（二）内力作用

以往不少地理学家或地质学家在考虑内力作用时，往往只关心地壳的上升、下降和时间，在解释中国地形西高东低的特征时，一般都简单地归之于西部上升、东部下降，喜马拉雅山上升的时间最新，所以地势最为高峻等等。但是他们对于山脉有规则的定向排列、构造上的隆起和沉降有规律的相间出现等问题则很少追究。只是在地质力学和板块构造学说出现以后，才使我们对于内力作用有了进一步的认识。

内力作用又叫内营力作用，主要是指地球内部能量所发生的作用，它能使地壳产生一种强烈的挤压、拉伸或扭动，从而引起地壳褶皱、升降、断裂等变动，间或伴随有火山、地震等现象，这就是所谓地壳运动。地表上规模巨大的凹凸面如大陆与大洋，以及大陆与大洋中的基本地形如山地与平原、海洋深槽与海底山脊等基本面貌，都是由内力作用所引起的地壳运动造成的。

在次一级的地貌形态中，地壳运动对地形的作用往往可以在岩层产状和原始构造形态上直接表现出来。在岩层仅受到构造抬升的地区，水平岩层表现为平坦的高原，当它受到强烈切割后，就会形成桌状台地和方山（图 8）。如四川盆地中部沿嘉陵江从合川至李渡间，以红色砂岩为顶盖的方山地形就很发育。

当岩层受到横向的压力时，会被挤压成褶皱，形成的地形叫褶曲构造地形（图 9）。褶曲中间隆起的部分称为背斜，下凹的部分叫做向斜。在未经外力作用的情况下，一般是“背斜成山，向斜成谷”。中国的山岭和谷地大部分是由褶曲构造造成的。如四川东部的平行岭谷带便是这类地形的典型例子，在那里，向斜谷地中保存着较新的岩层，背斜山岭上出露较老的砂岩层，虽然有的背斜顶部有高悬的河谷，而整个背斜仍呈山岭状，并高耸于向斜谷地之上。

岩层因断裂而变动位置，一部分升起，一部分陷落，这叫做断层。在断层区域中，突出于两个陷落间的地块，叫做“地垒”；两地垒间的陷落地带，叫做“地堑”（图 10）。天山山地断层很多，许多山岭都由断层作用上升造成，博格达山就是一个标准的地垒。山西、陕西境内的渭河和汾河谷地则是典型的地堑。云南滇中高原的滇池、抚仙湖、异龙湖等都是断层陷落而形成的。

地球内部的岩浆和气体有时喷发出来，岩块堆积在地面上，成为山岭，这便是火山。中国的近期火山大部分集中在最近地壳较活动的地带，但基本上都是火山作用熄灭已久的死火山，像著名的山西大同火山群（图 11），黑

龙江德都县的五大连池（图 12）。另外，分布在台湾周围的澎湖列岛、火烧岛、兰屿、龟山岛、花瓶岛、钧鱼岛等都是由海底火山喷发而成的火山岛。地壳为什么会产生运动？中国著名的地质学家李四光从地质力学观点出

发认为，产生地壳运动的一个主要原因，是由于地球自转速度的变更。

我们知道，地球是一个旋转椭球体，它每日每时都在自西向东旋转着。随着地球自转速度①的加快，离心力必然加大，从而使地球的扁度相应增加，以致在赤道附近直径增长，近两极地区直径缩短，这样也就产生了一股自两极向赤道的推挤力。岩石对短时间力的作用，只要不超过弹性强度，是具有弹性的，力撤除后岩石又恢复原来状态。但在很长时间连续受力的情况下，即使不超过弹性强度，岩石也会产生塑性形变。比如一个冰川砾石，在温度、压力都不很大的情况下，小砾石会嵌入大砾石而形成压坑，表现了明显的塑性形变；古代的石质建筑在常温、常压下，经过几十年、几百年的岁月，有些梁、柱也会自行弯曲变形。这一现象在地质力学上具有重要意义。它说明即使在作用力不大的情况下，但经过漫长的地质时期，也会使岩石产生形变。所以当地壳表面的岩石在这种由两极向赤道推挤力的长时期作用下，就会产生一系列东西向（纬向）的构造带（图 13）。

由于地球自转速度的加快，离心力增加，一方面地壳会产生大规模的由高纬向低纬的水平运动；同时由于地壳运动的结果，必然会引起地球内部的物质向地球表面集中，甚至溢出地表，从而使得地球的转速变慢。这样，原来随着基底一起由西向东移动的地壳表层的各大陆块，由于惯性力的作用，使得那些与基底粘着程度较差的大陆块产生相对的部分向西、但有时也向东的滑动，并与粘着程度较牢的大陆块分离，这样就造成了巨大的裂缝或褶皱，如欧非大陆内部的南北向大裂谷就是这样形成的。而向西滑动的大陆块如果受到坚硬的基底阻挡时，在大陆上将会产生南北向（经向）的挤压褶皱，南、北美洲大陆西岸的巨大边缘褶皱山脉可能就是这样产生的。

