地质大地貌学及第四纪地质学课件02地貌研究的基本概念

地貌学及第四纪地质学GeomorphologyandQuaternaryGeology第2章地貌研究的基本概念第2章地貌研究的基本概念1、地貌形态2、地貌的相对等级3、地貌的成因4、地貌的成因分类5、地貌的年代及发展6、地貌发展的阶段性1、地貌形态■地貌形态(landforms)：指地上具有一定几何形态的高低起伏。Utah.nunFigure7-23IncisedmeandersJuanRiverGeologicalSurvey.]1.1地貌的基本要素■地形面:地表面具不同坡度的面。-古地形面一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。Figure7-19AlluvialI<1IIsin!heMohaveDesert,California.Eachcone-shapedfanhasbeendepositedwherethechannelchangesabruptlyatthebaseofthemountainsfromanarrow,confinedvalleyupstreamtoabroad,imeonfinodplain.Thefanshavegrowntogetheraltheirfeet,completelyobscuringtheoriginalintninrainslopes,[I^holoby[.R.Balsley,U.S.GeologicalSurvey.|1.2地貌形态-地貌基本单元一指那些成因单纯、体积小、单个分布的地貌形态。■地貌组合形态一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单元组合在一起。e.g.山岳，盆地，平原，沙漠1.3地貌形态测量指标①咼度绝对高度(Elevation,a.s.l.)。相对咼度。>Relief=500mHighestpointElevation=1200mabovesealevelLowestpointElevation=700mabovesealevelFigure5-12Reliefisthedifferencebetweenthehighestandlowestelevationsinaregion.1.3地貌形态测量指标②坡度：陡坡(>50°);中等坡(25〜50°);缓坡(V25°)-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、冲积物形成的坡度依次递减。-在基岩斜坡上，地貌的坡度反映了不同岩石的抗风化能力的强弱。描述：高度+坡度能反映地貌形态，地形陡峻，地形平缓。1.3地貌形态测量指标③地面破坏程度-地面切割密度：水道长度/单位面积-切割深度：分水岭和临近平原的高差。-切割程度：水域面积/总面积。Figure21-5MeteorCraternearFlagstaff,Arizona,isaboutIhesamesizeasthehmarcraterinFigure21-4.Itwhscausedbylh（!imj）a（;lofhlargeineleorileinprehistorictimes.Thousandsoffragmentsofthemeteoritehavebeenfoundnearby.[FromU.S.GeologicalSurvey.]2地貌的相对等级I.巨型地貌：地球表面可以分为两大地貌单元：大陆、洋盆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。III.中型地貌：山地又可进一步划分为河谷、分水岭W.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。大陆T山地―河谷T阶地―前缘I一II——III一IV——V表2-8山地的高度分类海拔高.度（m）①切割深度（m）名称地质作用特征>5000极蒿山冰雪作用5000〜3500>1000高山冰雪作用寒冻风化重力作用大u小1000〜500中高山3500〜1000>10001000〜500<500高中山中III低中山流水作用1000〜500<500中低山低山流水作用风化作用1000〜5000<500丘陵①切割深度，从分水岭附近平原（或大河谷区）的高差计算。（据中国科学院地理研究所，1962；略补充）3地貌成因■内营力：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。■外营力：主要来自太阳能（风能、流水、风化、冰川等）。■作用结果：削高，补低。枸造鉴气候3.1内外地质作用的相对强度A、地壳的连续上升-作用强度越来越大，造成大峡谷，稳定期短△

