饒平縣樟溪鎮(zhèn)青嵐溪河床壺穴形態(tài)的形成與發(fā)育_第1頁(yè)
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廣東饒平縣青嵐溪河床壺穴形態(tài)的形成與發(fā)育PAGEPAGE12目錄摘要 2關(guān)鍵詞 21研究區(qū)位置及地質(zhì)背景 42野外記錄及計(jì)算方法 53壺穴形態(tài)的影響因素 63.1壺穴形態(tài)與產(chǎn)出部位 63.2壺穴形態(tài)與河床巖石節(jié)理 73.3壺穴形態(tài)與發(fā)育過(guò)程 93.4壺穴形態(tài)與壺穴消亡 104討論與結(jié)論 104.1討論 104.1.1青嵐溪地質(zhì)公園究竟是河流壺穴還是冰臼的問(wèn)題 104.1.2野外考察未發(fā)現(xiàn)伴生的冰川地貌 104.1.3河流壺穴的形成與河床巖石節(jié)理之間的關(guān)系 104.1.4關(guān)于壺穴的形成年代問(wèn)題 114.1.5發(fā)育過(guò)程中,流水的作用形式不是固定不變 114.2結(jié)論 11參考文獻(xiàn)(References) 12廣東饒平縣青嵐溪河床壺穴形態(tài)的形成與發(fā)育指導(dǎo)老師:歐先交李智釗,鐘裕民,李新荷,陳春艷,張碧娥,賴幸(嘉應(yīng)學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院,廣東梅州514015)摘要:對(duì)廣東省潮州市饒平縣樟溪鎮(zhèn)青嵐溪溪谷(成為旅游景點(diǎn)后稱青嵐地質(zhì)公園)紅軍洞門口到下方水潭河段的169處壺穴形態(tài)特征進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量并做統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合野外觀測(cè)結(jié)果從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度定量地描述壺穴的形成和發(fā)育過(guò)程。研究得出以下結(jié)論:壺穴的形成與發(fā)育只與河床局部的地質(zhì)、地貌、流水特征有關(guān),其形成始于河床床面薄弱處和三角(撞擊)坑;壺穴形態(tài)受構(gòu)造節(jié)理控制;壺穴發(fā)育過(guò)程中,深度與口徑間有很強(qiáng)的(對(duì)數(shù))正相關(guān)關(guān)系;壺穴發(fā)育過(guò)程中,其形態(tài)和流水作用的形式不是固定的;在下切強(qiáng)烈的河段,作為河床下切的侵蝕形式之一,壺穴形成既不需要很長(zhǎng)時(shí)間,也不能充分發(fā)育,而且難以長(zhǎng)期保留。以統(tǒng)計(jì)方法定量地研究河流壺穴有助于解決廣東第四紀(jì)環(huán)境的有關(guān)爭(zhēng)論。關(guān)鍵詞:青嵐溪溪谷;河床壺穴;形態(tài)特征;統(tǒng)計(jì)學(xué)20世紀(jì)90年代以來(lái),中國(guó)南方熱帶亞熱帶獨(dú)特的客觀地質(zhì)體的全球變化和過(guò)去全球變化的記錄日益受到科學(xué)界的關(guān)注。河谷地貌,在地質(zhì)學(xué)研究史中已是一個(gè)古老的話題。然而,當(dāng)引入全球變化的現(xiàn)代思路之后,我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的問(wèn)題,產(chǎn)生一些新的思想。