第二节 地质作用和地貌成因

　　一、地质作用 地球自形成以来，从未停止其变化和发展。今天所看到的地球，不过是 它的全部运动和发展过程中的一个阶段。尤其是地壳，既受到地球自身发展 的作用而引起变化，又受到地球以外的力量作用而引起变化。人们在日常生 活中常讲稳如泰山、坚如磐石，其实，所谓“稳”和“坚”都是相对的，不 稳和不坚才是绝对的。可以这样说，地球上没有一个地方、没有一块岩石， 能够保持原来样子而一成不变。这种由于自然动力所引起地壳物质组成、地 壳构造和地表形态变化、发展的作用叫做地质作用。地质作用是由地质营力 引起的。力是能的表现，按照能的来源不同，地质作用可以分为外动力地质 作用和内动力地质作用。 （一）外动力地质作用 外动力地质作用的能源主要是太阳的热能。它使地壳表面各种物质成分 不断破碎、分解、迁移、沉积，使地壳表面削高填低趋于夷平。外动力地质 作用主要包括风化、剥蚀、搬运、沉积和硬结成岩等作用。 在温度变化、气体（氧、二氧化碳）、水溶液、生物等因素作用下，岩 石及矿物的物理状态或化学成分在原地发生变化的过程，称为风化作用。风 化作用十分普遍，地表的岩石无时无刻不在经受着这种作用。即使像花岗岩、 大理岩等算是坚硬的岩石，在风化作用下仍然不免遭到破坏。据研究，花岗 岩在地表经过300～1500年后，风化深度就可达5cm。大理岩也只需经过340～ 1200 年左右，就可完成这一过程。不同种类的岩石，风化速率各不相同。岩 性常是造成风化程度差异的主要原因。矿物成分复杂的岩石，因各矿物的抗 风化力强弱不一，所以比矿物成分单一的岩石易风化；通常深色的矿物吸热 多且快，因此含深色矿物多的岩石也相对易风化；矿物颗粒细小且呈等粒状 结构的岩石，比粗粒状的和斑状的岩石抗风化的能力要强。除岩性外，岩石 所处环境温度条件和水分状况是影响风化强度的基本控制因子。据记载，我 国汉朝的虞翊，在甘肃南部疏竣河道时，曾将堵塞江中的礁石用柴烧得滚烫， 后再“以水灌之，石皆罅裂。”说明古人对岩石因冷热变化而破裂是早有认 识的。 地面流水、地下水、海水、湖水、冰川、风等处于运动状态的外营力对 地壳表层岩石、土壤等的破坏作用，称为剥蚀作用。岩石经风化和剥蚀后， 其产物大部分被流水、海浪、冰川、风等搬运，迁移到其他地方的作用，则 称搬运作用。剥蚀作用与搬运作用是紧密相连的过程，而且是由同种营力进 行的，它们之间没有一个显然的分界。有剥蚀就有搬运，有搬运就能使剥蚀 更趋活跃。地面流水的剥蚀作用又称侵蚀作用。在自然界的各种剥蚀动力中， 河流的侵蚀作用是一种最广泛、最强烈的作用。当河水流动时，以本身的动 能对河床底及河岸两侧的岩石进行着冲击；由河水携带的岩石碎屑，对河床 和两岸岩石进行撞击、摩擦，两者都对岩石进行着机械破坏，导致河槽加深， 河床变宽。另外，河水是含有多种化学成分的溶液，它可以溶解河床底部及 两岸岩石，造成对岩石的化学破坏。河流侵蚀作用的大小直接取决于河流所 具有的动能，动能愈大，侵蚀作用就愈强，而河流的动能又受河流流量和流 速的影响。河流又是地表最重要的搬运动力。河流搬运力的大小主要由流速 控制。流速大，水流的动能也大，搬运力就大。山区河流在洪水期间的流量 和流速猛增，具很大的搬运力，所以在山间河谷溪流中，常可见到直径大于 1m 的巨砾。海水的运动（海浪、潮汐、洋流等）能对海岸产生很大的冲击力。 据测定，一般状况下，海岸每平方米所受到压力达 1～3t，遇风暴巨浪时， 最大压力可达每平方米 20～30t。海岸岩石受强大压力的不断冲击，最终将 破碎崩解。海水冲蚀作用的产物以及由河流搬运而进入海洋的各种物质，都 随海水的运动而被搬运，其中波浪是海水搬运的主要动力。 此外，湖水、风力、地下水、冰川的剥蚀与搬运对地表形态的演化都起 着重要的作用。 被搬运的物质到达适当场所后，因条件变化（如流速、风速降低，冰川 融化等）而发生沉淀、堆积的过程，称为沉积作用。一般地说，大的石块， 流水不易搬运，往往堆积在河流上游或就地堆积，小的砂粒就远离“家乡”， 沉积到河流下游。因此在一条没有支流或没有较大支流汇入的河流中，从上 游到下游，会出现沉积物按大小、轻重不同呈带状分布的现象。在同一地点， 沉积物从下到上也会出现不同大小和轻重颗粒的分选现象。同样的道理，一 般在海洋近岸带沉积较粗粒碎屑，一些较细颗粒呈悬浮状态被搬运到离海岸 较远的地区。在近岸带沉积的砾和砂，经海浪的长期作用及颗粒间的互相摩 擦和碰撞，亦具有良好的磨圆度。风力搬运的沉积物，也具明显的分选性， 在顺风方向上的分布具有粗细明显的分带现象。至于可溶物质及肢体物质的 搬运，在一定条件下（浓度达到过饱和、不同电荷的中和等）会沉淀析出， 形成盐类沉积物或铁、锰、硅等胶体物质的沉积。