第一章绪论太平洋大西洋印度洋北冰洋亚洲欧洲非洲南美洲南极洲大洋洲第一节地貌学的研究对象和研究内容地球表面有各种高低起伏的形体,如陆地、海洋、高山、丘陵、高原、平原、盆地、河谷、冲沟等等,这些形体总称为地貌(或地形)。地貌学(geomorphology)就是研究地球表面形态及其空间分布、结构特征、成因机制和发展规律的科学,所以地貌学也叫地表形态学。地貌学的研究对象是地貌。地貌学的研究内容,就是地貌的形态、结构、组合及空间分布特征,形成地貌的各种动力地质过程,地貌的发育和演化规律以及地貌与人类生存环境、人类活动、经济建设的关系。一、地貌形态地貌形态千变万化,按其形态可分为两大类:①正(向)地貌:是高出某一近似水平面的凸起地形,如山地、丘陵等。②负(向)地貌:是低于某一水平面的凹下地形,如盆地、洼地、河谷等。每一类中又可分出两种地貌型式:a.封闭地貌:四周都界以斜坡,如丘陵、盆地等b.非封闭地貌:一面或二面没有斜坡,如冲沟、谷地等。1.地貌的基本要素地貌形态是由地貌基本要素所构成,它们是地貌形态的最简单的几何组分,决定了地貌形态的几何特征。地形面:可以是平面、曲面或波状面。例如山坡面、阶地面、山顶面和平原面等。地形线:两个地形面相交构成地形线(或一个地带),或是直线,或是弯曲起伏线。例如分水线、谷底线、坡折线等。地形点:两条或几条地形线的交点,或孤立的微地形体构成地形点,这实际上是大小不同的一个区域。例如山脊线相交构成山峰点或山鞍点、山坡转折点和河谷裂点等等。地貌基本要素示意地形点地形线地形面自然界的地貌形态虽然被归结为上述三种基本要素组成,但在实际应用中,这些要素表现的程度不同,有时清晰可见,有时模糊难辩,甚至缺少某个形态要素。因此,在地貌研究中要注意分析地貌的不同要素的特征。2.地貌的基本形态和形态组合自然界的地貌形态常以单个形态或形态组合的方式存在。通常将地貌形态当中较小、较简单的地貌形态称为地貌基本形态,例如冲沟、沙丘、冲积锥等。另一类范围较大,是包括若干地貌基本形态的组合体,称为地貌形态组合,例如山地、荒漠等。地貌形态组合可以是简单的同一时代同一类型的地貌组合,也可以是复杂的不同时代不同成因的地貌组合。一般较大的地貌都是复杂的地貌形态组合体。二、地貌的相对等级地貌规模极其悬殊,按相对大小,并考虑地质构造基础、塑造地貌的营力分为以下等级:星体地貌:把地球作为一个整体,其形态、大小、海陆分布等总体构成了星体地貌特征。巨型地貌:即地球上的大陆和洋盆,是高度上具有显著差异的两类地貌,由内力作用形成。大型地貌:陆地上的山岳、平原、大型盆地,洋盆中的海底山脉、洋中脊、海底平原等属于大型地貌。它们一般和大地构造单元相一致。中型地貌:大型地貌内的次一级地貌,如山岳地貌中的山岭、山间盆地;平原上的分水地区和河谷区等。小型地貌:是中型地貌的各个组成部分,例如山脊、谷坡和河谷等。上述各级地貌以比它高一级的地貌为发展基础,并逐级叠加在一起,构成一个相互联系的地貌体系。三、地貌的成因研究地貌成因必须要涉及地貌形成的物质基础、动力条件和影响地貌形成发展的因素。(一)地貌形成的物质基础1.岩性火成岩、沉积岩和变质岩具有不同的颜色、矿物成分和结构构造,因而具有不同的抵抗风化剥蚀的能力,这种能力叫做岩石的抗蚀性。从地貌形成的角度看,岩石的抗蚀性比岩石的成因更重要。凡易风化剥蚀的岩石,称之为软岩石;能够经受长期风化剥蚀的岩石,称为硬岩石。岩石的抗蚀性差异对地貌形成的影响玄武岩与花岗岩地貌同一岩性,在不同气候条件下,具有不同的抗蚀性。如石灰岩,在湿热气候条件下,易于风化剥蚀,表现为软岩石;而在干旱气候条件下,则表现为硬岩石特性。故岩石的抗蚀性是相对的,并以气候条件为转移。软硬岩石互层,呈现差异风化特征,是形成地面较小起伏的重要原因。但是,在经受长期风化剥蚀之后,一切岩性的地貌差别都将趋于消失。故研究岩性对地貌形成的影响,一定要考虑气候和时间因素。同一岩性,在不同气候条件下,具有不同的抗蚀性2.