长江流域地貌按形态分为平原、丘陵、低山、中山、高山(极高山)和高原6大基本类型; 按内、外地质成因分为23个亚类(表1)。

表1

表1

表1 长江流域基本地貌类型 地貌形态 成因类型 地貌形态 成因类型 平 原 湖积平原 冲积平原(或山间坝子) 冲、湖积平原(或山间坝子) 中 山 断褶溶蚀中山 断块溶蚀中山 褶皱侵蚀中山 断褶侵蚀中山 岩浆岩体侵蚀中山 丘 陵 断褶溶蚀丘陵 褶皱剥蚀丘陵或山间丘陵 断褶剥蚀丘陵 岩浆岩剥蚀丘陵 高 山 断褶侵蚀溶蚀高山 断褶侵蚀高山 断块冰蚀高山 岩浆岩侵蚀或冰蚀高山 低 山 断褶溶蚀低山 褶皱侵蚀剥蚀低山 断块侵蚀剥蚀低山 岩浆岩体侵蚀剥蚀低山 高 原 断褶剥蚀高原 断褶冰缘冰蚀(积)高原 岩浆岩体侵蚀剥蚀高原

表1 长江流域基本地貌类型

在TM/ETM遥感影像(5、4、3波段组合)上, 平原地貌一般分布有大面积的第四系覆盖, 而在影像上呈现出宽广平坦、切割微弱、纹形细腻、没有阴影和色调较均一等特征, 且多呈致密板状、块状图斑, 水系呈蛇形、扇状, 库塘发育呈大小蓝斑密布, 人工渠道纵横交错; 丘陵地貌影像呈斑块状或条带状断续分布, 山脊线多不圆滑, 水系呈线状或树枝状; 低山地貌影像一般呈斑状影纹, 条带状构造, 影纹粗糙, 水系呈不规则线状, 山脊明显; 中山地貌影像一般呈斑状或斑点状影纹, 条带或条带状构造, 水系呈不规则线状、星点状或扇状; 高山地貌纹理粗糙, 可见特殊的蕨叶形, 条带状特征明显, 水系多为树枝状或脉状, 山脊呈尖棱状; 高原地貌地势平坦, 无阴影, 植被稀疏, 纹影粗细不一且线性特征不明显, 水系呈树枝状。如图1所示。

同为山地或平原等地形, 由于成因不同或当地气候性因素等, 遥感特征差异很大。如岩浆岩侵蚀剥蚀低山, 遥感环形特征明显, 块状结构构造, 短直线状水系, 多见纵横交错直线刀砍状遥感影纹; 褶皱侵蚀剥蚀低山, 多分布在碎屑岩区, 条状影纹, 带状构造, 褶皱发育, 断裂不发育, 线状或树枝水系, 与碳酸盐岩相间分布时条带状特征更为明显。

图1

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	图1 不同成因地貌遥感特征对比

长江流域有4类地貌的遥感影像地域特征特别突出: ①四川华蓥山以东(包括重庆一带)由一系列紧密褶皱的背斜山地与宽缓向斜谷地组构成的平行状岭谷地貌(图2), 山体呈条形或弧形, 谷地平缓开阔且多现大小丘包, 在TM/ETM5、4、3合成的彩色图像上, 背斜山岭呈草绿或黄褐色等条带状, 向斜谷地呈蓝绿色调, 呈细腻的扭曲纹理和斑点状; ②川西北松潘及其周边特有的蕨叶状遥感影像(图3), 对应高山间的沟谷地貌; ③以湖北西部山原为代表的多级夷平山地(图4), 蓝色调的较为细腻的板块间以粗壮的树根形暗色调纹理图案, 对应地表的夷平山地和水蚀沟谷, 也是集观赏与地学研究于一身的极有旅游和地质研究价值区域; ④以湖北利川市周边为代表的溶蚀地貌(图5), 无论是遥感影像还是地表实际状态都有其独特性和观赏性, 一般溶蚀地貌区遥感影像往往呈大小不一的粉红斑块配以绿色纹理, 而利川周边遥感影像却是以大小匀称的绿色圆斑与粉红纹理构成网状彩色图案, 其对应地貌则是成群结队、体态均匀、低矮浑圆、植被发育的碳酸盐溶蚀小丘包; 丘包观赏性极佳, 丘包间为耕地, 丘包群极有旅游开发价值, 也有地学研究价值。

