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第2章 地形与地貌(1)

地形基本特征

亚欧两洲虽然结为同一大陆,但是在地形上它们各有自己的特点,而且差异甚大。

欧洲的地形以平原面积广大为特征,这与山地和高原占优势的亚洲形成鲜明对比。欧洲的平原西起大西洋畔,东迄乌拉尔山,北自北冰洋沿岸,南抵黑海之滨,绵延数千里,从不间断,形成一个统一的欧洲大平原。平原面积所占比重之大,在世界各大洲中首屈一指。

与此相联系,欧洲山地所占面积甚小,高山更少。这里既没有像青藏高原那样的大高原,更没有像喜马拉雅那样的大山脉。著名的阿尔卑斯山脉的主峰勃朗峰高仅4807米,远逊于喜马拉雅山脉的珠穆朗玛峰。

这样,就使欧洲成了世界上地势最低的大洲之一,它的平均高度只有300米,还不及亚洲平均高度的1/3。

从各种地形的地域分布看,欧洲可以以波罗的海东岸至黑海西岸一线为界,分为东西两部分。东部欧洲以平原占绝对优势,地形比较单一,西部欧洲则山地和平原交错分布,地形比较复杂。

第四纪冰川作用对欧洲地形的影响很大。当时欧洲存在着两个最大的冰川作用中心,一是斯堪的纳维亚半岛的大陆冰川中心,另一个是阿尔卑斯山脉的山地冰川中心。由于大陆冰川的作用,欧洲的北半部遍布冰川地貌,南半部的许多山地中,冰川地貌的分布也相当广泛。所以,冰川地貌广布也是欧洲地形的一个特点。

地形的地质构造基础

现代欧洲的地表形态是在长期的地质发展过程中,由于内力作用和外力作用的矛盾斗争、发育演变的结果。因此,要了解现代地形的特点,就必须了解它的地质构造基础。欧洲的地质构造可以分为前寒武纪陆台构造,加里东褶皱构造,海西褶皱构造和阿尔卑斯褶皱构造四个单元。

一、前寒武纪陆台构造

东欧和北欧的绝大部分地区以及中欧平原东部,在地质构造上属前寒武纪古陆台。这是欧洲最古老的部分,素有“原始欧罗巴”之称。欧洲陆台的大部分位于东欧,因此通常称为东欧陆台。东欧陆台主要由太古代和元古代的结晶岩构成,其中有些岩石的年代相当古老,例如科拉半岛块体、第聂伯块体等至少已有30亿年的历史。

太古代是构造运动很活跃的时期,在现今东欧陆台范围内,构造运动和岩浆活动相当强烈。经过一系列的褶皱运动以后,在太古代晚期,这里形成了一个“原始古陆台”。早元古代初期,这个古陆台被许多断裂带所分割,随后,这些断裂带演变为地槽,在冒地槽中堆积了厚度超过5000米的各种岩层,优地槽中的堆积物厚度更大。经过2.4×109~2.3×109年前的卡累利运动和1.9×109~1.8×109年前(一直延续到1.6×109年前)的斯维科芬运动以后,东欧陆台的基底才最终形成。

在元古代末,由于贝加尔褶皱运动的结果,东欧古陆台的范围进一步扩大。

由于东欧陆台形成的年代久远,加以几经沧桑,不仅当年的山脉不复存在,而且其褶皱基底大部分已深埋地下。只有它的西北部,前寒武纪的基底仍暴露在地表,或掩埋在薄层的第四纪沉积物下面,形成地盾结构,称波罗的地盾(或称芬诺斯堪的亚地盾)。其余地区在古结晶岩基底上覆盖着古生代以来各个时期的沉积层,形成地台结构,通常称俄罗斯地台(也称东欧地台),地台基底上的沉积岩层一般呈水平状,但是由于受后期地壳运动的影响,有些地区的岩层也发生变形。

俄罗斯地台基底埋藏的深度各地不一,往往在不大的距离内就有很大的起伏,形成一系列台背斜和台向斜。如白俄罗斯台背斜、沃罗涅什台背斜、伏尔加-乌拉尔台背斜;波罗的台向斜,莫斯科台向斜,里海台向斜等。其中以沃罗涅什台背斜埋藏最浅,结晶岩基底距地表只有100~200米:里海台向斜最深,在这里现代钻井技术还不可能钻到古结晶岩基底面,据推测,这里的前寒武纪结晶岩基底约在12~16千米的深处,最深处的沉积岩盖层甚至厚达20千米以上。

在东欧陆台的南部,分布着乌克兰地盾,它与波罗的地盾不同,它在中生代末和第三纪初曾发生过短期下沉,上面覆盖着薄层的沉积岩盖层(主要是第三纪沉积)。仅在河谷地区能见到古结晶岩。