B、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。C、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。ErosionrateupliftrateFigure5-14Thenegative-feedbackloopthatrelates(1)upliftanderosion,(2)surfaceelevation,and(3)sedimentation.Tectonicupliftcausesanincreaseinerosionrate,whichinturnlowersthesurfaceelevationandincreasesthesedimentationrate.Theelevationisthusabalancebetweentectonicupliftanderosionrate.Tectonicallyraisedlevelofelevationincreaseserosionrate1|0用>805覺与s第二期隆升青藏高原北部边缘经历了四期隆起三次夷平。（33~30），第二级夷平面即山顶面（23）I第三期隆升（早中新世23~22）,最近一次夷平形成高原面（8~7）第一期隆升（中始新世，~40MaBP），第一级夷平面已难追索（33）n主夷平面水平1：700万垂直1：20万0140280420560700840980112012601400距离,图1青藏高原中段南北方向上夷平面分布与特征示意图(沿东经86°~91°往东北至90°~95°之间)1.基岩为花岗岩，山顶发育石海；2.由侏罗系灰岩组成，发育古岩溶，残留古红色风化壳；3.由始-渐新统生物灰岩和拉轨岗日花岗岩(10MaBP)组成,古岩溶年代为12MaBP;4„侏罗系灰岩和捷嘎热帮雄马安山岩(23.1±0.3MaBP),古岩溶年代为19〜7MaBP;5.被削平的岩石为片麻岩(年代50MaBP),山顶发育冰斗冰川；6.削平侏罗系地层，夷平面上有年代10.6MaBP的安山岩；7.侏罗系灰岩,古岩溶年代为12.2MaBP,山顶残留古红色风化壳；8.中新世火山岩覆盖，现发育小型冰帽；9.侏罗系灰岩，夷平面上残留古岩溶；10.夷平中始新世-渐新世红层，上有年代为32~30MaBP的火山岩；11.夷平面上粗面岩时代为19〜18MaBP和12〜10MaBP,顶面残留古岩溶，II级面古岩溶年代为12.2MaBP；12.夷平三叠系红层和侏罗系砂岩；13.构成夷平面的山地有年代为5Ma的花岗岩，山顶存在石海；14.夷平石炭系玄武岩和更早时期的大理岩,顶部有末次冰期冰斗柴达木盆地N10风火山9乌丽山8唐古拉山7安多北山及妥尔久山6-安多南山I喜马拉雅山恒河平原SO尺例比面顶山例图M布尔罕布达山13纳赤台北山12西大滩北山n中昆仑山3遮不惹山2定日东山1珠峰北坡5念青唐古拉山4拉萨北山074年齢/MaRP第四期隆升（青藏运动ABC-昆黄运动1.1~0.6-共和运动0.15）。IK\1W吉藏运动C7KU4-见,f/XJ-3E<終愛Mw藏运动86冬车凡强化资上堆积2•1昆仑-黄河运动R近人冰冻圈Ma靑藏.运动A6用砾岩手K岀现3---CM15\共和运动0.1马岂黄土扩张J-_65参考文献:晚新生代青藏高原的隆升与东亚环境变化X施雅风'李古均2李炳元3姚檀樹王苏民4李世耕崔之久5王富保&潘保田2方小敏-张青松31（中国科学院兰州冰川冻土研究所，兰州730000）2（兰州大学地理科学系.兰州730000）3（中国科学院地理研究所，北京100101）4（中国科学院南京地理与湖泊研究所.南京210008）5（北京大学城市与环境科学系.北京100871）6（南京大学城市与资源系.南京210093）提要青藏地区在第三纪青蔵地区经过二次隆升与夷平的旋回.在25MaBP〜17MaBP高原面隆升达到2000m左右高度.和当时大陆与海洋环境耦合，激发了亚洲季风一替代了先前的行星风系，导致第三纪中期我国环境大変化，此后高原面夷平降低，夏季风减弱.314Ma以来高原整体快速隆起,215MaBP开始中国北部造土堆枳。018MaBP^OlSMaBP高原面上升至3000m〜3500m左右，勺地球轨道转型导致的降温耦合，进入冰冻圈，冰川面积超过500000km*,我国中东部降水为现代2倍〜3倍,西部已很干旱。高原积雪形成强大的冷源，沙漠、黄土面积扩大，150ka以来，4处连续记录显示了晚更新世以来青藏地区新构造上升与气候环境变化及其特点。4地貌的成因分类4.1基本成因分类A・外力地貌：每种地质作用形成两种地貌，侵蚀地貌、堆积地貌。B・内力地貌：构造运动所造成的地貌。a,新构造运动直接造成地貌青藏高原隆起，三峡地形。b・剥蚀构造地貌：__指已经形成的地质构造，经过外力风化剥蚀后，把其构造（折皱、断层、地层面）揭露出来。在山区和丘陵地区多。c・火山地貌：由于火山地质作用形成的地貌。C・人工地貌：古运河、围海造田、红旗渠。倾斜坡角度为40〜45。的单面山，一般叫猪背岭。Figure20-19Dorn*?instniLil>mileseastof*Rawlins,Wyoming,1lighwayandrailroad«itrightgivescale.[I'r”n】