图2

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	图2 狭窄背斜与宽缓向斜组成平行岭谷地貌

图3

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	图3 川西北蕨叶形沟谷地貌

图4

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	图4 湖北西部夷平山地ETM543合成图像 (左)与野外照片 (右)

图5

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	图5 湖北利川溶蚀圆丘地貌ETM543合成图像 (左)与野外照片 (右)

长江流域地貌是长期内、外动力地质共同作用的结果。内动力地质作用奠定地貌的基本格架, 为外动力地质作用创造条件; 外动力地质作用则起着削高填低、蚀头洗面般的雕塑作用。内、外动力地质作用时序不同, 控制影响程度有别。地貌地质成因分类实际上是地貌阶段性成因分类, 也是地貌现状形成的主导地质因子分类。

2.1.1 内动力型地貌

长江流域内动力地质作用形成的地貌主要有台地地貌、褶皱地貌、断褶地貌、断块地貌、熔岩与火山地貌等(图1)。

(1)台地地貌。在缓慢抬升较稳定状态下, 地层倾角近似水平(50° 以下)的沉积岩层经流水侵蚀切割所形成山顶缓平、山坡陡倾(或坎状)的地貌。如四川盆地中部由近水平的侏罗-白垩系(紫红色泥岩、砂岩)组成的桌状丘陵与台地、湘赣南部众多地堑谷地中由白垩纪至古近纪红色岩系组成的丹霞地貌等。

(2)褶皱地貌。在地台褶皱盖层或各种褶皱带基础上形成、在后期较少受断裂活动影响的地貌, 包括单斜构造、背斜构造和向斜构造等条带状或线形构造山地(如四川盆地东南边缘的中低山地), 及在此基础上发育成的喀斯特地貌。此外还有穹隆或短轴褶皱构成的地貌, 主要由花岗岩体侵入并经不同程度剥蚀而成。

(3)断褶地貌。系褶皱构造形成后经断块活动形成的地貌。其中除在背斜、向斜基础上形成的条带状构造山地外, 还有复杂或性质不明的和弧(环)形的断褶山地。如青藏高原上的松潘— 甘孜断褶山地和秦岭断褶带的中山与中高山, 以及鄂西、湘北与赣北等山地。

(4)断块地貌。系地台和褶皱带活动区由花岗岩与变质岩等较均一且相对刚性岩块所组成, 并受新构造断块作用隆起的山地。

(5)熔岩与火山地貌。较少受其他构造控制的熔岩和火山沉积组成的丘陵。

2.1.2 外动力型地貌

主要为河流、湖泊与海洋等外动力地质作用形成的堆积平原地貌。如成都平原、鄱阳湖盆地、长江中下游谷地和太湖平原等(图1)。

长江流域地貌基本形态有高原浅谷、高原宽谷、高山峡谷、中低山峡谷和宽谷、低山丘陵、低山平行岭谷和平原宽谷等类型。

(1)高原浅谷。主要分布在长江源区, 为相对切割深度不大的原始高原面(年轻地貌), 相对高差多在300~600 m 之间, 谷地坡度平缓, 一般在15° 以下。小起伏的高山, 高海拔的丘陵, 平坦的高(台)地、山间平坝或沿宽阔的河谷地带分布的风蚀新月形沙丘地貌是高原浅谷的主要特征。

(2)高原宽谷。分布在川西高原中部及北部印支期变质岩地层分布区, 也是北西向断裂构造最为活跃的地区。在断陷、拉分盆地分布区, 由于局部侵蚀基准面较高, 盆地内常形成宽浅的河谷和辫状水系。大气降水量多于高原浅谷区, 以致雪线以上的山原有较大面积的积雪覆盖和现代冰川发育。