当地球的自转速度变慢以后，地球内部密度较大、质量较重的物质，因重力分异又逐渐渗入到地球深部，使地球质量趋于集中，导致地球的转速再次加快。由此可见，地球自转速度的加快包含着使它变慢的因素；反之，地球自转速度变慢，则又孕育着加快的运动。这就是李四光提出的“大陆车阀” 自动控制地球自转速度的原理。

如上所述，地球自转速度的变化会产生南北向或东西向的推挤力，使地壳发生巨大的水平运动。南北向的力导致地壳物质产生纬向的水平运动，在地形上就反映为东西向（纬向）的褶皱山系。中国的天山—阴山山脉、昆仑山—秦岭山脉、南岭山脉等就是这样形成的。而东西向的力导致地壳经向的水平运动，在地形上就反映为南北向（经向）的构造体系，中国的六盘山、贺兰山、横断山脉以及四川西部和云南境内，即以大雪山为主体的川滇南北向构造带，可能都属此类。

另外由于地壳各部分组成物质的不同，地块粘着程度的差异，以及地块在滑动过程中所遇到的阻力大小不一样，致使地块某些部分产生不均匀的进

① 地球自转速度是不断变化的，有长期变化、季节变化和突然变化之分。长期变化的原因是月球和太阳对于地球的潮汐作用，它使地球自转速度逐渐变慢；季节变化的原因是地球上的水和大气的季节迁移；突然变化的原因是地球内部物质的剧烈运动，例如地震、火山爆发等引起的。从地球发展的总趋势来看，地球内部物质的重力分异过程在逐渐变缓，地壳在逐步趋向稳定，地球的自转速度在逐渐变慢。

展或扭动作用，从而产生山字型（图 13）或多字型的构造体系（图 14）。中国的东南是浩瀚的太平洋，它的基底是一个由硅镁物质组成的巨大而

坚硬的地块，它比主要由比重较轻的硅铝物质组成的欧亚大陆稳固和坚硬得多，所以会产生很大的阻力。而位于中国西南的印度半岛和印度洋底部，也是一个坚硬而巨大的硅镁层地块。因此，当欧亚大陆块滑动时，它的东部和南部都受到较大的阻力，使组成大陆的岩层受到挤压和扭动。这就使得中国的东部产生一系列大致平行的东北—西南走向的多字型山脉；而在西部和中部又产生一系列山字型构造体系。

最近也有人这样认为：由于印度洋板块已经把北部大片洋壳俯冲到青藏高原之下，一直达到阿尔金山所在的一线为止。由于印巴次大陆仍在继续北移，使亚欧大陆与印巴次大陆两者相撞、挤压，从而造成了构造复杂而巍峨的喜马拉雅山脉（图 15）。

那末，有什么证据来说明在地质历史时期中地球自转速度曾发生过变化呢？第一，近代天文观测曾发现地球的自转速度是变化的。虽然近代天文观测的时期在整个地质年代中是短暂的，还不足以说明地球转速在地质年代中的变化及其幅度。可是它提供了地球自转速度变化的确切资料。近代天文工作者能够准确地推算日蚀的周期，但发现所推算的古代日蚀应出现的日期与历史记载是不相符合的，这说明了地球的自转速度可能发生过变化。第二，珊瑚有类似树木年轮的生长线，一年有多少天就会有多少条生长线。这是由于珊瑚在白昼太阳光中分泌出的碳酸钙较多，夜晚却极少，甚至停止分泌的缘故；冬季和夏季的生长形态也有明显差别，因此现在还在生长的珊瑚每年留下 3 60 条左右的生长线。有人发现，中泥盆纪时代（距今约 3.8 亿年）的某种珊瑚，显示一年内有 385～410 条生长线。这就是说，在那个时候一年有385～410 天。而在上石炭纪时代（距今约 3.5 亿年），珊瑚显示有 385～390 条生长线，也就是说，一年有 385～390 天（图 16）。如果地球绕太阳的轨道不变，地球公转一周的时间就不大可能有所变化，那末这只能说明，过去那些年代地球自转的速度要比现在快得多。

对于地壳运动的问题虽然至今还有争论，但实践证明，李四光的地质力学观点不仅在解释地形的成因中具有创见，为研究地壳运动的问题开辟了新途径，提供了新方法；而且在指导中国的找矿、找地下水和地震预报等许多工作中，同样具有重要的意义。