超干货【空间尺度系列】第三弹--地质构造和构造地貌
羊羊的地理教室
编辑于 2023年04月23日 06:38

招兼职编辑啦~ 

不管是在职教师,还是大学生,如果您拥有扎实的地理素养和良好的文字功底、责任心强,欢迎成为我们的签约作者哟~羊羊地理期待您的加入!

请将简历及相关作品发送至邮箱: 

yangyangdili@126.com

作者 掷笔三叹 | 排版 杳杳

空间尺度的文章我们已经做过两篇了——“自然带”和“大气”,不少小羊羔都表示这个系列不能停~

没问题!今天就继续,我们将从地质构造和构造地貌的角度,看看如何运用空间尺度的思想来解决问题。

 01 

地壳运动与地质构造

地壳运动也称构造运动,是内力地质作用的一种形式,包括水平运动垂直运动

水平运动分为挤压拉张,一般而言,挤压会使地壳抬升,拉张会使地壳下沉;而抬升和下沉则属于地壳的垂直运动。

水平挤压与地壳抬升 | 作者自制

地壳运动的过程中,会形成褶皱断裂等地质构造(岩层或岩体发生变形或位移而遗留下来的形态)

在水平挤压作用下,当岩层发生弯曲,就会形成褶皱构造。岩层向上弯曲的是背斜,向下弯曲的是向斜

背斜(左)和向斜(右)| 图源网络

在挤压和拉张作用下,岩层还会发生断裂,形成断裂构造。如果断裂面两侧的岩块发生明显位移,则形成了断层;如果两侧岩块没有明显位移,则称为节理

断层(左)和节理(右)| 图源网络

现在,我们用空间尺度的视角来观察这些地质作用和构造,我们可以发现一些现象:

✓ 同一地质构造,不同空间尺度下,受力情况会有差异

看整体的受力情况,背斜是遭受挤压的,但看局部的受力情况,背斜顶部会受到拉张作用的影响。

作者自制

再比如板块的消亡(俯冲)边界,整体以挤压作用为主,但在岛弧和陆地之间的局部区域,会存在因拉张作用而形成弧后盆地。

注:关于弧后盆地处的拉张作用成因目前尚无定论,一般解释为洋壳俯冲后导致地幔物质上涌,对陆壳产生向上顶的力,分解到水平方向就形成拉张力。

作者自制

✓ 大的构造内,还可能存在小尺度的其他构造

如背斜顶部受到拉张作用后,往往会发育断裂,断裂两侧有明显错位的是断层,断裂两侧没有错位的是节理。

作者自制

✓ 同尺度的构造,还可以共生组合

如褶皱中可能穿插断层:

图源网络

背斜和向斜可能连续分布:

图源网络

地壳运动形成的各尺度的地质构造(岩层内部结构),它们在地表的起伏状况(外在面貌),就是构造地貌。

下图中黑色文字是地质构造,绿色文字是构造地貌

制图:羊羊

比如喜马拉雅山,如果试题中问它的地质构造,我们就答"褶皱&#​34;;如果试题中问它的构造地貌,我们就答“褶皱山”。

 02 

不同尺度的构造地貌

根据尺度的不同,构造地貌可以根据空间范围,分成大小不同的尺度,如下图。

作者制图

  • 大尺度的构造地貌(全球性)

全球性的构造地貌包括大陆大洋洋盆。大尺度的构造地貌,往往对应着大尺度的地质作用,如板块俯冲、碰撞、张裂,陆地抬升或下沉,洋盆扩张或缩小等。

大陆和洋盆 | 图源网络

  • 中尺度的构造地貌(区域性)

在全球性构造地貌的基础上,我们去看看在大陆和大洋上,发育的次一级构造地貌有哪些?