由于东欧陆台边缘的结晶岩基底大多都被后期沉积岩覆盖,而且有的地段沉积岩盖层相当厚,很难对结晶岩基底进行直接研究,这就为确定陆台的边界带来了困难。例如,从前都认为中欧平原不仅在地形上与东欧平原联为一体,而且在构造上也是俄罗斯地台的向西延续,都属于前寒武纪陆台构造。但是近年来在中欧平原发现了不少属于早古生代的褶皱构造,这就对古陆台的西界提出了疑问。对于这一问题,现在还没有统一的看法,不过大多数研究者都倾向于把波罗的-波多尔构造线作为东欧陆台的西部界线,这一构造线从黑海西北岸的摩尔达维亚南部,向西北一直延伸到波罗的海南岸的波莫瑞地区。

二、加里东褶皱构造

欧洲加里东褶皱构造的面积不大,它主要分布在斯堪的纳维亚半岛和不列颠群岛,包括挪威的大部分,瑞典中部和北部与挪威接壤的地区,爱尔兰和威尔士的大部分,苏格兰和北英格兰。还有斯匹次卑尔根群岛。

加里东褶皱构造一般呈东北-西南向。但到斯堪的纳维亚半岛的北端即转为向北或北北西方向,并一直延续到斯匹次卑尔根群岛。

加里东地槽开始产生于晚元古代,由于不断拉张扩大,到寒武纪末达到最大宽度,大约达2000千米左右,这就是所谓原始大西洋,或称约拨特斯洋。原始大西洋位于欧洲板块与北美板块之间,它的西北面是北美陆台,东南面是欧洲陆台。

奥陶纪初,加里东地槽的两边产生岛弧和海沟,大洋壳开始俯冲和消亡。到中奥陶世,北美板块和欧洲板块开始相向移动,加里东地槽发生挤压并产生褶皱,这是加里东运动的序幕,在北美称为塔康运动。在这以后,还连续发生过几次褶皱运动,到晚志留世、早泥盆世期间褶皱运动达到高潮,这就是加里东运动的主幕。在这期间,除发生褶皱作用外,还伴随着断裂作用,岩浆活动和区域变质作用。

由于加里东运动的结果,原始大西洋封闭了,广阔的海洋被带状的山脉所取代,欧洲陆台和北美陆台就以这一新的褶皱山脉为纽带,紧紧地连接在一起。到白垩纪末或第三纪初,由于格陵兰开始向西移动,产生北大西洋,欧洲和北美才重新分离。

三、海西褶皱构造

欧洲的海西构造主要分布在西部,包括不列颠群岛南部,伊比利亚半岛的大部分,以及从法国经比利时、向东直到波兰的西南部和捷克斯洛伐克的摩拉维亚这一广大地区。

欧洲西部的海西地槽几乎与加里东地槽产生在同一时期。不过,在加里东地槽发育时期海西地槽的规模一直很小,仿佛是原始大西洋的一个分支。加里东褶皱带形成以后,一个横贯在欧洲和北美南部的海西地槽才真正形成,这就是古特提斯洋,或称原始古地中海。

海西地槽有一部分位于东欧陆台的破碎边缘上,这就是在现今的欧洲海西褶皱带中存在着许多古老地块的原因。

在泥盆纪,海西地槽内曾经发生过几次褶皱运动,但是规模都不大。到早石炭世末期,由于冈瓦纳古陆与欧美古陆相向移动,海西地槽才开始强烈的褶皱过程,并且伴随着花岗岩侵入活动和变质作用。海西运动的结果形成了横跨欧美古陆南部,连接欧美古陆与冈瓦纳古陆的巨大山带。

在东欧陆台的东缘,由于乌拉尔-西伯利亚地槽的闭合,从而使东欧陆台与西伯利亚陆台连接在一起。

海西运动以后,欧洲曾多次发生海侵。欧洲西部海西褶皱带的一些山间凹陷和向斜构造中,堆积了厚层的中生代和新生代沉积,而这里的海西褶皱基底则埋藏在这些沉积层下面,形成新的地台结构,如伦敦盆地、巴黎盆地,以及莱茵河中游以东的一些盆地在构造上都属于古生代地台。

四、阿尔卑斯褶皱构造

这是欧洲最新的褶皱构造,主要形成于新生代,分布在中欧南部和南欧。西部有比利牛斯山脉和安达卢西亚山脉;中部有阿尔卑斯山脉、亚平宁山脉和狄那里克阿尔卑斯山脉;东部有喀尔巴阡山脉和巴尔干山脉。

阿尔卑斯新褶皱构造带具有一些明显不同于古生代褶皱构造带的特点:(1)山脉的走向比老褶皱带复杂得多。(2)在本构造带内拥有许多在古生代或前寒武纪各次造山运动中形成的古地块,它们有的成为山脉的核心,有的则成为各条山脉之间的中间地块。(3)本构造带内的各条山脉或多或少都有推覆构造,而且推覆体的运移方向十分复杂。其中以阿尔卑斯山脉的推覆构造最为典型。

在阿尔卑斯褶皱带内,逐山脉走向的复杂性和推覆体运移方向的不一致性,给本构造带的成因的解释造成很大困难。

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