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第7章 山脉、峡谷与岛屿(1)

山脉及其特色

山脉已指沿一定方向延伸,由若干山岭和山谷组成的山体,因其形状如脉状,故称为山脉。

主脉是构成山脉主体的山岭。支脉指从主脉延伸出去的山岭。几个相邻的山脉即可组成一个山系。如包括柴斯克山脉、拉达克山脉、西瓦利克山脉和大、小喜马拉雅山脉在内的喜马拉雅山系即是如此。

亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔卑斯山脉、北美洲的科迪勒拉山脉以及南美洲的安第斯山脉等是世界着名的山脉。其中世界上最大的山脉当属喜马拉雅山脉,其主峰珠穆朗玛峰为世界上最高的山峰,海拔8844.43米。而科迪勒拉山脉长7000~8000千米,其支脉与南美洲的安第斯山脉相连,全长1.7万千米,堪称世界上最长的山系。

平均海拔最高的山脉

位于西藏自治区与巴基斯坦、印度、尼泊尔、锡金、不丹等国边境上喜马拉雅山脉平均海拔6000米,是世界上平均海拔最高的山脉。它东西绵延2400多千米,南北宽约200~300千米,由几列大致平行的山脉组成,呈向南凸出的弧形,它的主干部分在位于我国境内。

自南向北,大致可将喜马拉雅山脉分为三带:山麓低山丘陵带位于南带,海拔在700~1000米左右;小喜马拉雅山带位于中带,海拔在3500~4000米左右;大喜马拉雅山带位于北带,是喜马拉雅山系的主脉,由许多高山带组成,约50~60千米宽,平均海拔在6000米以上,其中有数十个山峰的海拔均在7000米以上,其中就包括世界第一高峰珠穆朗玛峰。各山峰终年冰雪覆盖,呈现出一片银色的世界。

在地势结构上,喜马拉雅山脉并不对称,北坡较为平缓,南坡较为陡峻。我国的青藏高原湖盆带位于北坡山麓地带,流入印度洋的大河大都发源于北坡,切穿大喜马拉雅山脉,形成了3000~4000米深的大峡谷,河水奔流,势如飞瀑。从印度洋上吹来的湿润气流被喜马拉雅山连绵成群的高峰阻挡,因此喜马拉雅山的南坡雨量充沛,植被茂盛;而北坡的雨量较少,植被稀松,两坡形成了鲜明的对比。高山地区的自然景象随着山地高度的增加不断发生变化,形成了明显的垂直自然带。

陆地上最长的山脉

世界上最长的山脉是安第斯山脉,属美洲科迪勒拉山系,是科迪勒拉山系主干。南美洲西部山脉大多互相平行,而且和海岸呈一致走向,纵贯南美大陆西部,大体上平行于太平洋岸;它的北段支脉沿着加勒比海岸伸入特立尼达岛,南段伸至火地岛,跨委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、智利、阿根廷等国,全长约8900千米。平均约300千米宽,最宽之处(南纬20°沿线)有800千米,由一系列平行的山脉和横断山体组成,间或有高原和谷地。海拔多在3000米以上,有50多座高峰超过6000米,其中海拔为7010米的汉科乌马山是西半球的最高峰。

安第斯山脉地形复杂,南段低狭单一,山体支离破碎,冰川广布;中段高度最大,有宽广的山间高原和深谷夹于其中;北段山脉呈条状分支,有广谷和低地间于其中。山脉多火山,地震频繁。其中海拔为6800米左右的图蓬加托火山是世界上最高的活火山。

海底最长的山脉

中洋脊又叫做大洋中脊、中隆或中央海岭。它于洋底中部隆起,并在整个世界大洋中呈贯穿之势,是地球上最长而且最宽的环球性洋中山系。

在太平洋,因其位置偏东,故称之为东太平洋海隆(海岭);大西洋中脊呈“S”形,近乎平行于两岸,可向北延伸到北冰洋;印度洋中脊呈“入”字形,分为三支,这三大洋的中脊互相连接于南半球,总长达8万千米,面积约1.2亿平方千米,占1/3的世界海洋总面积。其脊部通常比两侧洋盆底部高出1~3千米,脊顶水深多为2~3千米,少数山峰出露于海面形成岛屿,如冰岛、亚速尔群岛等。

