第二章+地貌学基本概念

地貌学及第四纪地质学马维峰第二章地貌学基本概念概述•内容–地貌形态/地貌的相对等级–地貌成因/成因分类–地貌年代确定方法–地貌发展理论–中国及全球地貌特征•重点–地貌形态，地貌成因，地貌演化–地貌的形成发展与演化1.地貌形态•地貌就是地表（地球表面）形态（landforms）•风景是地貌发展的晚期结果1.地貌形态•1．地貌形态：指地面上具有一定几何形态的高低起伏这些地貌特征，如何描述？1.地貌形态•地貌的基本要素–地形面——地表面具不同坡度的面•古地形面——地质历史时期存在的、直观上看不出来的地形面，只有通过研究才能确定–地形线——指两种地形面相交而成的线–地形点——2条以上地形线相交的点1.地貌形态•地貌的形态分为基本形态和形态组合–基本形态——指那些成因单纯、体积小、单个分布的地貌形态•如阶地、冲积扇等–形态组合——在空间分布上有一定的规律、在成因上有联系、在形态上无联系的地貌组合在一起•如河谷、洪积扇群等洪积扇群扇顶扇缘扇面张掖黑河迭瓦状洪积扇1.山地2.台地3.沙丘4.平原5.洪积扇张掖黑河迭瓦状洪积扇编稿图（1/一百万）由河床，河漫滩，谷坡及阶地四个地貌基本形态有规律的排列在河流两侧构成。这四个地貌基本形态在成因上相互联系。河谷1.地貌形态•2.地貌形态测量指标–①高度–绝对高度(即海拔高度)，从图上读取–相对高度(2种地貌的比高)Elv:1100Elv:9001.地貌形态•②坡度：坡度主要反映在地形面上–一般的划分等级为：陡坡：坡角＞50°中等坡：坡角25～50°缓坡：坡角＜25°–在堆积地貌上，不同的坡度可反映不同的成因类型。•例如：崩塌堆积物、坡积物、冲积物形成的堆积地貌坡度依次递减。–在基岩组成的斜坡上，地貌的坡度反映了不同岩石的抗风化能力的强弱砂岩页岩灰岩1.地貌形态•高度+坡度能反映地貌形态–高度大、坡度大－－－地形陡峻–高度小、坡度小－－－地形平缓–高度大、坡度小——？–高度小、坡度大？1.地貌形态•③地面破坏程度–割切深度：指一种地貌的最高点和最低点之间的距离–地面切割程度：地面破坏面积的%。水域面积/总面积切割深度+切割程度=起伏度1.地貌形态•3.地貌的形态类型–与周围地貌的关系–正形态：高出周围地貌•阶地、垅、丘–负形态：比周围地貌低•谷地、洼地、坑、穴–描述+照相+素描正地形：第四纪火山地貌景观正地形负地形火山湖又称火口湖，指火山在喷发后，火山口积水而形成的湖泊2.地貌的相对等级•相对等级：可分为5级–Ⅰ.巨型地貌–Ⅱ.大型地貌–Ⅲ.中型地貌–Ⅳ.小型地貌–Ⅴ.微型地貌Ⅰ.巨型地貌•地球表面可以分为两大地貌单元：大陆、洋盆–形成发展始于中生代：T之前为一超级大陆（泛大陆）由于板块运动而裂解形成现代大陆和大洋–大陆：由硅铝层和硅镁层的大陆壳组成，平均海拔875m。遭后期破坏严重。目前地貌学的主要研究对象–洋盆：由单一的硅镁层的大洋壳组成，其上覆盖松散沉积物。地貌因受水体保护，形态原始。洋底平均深度-3794m–大陆边缘：是陆壳的延伸部分，具有与大陆相似的结构，包括大陆架、大陆坡大陆漂移海底扩张Ⅱ.大型地貌•在巨型地貌基础上进行划分。大陆又可分为山地、平原、盆地。是地貌学的主要研究对象–山地：由山岭和山谷组成。山地高度分类见表。成因上可以分为构造山地、剥蚀山地–丘陵：海小于500m的高地与洼地相间排列的地貌组合。成因上与山地有密切联系–平原：地势平坦、高差小，或略有起伏的大面积地貌组合。高度分类见表。成因分类包括构造平原、剥蚀平原、堆积平原2.地貌的相对等级•Ⅲ.中型地貌：山地又可进一步划分为河谷、分水岭•Ⅳ.小型地貌：河谷分为谷坡（包括阶地）、谷底•Ⅴ.微型地貌：在小型地貌基础上进一步划分。为在小型地貌中更低一级的地形起伏2.地貌的相对等级•例如–大陆→山地→河谷→阶地→前缘Ⅰ－－Ⅱ－－Ⅲ－－Ⅳ－－Ⅴ–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2.