byJohnS.Shi・lh)n.ILFreemanandConipnny.i：np、Tixht1DG6」位于毛利塔尼亚的撒哈拉沙漠中，将近5。公里宽。人工地貌■未明显改变自然地貌形态的一类■改变自然形态的一类：如水库、河堤、围湖造田、围海造田等。我国有许多地方实行基塘生产，例如桑基鱼塘。鱼塘中养鱼；塘泥培基，给桑树提供养料；落入池塘的蚕粪义是鱼的食料。4地貌的成因分类4.2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。5地貌的年代■年代-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。注意：不能把组成地貌的岩层时代作为地貌的年代，尤其是剥蚀地貌。5.1现代地貌与古地貌■现代地貌—指全新世的地貌，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。5.2地貌年代的确定方法■①地貌年代的相对顺序■②确定方法5.2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。5.2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。5.2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。5.2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，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。5.2地貌年代的确定方法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（如夷平面）。C.其他方法：测年法、历史考古法等。N76山2000.,eW.V1900k1800Dw体■EXnanfftSAXtlit-160011AMeT1o”■石■fiM1500(in)2100T7A白■山H.MMfMika石g图4兰州盆地黄河阶地系列及M年代测定（据文献【1,2］改埃）6地貌发展的阶段性6.1地貌的发展-反映地貌的形成、发展和消亡的过程（地貌演化）；是在研究地貌静态的特征基础上，阐明地貌的动态变化过程。-现在地貌仍处于不同的发展阶段。-小地貌形态的发展速度较快，对工程和环境研究有重要价值；大型地貌发展时间较长，以地质时间尺度来计。6地貌发展的阶段性6.2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。-用地文期来表示地貌发展的阶段性（地文期一一指以侵蚀和堆积为主的相互交替阶段）。WilliamMorrisDavis■■■■WilliamMorrisDavis(1850

-1934)wascalledthe"fatherofAmericangeography".HegraduatedfromHarvardUniversity

in1869andreceivedaMasterofEngineeringinthefollowingyear.HethenworkedinC6rdoba,Argentina

forthreeyears,thenafterworkingasanassistanttoNathanielShaler,hebecameaninstructoringeologyatHarvard,in1879.thecycleoferosion

wasfirstdefinedaround1884(Davisiangeomorphology)TheTheoryOfGeomorphologicalcyclesofWillianMorrisDavis.pdf6地貌发展的阶段性6.3W.M.Davis侵蚀旋回学说-即指假定有一地块，原始面非常平缓，在某一地质时期突然抬升,抬升后遭受河流的侵蚀和流水剥蚀，根据剥蚀程度，分为：a・幼年期（短暂而起伏迅速增加，高差大，形成V字形峡谷。）b・壮年期（起伏最强烈，地形变化最大。河谷侵蚀，斜坡大量发育，峡谷变宽谷。）c・老年期（起伏微弱而时间无限延长山坡消失，在分水岭之间残存有小小的残丘。-形成老年期的时间需很长。幼+壮W老年期。老年期发展的终极状