近年來(lái),有關(guān)華南沿海低緯度低海拔現(xiàn)代河谷中穴狀微地貌(群)成因問(wèn)題的討論引起了人們的注意,使人們重新對(duì)其動(dòng)力學(xué)成因、氣候環(huán)境意義及其旅游開(kāi)發(fā)價(jià)值產(chǎn)生了興趣。一些學(xué)者認(rèn)為發(fā)育在廣東省東部揭西、豐順以及海南島等地河谷中的這種穴狀微地貌是二三百萬(wàn)年前冰川成因的“冰臼(群)”[1,2],另一些學(xué)者根據(jù)以往數(shù)十年積累的經(jīng)驗(yàn)和資料,認(rèn)為那只是山區(qū)河流常見(jiàn)的一種正常的現(xiàn)代“壺穴”微地貌[3、4]。此后,學(xué)者們陸續(xù)展開(kāi)了實(shí)地考察和有益的討論[5-10]。壺穴,又稱鍋穴、甌穴,根據(jù)《地質(zhì)詞典》[11]、《地球科學(xué)大辭典》[12]給出的定義是指基巖河床上形成的近似壺形的凹坑,是急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床而形成的。壺穴集中分布在瀑布、跌水的陡崖下方及陡坡較陡的急灘上。類似的地形也可以出現(xiàn)在冰川床底上,由冰川水沖蝕造成,特稱之為冰川鍋。壺穴(Pothole)有多種成因:河水侵蝕、冰水侵蝕、冰融水滴蝕、冰壓刻、風(fēng)蝕、浪蝕、風(fēng)化乃至圓礫鑄模[13,14],任一種成因的坑穴都可稱之為"Pothole"[14]。根據(jù)已有文獻(xiàn),我國(guó)河蝕壺穴見(jiàn)于廣東、黃山、黃河壺口、香港等地河谷[13-17],浪蝕壺穴在臺(tái)灣花蓮、野柳、香港及廣東等地海岸均有發(fā)現(xiàn)[15,17],而河北豐寧、內(nèi)蒙赤峰則有風(fēng)化風(fēng)蝕型壺穴形成[13,15]。值得一提的是,廣東的河蝕壺穴,河北、內(nèi)蒙的風(fēng)化風(fēng)蝕壺穴被個(gè)別學(xué)者認(rèn)為是冰融水侵蝕的冰臼[18,19]。壺穴是研究人類生存環(huán)境變化的良好載體[13],壺穴的研究不僅有其形成過(guò)程中的地貌學(xué)意義,更重要的是其背后的環(huán)境學(xué)意義。對(duì)壺穴形成不同的見(jiàn)解會(huì)導(dǎo)致完全不同的地球環(huán)境演化方向結(jié)論。壺穴是廣東地區(qū)現(xiàn)代山區(qū)河流中常見(jiàn)的河床微地貌,如果廣東地區(qū)河床上的壺穴是河成壺穴,那是再普通不過(guò)的事情,但如果是冰臼(冰川壺穴),則廣東地區(qū)必定出現(xiàn)過(guò)冰川,這無(wú)疑對(duì)中國(guó)及世界第四紀(jì)冰川的研究具有重大意義。壺穴研究在國(guó)外有很長(zhǎng)的歷史,與壺穴研究相關(guān)的文獻(xiàn)最早可追溯到19世紀(jì)中葉[16]。我國(guó)直到近年來(lái)由于與大冰蓋理論相關(guān)的冰臼引起的爭(zhēng)論,才直接或間接地導(dǎo)致較多專門研究壺穴的文獻(xiàn)出現(xiàn)[3-5,6,8-12]。國(guó)外上世紀(jì)初也出現(xiàn)過(guò)類似的爭(zhēng)論[23]。目前我國(guó)與壺穴相關(guān)的研究描述成分居多。相比之下,國(guó)外相關(guān)研究有較高的定量程度[23-26]。