一系列与洋中脊正交或斜交的断裂带常将其错开,其中在赤道附近的罗曼什,大西洋中脊断带,东西错动达1000多千米的距离,有狭长的沟槽、海脊和崖壁沿断裂带分布。在大西洋和印度海中脊的轴部,一般有约1000~3000米深的中央断裂谷地,呈纵向分布。

现代地壳最活动的地带当洋中脊,经常有火山爆发、岩浆上升和地震等,水平断裂广布。依照海底扩张和板块构造学说,洋中脊为洋底扩张的中心和新地壳产生的地带。沿着脊轴不断上升的热地幔物质(熔融岩浆),凝固成以超基性和基性岩组成的新洋壳,并向两侧不断扩张推移。扩张的半速度(即每边速度)大多为1~5厘米/年。

新知博览——造山运动

我们把地壳局部受力,岩石急剧变形而大规模隆起形成山脉的运动称为造山运动,仅对地壳局部的狭长地带有影响,并且速度快、幅度大、范围广,经常会造成地势高低的巨大变化。同时,在岩层的强烈变形之下,也随之会有水平方向上的位移,容易形成复杂的褶皱和断裂构造。褶皱断裂、岩浆活动和变质作用是造山运动的主要标志,世界上的火山带与岛弧造山带是一致的。

呈带状分布的地槽属于地壳的不稳定区,在早期会强烈下降,沉积巨厚的岩系,在晚期剧烈褶皱上升,形成高大的山系,即褶皱带。地槽常常会围绕或将地台分隔呈狭条状。现代板块构造理论认为,地槽是板块的边缘部分,在板块的运动下,相邻板块产生挤压碰撞,使岛弧和山系形成,山体或岛弧就是板块之间的界限。反映在地貌上,这种运动以高大的山系、链状岛弧和伴生的深海沟为表现形式,如喜马拉雅山系、西太平洋岛弧带等。

中国在距今约3000万年前,即第三纪的时候,地球进入了一个新的活动期,即地质学上所说的喜马拉雅造山运动。在距今约60万年至1500万年(第四纪中-晚更新世)期间,长白山区又经历了一个地壳活动的时期,地质上称为白头山期。最后的造山运动——燕山运动结束的时间白垩纪末期距现在也有1亿年之久了。

什么是山地

我们把海拔500米以上,相对高差200米以上的山脉称为山地。

在地球陆地的表面有很多群山,蜿蜒起伏、巍峨奇特,山主要由三个部门组成:山顶、山坡和山麓,平均海拔都在500米以上。它们区别于高原之处在于较小的峰顶面积,区别于丘陵之处在于较大的高度。这些群山层峦叠嶂,聚居于一起,形成一个巨大的山地大家族。

山地的分类

山地的表面具有奇特多样的形态,有的互相平行,绵延至数千公里;有的彼此重叠,犬牙交错。山地规模的大小也不尽相同,以高度划分,可以把山分为高山、中山和低山。高山在3500米以上,中山海拔在1000~3500米,低山海拔低于1000米。以成因划分,又可以把山分为褶皱山、断层山、褶皱——断层山、火山、侵蚀山等。典型的褶皱山如喜马拉雅山,江西的庐山是断层山,属于褶皱——断层山的如天山山脉。

大陆的基本地形是山地,有非常广泛的分布,特别是在亚欧大陆和南北美洲大陆分布最多。我国大部分山地如喜马拉雅山、昆仑山、唐古拉山、天山、阿尔泰山等,分布在西部,它们都是着名的山地。