地质构造多数地质构造(如褶皱、断裂等)在地壳上升和伴随的剥蚀作用影响下显示其地貌意义,有些掩埋的地质构造也能通过地形表现出来。地质构造形态和组成构造的岩性特征,对地貌发育有着重要影响。而最为主要的是地貌对构造的适应性和构造形态所反映的基本地貌特征。地貌对构造的适应性:地貌发育和构造线(褶皱轴、断裂等)相一致或部分一致,称为地貌适应构造。这是地质构造在剥蚀作用影响下显示其地貌意义的普遍形式。大如构造带控制山脉水系布局,次如河谷、岩溶沿背斜轴部、断裂带和软岩层发育等等。地貌适应构造的现象,在除星体、巨型地貌以外的各级地貌中普遍存在,特别是流水地貌,更易于适应各种构造形态、构造体系和构造软弱带。顺构造地貌和逆构造地貌:正向构造(如背斜、穹隆、地垒)与高地(山地、台地)相一致,负向构造(向斜、构造盆地、地堑等)与低地(谷地、盆地、湖泊等)相一致,则称为顺构造地貌;反之,各种正向构造与低地相一致,负向构造与高地相一致,称为逆构造地貌。逆地貌示意图顺地貌——背斜山巫峡顺地貌——向斜谷庐山逆地貌背斜谷向斜山逆地貌——背斜谷(二)地貌形成的动力地貌形态千变万化,但形成地貌的动力主要有两类:即内(营)力作用和外(营)力作用。1.内(营)力作用主要是指由地球内部能量(物质运动)所产生的作用力,主要表现为地壳构造运动、岩浆活动和地震活动等。(1)地壳构造运动垂直构造运动、水平构造运动(2)岩浆活动各种火山地貌、熔岩高原或平原(3)地震活动地面隆起或陷落、滑坡与山崩、河流改道等2.外(营)力作用主要是指起源于太阳能、重力能和潮汐力影响而产生的冰川、水流、海浪、风和生物等的作用。虽然各种外力均有其自身的特点,但从形成地貌的意义上来看,都可归结为剥蚀作用、搬运作用和堆积作用,也就是说,它们共同塑造着地球表面的剥蚀地貌和堆积地貌。堆积作用和剥蚀作用是紧密联系的,无剥蚀就无堆积,所以,堆积地貌和剥蚀地貌具有时间和空间上的相依性。3.内、外(营)力作用的关系内、外力作用同时出现,彼此消长,互相影响,不能将地表形态的形成与发展视为某种单一的动力作用的结果。在地貌形成发展的过程中,内力作用和外力作用具有同等重要的意义。只是在某一时期的某一地区,可能某种动力作用占据主导地位,而另一种动力作用占据次要地位。从地貌的长期发展来看,内力作用主要是形成地表的基本起伏、塑造地表的大型地貌骨架,作用结果趋向于增强地形差异;外力作用则是削高填低,其作用结果趋向于减弱或消除地表起伏的差异。地貌的形成和发展是内、外力作用在特定的地质地理条件下共同产生的结果。这种内、外力的相互作用贯穿于地球形成以来的整个地史演化过程中。由于地质地理条件的多样性和内外力作用的复杂性,地貌的形成和发展过程也是极为复杂的。(三)影响地貌形成发展的因素1.地表组成物质(包括地质构造和岩石性质)●地质构造是地貌形态的骨架,在其影响下,出现各类构造地貌。●岩石性质的差异,使得其抗风化的能力不同。因此,即使在同一外力作用的地区,由于岩性不同,会形成千差万别的地貌形态。2.气候外(营)力作用在地貌形成和发展中受到气候条件的制约。同一种外力作用在不同的气候条件下对地貌形成发展的影响迥异,如热带河流与干旱带河流形成的地貌绝然不同。更主要的是在不同的气候带内具有不同的外力组合,如在湿热气候带流水作用主导了地貌形成过程,冰冻气候带内冰川作用、融冻作用占据优势,在干旱气候区风力作用强烈,等等。3.作用时间内、外力作用的时间也是影响地貌发育的重要原因之一。其它条件相同,但作用的时间长短不一,则所形成的地貌形态也有较大差异,显示出地貌发育的阶段性。4.植被和土壤植被和土壤也是不同气候带的产物,它们对地面起着固结作用。植被和土壤的发展意味着内、外力作用的减弱或相对平静,而土壤和植被的破坏则会加速诸如侵蚀作用等。5.人工活动人工活动可以促进或拟制地貌的形成和发展。a.人类活动直接形成和改造地貌,如水系改造、拦河筑坝、河弯取直、开垦荒地等;b.