本文以廣東省潮州市饒平縣樟溪鎮(zhèn)青嵐溪溪谷(開(kāi)發(fā)成為旅游景點(diǎn)后稱青嵐地質(zhì)公園)紅軍洞門口到下方水潭段的壺穴為對(duì)象(圖1-2),對(duì)其形態(tài)特征進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)量并做統(tǒng)計(jì)分析,將計(jì)算結(jié)果與野外觀測(cè)結(jié)合,首次使用統(tǒng)計(jì)定量研究的方法,探討河成壺穴的形成和發(fā)育過(guò)程,也為冰臼壺穴之爭(zhēng)增加案例研究。圖1:青嵐地質(zhì)公園位置示意圖圖1:青嵐地質(zhì)公園位置示意圖圖2:青嵐溪谷壺穴研究河段示意圖圖1:青嵐地質(zhì)公園位置示意圖圖2:青嵐溪谷壺穴研究河段示意圖圖1:青嵐地質(zhì)公園位置示意圖1研究區(qū)域及地質(zhì)背景青嵐溪發(fā)源于饒平縣北部的山脈,屬于青嵐溪水系,研究地區(qū)基巖為中生代燕山時(shí)期的花崗巖。本文研究的河段是從青嵐溪的紅軍洞門口到下方水潭(其中紅軍洞門口經(jīng)緯度約為:N23°44.413′,E116°49.861′,海拔:70.8米;青嵐溪下方水潭經(jīng)緯度約為:N23°44.336′,E116°49.884′,海拔:33.2米)。該河段壺穴分布最為集中(圖3-10)。因在考察地點(diǎn)的上游及下游均未發(fā)現(xiàn)更大的壺穴群,基本為零星分布,不具有典型性,因此選取本段進(jìn)行研究。研究河段長(zhǎng)約200.2米,河床海拔從70.8m降到33.2米(由GPS定位導(dǎo)航儀測(cè)量),河流坡降大,水流急,河床主要為侵蝕基巖河床,由燕山期黑云母花崗巖組成,化學(xué)風(fēng)化較強(qiáng);時(shí)而為大面積巖檻,時(shí)而為由次磨圓狀礫石和巨大花崗巖巖塊組成的石灘。該河段上游是寬闊的河面,向下游忽然收窄,河道從西北——東南流向折向西偏轉(zhuǎn),流水速度加快。河床上有巨大完整的花崗巖巖塊分布(圖11),縱向剖面坡降大,多跌水、瀑布。河床的基巖上裂隙眾多,節(jié)理發(fā)育明顯。其中主要節(jié)理的走向分別為NE56.2°和NW325.6°,呈“X”型相交。另一組節(jié)理為花崗巖自身發(fā)育的席裂或席狀構(gòu)造。席裂構(gòu)造是由于地球表面不斷被侵蝕夷平,因而下伏巖石的負(fù)荷隨之減輕,導(dǎo)致在垂直方向上因減壓而發(fā)生擴(kuò)張作用所形成的一種節(jié)理,以花崗巖最為發(fā)育,常將花崗巖體切割成許多平緩的板狀或透鏡體,成為壺穴形成的“平臺(tái)”[12]。由構(gòu)造作用產(chǎn)生的垂直節(jié)理主要有5組,實(shí)測(cè)走向分別為:56°-60°、96°-121°、249°-268°、315°-330°。河床形態(tài)為典型的山區(qū)侵蝕性基巖河床,河床落差大,表現(xiàn)為縱向多跌水、瀑布,所以其石質(zhì)床面縱向坡度并不大;橫剖面石質(zhì)深槽、淺灘交錯(cuò)(圖3-圖5),石質(zhì)深槽、石質(zhì)淺灘又分別稱低水河床和高水河床[27]。圖5:河床壺穴分布狀況圖4:河床壺穴的分布狀況圖3:河床壺穴分布狀況圖5:河床壺穴分布狀況圖4:河床壺穴的分布狀況圖3:河床壺穴分布狀況圖7:受節(jié)理控制的壺穴圖8:跌水壺穴圖6:流水磨蝕壺穴圖7:受節(jié)理控制的壺穴圖8:跌水壺穴圖6:流水磨蝕壺穴圖10:圓形廢棄壺穴圖11圖10:圓形廢棄壺穴圖11上游由巖塊組成的石灘圖9:槽型壺穴2野外記錄及計(jì)算方2野外記錄及計(jì)算方法青嵐溪河谷壺穴平面形態(tài)主要有圓形、橢圓形、四邊形、多邊形乃至長(zhǎng)條形(圖3-圖11)。