✓ 在大陆上,有高原、褶皱山、大陆裂谷、断陷盆地等常见地貌;

【高原】一般指海拨在500米以上,地势高而地面比较平缓宽广的地区。

【褶皱山】由褶皱构成的山地,通常作线状延伸。褶皱山脉往往平行排列,构成山系。多出现在板块挤压边界。如,喜马拉雅山系、科迪勒拉山系等。

【大陆裂谷】指大陆地壳拉张崩裂,但未受到海水入侵的狭长谷地,如东非裂谷的南段、贝加尔裂谷等。

【断陷盆地】也称地堑盆地,周边受断层控制而陷落形成的盆地。

图1:青藏高原丨底图源自网络

图2:科迪勒拉山系 | 底图源自网络 羊羊改绘

大陆裂谷图3:东非大裂谷 | 底图源自网络 羊羊改绘

图4:断陷盆地示意图 | 图源网络

✓ 在洋盆里,有大洋中脊、岛弧、海沟、弧后盆地等地貌。

【大洋中脊】在地貌上是大体沿着大洋中线延伸的海底山脉,通常是也是新洋壳开始生长的地方。

【岛弧】大陆与海洋盆地之间呈弧形分布的群岛。

【海沟】沿着岛弧或大陆海岸山脉外侧延伸的狭长深海洼地,是洋壳向陆壳下俯冲的产物。

【弧后盆地】是位于岛弧和大陆之间的深海盆地,海水入侵后形成边缘海,如日本海、南海、菲律宾海等。

海底地形示意图 | 图源网络

  • 小尺度的构造地貌(局部范围)

不同地区的同一种构造地貌,它们会长得一模一样吗?那可不一定。

我们以巴西高原和青藏高原为例,它们都是高原,从大空间尺度看,都是高于周边区域的凸起空间。

但是如果我们深入它们的内部,在更小的空间尺度去看,就会发现巴西高原由于形成较早,是地壳内部大量熔岩流出堆积而成的熔岩高原,形成后长期受到风化和侵蚀作用,内部变得较为平坦;青藏高原由于板块挤压隆起的时间较晚,地势相对崎岖。

巴西高原(左)和青藏高原(右)对比 | 图源网络

其实空间尺度的大小,是相对而言的。例如,相对于亚欧大陆,青藏高原空间尺度较小,但相对于其内部的山脉,青藏高原的空间尺度就更大。我们还可以继续缩小研究范围,在高原内部的山脉中找到阳坡,或是山脉间的谷地等。

前面讲了这么多,基本都停留在理论基础的层面,现在马上整点更实际的,来看看试题。

 03 

地质构造和构造地貌类试题

对空间尺度的考察

和构造地貌有关的试题一般通过以下几种方式考察空间尺度:

  • 不同空间尺度下的地质作用

在不同空间尺度下,同一构造或地貌内部,可能经受着不同的地质作用。

作者制图

解答本题,需要明确不同尺度下地质作用的差异:

作者制图

  • 不同空间尺度下的构造地貌

作者制图

碰到上面这题,同学们可能感到奇怪:我们学过的“六大板块”,并不包括本题中的“加勒比板块”和“大西洋板块”;而且大西洋是正在扩张的大洋,它的两侧也没有发生板块俯冲(没有俯冲边界),但这题却选择“大西洋板块间歇性俯冲”,这究竟是怎么一回事呢?

六大板块分布图 | 图源网络

原来,我们所学的六大板块是一种大尺度下的划分;如果将空间尺度缩小,我们就可以发现一些更小尺度的板块,加勒比板块就是其中一个。而加勒比板块的东侧,也的确存在着一小段俯冲边界。

加勒比板块位置及其板块边界 | 图源网络

从这道题我们就可以总结:随着空间尺度的变换,可能让一些现象看似与所学知识不太一样。但这不影响正确解题,只要善于运用材料信息和熟悉知识,就能轻松得出答案。

作者自制

  • 大尺度地质作用对中小尺度地貌的影响

一些构造地貌的形成,往往与其所处区域中更大尺度的地质作用有关。因此,要分析它的形成过程,往往需要追根溯源,从大尺度的地质作用着手。

上面这题非常典型地反映了大尺度地质作用是如何塑造较小尺度地貌的:

大尺度:印度洋板块向亚欧板块俯冲,青藏高原隆升(陆陆碰撞,地壳抬升)

