地貌成因
2020-01-16 · 技术研发知识服务融合发展。
地貌的形成包括两个方面,一是地貌形成的物质基础,如岩石、构造等; 二是地貌形成的动力因素。当物质基础和动力因素不同时,形成的地貌形态也不一样。
1. 地貌形成的物质基础
地貌形成的物质基础包括岩石和地质构造。岩石的性质和地质构造的类型对地貌的形态都会产生影响。
(1)岩石
岩石(rock)或沉积物(sediment)是地貌形成的基础,任何地貌都是由岩石或沉积物构成的。不同类型的岩石可影响地貌的形态特征,因此在野外可根据地貌形态判别岩石的类别。影响地貌形成的岩石特征主要有成分、结构、构造和节理。
岩石成分(lithologic composition)就地貌形成而言,可把岩石分成可溶性岩石和不可溶性岩石两大类。可溶性岩石主要有灰岩、白云岩、岩盐、钾岩等。由于岩盐和钾岩溶解度大,分布也很局限,一般只在干旱气候区形成盐壳地貌。而灰岩和白云岩分布广泛,厚度大,经水的溶蚀作用可形成奇特的岩溶地貌,如广西桂林、云南石林、北京石花洞等地貌。灰岩的纯度(CaCO3)越高,越有利于岩溶地貌的形成。而不可溶性岩石类型很多,这类岩石经水、风、冰川等动力改造后可形成各种各样的地貌。如花岗岩经风化作用和流水的侵蚀作用可形成千奇百态的地貌,常以奇为特征,如黄山、三清山地貌; 若是红色的砂岩、砂砾岩、砂质泥岩等,在南方地区经地面流水的侵蚀作用则可形成类似岩溶地貌的 “丹霞地貌”,如在江西、广东等省; 如果是坚硬的石英岩、石英砂岩可形成险峻的地貌,如湖南的张家界; 若是软硬岩石相间的沉积岩,可形成阶梯状、塔状地貌(图 2-23)。
岩石的结构、构造(rock texture and structure)岩石成分的均一程度越高,越有利于形成规模较大、气势宏伟的地貌,如花岗岩、灰岩、石英岩等构成的地貌。在沉积岩中,厚层状岩石比薄层状岩石有利于形成规模较大的地貌,若是厚、薄岩层相间易形成阶梯状地貌或古塔状地貌(图 2-23)。
图 2-23 岩性特征与地貌形态
岩石的节理(joint)在花岗岩地貌中,它的奇特与岩石发育的3 组原生节理有关,风化作用和流水侵蚀作用沿节理发展,形成各种形态的地貌。在灰岩地区,节理控制地下水的溶蚀方向,也控制了地貌的形成,石林、峰丛、峰林、落水洞、溶蚀漏斗等的形成都受到节理的影响。
(2)地质构造
地质构造既能直接形成地貌,也能影响地貌的形成和形态。把由地质构造直接形成的或直接影响的地貌称为构造地貌,如断层崖、向斜谷等。影响地貌形成的地质构造主要包括地层产状、皱褶和断裂。
图 2-24 地层产状与地貌的关系
地层产状(stratigraphic occurrence)地层产状主要影响地貌的形态,尤其是地形面坡度的变化。水平岩层形成塔状的山丘,山坡的坡度陡缓相间变化; 缓倾斜的地层形成一侧山坡缓、另一侧山坡陡的单面山; 随着地层倾角增大,地形的坡度变陡,如果地层中夹有坚硬的岩层,可形成猪脊岭(图2-24); 直立岩层形成陡峻或直立的山坡。
断裂(fault)断裂构造造成岩石破碎,形成软弱带,使岩石的抗风化和侵蚀能力降低,常形成沟谷地貌(图 2-25)。多条正断层的组合构成地堑或地垒(图 2-25),在地貌上形成谷地或山地。另外,断裂构造直接形成地貌,如断层面形成悬崖峭壁,如云南滇池西山、华山、武当山等的一些陡崖。
图 2-25 地质构造与地貌的关系(据邦达尔楚克,《地貌学原理》,1957)
皱褶(fold)皱褶的类型影响或控制地貌的形成。在背斜的形成过程中,其轴部处于拉张状态形成一系列断裂和节理,因此沿轴部经侵蚀作用常形成谷地。由于沟谷与皱褶横剖面的地层弯曲方向相反(图 2-25),这种地貌称为逆构造地貌,但背斜也是可以形成穹窿或山丘的,这种地貌称为顺构造地貌。沿向斜的轴部多形成山,但也可形成谷地,相对比较少。总的来说,背斜成谷,向斜成山。
从区域地貌来看,地质构造控制了地貌单元的分布格局,如山脉、盆地、谷地等的走向都是受地质构造控制的。中国的几大山脉,如秦岭、祁连山、昆仑山、横断山、太行山等都是沿着构造带(造山带)发育的。
2. 地貌形成的动力因素
地貌形成的动力因素可分为内动力和外动力两部分,这两种动力在地貌形成上所产生的影响不同。内动力包括构造运动和火山作用,而外动力比较复杂,地球表层的运动介质都可成为地貌形成的外动力,如流水、风、冰川等。
(1)内动力
构造运动(tectonic movement)这是地貌形成最为重要的动力,是地貌形成的初始动力来源,可以说控制了从巨型地貌到小型地貌的形成和发展。按照构造运动的方向,它可分为水平运动和垂直运动两种形式。这两种运动形式对地貌形成的作用有所不同。水平运动导致山脉的形成,也可造成一些小型地貌的变形,如河流、山脊、洪积扇、阶地等的水平位移。垂直运动对面状地貌或台阶状地貌形成影响比较明显,如构造运动间歇性上升,就能形成阶地、夷平面等地貌。构造运动不仅使海陆格局发生变化,而且也可使地形起伏发生变化,从而引起地表的外动力条件的改变。随着山脉的隆起,地貌形成的外动力作用可由地面流水作用向冰川作用转变,化学风化作用和生物风化作用向物理风化作用转化。在我国西北地区,由于青藏高原的隆起,阻隔了印度洋的暖湿气流,导致外动力条件的改变,形成了分布广泛的风成地貌。
火山作用(volcanism)火山喷发作用直接形成火山地貌,如火山锥、熔岩平原、熔岩高原、火山口等; 在海底,形成海山、平顶山、大洋中脊等。
(2)外动力
地貌形成的外动力,按照地质营力的特点可分为地面流水、地下水、冰川、湖泊、海洋、风等动力,形成各种外力地貌(表 2-13)。
表 2-13 外动力作用及其地貌
地表的形态是外动力和内动力共同作用的结果,但这两者在改造地表形态的趋势上是不同的。内动力作用的总趋势是使地表起伏增加; 而外动力却相反,使地表起伏降低,即削高填低。内、外动力在不同规模的地貌中所起的作用也不一样,内动力对形成巨、大型地貌具有重要控制作用,而外动力在形成中、小型地貌中起的作用比较大(图 2-26)。内动力与外动力这一对矛盾的统一体,相互作用共同推动地表形态的发展和演化。
图 2-26 动力作用与地貌规模的关系
图 2-27 地貌的成因分类
3. 地貌的成因分类
根据地貌形成的动力因素,将地貌分成内动力地貌、外动力地貌和人工地貌。内动力地貌主要由内动力因素形成,像构造运动、火山活动形成的地貌,如断层崖、火山锥等; 外动力地貌主要由外部动力形成,又可分为地面流水地貌、冰川地貌、岩溶地貌等(图 2-27)。人工地貌是由人工改造形成的地貌,如运河、梯田等。