借鑒前人的野外測(cè)量及計(jì)算方法,觀察記錄壺穴的平面形態(tài),記錄壺穴深度,長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度和相應(yīng)的長(zhǎng)軸走向(短軸走向按與長(zhǎng)軸走向正交計(jì)算),其口徑大小按長(zhǎng)短軸之和的平均值計(jì)算,其中長(zhǎng)短軸比超過(guò)平均值2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差作為槽型壺穴,其他作一般壺穴;為知道各壺穴所在的上下游位置,記錄從紅軍洞門口開(kāi)始向下游順序進(jìn)行,利用卷尺、皮尺、地質(zhì)羅盤儀等工具,并對(duì)每個(gè)壺穴編號(hào),一直到研究河段流出河谷下方水潭處(圖2)。研究河段壺穴形態(tài)比較統(tǒng)一,三角形或不規(guī)則形狀的壺穴產(chǎn)出數(shù)量較少,形態(tài)不完整,未形成典型壺穴。如剛發(fā)育雛形,已被侵蝕至難以復(fù)原的壺穴因其不具有代表性,因此不列入研究范圍。最終共測(cè)量壺穴169個(gè),其中圓形壺穴4個(gè),一般壺穴155個(gè),槽型壺穴10個(gè)。按標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算各指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)(平均值、眾數(shù)、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、離散系數(shù)等)、分布特征等。對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布類型對(duì)比,相關(guān)分析和回歸分析,必要時(shí)對(duì)非線性數(shù)據(jù)進(jìn)行線性轉(zhuǎn)換[22],并按標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)各種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)[26]。數(shù)據(jù)處理和計(jì)算所用到的軟件包括Excel,Matlab,GeoDa,CrimeStat,Variowin等。3壺穴形態(tài)的影響因素3.1壺穴形態(tài)與產(chǎn)出部位青嵐溪地質(zhì)公園的(考察時(shí)間是3月份,處于枯水期,大部分壺穴露出水面)壺穴分布于河床的基巖面上,大量出露在堅(jiān)硬的花崗巖表面。壺穴的長(zhǎng)短軸的平均值分別是125.1cm和80.7cm,長(zhǎng)短軸之比的平均值約為1.68,口徑平均值為103.2cm,深度平均值則為67.3cm。長(zhǎng)軸、短軸和深度的極大值、極小值相差懸殊,并且三者的離散系數(shù)均大于或等于0.85,最高值深度達(dá)到0.95,離散程度大(表1)。表1青嵐溪壺穴形態(tài)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均值/cm中值/cm眾數(shù)/cm標(biāo)準(zhǔn)差/cm方差離散系數(shù)極大值/cm極小值/cm長(zhǎng)軸125.19150113.6312911.90.9197516短軸80.763.53368.184675.50.8549013深度67.348.51063.314032.30.944905另外,壺穴的深度、長(zhǎng)短軸之比和平均口徑沿測(cè)量河床的上下游段的變化無(wú)明顯的規(guī)律,即壺穴的大小,深度和形態(tài)不同的壺穴是隨機(jī)分布的(圖13)。