第二节 构造运动的证据
一、新构造运动的证据
(一)地貌标志
地貌形态是内外地质作用相互制约的产物。而构造运动常控制外力地质作用进行的方式和速度。如以上升运动为主的地区,常形成剥蚀地貌;以下降运动为主的地区,常形成堆积地貌。由于新构造运动的时间较近,有关的地貌形态保留得较好,因此用地貌方法研究新构造运动,是特别重要的方法。
例如,珊瑚是生长于温暖浅海中的腔肠动物,海水深度一般不超过70m。但有些珊瑚礁沉没于海下达几百米。又如,在大陆河口以外的海底可以发现溺谷,所谓溺谷是被海水所淹没了的河谷。非洲刚果河(扎伊尔河)口外有一段溺谷延伸130km,沉没于海面以下达2000m。我国海河也有一段河道伸入渤海7000m。此外,有时在海面以下发现有被淹没的三角洲、阶地以及建筑物等,这些都是或可能是地壳下降的标志。
与上述情况相反,有时候在距海面10几米、20几米甚至几百米高的地方发现珊瑚礁,如我国台湾高雄附近,在距今海面200—350m高的地方发现有下更新统的珊瑚灰岩。有时候在距海面相当高的地点,发现海蚀穴、海蚀阶地、海蚀崖以及蘑菇石等。如在山东荣城、福建厦门一带,海滩高出海面20—40m。近年在江苏连云港南云台山主峰——玉女峰(625.3m)及周围山地也发现了大量海蚀阶地、海蚀穴等。在陆地上河流两岸,常会发现像台阶一样的地貌,这就是河流阶地,有的地方只有二、三级阶地,有的地方则可有五、六级阶地。越是高位阶地,时间越长,阶地保存的形态越不完整;越是低位阶地,时间越新,保存的形态也越完整。此外在山地河流出口处,常有好几个洪积扇依次叠置。这些标志都是或可能是地壳上升的证据。
但有一点应该说明,地壳升降运动常和第四纪海面升降运动叠加在一起,增加了研究问题的困难。地壳升降运动可以引起海面的升降运动,称为地动型海面升降运动。另外,由于陆源堆积物填充于海水之中,引起海盆容量的变化,可以导致海面升降;海水温度的变化,也可引起海面变化(有人计算海水温度变化1℃,海面可变化1—2m);此外,海水负荷变化引起海盆补偿性升降,也可能导致海面升降的变化。但人们认为大陆上冰川的停积、消融,是引起第四纪海面升降运动更重要的原因。在第四纪大冰川时代,冰期时大陆上冰川面积增加,海面下降;间冰期气候较暖,冰川缩小和消融,海面上升。由上述各种原因所产生的海面变化,称为水动型海面升降运动。地动型变化和水动型变化的区别,主要是前者往往具有区域性,而后者则往往具有全球性。1842年,C.马克拉雷首先认识到冰川进退影响海面高度问题。据他估计,更新世冰期中海面高度变化达107—203m。最近(1972年)A.泰勒估计海面高度变化为180m。
这里提到这一问题,是为了提醒人们在研究地貌标志时,它可以是构造运动引起的,也可能是海面升降运动引起的,或者是二者叠加在一起所产生的结果,不可一概而论。
(二)测量数据
对于现代构造运动,在短期或瞬息间还不可能在地貌上留下可以观察到的痕迹,因此必须借助于三角测量、水准测量、远程测量(激光测远)、天文测量等手段,即定期观测一点(线)高程和纬度的变化,以测出构造运动的方向和速度。如1953年曾在甘肃省山丹县城与十里铺之间,测得一条基线全长1188.931m,1954年地震后用同样的仪器和方法进行复测,结果是1188.854m,一年内缩短了7.7cm。
1972—1974年间,法、英两国科学家曾用三只深海潜水器对亚速尔群岛西南方的大西洋中脊进行详细考察,发现中脊裂谷深2800m,底宽3000m,由裂谷溢出奇形怪状的熔岩,形成新生的海底,研究证明海底不断向两侧扩张,通过磁异常条带的宽度计算,探知裂谷东侧海底扩张速度是13.4mm/a,西侧是7mm/a。用同样方法,测知太平洋中脊在赤道附近的扩张速度平均为10mm/a。前面提到过的美国西部圣安德列斯断层,若从第三纪以来计算,其水平运动速度也平均为10mm/a。
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