中小尺度:在板块间的挤压作用下,褶皱山脉形成(山);断层发育+汇水=河谷(河)

  • 同尺度地质构造或构造地貌间的相互关系

✓ 共生关系

如果几个地质构造或构造地貌是共生的,则可以通过它们之间的位置关系来判断构造或地貌形成的先后顺序地质作用的发生过程

本题中,断层和褶皱是同尺度的地质构造,它们是共生的。并且由图可以看出,断层是完整的,而褶皱被断层切断、错位,因此可以判断褶皱早于断层形成。

✓ 独立关系

如果同一区域内,同尺度的两个构造地貌彼此分离,且受不同的地质作用影响,则它们一般相对独立。

这题容易选成A,考生可能用海底火山的形成时间来推测海沟的形成时间。实际上,海底火山和海沟属于同尺度的地貌,而且它们的形成过程是相对独立的。

解答本题的关键在于,弄清楚两个地貌的成因。海底火山是洋盆扩张过程中,经过地幔柱后在地表形成热点而产生的;而海沟是洋壳俯冲后形成的,两者成因不同,因此火山的形成年代对海沟无指示作用。

【地幔柱】在地幔的熔融物质,在某一处集中、上涌后,形成的柱状物质,是岩石圈下提供岩浆的固定源地。 【热点】指地幔柱在地表的出露点。

这篇文章比较难,能坚持看到这里的小伙伴都很厉害。也许有小羊羔发现,这篇文章怎么没有提到外力作用呢,没有提到地形对其他自然要素的影响呢?

别心急哈,一篇文章解决一个问题,关于空间尺度的话题,咱们还有的聊,敬请期待吧~

 04 

  做完题再走~

帕米尔高原地处我国的最西端,是亚洲多个主要山脉的汇集处,地质结构复杂,但在波斯语中意为“平顶屋”。高原上山脉之间多宽阔的河谷,宽谷中常见的景色有湖泊、河曲、草原、牛羊……下图为“帕米尔高原地质构造图”。据此完成下面小题。

慕士塔格山的形成过程是(单选)

A.地层断裂—垂直抬升—水平褶皱—板块挤压

B.地壳下沉—形成断层—板块碰撞—地壳抬升

C.板块挤压—水平褶皱—地层断裂—垂直抬升

D.地壳抬升—形成断层—板块碰撞—水平收缩

答案与解析 

1.C

【解析】根据图示信息可知,慕士塔格山下部岩层发生明显弯曲,受板块挤压形成水平褶皱。左侧存在公格尔断裂,由此可知,由于板块挤压,地层断裂,慕士塔格山所在区域相对垂直抬升,形成山地。所以该山的形成过程是板块挤压—水平褶皱—地层断裂—垂直抬升。综上所述,排除ABD,故选C。

本题体现了不同尺度地质作用对地貌的影响:

大尺度:板块挤压,地壳水平运动;

中小尺度:岩层弯曲,形成褶皱;某些区域岩层断裂,一侧岩块垂直抬升,形成慕士塔格山(断块山)。

克拉玛依油田是我国开发较早的油田,而克拉玛依市南部、天山与准噶尔盆地的背斜过渡带一座孤山上有多个泥火山口。从2019年底开始,泥火山口有石油涌出地表,形成独特的石油涌泉景观。光秃秃的孤山寸草不生,唯独油泉口的堰体周围生长着一圈绿色植物,成为戈壁环境中一道亮丽风景。下图示意独山子区位置及石油涌泉地质成因。

2.说明泥火山口形成石油涌泉景观的地质过程。

 参考答案 

泥火山口所在区域为背斜构造,石油易在此富集;背斜顶部受到张力,岩性松散发生破裂;受地层应力挤压作用下,石油从裂隙涌出地表。

本题体现了不同尺度地质作用对地貌的影响:

大尺度:背斜构造形成后富集石油;

中小尺度:背斜构造顶部拉张破裂;挤压作用使石油沿裂隙涌出。

*声明:图像素材部分来源于网络,版权归原著所有,本号为整合发布。

*本文内容由作者提供,不代表本号立场