這意味著壺穴由小變大的發(fā)育過(guò)程河流的流速和平均流量沒(méi)有直接的關(guān)系,但是與河床的地質(zhì)、地貌、流水特征有關(guān)。深度小于30cm的壺穴約占樣本總數(shù)的40%(圖14a),而且多分布于河床的基巖面上。壺穴的垂直剖面可分為碟形和圓柱形,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯三角坑壺穴。大部分碟形壺穴深度較小,口徑遠(yuǎn)大于深度,但有極個(gè)別的深度達(dá)到上百厘米。圓柱形壺穴深度相對(duì)較大,有明顯的桶壁,大部分圓柱形的壺穴也是口徑大于深度。而且壺穴桶壁的上游高、下游低,兩者高度相差較大(圖12h),有些壺穴在水流的溯源侵蝕作用下導(dǎo)致桶壁缺口(圖12b)。圖12壺穴形態(tài)特征3.2壺穴形態(tài)與河床巖石節(jié)理野外觀測(cè)發(fā)現(xiàn)河床基巖面上(包括槽型壺穴)或跌水背水一側(cè)的壺穴底部多為構(gòu)造裂隙(節(jié)理或節(jié)理交匯處)。一般壺穴長(zhǎng)短軸比等于1(正圓)的相對(duì)較少,不到1%,等于1.5的占56%(圖14b),但長(zhǎng)短軸走向是有選擇性的,主要有兩個(gè)方向,大部分在北東東之間,另一組北西西之間(圖15a),其次壺穴的走向與壺穴的節(jié)理走向有密切的關(guān)系(圖15b)。以上說(shuō)明壺穴其形態(tài)受構(gòu)造節(jié)理控制。此外,長(zhǎng)短軸比超過(guò)平均值兩個(gè)方差的槽形壺穴的長(zhǎng)軸多與河流走向一致,這些長(zhǎng)條形的壺穴往往不是簡(jiǎn)單的槽形,而是串珠狀的槽形,其剖面和側(cè)面形態(tài)表明它們是由多個(gè)壺穴沿同一節(jié)理發(fā)育,最后連通而成(圖12g),顯然是流水沿縱向節(jié)理侵蝕的結(jié)果。圖13壺穴形態(tài)、深度、口徑的沿程變化圖14壺穴深度(a)、長(zhǎng)短軸比(b)頻率分布圖15各壺穴走向及節(jié)理走向3.3壺穴形態(tài)與發(fā)育過(guò)程壺穴的長(zhǎng)軸與短軸作對(duì)數(shù)變換后可以看到有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系(R=0.882),其最佳回歸方程是冪<1的函數(shù)(圖16a,c)。說(shuō)明壺穴在發(fā)育過(guò)程中長(zhǎng)軸口徑不斷增大,但是長(zhǎng)軸增長(zhǎng)的速度快于短軸,不容易形成圓形壺穴。另外,串珠狀的槽型壺穴的平均口徑之比超過(guò)200的占樣本總數(shù)的11.86%,并且大部分沿著節(jié)理走向,這進(jìn)一步說(shuō)明節(jié)理的控制作用。圖16壺穴長(zhǎng)軸與短軸、深度與口徑的相關(guān)性分析及回歸分析考察中盡管沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有明顯的三角坑壺穴,然而通過(guò)復(fù)原壺穴,我們?nèi)匀豢梢钥吹降撞渴侨切危蠈訛閳A碟形的壺穴。根據(jù)流水動(dòng)力學(xué)原理(沿流向物面半徑越小,流體越容易分離[28]),流水在上游流水面邊界的突然改變產(chǎn)生分離形成回流,回流加強(qiáng)了對(duì)三角坑壺穴的下沿的侵蝕力度,使得下沿的侵蝕速度快于上游邊,下游邊被磨圓向下游后退后,三角坑的平均半徑加大,上游邊的回流減弱,侵蝕增強(qiáng),也被侵蝕向上游后退。三角坑在各邊都被磨蝕后,口徑擴(kuò)大、逐漸變圓,漸漸的往碟形、圓形壺穴發(fā)展(圖12e)。