奇石地质讲坛|第三讲：地球的表面结构

第三讲 地球的表面结构

01

地球表面的海陆分布

地球自诞生以来，风云变幻，历经沧桑，处于永恒的运动和变化之中（图1）。按照板块构造理论，地球表层岩石圈被裂解为巨大的六大板块（图2）。

图1 大陆漂移景观

图2 世界六大板块分布

刚性的岩石圈板块驮伏在塑性软流圈之上，在地球表层作大规模水平运动。板块与板块之间，在地幔对流的驱动下，或相背分离，或相向聚合，或相互平移，从而发生板块的扩张、俯冲、碰撞或错动。板块运动及其相互作用，带动了大陆漂移和大洋的启闭，导致了造山运动、火山、地震等种种地质构造作用。板块构造学家认为，在早古生代，地球上存在统一的南方大陆和离散的北方大陆。到古生代末，北方大陆（劳亚古陆）与南方大陆（冈瓦纳古陆）联为一体，叫做泛大陆。此时全球是由一个大陆和一个大洋组成。从中生代至新生代，新大洋先后开启，大陆则在漂移中由合而分。其中冈瓦纳古陆发生多次分裂解体，多数裂解的块体向北漂移，相继归并于劳亚古陆，后者扩展增生；在劳亚古陆内部，北大西洋开始启开，北美大陆与欧洲乃沿此裂开、分离。全球便逐步演变为今天各个大陆和各个大洋的分布格局，但这不过是地球发展历史中的一幕。地球表面高低起伏悬殊，形态变化多样。喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰的高度为海拔8844.43m，这是陆地上的最高点；而西亚约旦河的尾闾死海的水面为-392m，是陆地上的最低点，高低差距9236.43m(图3)。由于地球上海洋面积广大，陆地面积小，基本上是七分海洋(70.8%)，三分(29.2%)陆地。按理说应该叫水球，但由于当时交通工具不发达，人们的活动和观察范围都小，他们看见周围是广阔的土地，所以把我们居住的大地叫地球。

图3 海陆起伏曲线

02

陆地

最早出现的地壳，应该与现代海洋底部的岩石相似，是硅镁质的。地壳一旦形成，圆球壳体就像碎裂的鸡蛋壳一样，分成了几大块（板块）。由于当时的地壳很薄，因此板块的边缘非常脆弱。科学家们猜测，形成陆地硅铝层的物质，就是从那里涌出的。两个板块相互碰撞，其中的一方难以力敌，便俯冲下降，到达地幔附近时，板块在高温下熔化，熔融的产物轻者上浮，重者下沉。上浮到地表的物质主要是硅铝质的，冷却后又变成地壳的一部分。当板块继续挤压时，比重轻的硅铝质地壳不会被带到地下，于是便褶皱成为山脉的雏形。长期产生的硅铝质物质积累在某个位置，就形成了最早高过海面的陆地。

陆地的表面形态按照高程和起伏特征，陆地表面可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地和洼地等地形。

（1）山地

山地是指地形起伏较大，海拔高程大于500m，相对高程在200m以上的地区。其中，海拔在500-l000m的称为低山；l000-3500m的称为中山；大于3500m的称为高山；呈线状分布的山地称为山脉，如欧洲的阿尔卑斯山脉，亚洲的喜玛拉雅山脉等。

（2）丘陵

丘陵是指介于山地和平原之间的高低不平、连绵不断的低矮浑圆的小山丘地形。一般高程在海拔500m以下，相对高差多在数十米，最大高差不超过200m。如我国的川中丘陵、东南丘陵。

（3）平原

平原是指面积较大、地势平坦或略有起伏的地区。其内部相对高差一般不超过数十米。世界上最大的平原是亚马孙平原，面积达560万km2。我国则有华北平原、松辽平原、长江中下游平原等。

