在原剥蚀残留形态的基础上 ,重新形成崖的形态特征,称复活的断层崖。 当断层崖两侧由于构造上升运动相对于周围地区升 高时,复盖断层崖的沉积物被河流和其他剥蚀作用所破 坏,被埋藏的断层崖被剥露出来,形成剥露断层崖。剥 露断层崖是一种受断层构造控制的主要由侵蚀作用所形 成的剥蚀(侵蚀)构造地形, 叫做断层线崖。 断层谷 剖面特征 断层线通常是一构造破碎带,容易被风化侵蚀,在断 层线上发育的谷地称为断层谷。形态上一般为深窄的峡谷 。如果它出现在上、下盘间的断层线上时,谷地的两坡不 但地层位置不对应,而且地
34、形上也不对称,在上升盘一坡 高而陡,下降盘一坡低而缓。 平面特征 在单一断层线上发育的断层谷走向平直,在两组不 同走向的断层线上发育的谷地, 走向随断层而变化,呈 “之”字形走向或不自然的转弯,如雅鲁藏布江在宿瓦卡 附近的大转弯,是受北东向和北西向两组断层线支配的。 当平移断层切过多条老河谷时,它们都会被截断和发 生位移,但都会在断层线上共同发育出一段新的断层谷, 这段谷地沉积物年代较新,谷地两坡的地貌如阶地等也与 老河谷相异。 当断层穿过软、硬相间的岩层时,在易 蚀的软岩层上发育出宽谷,难蚀的硬岩层上 发育出峡谷,从而出现宽狭相间的串珠状谷 地。 断层谷支流往往不依地势倾斜而成反向 河流。
35、第四节、 火山与熔岩地貌 1、火山地貌 火山是岩浆喷出地面后形成的山体,它由 火山口和火山锥两部分组成。 火山口 它是火山喷发的出口,平面上呈圆形或椭圆形。火山喷 发时,首先是气体把上覆的岩层爆破,造成火山口,然后是 火山碎屑物和熔岩从火山口喷出,随后部分喷出物在火山口 周围堆积下来,构成高起的环形火口垣。于是火山口便成为 封闭式的漏斗状洼地,内壁陡峭,中央低陷,直径由数十米 至数百米,少数超过千米,深几十米至百米以 上。口内往往 积水成为火口湖,如我国白头山上的天池,面积98平方千 米,最大水深为 373米。 火山锥 火山锥以火山口为中心,四周堆积着由 火山熔岩及火山碎屑物(包括火山灰、火
36、山砂、火山砾、火山渣和火山弹等)组成 的山体。形态主要有锥状火山、盾状火山 和低平火山等三种。火山锥的形态与喷发 的熔岩性质有关。 熔岩高原及台地 由裂隙式或中心式喷出的玄武岩熔岩,冷凝后可形成 高度较大的玄武岩高原和高度较小的玄武岩台地。冰岛高 原、印度德干高原和美国的哥伦比亚高原;我国的琼雷台 地,它是我国第一大玄武岩台地,面积共7 290平方千米。 2、熔岩地貌 熔岩高原及台地 台地上除了火山锥分布外,台地面和缓起伏,风化壳 薄,有时还见到原始的熔岩流痕迹,还有火山渣、火山弹 及玄武岩块等。台地在外力作用时间不长的情况下,只发 育出短浅的河谷与沟谷。如果被深切的台地,往往造成顶 平坡陡的
37、熔岩方山,如东北的敦化、密山等地的方山,长 江下游的江宁方山、句容县赤山、六合县灵岩山等。 2、熔岩地貌 方山 台地 气孔 熔岩隧道 它是埋藏在熔岩台地内的长形洞穴。 我国琼雷台地的熔岩隧道分布很普遍,已知最长的是琼 山儒玉村隧道,长2 000米。 隧道的长宽和高度相差十分悬殊,洞顶呈半圆拱形或屋 脊形,有熔岩钟乳石、天窗(崩塌)和天然桥。洞底有岩柱(崩 落)、熔岩堤(残余的熔岩流)。洞壁有绳状流纹和岩阶。 熔岩隧道 隧道的生成与熔岩流的物理性质有关,它是在温度高、 粘度小、含气体多、易流动的熔岩流内产生。当熔岩流冷凝 时,由于表里凝固速度不一致,虽然表层已经凝固成岩壳, 但里层仍然保持高温和
38、继续流动。如果熔岩来源一旦断绝, 里层熔岩就“脱壳”而出,留下了空洞。 琼雷台地的熔岩隧道 分布地点 埋深(米) 长度(米) 高度(米) 宽度(米) 遂溪农场 16-27 遂溪农场附近金屋 村 26 4 08 海康调风下港村仙 人洞 100 2-4 2-6 徐闻愚公楼那屯村 38-41 25 琼山十字路儒玉村 19 2000 2-4 7-8 琼山石山区 1-5 250-1216 1-8 1-25 海口仙人洞 海口那甲泉 熔岩堰塞湖 熔岩流进入河谷后堵塞了河道,就会形成堰塞湖 ,如我国牡丹江上游的镜泊湖,是由全新世玄武岩熔 岩阻塞牡丹江而成,形成面积为96平方千米,长约40 千米的湖泊。 熔岩堰
39、塞湖 熔岩流进入河谷后堵塞了河道,就会形成堰塞湖 ,如我国牡丹江上游的镜泊湖,是由全新世玄武岩熔 岩阻塞牡丹江而成,形成面积为96平方千米,长约40 千米的湖泊。 第三章 风化作用及重力地貌 风化作用 风化壳 重力地貌 第一节、风化作用第一节、风化作用 1、风化的概念: 出露地表的岩石,在太阳能、大气和 生物的作用下,发生崩解和破碎,变为松 散的碎屑物,这种在原地发生的物理和化 学变化称为风化作用(weathering)。 2、风化作用的类型 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化 (1)物理风化(physical weathering) 物理风化指由胀缩的变化引起的机械崩解作用