褶皱山

地表岩层受垂直或水平方向的构造作用力而形成岩层弯曲的褶皱构造山地,叫做褶皱山。褶皱地貌中最大的类型是新构造运动作用下形成的高大的褶皱构造山系。

按构造成因,可将褶皱构造山分为静态褶皱构造山地和动态褶皱构造山地。

背斜或向斜构造受外力侵蚀作用后形成的山地叫做静态褶皱构造山地。按照侵蚀作用的强弱与时间长短的区别,又可分为三种,一种是顺地貌,原生构造地貌尚未完全破坏,地貌形态与构造一致;一种是逆地貌,原生构造地貌基本被破坏,地貌形态与构造不一致;还有一种是再顺地貌,逆地貌面经侵蚀破坏,使地貌形态与构造再一次一致。

由新生代以后的新构造活动产生的隆起或凹陷构造形成的山地地貌,叫做动态褶皱构造山地,大部分属于地表受水平挤压力的作用,褶皱隆起而形成的山地,比如中国西部的一系列横向山地,都属于动态褶皱构造山地。

褶皱构造山地可以有数百千米以上的延伸,常呈弧形分布。山地在形成和排列上都与受力作用方式关系密切,比如某一方向的水平挤压作用,即可使弧形顶部向前方突出。有些弧形山地不但地层弯曲,还经常有层间滑动或剪切断层错动,使外弧层背向,内弧层面向弧顶方向移动,由此在褶皱构造山的外侧形成剪切断层,一端是左旋运动,一端是右旋运动。例如中国宁夏南部的褶皱山地即是这样,弧形顶向东北突出,层面向西南方向倾斜,第三纪地层向东北推挤或仰冲断层为压性、压扭性,西北段为左旋水平运动。

断层山

又称为“断块山”。岩层断裂之后,岩层的位置会彼此错开,我们把岩层的这种变化叫做断层。断层山是岩层断裂后抬升形成的山脉。断层山一般山坡较陡,如中国陕西的华山,台湾岛上的台东山脉是大型断层山,庐山、泰山也是断裂抬升形成的山地。

褶皱-断层山

褶皱-断层山是指先经过褶皱形成褶皱山,后又经过断裂抬升而形成的山体。这种山山体高峻,有较明显的断层崖,如阿尔泰山、天山等。

火山

位于地壳以下100~150千米处,有一个“液态区”,区内存在有高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质,也就是岩浆。一旦它从地壳的薄弱之处冲出地表,就形成了火山。

火山出现有悠久的历史,在人类史前就喷发过,但现在已不再活动,这样的火山称之为“死火山”;不过也有随着地壳变动会突然喷发的“死火山”,人们称之为“休眠火山”;“活火山”是经常喷发的火山。目前,在地球上已发现约2000多座“死火山”,523座的“活火山”,其中分布在陆地上的有455座活火山,分布在海底的有68座火山。

地球上的火山分布很不均匀,均在地壳中的断裂带出现。火山就世界范围而言,主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚、西亚到地中海一带,目前地球上有99%的活火山都分布在这两个带上。

火山活动时会有很多种物质喷出,比如被爆破碎了的岩块、碎屑和火山灰等,以及熔岩流、水、各种水溶液等;在喷出的气体物质中,一般有水蒸汽和碳、氢、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外,在火山活动中,还常有可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等喷射出来,这些物质有时能致人于死地,或造成电、仪表等失灵,飞机、轮船等失事。

侵蚀山

在地壳上升地区,地面经外力侵蚀分割而形成的山地叫做侵蚀山。本身原为构造山,经过外力侵蚀分割,也可形成侵蚀山,比如中国的泰山等。

点击谜团——“平顶海山”的成因

在夏威夷群岛、加罗林群岛、马绍尔群岛和斐济群岛一带的深海海底,分布着很多奇异的海山。由于它们的顶部都是平坦的,仿佛是被裁剪整齐了,故被称为“平顶海山”。除太平洋海域外,在大西洋和印度洋中也有这些海山,有的孤立于海底,有的则成群出现。平坦的顶部呈圆形或椭圆形,直径从几百米到两三千米不等,顶部距海面最浅为400米,最深为2000米。