人类活动可间接影响地貌,如以前滥砍滥伐森林、不合理耕作(坡地开荒)、过度放牧等,现在退耕还林还草,修建水保设施等。要实现人与自然的协调发展,在人类活动对地貌施加影响之前,应该全面研究自然的、生态的、环境的和经济的利弊,不能违背自然规律。四、地貌的分布规律(一)以内力作用为主形成的地貌以内力作用为主形成的地貌,其分布多和一定的大地构造单元、地壳构造运动方向以及时间有关。例如:我国青藏高原上分布一系列近东西向山脉,从北向南依次为昆仑山(T)、唐古拉山(J)、冈底斯山(K2—E)、喜马拉雅山(N—Q)。显然,这些山脉的分布特征和中生代末期以来印度洋板块不断向北俯冲,并与欧亚板快碰撞有密切关系。(二)以外力作用为主形成的地貌以外力作用为主形成的地貌,有沿纬向呈水平分布的规律和沿山地的垂直分布规律。这种分布规律和一定的气候条件有关。决定气候的主要因素是温度和降水量。温度从赤道向两极降低,亦随绝对高度而递减,前者称为气候的纬度(水平)分带,后者叫做气候的高度(垂直)分带。一般低纬山区较高纬山区的高度分带明显。实际上,山区地貌的高度分带只大体上分出上部冰雪地貌和下部流水地貌。地貌学是界于自然地理学和地质学之间的一门边缘科学。由于地貌学的这一特点,世界各国的地貌学分属于不同的学科。美国的地貌学是地质科学的一个分支,有些国家(如欧洲的一些国家)的地貌学则属于自然地理学的范畴,还有一些国家的地貌学则是分属地理学和地质学两个学科之中。我国的地貌学在地质学和地理学界都得到一定的重视,也可以说,我国的地貌学是随着地理科学和地质科学的发展而成长起来的。第二节地貌学的学科分类随着科学技术的发展以及与各学科的互相渗透,地貌学的研究内容和研究方法在不断丰富和完善,并与生产实践相结合,出现并发展了许多新的分支学科。●气候地貌学:研究地球上不同气候区的地貌形成、演变规律和地貌组合特征。●构造地貌学:研究地貌与地质构造、地壳运动之间的关系。包括:地壳结构与大地构造地貌的关系、直接由构造运动形成的地貌特点、经过外力作用改造的地质构造地貌特征、各种不同岩性的岩石形成的构造地貌特点等。近几十年来,地貌学注意到现代地貌形成的定量研究和数理分析,运用河流动力学、海洋动力学、冰川动力学和风沙动力学的原理来研究各类地貌的成因及变化规律。把动力学和地貌学结合起来,产生了动力地貌学,或称理论地貌学。动力地貌学不仅把地貌学向定量化推进了一步,而且促进了地貌学的模拟实验研究。因此在地貌学中又形成了一个新的分支——实验地貌学。岩石地貌学是研究不同类型的岩石在外动力地质作用下形成的地貌形态和特征。由于地貌随时间的推移在不断发展变化,因而地貌发展的不同阶段有不同的地貌形态和地貌组合。研究不同阶段的地貌发育历史及地貌组合特征,并联系古环境对地貌发育的影响,形成了古地貌学或叫历史地貌学。从地貌形成作用来说,有侵蚀作用形成的地貌和堆积作用形成的地貌两大类。根据沉积物的成因和结构来研究地貌的形成和发展,称为沉积地貌学。●应用地貌学分为工程地貌学、砂矿地貌学、石油天然气地貌学等。工程地貌学包括道路工程地貌、水利工程地貌和海港工程地貌等。砂矿地貌学是研究不同成因砂矿的分布规律,这就要进行沉积地貌学研究。石油天然气地貌学是研究石油天然气的形成和分布条件,这往往与地貌的形成和发展有关。除了上述地貌学的各个分支外,还有区域地貌学,地貌年代学,遥感地貌学和地貌制图学等。地貌学主要是在十九世纪中叶以后才逐渐发展起来的。随着经济发展和自然资源开发的需要,使它从地理学、水文地质学、测量学和地质学中分化出来,形成了一门独立的学科。第三节地貌学的发展简史美国的地貌学是随着美国西部地区进行自然资源调查和开发而发展起来的。欧洲地貌学的发展与环阿尔卑斯山的欧洲国家(如德国、法国、意大利和奥地利)的水利建设密切相关。19世纪期间配合矿产资源调查而开展的大规模的地形测量,以及对一些关键的地貌理论问题(如侵蚀地貌和沉积物的相关性、地貌发育和构造运动的关系、地貌的地带性问题和地貌年龄等)的系统研究和总结,促进了地貌学的发展。由于每个国