原始状态下,地层几乎都是水平展布的,而山区和平原区这种存在相对高差情况的出现,必然是一方相对另一方出现差异升降。
这个问题涉及——山是怎么形成的?
那么什么是山?山和断层有什么关系?
地质学和地理学意义上的山是不同的,其与断层的关系也不同。
一、地质学意义的山
指造山带,是由两个板块拼贴碰撞而成,而且造山带≠山脉。
如印度地块和拉萨地块碰撞,形成喜马拉雅造山带,其拼贴带称为缝合带,代表两个陆地板块之间消失大洋的残余。
缝合带必然是大断层,也会成为孕育地震的活动断层。
但是,这些缝合带(大断层)往往不会作为山区和大平原(地质学中一般是指盆地)的边界,而是大多位于造山带中央的核心位置。
例如下图秦岭造山带,其主要缝合带为图中绿色(勉略缝合带)和紫色(商丹缝合带)。
其缝合带的位置在山脉核心部位,例如下图的商丹古缝合带。
同时还会出现较多的大断层,多是由于不同地质体拼贴造成的。
值得注意的是,很多造山带形成于几亿年前,早已经夷为平地,后期的构造作用又使其崛起。
如天山造山带形成于海西期至印支期(约2.5~2亿年前)造山作用,经历侏罗纪和白垩纪(2~0.65亿年前)漫长的地质作用,早已剥蚀殆尽,地貌类似现今苏鲁造山带,多表现为平原和低矮丘陵。
新生代以来,印度和欧亚板块碰撞,其远程效应使许多山脉重新崛起,如天山,秦岭等造山带等。
这些重获新生的山脉,其与大平原边界受山前断裂控制,这些断裂是新的构造运动引起的,是一个长期发展的过程。
既可以是古老断裂的活化再生,也可能产生新的断裂。
例如秦岭山脉和关中平原,在地质学上分别称作北秦岭造山带和渭河地堑(盆地),高差可达三千余米,是长期构造运动的结果:
秦岭不断向上隆升,遭受风化剥蚀;渭河盆地不断下降,接受沉积物充填。
二者的边界是北秦岭山前断裂,这是条著名的活动断裂,历史上损失人口最多的华县特大地震(1556年),正是该断裂活动引起的。
同样地,龙门山和四川盆地,太行山和华北平原等,都是多期构造运动造成的。
以上是地质意义上的“山”,其山区和平原界限断层出现的原因是:
不同地质体拼贴产生大断层,或是后期构造运动导致存在力学差异的块体沿薄弱带破裂,造成差异升降,等等。
二、地貌学或地理学角度
广义上的山区,包括山地、丘陵和崎岖的高原。
通常海拔超过500米,相对高差超过200米的都可以称之山地;
海拔200~500米,相对高差低于200米的地貌称为丘陵。
原始状态下,地层几乎都是水平展布的,而山区和平原区这种存在相对高差情况的出现,必然是一方相对另一方出现差异升降。
这是地球内动力(构造活动、岩浆作用等)和外动力作用(流水搬运,风化、冰川等)共同作用的结果。
其中地球内动力往往是起因,外动力起到塑形和削高补低的作用
也有一些“侵蚀造山论”,及外动力造山的说法,学术界还存在较大争议,与本题无关,在此不展开,感兴趣的可以看几篇论文:
①Pinter N, Brandon M T. How Erosion Builds Mountains[J]. Scientific American, 2005, 15(2):74-81.
②Whipple K X. Can erosion drive tectonics?[J]. Science, 2014, 346(6212):918-919.
(1)构造作用
一是断层作用,岩层错断,两侧差异升降
无论正断层、逆断层,甚至是走滑断层,都会形成山,下图分别为正断层(左)和逆断层形成山的示意图
正断层易形成地堑地垒构造,地垒成山,也就是所谓的断块山
逆断层通常上盘成山(如图c和d)
还有一种是大型逆冲推覆构造形成的飞来峰(见下图),相当于在平原上摞起一座远方来的山,例如龙门山前的一系列飞来峰。
山区和平原间发育断层最好的证据是存在断层三角面,这是沿着断层上升的一盘被流水等外部营力侵蚀的结果。
走滑断层在转折部位也会形成山,例如阿尔金断裂的宽滩山。
二是地层发生弯曲,但没有错断,地质学上称为褶皱作用
通常背斜成山,向斜成谷,这种情况形成的山区和平原区往往规模小,且通常不存在大型的断层,如下图
经过长时间的风化作用,会形成背斜谷和向斜山
三是既发生错断也发生弯曲,地质学上称为断层传播褶皱,那就更能形成山了,
成都附近的龙泉山就是这样形成的。
(2)火山作用
岩浆喷出地表形成火山,通常沿大型断裂展布,例如沿东非裂谷分布的火山
但这不是必要条件,火山和平原地区不一定要有大断层,也可以是孤立的火山锥,如下图
(3)盐丘底辟作用
地下低密度高塑形(膏岩、黏土、盐岩等)上浮,造成部分或全部切穿上覆岩层,形成穹隆构造,这种构造可与火山作用类比,往往形成环形断层。
(4)差异侵蚀作用
复杂的地质体,如果由抗风化强度不同的岩石组成,经过长期地质作用,易风化或易溶蚀的岩石被搬运走,原地剩下抗风化,或是残余的岩石形成山。
这样也不会存在大断层,例如中国南方的喀斯特岩溶地区,岩溶作用的末期,溶蚀平原上分布有残留的孤峰。
等等……
结论,通常意义上的大型山脉,其和大面积平原的交界处,是地壳差异隆升的边界,往往存在“大断层”。而很多地理学意义上的山和平原交界处,不一定存在大断层。
以上
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来源:知乎 www.zhihu.com
作者:青铜马弓手
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