美国海洋地质学家赫斯曾研究过这些平顶海山,他认为,实际上这些山是沉没了的岛屿。但是,他无法对海山的顶部为什么都是平坦的作出解释。后来,人们自“平顶海山”的顶部打捞出一些圆形玄武岩块,有人据此认为,它们可能是一座座海底火山,顶部是火山口,被火山灰等物质填平了,因此呈现出平顶。经过年龄测定,显示出这些平顶海山是在距今1亿年至2500万年间的火山大量喷发时期形成的。这也为火山说提供了一个证据。

20世纪50年代,人们从太平洋西南的凯普-约翰“平顶海山”顶部打捞到了造礁珊瑚、厚壳蛤以及层孔虫等大量生物化石,后来在太平洋中也发现过类似情况,这表明过去曾有珊瑚礁在“平顶海山”的顶部发育过。由于造礁珊瑚需要在有光照的水中生活,故其生存的最大水深在50米左右。这也说明,海山顶部的水深曾经有一段时间不超过50米。由于此时的海山顶部距离海面比较近,就可能被风浪削平,并发育造礁珊瑚。此后,海山下沉至水深400米以下,所以“平顶海山”上以前发育的造礁珊瑚和其他喜礁生物就残留下来了。但是,美国有学者指出,海底火山不一定有上升和下沉发生过,可能是由于天气寒冷和冰川时期海平面大幅下降,使得海底火山的顶部露出海面被风浪削去。但有些“平顶海山”的顶部直径达到两三千米,似乎很难令人信服它是被风浪削平的。

海洋地质学家孟纳德认为,太平洋中的“平顶海山”均位于一片原来隆起的地壳上,他称之为“达尔文隆起”。这些隆起的海山顶部与海面接近,被风浪削平,之后整个隆起下沉,便有了今天的“平顶海山”。但也有人对孟纳德的观点持反对意见,他们认为没“达尔文隆起”曾经存在过并没有事实可以证明。

由此看来,要弄清“平顶海山”的成因,仍需科学家做进一步的努力与研究了。

火山的喷发类型

岩浆成分、挥发分含量、温度和粘度,是决定火山喷发类型的主要因素。如玄武质岩浆SiO2成分含量低,挥发分含量相对较少、温度高、粘度小,所以岩浆流动性大,火山喷发相对较宁静,多为岩浆的喷溢,可有大面积的熔岩台地和盾形火山形成;流纹质和安山质岩浆含有丰富的SiO2和挥发成分,温度低、粘性大,流动性差,因此火山喷发猛烈,有巨大的爆炸声,有大量的火山灰、火山弹喷出,经常会有高大的火山碎屑锥形成,并有火山碎屑流和发光云现象随之发生,容易造成重灾。

其次是地下岩浆上升通道的特点。若岩浆房中的岩浆沿较长的断裂线涌出地表,就会形成裂隙式喷发;若沿两组断裂交叉而成的筒状通道上涌,受岩浆内压力的作用影响,便可产生猛烈的中心式喷发。

还有一个决定因素是岩浆喷出的构造环境,是看其在陆地或是水下,在洋脊或是在板内,在岛弧或是在碰撞带等等。火山喷发类型的特点由于火山所处的大地构造环境的差异也大不相同。

玄武岩泛流喷发

印度的德干高原以及北美的哥伦比亚高原等是这种喷发的主要发生地。岩浆喷发时,会沿着一个方向的大断裂(裂隙)或断裂群上升,喷出地表,有的通过窄而长的通道全面上喷;有的呈“一”字形排列分别喷发,但向下则相连成为墙状通道,故也称为“裂隙喷发”。

喷发以玄武岩为主,以近于平行的方向流动,有较为稳定的厚度和成分,多见以熔岩,常会有熔岩高原形成。因为玄武岩具有流动性大,熔岩喷出量大的特点,因而少有爆发情况出现,在平坦的地形处犹如洪水泛滥,四处流溢,故又称为“玄武岩泛流喷发”。

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