將一般壺穴的深度與口徑做對(duì)數(shù)變換后有較高的線性相關(guān)系數(shù)(R=0.767),反變換后,壺穴的最佳回歸曲線是冪<1的冪函數(shù)曲線(圖16b,d)。這說(shuō)明,在一段時(shí)期內(nèi),壺穴深度的增加快于口徑擴(kuò)大的速度,經(jīng)年累月可形成桶壁。而且,當(dāng)河流壺穴寬深比發(fā)展過(guò)程曲線是一條冪>1的冪函數(shù)[29](圖16d),這說(shuō)明河流壺穴從碟形壺穴發(fā)育到成熟壺穴的過(guò)程中深度加大,形成較深的桶壁。從壺穴所處的位置看,跌水壺穴形成于垂直水流對(duì)河床的沖刷作用,并且位于基巖河床的軟弱處(節(jié)理或節(jié)理交匯處)(圖12h)。3.4壺穴形態(tài)與壺穴消亡青嵐溪屬于山區(qū)河流,坡降大,年降水量多,流水常年向破碎、軟弱的河床下切侵蝕,原先的高水位河床相對(duì)抬升形成廢棄河床,廢棄河床上的壺穴失去了動(dòng)力基本停止發(fā)育。由于河床節(jié)理豐富,廢棄壺穴受風(fēng)化剝蝕后穴壁、邊緣通常會(huì)顯得粗糙不平,底部偶有風(fēng)化堆積物,有的壺穴甚至長(zhǎng)出雜草(生物風(fēng)化),加速了其消亡的過(guò)程(圖12e,f)。野外隨時(shí)可見(jiàn)的瀑布處的跌水壺穴(圖12h),流水從高處下跌后沖刷下游穴壁,加上節(jié)理裂隙發(fā)育豐富的緣故,下游穴壁極易被侵蝕破壞掉,與上游穴壁形成很大的高差,而上游穴壁則隨著流水對(duì)基巖進(jìn)行溯源侵蝕,流水侵蝕的位置不斷向上游后撤,這是河床下切的一種形式,最終壺穴也會(huì)因此消失。另外,上述多個(gè)壺穴沿節(jié)理連通后合并成槽形壺穴,使原有壺穴消失(圖12g)。4討論與結(jié)論4.1討論4.1.1青嵐溪地質(zhì)公園究竟是河流壺穴還是冰臼的問(wèn)題筆者實(shí)地考察青嵐溪地質(zhì)公園之時(shí),該公園仍是稱這里的壺穴是第四紀(jì)冰川時(shí)期留下的冰臼。壺穴是指基巖河床上形成的近似壺形的凹坑,是急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床形成的;冰臼則系在冰川作用范圍內(nèi),由冰川或冰川的急流冰水,攜帶石塊快速旋轉(zhuǎn)沖擊,在基巖冰川上形成的螺旋狀渦流洞[14]。從壺穴的形態(tài)來(lái)看,冰川壺穴具有“口小、肚大、底平”的特征。但是根據(jù)考察結(jié)果來(lái)看,該處的壺穴均不具有平坦的底部,其底部或下凹,或有中央突起。從粵東地區(qū)的年降雨量來(lái)看,潮州市饒平縣的年降雨量為1500mm~1700mm[30],這就保證了該區(qū)現(xiàn)代河流具有豐沛的水量和充足的水動(dòng)力條件。壺穴大部分分布在河床的基巖面上,以河道的主流線上居多,洪水期被淹沒(méi),枯水期則露出水面,而且多產(chǎn)出于瀑布和跌水的下方[30]。筆者考察之時(shí)是3月份,處于枯水期。據(jù)景區(qū)管理員稱,豐水期大部分壺穴被淹沒(méi),就如上述情況描述。4.1.2野外考察未發(fā)現(xiàn)伴生的冰川地貌迄今為止,筆者在數(shù)次野外考察中始終未發(fā)現(xiàn)在青嵐溪溪谷及其周邊地區(qū)始終未發(fā)現(xiàn)冰蝕地貌的冰斗、U形谷、峽灣、羊背石;也未發(fā)現(xiàn)冰磧地貌的基磧丘陵、側(cè)磧堤、終磧堤、鼓丘以及冰水堆積地貌的冰水扇和外沖平原、冰礫阜階地與冰礫阜、渦穴、蛇形丘等。