(3)高山峡谷。主要集中在金沙江流域的西南部, 即川西高原南部和东北部以及大凉山等深切割山区, 有着相当宽大的背阴坡阴影区, 其相对切割深度一般为1 500~3 000 m 左右。如金沙江丽江大峡谷, 嘉陵江、白龙江、涪江、沱江、岷江、大渡河、雅砻江、小金河等河流在穿越高山时形成的规模不等的高山峡谷地貌, 形成宽而密集的背阴坡阴影区。

(4)中山峡谷和宽谷。宽谷是指由侏罗系红色岩系中抗风化能力较弱的泥、页岩地层形成的宽大的河谷洼地, 整体影纹比较光滑平坦; 但部分地区由于地形深切, 也形成一些峡谷地貌。主要分布在四川盆地周围的米仓山、邛崃山、峨眉山、白林山、攀枝花、昭通和大娄山、武陵山、七曜山一带, 植被覆盖良好, 是环境优美的自然保护区集中的区域。

(5)中低山峡谷。主要指川南、渝东南、鄂西和滇东北以及长江中、下游平原南北两侧的山地。由于受薄皮构造顶部褶曲— — 隔槽式褶曲结构的控制, 形成了宽缓的背斜和紧密褶皱的向斜相间的褶曲形式; 向斜轴部一般均有断裂通过, 形成深而窄的峡谷地貌; 背斜轴部则由于地层倾角平缓, 普遍形成了岩溶地貌。在影像上可以明显地看到这些背斜轴部有密集的岩溶圆丘、岩溶漏斗分布(鲁甸、彝良、威信、镇雄以及利川、恩施等地比较突出)。

(6)低山平行岭谷。主要分布在Ⅱ 级台阶面之上的华蓥山平行岭谷区。其中低山丘陵主要分布在长江中、下游平原的主干、支流水系两侧的分水岭部位和四川盆地的龙泉山等低山丘陵; 平原宽谷主要指长江中、下游及上游成都平原第四系地层大面积分布区。

长江流域地形是西高东低, 南北高、中间低, 横贯中国地势的三大台阶, 流域地貌类型多, 成因复杂, 结构交错, 地貌总体格架明显受控于构造尤其是新构造活动(图6), 三大区块(一级单元)特征明显(图7)。根据地貌的次一级特征, 通过遥感解译圈定出31个二级单元及1 531个三级单元。

图6

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	图6 长江流域活动断裂构造分布示意图

图7

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	图7 长江流域遥感解译地貌分区

(1)西部断块抬升高原高山区(I)。东部界线北起甘肃宕昌, 向南经武都、文县, 入四川青川, 沿龙门山北东— 南西走向, 然后沿小箐河断裂带至云南丽江— 鹤庆一带分布。该界线以西为长江流域地区, 包括青南高原、藏北高原和川西高原, 面积约60× 10⁴ km², 为我国地势的第一阶梯, 也是长江流域的最高一级台阶, 地形总体趋势是西北高、东南低。地貌类型以高原浅谷和高山峡谷为主。区内广泛分布中生代三叠纪砂、板岩, 在金沙江两岸及东缘龙门后山地带有少量中生代地层, 第三系、第四系有较零星分布。

(2)中部褶皱中、低山区(II)。本区以龙门山— 小箐河深大断裂为西界, 东界大致以慈利— 花垣— 印江基底断裂带、芷江— 凯里断裂和吉首— 凤凰— 新晃断裂为界, 面积约57 km²。以中山为主, 低山次之, 无高山和高原, 地势比西部台阶明显降低。秦岭东西向、武陵山北北东向构造是区内隆起较强的地区, 总体地势是北高、南低。秦岭、米仓山和大巴山呈东西向横亘于北, 山顶标高西段2 100~3 300 m, 东段1 600~3 200 m, 地势向南降低, 出露有元古代变质岩、岩浆岩和古生代~中生代碳酸盐岩与碎屑岩。华莹山、大娄山和武陵山隆起于东, 山岭标高1 000~2 000 m, 向东隆起幅度增大。苗岭横亘于南, 标高1 500~1 700 m, 以出露碳酸盐岩为主, 岩溶地貌发育。西部为四川菱形盆地, 即川中丘陵和成都平原。本区水系稠密, 以北东和北西向见多。嘉陵江、涪江、沱江、乌江、前河及长江涪陵以上河段以横向河谷和斜向河谷为主。