地貌的相对等级•地貌等级的研究–宏观观察和制图：•巨、大型－Ⅰ、Ⅱ级，利用卫星、遥感的手段–微观研究和制图：•在野外，从小型地貌入手，然后扩展大中型地貌3.地貌的成因•地貌是内外地质营力相互作用的结果–原因——内外地质营力–基础——岩石和地质构造–过程——地貌形成发展会经历一定的时间过程3.地貌的成因•内营力－－发生于地壳内部、深部，即内部的物质运动–水平运动•本世纪板块运动学说，喜山板块由于南美板块的推进，始新世以来，0.33～0.27cm/y，造成喜山的上升–地壳升降•主要是新构造运动对塑造现代地貌起了主导作用，地壳升降主要形成中小型地貌–岩浆活动•岩浆上升形成火山地形，溢出的熔岩填平地形，形成熔岩高原或平原3.地貌的成因•外营力作用有2个过程–削高——产生剥蚀地貌–补低——造成堆积地貌–外营力主要来自太阳能、风能、流水、风化、冰川等能量3.地貌的成因•不同等级的地貌内外力相互关系从图上可以看出，两头的作用力比较单纯，仅一种营力，复杂的是中小型地貌，既有外力作用，也有内力作用3.地貌的成因•影响地貌形成发展的因素–气候•同一岩性在不同气候条件下形成地貌的时间、尺度不同；•同一地质作用在不同气候条件下作用程度不同；•不同气候带内有不同地貌组合。–植被•植被发育减弱地貌的形成；否则加速地貌的形成。–人工活动：加速地貌的形成。–地质构造•顺构造地貌：背斜或地垒形成正地貌•逆构造地貌：背斜成负地貌，向斜成正地形冰川气候地貌区温湿气候地貌带干旱气候地貌带3.地貌的成因•内外地质营力在地貌上的表现–地壳的连续上升•作用强度越来越大，造成大峡谷，稳定期短–地壳间歇性上升•分水岭与河谷高度不变，形成多级阶地或夷平面–长期稳定•随时间延伸，分水岭降低，河谷降低，分水岭接近河谷，宽河谷，低小丘陵雅鲁藏布江大峡谷雅鲁藏布江大峡谷雅鲁藏布大峡谷形成的直接原因与该地区地壳3百万年来的快速抬升及深部地质作用有关。15万年以来，大峡谷地区的抬升速度达到30毫米／年，是世界抬升最快的地区之一。最新地质考察获得的证据表明，大峡谷形成的根本原出是该地区存在着软流圈地幔上涌体。雅鲁藏布大峡谷形成的地质特征和美国科罗拉多大峡谷基本相似。构造抬升加快剥蚀速率剥蚀速率增加导致地形高度降低，并加快沉积速率地形的高程=构造抬升和剥蚀的平衡3.地貌的成因•小结–内营力：造成地形的高低起伏–外营力：产生削高补低岩性不同、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，地貌形成的内因是岩石与构造，外因是外营力，其形成过程需要一定的时间和阶段4.地貌的成因分类•基本成因分类（单因素分类）按形成地貌的地质作用分类–外力地貌•每种地质作用形成两种地貌，侵蚀地貌、堆积地貌–内力地貌•构造运动所造成的地貌–人工地貌•古运河、修大寨田、围海造田、红旗渠4.地貌的成因分类•基本成因分类（单因素分类）按形成地貌的地质作用分类–内力地貌：构造运动所造成的地貌•新构造运动直接造成地貌–N2以来，青藏高原隆起，三峡地形•剥蚀构造地貌在山区和丘陵地区多。指已经形成的地质构造，经过外力风化剥蚀后，把其构造揭露出来特点：必定有一大部分地质构造(折皱、断层、地层面)反应在地形面上，构成地面的一部分•火山地貌：由于火山地质作用形成的地貌4.地貌的成因分类•形态组合分类（多因素分类）–复杂，是一种多成因分类，关键是要找出形态组合形成的主要原因，要考虑：•形态特征•动力因素•地质构造基础•地貌发展史–目前这仍然是一难题，尚无统一的地貌形态组合分类方案顺构造地貌逆构造地貌地貌晚期，形成逆构造地貌——背斜成谷，向斜成山一般来讲时代较新的褶皱，往往形成顺构造地貌，即地貌形态与岩石的构造形态是一致的，如背斜成山，向斜成谷。时代较老的褶皱，往往形成逆构造地貌，即地貌形态与岩石的构造形态是相反的，如向斜成山，背斜成谷。砂岩页岩灰岩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5.地貌的年代及发展•概念–地貌的年代主要指地貌的主要特征形成以后的年代。