40、, 故又称机械风化。温度的季节变化和昼夜变化,使岩 石表层经受长期的热胀冷缩而崩解分裂,由大块变成 小块,由小块变成更小的碎屑,以至成为砂粒,但其 化学成分不变。此外,在岩石裂隙和孔隙中的水冷却 结冰时,体积增大9,这时对围岩的压力可达6 000 千克每平方厘米,如此冻融反复进行,对岩石产生巨 大的破坏力,并使其崩解、破碎,这种作用又称冻融 风化作用 化学风化指岩石表面在水、氧、二氧化碳、有机 酸等作用下产生溶解、结晶、水化、水解,碳酸化和 氧化等一系列复杂的化学变化。在强烈的化学作用下, 不仅岩石的结构成分受破坏变成松散的土层,而且矿 物成分也发生变化。 (2)化学风化(chemical w
41、eathering) 生物风化指生物在其生长和分解过程中,使岩石矿 物受到物理和化学作用。生物的物理风化作用包括植物 根系发育(树根发育可对围岩产生10-15千克每平方厘米 的作用力),动物如蚯蚓、田鼠和蚂蚁等挖掘洞穴,使岩 石矿物遭受机械破坏。生物在矿物遭受破坏的过程中, 一方面从岩石矿物中吸取养分,另一方面也分泌出各种 酸,如碳酸、硝酸和各种有机酸等,对岩石矿物进行强 烈化学分解,即产生生物化学风化作用。 (3)生物风化(biogical weathering) 三种风化作用在自然界往往不是单独进行 的,而是同时交替进行。至于一个地区、个 时期以哪种作用为主,则取决于具体的气候条 件,如高
42、山高纬地区以物理风化为主,湿热地 区以化学风化为主,如果该地区植物繁密,则 生物风化作用亦占重要地位。 (1)气候因素 气候对风化的影响主要通过气温和降水量来实现。 气温年较差和日较差大, 有利于物理风化作用的进行。 气温的高低对矿物的溶解度、水溶液的浓度和化学反 应速度等有很大影响。降雨量的多寡除影响地面冲刷 外,对化学风化和生物风化起重要作用,因此不同气 候带的风化作用有明显差异。 3、影响风化作用的因素 极地和高山地带 : 终年温度在0以下,以冻融作用 为主,化学作用缓慢,故长期处于物理风化阶段。 干旱荒漠地带 :日照强,温度日较差大,年降水量小 于250毫米,蒸发量大于降水量。在这种情
43、况下,化学风化除 氧化外,溶解和水化学作用也有发生,但氯化物和硫酸盐不 能全部被淋溶,故仍处于物理风化为主的阶段。 半干旱草原地带 :日照强,年降水量250-500毫米, 蒸发量大于降水量。物理风化作用强,而化学风化作用亦 较活跃。氯化物和硫酸盐等大部分被淋溶,钙镁盐类则相 对富集,形成钙积层,故处于富钙阶段。 半湿润森林草原地带 : 年降水500-750毫米,蒸 发量与降水量大致相等。以化学风化为主,处于富钙或富 硅铝两阶段之间。 温湿地带: 年降水量750-1000毫米,降水量 大于蒸发量,处于化学风化为主的中期阶段,形成富 硅铝残积物。 湿热地带: 年降水量大于1000毫米,终年高 温,
44、有利于化学风化作用迅速进行。高温加速水解作 用,多雨增大化学风化效能,同时高温多雨使植物繁 茂,各种有机酸及细菌作用活跃,生物风化作用也得 到加强。长期处于富铝阶段,发育很厚的(可达200米 以上)红色风化壳。 坡度、高度和切割程度的不同,使风化的深度、 厚度和强度有所差别。缓坡上的风化强度和深度比陡坡 强。不同坡向和不同高度通过温度、水湿条件差异,间 接地影响风化。地形切割程度不同,不仅使地表和地下 水的循环条件不一样,而且造成小气候差异,对化学和 物理风化的进行有显著的影响。 (2)地形因素 岩石的矿物成分、结构、构造都直接影响风化 作用。岩石的抗风化能力取决于组成岩石的旷物成 分,而各种
45、矿物对化学风化的抵抗能力,即它们的 相对稳定性差别很大(表3-1)。 (3)地质因素 表3-1 化学风化对造岩矿物的相对稳定性 相对稳定性 造 岩矿 物 极稳定 稳 定 不大稳定 不稳定 石 英 白云母,正长石,微斜长石,酸性斜石 普通角闪石,辉石类 基性斜长石,碱性角闪石,黑云母, 普通辉石,橄榄石,海绿石,方解石, 白云石,石膏 硅酸盐类的造岩矿物风化过程: 钾长石绢云母水云母高岭石。 辉石、角闪石绿泥石水绿泥石蒙脱石 多水高岭石高岭石。 黑云母蛭石蒙脱石高岭石。 白云母水云母贝得石蒙脱石多水高岭 石高岭石。 石英(部分)硅酸石髓次生石英。 在适宜的气候条件下,高岭石进一步分解成铝 土矿和石髓等,而辉石、角闪石、黑云母还分解 成褐铁矿和针铁矿等。 花岗岩含有较多的石英和长石,即含有较多的 硅铝元