（4）高原

海拔高程在600m以上，表面较为平坦或略有起伏的广阔地区称为高原。世界上著名的高原有伊朗高原、埃塞俄比亚高原、巴西高原及我国的蒙古高原、青藏高原等。其中，青藏高原是世界上最高的高原，海拔4000m以上；巴西高原是最大的高原，面积达500万km2以上。

（5）盆地

盆地是指四周为高原或山地，中央为低平的平原或丘陵地区，因其外形似盆而得名。如我国的四川盆地，柴达木盆地等。

（6）洼地

陆地上高程在海平面以下的地区称为洼地。-155m，则是我国陆地的最低处吐鲁番盆地艾丁湖的海拔。

我国陆地地形大体是“七山二坡一平原”，山地33%，高原26%，盆地19%，丘陵10%，平原仅12%。

03

海洋

原始地球由于不断散热，灼热的表面逐渐冷却下来，原来从大地上跑到天空中去的水，凝结成雨点，又降落到地面，持续了许多亿年，形成了原始海洋。原始海洋，海水不是咸的，而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地形云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了大体均匀的咸水。同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，即在海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。

海底地形和大陆地形一样复杂多样，而且在规模上更庞大，外貌上更为奇观。既有比大陆更广泛、更平坦的平原，也有更险峻、更宏伟的山脉和深陡的峡谷。但因海底不像大陆那样长期经受着各种外力的破坏，而是受以沉积作用为主的改造，故总体上看仍比大陆表面简单些。根据海底地形的基本特征，可将其分为大陆边缘、海岭、海沟、深海盆地等地形单元（图4）。

图4 海底地形主要单元
（1）大陆边缘：大陆边缘是大陆与大洋盆地之间的连接地带，占海底总面积的l/5左右。通常将大陆边缘分为两类：一类由大陆架、大陆坡和大陆基（大陆坡和大洋盆地的过渡地带）组成，这类大陆边缘主要分布于大西洋，称为大西洋型大陆边缘；另一类大陆边缘是由大陆架、大陆坡及海沟组成，它主要分布于太平洋，称为太平洋型大陆边缘。

（2）海岭：一般将海底山脉称为海岭。其中，位于大洋中间，常发生地震和地壳运动较强烈的海岭称为洋脊或洋中脊。洋脊或洋中脊为海底线状隆起地带，呈一系列鱼鳍状山脉，其中部最高，中央部位常有一条巨大的裂谷，称为中央裂谷，谷深可达1~2km，谷宽可达13-48km。洋中脊通常高出海底2~3km，宽度可达l500~2000km，太平洋洋中脊因其裂谷不明显而称之为洋隆或洋中隆。洋中脊在各大洋中均有分布，且相互衔接，全长65000km，占地球表面积近l/4，是地球表面最大的“山系”。

（3）海沟：平行于岛弧或沿着大陆边缘呈断续延伸的两壁较陡、狭长的水深大于6000m的深海槽称为海沟。海沟是地球表面最低洼的地区，其长一般在500~4500km，宽40~120km，深度多在6000m以上，全球已知海沟近30条，多发育于太平洋和大西洋，而印度洋的海沟不甚发育。海沟多位于大洋盆地的边缘，其两侧边坡中靠近大洋侧的边坡较缓，而靠近大陆侧则较陡。海沟的一个重要特点是在其靠近大陆的一侧有一条与其平行的隆起地形。若海沟紧靠大陆时，该隆起地形为海岸山脉，二者组成海沟-山弧系；若海沟靠近大陆一侧为海时，该隆起则是呈弧形排列的岛屿，弧顶朝向大洋一侧，称为岛弧。二者组成海沟-岛弧系。海沟-岛弧系是地球表面地震频繁的地带，常有火山分布。

（4）深海盆地(大洋盆地)：深海盆地是海洋中另一类大型地形单元，它是介于大陆边缘及洋中脊之间的平坦地带，是海底地形的主体，约占海洋面积的43%，平均深度在海平面以下4 000~5 000m。