–只有等基本要素固定下来以后方能算年代–任何地貌，随着时间的推移，总是有一个发生、发展和消亡的过程5.地貌的年代及发展•例如：坳谷发展的阶段性–切沟–冲沟–坳谷5.地貌的年代及发展•现代地貌与古地貌–现代地貌——指全新世(≤1万年)的地貌，和当地的气候一致。–古地貌——指地质历史上形成的地貌，参与现代地形，和当时的古气候一致。•如江汉平原的丘陵之上，多堆积风化红土，为炎热气候条件下形成(N2)，现在的气候为温暖较湿–注意：千万不能把组成地貌的岩层时代作为地貌的年代，尤其是侵蚀地貌复习资料：地质年代确定的基本原理•地层层序律–沉积岩和喷出岩等成层产出的岩石，其原始产状是水平或接近水平的–沉积物层层叠置，较老的岩层在下面，较新的岩层在上面。只要岩层没有发生倒转，上面岩层的形成时代一定比下面的岩层新。这称为地层层序律。复习资料：地质年代确定的基本原理•地层层序律复习资料：地质年代确定的基本原理•生物层序律–岩石中的生物遗体或遗迹称为化石，它是在岩层中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由低级向高级发展，这种演化规律是不可逆的。因此，可利用一些演化较快、存在时间短、分布较广、特征明显的生物化石和生物化石的组合，作为划分相对地质年代的依据。每一个地质时代都有其特征的标准化石或化石组合。下图为根据化石确定不同地区地层是否为同一时代的地层的示意图。复习资料：地质年代确定的基本原理•生物层序律复习资料：地质年代确定的基本原理•接触和穿插关系–这一原理主要用于岩浆岩–一种岩浆岩穿插、贯入另一种岩浆岩，则显然被穿插的岩石形成较早–类似的，这一原则也可应用于一般的地质界面，如根据断裂面的穿插切割关系判断其形成顺序复习资料：地质年代确定的基本原理•接触和穿插关系数字1、2、3表示其形成顺序复习资料：地质年代确定的基本原理•放射性同位素年龄–放射性同位素测年的原理是基于放射性元素都具有固定的衰变常数（λ），且矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量（N）与蜕变而成的子体同位素含量（D）可以测出，这样，根据公式：t=1/λ*Ln(1+D/N)–就可计算出该放射性同位素的年龄（t）。即包含该同位素的矿物的形成年龄，其相当于包含该矿物并和该矿物一起形成的岩石的绝对年龄。–可以用来进行放射性同位素测年的同位素应具备具有较长的半衰期；在岩石中有足够的含量；易于保存等条件。地貌年代的确定方法•①地貌年代相对顺序的确定–主要依据各个地貌单元之间的相互关系–a.切割关系地貌发展中，新地貌切割老地貌123谷中谷——指在地貌发展中，老的谷地被切割形成更小的、新的谷地地貌年代的确定方法•b.过渡关系同一时期、不同地点形成不同的地貌或沉积物111122地貌年代的确定方法•c.掩埋关系地貌发展中，新的地貌或沉积物掩埋老的地貌或沉积物12345地貌年代的确定方法•②地貌地质年代的确定–a.古生物法–b.年间法–c.其他方法地貌年代的确定方法•②地貌地质年代的确定–a.古生物法•主要利用地貌堆积物中所含的古生物(Q)化石或其组合，直接确定地貌的年代•此法适用于堆积地貌，因侵蚀地貌常无堆积物地貌年代的确定方法•②地貌地质年代的确定–b.年间法•确定的地貌在某一年间或阶段形成，确定的时间越短越好，长了则无意义•主要是利用寻找地貌上最老的堆积物和剥蚀地形切割的最年轻的堆积物，其区间即为地貌形成年龄123467地貌年代的确定方法•②地貌地质年代的确定–c.其他方法•同位素：C14法•历史考古法6.地貌发展理论6.地貌发展理论•1.地貌的发展–指地貌形成以前，随时间的变化而变化，这种变化主要反映地貌的形成、发展和消亡的过程–现在地貌仍处于不同的发展阶段•2.地貌发展的阶段性–指根据地貌的发展，可以划分出若干个发展阶段，每一阶段，都有它本身的特征，而后一阶段又包含前一阶段的若干特征•如：坳谷包含冲沟。WilliamMorrisDavis•WilliamMorrisD