一般地說(shuō),認(rèn)識(shí)中國(guó)冰川現(xiàn)象是相當(dāng)困難的,其原因是:①經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期侵蝕,冰川地形保存不清楚;②紅土層或黃土層掩蓋冰川停積,地貌不明;③寒冷地帶古生物群和熱帶或溫帶古生物群在第四紀(jì)巖層中混合出現(xiàn);④許多地方的冰磧物受了冰期以后流水的沖洗,使得冰磧物層抑或完全變成了洪積層,抑或沖積物和冰磧物混雜在一起,因而不容易辨別;⑤過(guò)去在中國(guó)的外籍地質(zhì)、地理工作者偏見(jiàn)太深;等等[7]。4.1.3河流壺穴的形成與河床巖石節(jié)理之間的關(guān)系學(xué)術(shù)界一直存在爭(zhēng)議:汀江上游花崗巖河床發(fā)育的壺穴與節(jié)理無(wú)關(guān)[31]。揭西石肚溪花崗巖河床發(fā)育的河流壺穴則與裂隙有關(guān)[18],冰川論者認(rèn)為這些壺穴是冰臼,并認(rèn)為與裂隙無(wú)關(guān)[16]。內(nèi)蒙和河北花崗巖上的風(fēng)成壺穴是氣候地貌,其長(zhǎng)軸也是有選擇性的,但與氣候無(wú)關(guān)[28]。根據(jù)我們的實(shí)地考察發(fā)現(xiàn):沿花崗巖的巖層走向,有明顯的石英巖脈分布,壺穴明顯的受限于較難磨蝕的石英巖脈,而往石英巖脈旁較易磨蝕的花崗巖發(fā)展,或是垂直于石英巖脈的節(jié)理分布。壺穴的長(zhǎng)短軸不等,而且有較高的相關(guān)系數(shù)(圖16),說(shuō)明壺穴的平面形態(tài)不是正圓形的,從(圖16a)的對(duì)數(shù)曲線可見(jiàn),隨著壺穴的發(fā)育,長(zhǎng)軸增長(zhǎng)快于短軸,壺穴表明很難形成正圓。壺穴的長(zhǎng)軸主要走向是有選擇性的,與基巖面上的節(jié)理走向一致(圖15)。說(shuō)明河流的侵蝕動(dòng)力主要傾向于選擇基巖的軟弱(節(jié)理、斷裂)處侵蝕。4.1.4關(guān)于壺穴的形成年代問(wèn)題饒平縣樟溪鎮(zhèn)青嵐溪壺穴公園,位于樟溪中上游峽谷地段,研究河段是青嵐溪溪流的拐彎和坡驟降處,河流的下切強(qiáng)烈。在強(qiáng)烈下蝕的峽谷河段,壺穴作為河床下切的侵蝕形式之一,壺穴的形成不需要很長(zhǎng)的時(shí)間,國(guó)外有報(bào)道稱60年就能形成壺穴。另外,野外觀測(cè)到的廢棄壺穴有碟形也有圓柱形的,這說(shuō)明壺穴在還沒(méi)有發(fā)育完全就已經(jīng)成了廢棄壺穴了(圖12e,f)。越遠(yuǎn)離河床的低水位,花崗巖基巖仍然出露,但是壺穴越來(lái)越少,這說(shuō)明,從中新世到現(xiàn)在,伴隨著河床的不斷下切,無(wú)數(shù)的壺穴被不斷的侵蝕消亡,又不斷有新的壺穴生成。所以,現(xiàn)代河床上的壺穴就是現(xiàn)代壺穴。4.1.5發(fā)育過(guò)程中,流水的作用形式不是固定不變野外考察發(fā)現(xiàn),在大壺穴的里邊發(fā)育著次一級(jí)壺穴,而且壺穴的內(nèi)壁不是在同一垂直線上。Alexanda將壺穴旋轉(zhuǎn)流壺穴、半圓鑿壺穴和跌水壺穴三種類型[33]。如果將壺穴的發(fā)育過(guò)程分成幼年期成年期中年期老年期衰退期五個(gè)階段,那么一個(gè)發(fā)育完整的壺穴對(duì)應(yīng)的形態(tài)特征分別是:三角坑碟形—圓形圓柱形槽形。其中三角坑和碟形屬于半圓鑿壺穴,二者的流水共同作用是水流從上游向下游沖刷,口徑比不斷增大,但是深度還較淺,長(zhǎng)軸可以幾倍于短軸。碟形和圓柱形壺穴的深度逐漸加大。