(3)东部掀斜沉降丘陵平原区(III)。本区是长江流域最低的一级台阶, 面积约63× 10⁴ km², 自燕山期后处于大面积的掀斜或断陷沉降。西有北北东向雪峰山, 南有南岭东西向山脉, 东有呈北北东向雁行排列的幕阜山和罗宵山。本区整体表现为三面环山、中部丘陵间有低山、平原广布的地貌景观。平原区海拔在200 m以下, 计有南襄盆地、两湖平原、鄱阳湖平原、安徽沿江平原及长江三角洲滨海平原。长江呈东西向横穿本区北部, 南岸支流较多, 较大的有湘江、资水、沅水、浏阳河和赣江等。区内的河流以河谷宽阔、纵坡小、流速缓、河道弯曲为特征, 淤积和旁蚀作用强烈。江南丘陵呈北东走向斜卧其间, 周边山系分别是长江支流汉水、湘江和赣江的源地, 数以千计的支流大致呈南、北辐射状分布。

3.1.1 地貌过程概览

长江上游青藏高原区属中国大陆第Ⅰ 级地貌阶梯, 海拔在4 000 m以上, 连绵展布巨型帚状的一系列弧形山系, 山脉形迹宽大、山形完整, 延续长度可达上千公里。影像纹理粗犷、形态完整、走向一致, 显示为地壳强烈、快速隆升形成基底褶皱的年轻山脉特征, 局部表现为同一期次构造作用造成的断块抬升高原和高山地貌。

发育于流域北缘、整体走向为北西西的秦岭— 大别山中、低山峡谷地貌区, 山形不完整, 可见块状, 局部走向偏移, 影像多阴影, 条纹长短不一, 断续相系。区域内以出露前震旦纪~古生代变质岩为主, 地貌形成期早(印支运动晚期), 多受后期改造, 表现为壮年地貌特征。

四川盆地及其以东地区, 隆起带和沉降带相间分布, 规模较大, 主要呈北北东向展布, 表现为褶皱隆起中、低山地貌和掀斜沉降丘陵、平原地貌。隆起带山脉多呈北东、北东东向; 山脉形迹窄而短、规模小, 普遍发生错断变形, 山形不完整, 呈现多期构造活动叠加、改造的特征。如鄂西、武陵山区、幕阜山— 罗霄山区和黄山— 武夷山区构成的隆起带中, 山脉走向基本是以北东和北东东走向为主, 大巴山系为向南凸出的多重弧形﹙大巴山弧﹚。该区地貌总体呈中老年特征。

3.1.2 地貌地质过程

统览地貌地质各单元遥感特征, 认为长江流域地貌发展演化历史漫长, 阶段性明显, 经历了印支运动前— 印支期— 燕山期— 喜山期几个重要发育演化期, 最终形成现代地貌(图9)。

图9

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	图9 长江流域古地貌过程

印支运动前, 长江流域大部为海洋环境; 印支运动使长江流域的古地理面貌发生了很大变化(图10); 至早侏罗世, 基本结束了海洋环境, 隆起为陆地, 巴颜喀拉山、川西、滇北等褶皱成山, 古秦岭山脉形成, 中下游湖盆发育; 燕山运动奠定了长江流域地貌的基本格局, 唐古拉山脉形成, 青藏高原缓慢抬升, 大别山、巫山山脉隆起, 四川盆地拗陷, 白垩纪时四川盆地缓慢上升, 洞庭盆地下沉; 喜马拉雅运动导致流域西部地区强烈抬升, 加大了地势的起伏, 川西、云贵及鄂西等地区在新生代以来处于剥蚀环境, 特别是更新世以来, 西部地区继续急速上升, 形成了极高山、高山和深切峡谷地貌, 流域东、西地区的地势差进一步增大(金沙江河谷阶地级差50~60 m, 而向东级差逐步减小, 中、下游松宜段小于45 m, 黄石小于25 m, 武穴— 南京段小于35 m, 在南京附近有深度为 -36~-43 m和-20~-3 m的三级埋深阶地), 长江流域三级阶梯形成(图7和图11)。