地下水中的可溶性盐类， 当达到过饱和状态时，会析离出来形成地下水化学沉积物。 （二）内动力地质作用 内动力地质作用，能量来源于地球本身，即由地球的内能所引起的。所 谓内能，主要指放射性元素产生的热能、地球自转产生的旋转能和重力作用 形成的重力能。内动力地质作用包括地壳运动、岩浆活动、变质作用和地震。 1.地壳运动 大地从来没有安静过，但人们平时却并不感觉到这点。正如古希腊学者 亚里士多德所说：“地球的变化同我们短暂的生命相比，是很缓慢的，因此， 简直注意不到它的变化。”但科学技术的发展，已使我们有可能依靠精密的 仪器，测量出地面起伏的微小变化。测量的结果证实了地壳既有升降运动， 还存在着大规模的水平方向的运动。例如从晚第三纪以来，喜马拉雅山从古 地中海升起，上升幅度达七八千米，而同一时间，江汉平原地区却表现为缓 慢下降，沉积了近一千米厚的沉积层。从人造地球卫星拍摄的照片，使我们 清楚地看到红海和亚丁湾两侧的海岸极其相似，简直可以吻合起来。据测量， 红海正以每年 1.5cm 的速度加宽着。从东非大裂谷在 2 500 万年前形成至今， 裂谷的宽度平均已扩展了 65km。如果我们把东非大裂谷加宽的速度定为每年 1 厘米的话，再过 5 000 万年以后，裂谷的宽度就是 565km。裂谷以东的大 片土地，就跟非洲大陆分离了。 2.变质作用 地壳中已经形成的岩石，当所处的环境改变时，组成岩石的矿物成分和 结构、构造等方面也会发生变化，以建立新环境下新的平衡，这样的变化， 称为变质作用。由变质作用形成的岩石，叫做变质岩。在变质作用中，温度 是一个极为重要的因素。大部分变质作用是在温度升高的情况下发生的，其 主要作用是促进矿物重结晶，使颗粒变粗和增强物质的活动性，也使原来的 矿物发生分解或化合，形成新的矿物。除温度外，压力也是引起岩石变质的 一个重要因素。此外，由岩浆中分泌出来的气水溶液（热液），当其在岩石 的孔隙或裂隙中渗流时，可将某些组分带入或带出，从而形成新矿物，使岩 石发生变质。当然，温度、压力和具有化学活动性的流体，均属外因，原岩 的成分和性质则是变质的内在因素。人们喜爱的首饰中的红宝石和蓝宝石， 是色彩美丽而透明的刚玉矿物，它主要是在高温和富铝缺硅条件下形成的变 质矿物。 内动力地质作用中的岩浆活动和地震，将在后面有关章节中阐述。 二、地貌成因 地球表面形态的形成与发展，是内、外动力地质作用的共同结果。内动 力地质作用主要形成地表基本起伏（巨型、大型地貌），向着增强地势的趋 势发展；外动力地质作用趋向于削平地表的基本起伏，向着减弱地势的趋向 发展。这种内、外营力的相互作用贯穿在从地球形成以来的一切地貌演化过 程中。 地貌形成的物质基础是岩石和地质构造。不同种类的岩石具有不同的矿 物成分、不同的结构构造、不同的颜色，因而就有不同的抵抗风化剥侵作用 的能力。同一岩性，在不同气候条件下，抗蚀性也不相同。地质构造形态对 地貌形成与发育有重要影响，这体现在地貌对构造的适应性上，许多地貌发 育与构造线（褶皱轴、断裂带等）相一致或部分一致。特别是流水地貌，更 易于适应各种构造形态。 地貌随着时间的推移而在不断变化发展。各类洞穴、各种象形石景、各 地奇峰怪石……，都将随时间推移而改变自己面貌。 各种类型和成因的地貌分布都有一定的规律。以外动力地质作用为主形 成的地貌，则有沿纬向呈水平分布规律和沿山地呈垂直分布的规律。这种分 布规律与一定的气候条件有联系。各个气候带或气候区都有独特的外力作用 方式和一定的外力作用强度，从而形成不同的地貌组合。以内动力地质作用 为主的地貌来说，地貌的分布和一定的大地构造单元、地壳构造运动的方向 以及时间有一定的联系。地貌类型包括大陆形态和海底形态两大部分。大陆 形态，从大范围来说，包括山地、平原和盆地三大类。山地又可根据其形态 或成因进行分类。例如按山地的形态，即按高度可将山地分为高山（绝对高 度＞3500m）、中山（绝对高度 1000～3 500m）、低山（绝对高度 500～1000m） 和丘陵（绝对高度 200～500m）。按山地的成因可将山地分为由地壳运动形 成的褶皱山、单面山、断块山；由火山作用形成的各种类型的火山；以及经 长期切割而形成的山原等。平原也可根据绝对高度和成因进行分类，例如按 高度将平原分为低平原（海拔高度 0～200m）、高平原（200～600m）、高原 （600m 以上）及洼地（海平面以下）；按成因则分为剥蚀平原、侵蚀平原、 堆积平原、岩溶平原及构造平原等。

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