图10

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	图10 印支期构造遥感形迹追踪

图11

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	图11 长江流域地势地貌遥感影像

四川康定贡嘎山(极高山)南北长达120 km , 东西宽达45 km 。主峰一带为沿向斜轴侵入的印支期二长花岗岩及周边以三叠系西康群砂板岩地层为主构成的向斜山地貌(图12)。

图12

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	图12 贡嘎山构造环境

挽近期在青藏高原强烈抬升扩张的影响下向东推覆仰冲, 逐渐形成了贡嘎山极高山。其形成过程为南北向的安宁河断裂挽近期的继承性活动, 断裂活动十分强烈, 具有左行平移走滑的性质。贡嘎山北侧的鲜水河断裂的挽近期活动则具有右行平移走滑的性质, 其南西盘的平移运动方向与青藏高原抬升扩张的方向和行动同步一致, 都是向东运动, 共同助推贡嘎山向斜构造的仰冲隆起; 扬子陆块则阻碍了高原物质向东推移, 加上主峰花岗岩体抗侵蚀能力较强, 贡嘎山故而能够成为长江流域的最高峰。

长江中下游平原主要包括两湖平原、鄱阳湖平原、苏皖沿江平原及三角洲平原(图7)。平原地貌沿长江两岸断续发育, 是长江流域第四纪地层最发育的地区, 沉(堆)积物以河-湖沉积物为主, 其次有洪积、海积、风积和冰碛冰水堆积物, 其南、北、西三面多为第四纪隆起区。

晚白垩世末, 长江中下游近东西向断陷盆地形成; 古近纪、新近纪都曾经历了强烈拗陷沉降。第四纪两湖平原和长江三角洲继续保持间歇性沉降的构造活动特征。受鄂西山地、武陵山脉隆升的影响, 两湖平原向东南倾斜, 呈西北高、东南低的掀斜构造。

鄱阳湖平原受到东南一侧武夷山、皖南山地隆起抬升的影响, 向西北掀斜, 湖区东部仅发育上白垩统, 缺失古近系、新近系。第四系下更新统为冲-洪积物; 中更新世及其后, 方得以发育河-湖相沉积; 湖区西部上白垩统-新近系红层均较发育, 显示新近纪东部山地抬升隆起, 盆地沉降中心向西北迁移; 早更新世末, 盆地再度强烈沉降, 九江地区第四系厚度可达100 m。

皖江地带属于挤压型穹、凹相间的拱断褶带, 带中发育有来安— 潜山和无为— 安庆次一级的拗(断)陷带, 其间为巢湖— 怀宁的低山丘岗带状地貌分隔。新近纪进入坳陷萎缩期, 沿江的无为— 安庆断陷带一度抬升, 缺失新近纪沉积。第四纪呈间歇、和缓的差异性升降。第四系主要以冲积和冰水沉积﹙马冲组、戚家矶组﹚为主, 其次为洪积、湖积和沼泽沉积, 沉积厚度一般20~50 m。位于北部边缘的来安断陷是一个北东宽而深、南西窄而浅, 向北东开口的箕状盆地。第四纪沉降中心在天长县铜城附近, 第四系厚度达400 m左右; 往南至古河一带, 仅厚10 m左右。

江苏— 宁镇沿江地区在燕山早期褶皱隆起; 白垩纪— 古近纪, 宁镇山脉南、北两侧沉降接受沉积; 至新近纪— 早更新世复又隆升, 山脉北麓沿江一侧发育向北倾斜的高角度正断层; 中更新世地壳活动逐渐进入相对稳定阶段。

三角洲平原南西高、北东低, 系受天目山地第四纪隆升影响所致。

总之, 在喜玛拉雅期, 长江中下游不同于上游, 构造活动基本处于相对宁静的间歇期, 在总体处于上升的构造背景下, 以不均衡差异升降运动为主。第四纪以来, 在总体差异升降背景下, 河流侵蚀作用及风化剥蚀作用在周边隆起区主要形成河流侵蚀地貌, 在断陷区则形成河湖相冲洪积平原, 从而塑造了现代地形地貌。