根據(jù)Alexanda的實(shí)驗(yàn),只有當(dāng)圓形壺穴形成桶壁的時(shí)候才有旋轉(zhuǎn)水流[35],旋轉(zhuǎn)水流對(duì)壺穴的不斷侵蝕導(dǎo)致壺穴深度增大,桶壁變光滑,傾向于圓形,形成圓柱形壺穴,屬于旋轉(zhuǎn)流壺穴。當(dāng)發(fā)育于同一節(jié)理的壺穴擴(kuò)大連通后,旋轉(zhuǎn)流壺穴轉(zhuǎn)變?yōu)椴坌螇匮ǎ@也是為什么槽形壺穴多沿著節(jié)理發(fā)育的原因之一。4.2結(jié)論(1)根據(jù)數(shù)據(jù)分析得出青嵐溪地質(zhì)公園的石臼群屬于河流壺穴。(2)壺穴的形成與發(fā)育只與河床局部的地質(zhì)、地貌和水動(dòng)力有關(guān),形態(tài)受節(jié)理控制。(3)壺穴的形成年代為現(xiàn)代,且壺穴處于不斷的生成和消亡的動(dòng)態(tài)變化當(dāng)中。(4)壺穴發(fā)育過(guò)程中,流水的作用形式不是一成不變的。(5)壺穴是河床下切的侵蝕形式之一。在下切強(qiáng)烈的地段,壺穴形成不需要很長(zhǎng)時(shí)間,但不能充分發(fā)育,也很難長(zhǎng)期保留,現(xiàn)在河床上的壺穴也就是現(xiàn)代壺穴。參考文獻(xiàn)(References)[1]韓同林.世界奇觀——冰臼群在廣東揭西縣首次發(fā)現(xiàn)[J].揭?guī)X,1998,(12):2-3.[2]韓同林.自然景觀廣東冰臼群[N].科技日?qǐng)?bào),1999-[3]張葉云.是“冰臼”還是“壺穴?[N].羊城晚報(bào),1999-[4]黃進(jìn),李春初.現(xiàn)代河谷里何來(lái)“冰臼群?[N].科學(xué)時(shí)報(bào),1999-[5]韓同林.是冰臼”不是壺穴”——與對(duì)冰臼成因有爭(zhēng)議的作者商榷[J].揭?guī)X,1999,(1-2):14-20.[6]陳華堂,丘世均,黃山,等.揭西、豐順“冰臼群”成臣商摧[J].熱帶地理,1991,19(4):376-380.[7]李孟華,謝小康.冰臼”與“壺穴”之爭(zhēng)[J].熱帶地理,1999,19(4):381-384.[8]韓同林,勞雄,郭克毅.關(guān)于南國(guó)冰臼群成因的商榷[J].熱帶地理.2000,20(1):72-80.[9]周厚云.對(duì)粵東揭西冰臼”的異議——兼論地貌上的幾個(gè)疑點(diǎn)[J].冰川凍土,2000.[10]劉尚仁.關(guān)于冰臼形成與保存機(jī)理認(rèn)識(shí)上的幾個(gè)誤區(qū)[J].熱帶地理,2000,20(2):156-161.[11]地質(zhì)礦產(chǎn)部地質(zhì)詞典辦公室.地質(zhì)詞典(一)普通地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)分冊(cè)(上冊(cè))[S].北京:地質(zhì)出版社,1983.[12]地球科學(xué)大辭典編著委員會(huì).地球科學(xué)大辭典[S].北京:地質(zhì)出版社,2005.[13]鐘建華,倪晉仁,沈曉華.黃河下游壺穴的研究[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2002,76(2):280-286.[14]崔之久,李洪江,南凌等.內(nèi)蒙、河北巨型壺穴與赤峰風(fēng)道的發(fā)現(xiàn)[J].科學(xué)通報(bào),1999,44(13):1429-1434.][15]李洪江,崔之久,趙亮.內(nèi)蒙、河北山區(qū)壺穴的成因探討[J].地理學(xué)報(bào),2001,56(2):223-231.[16]朱照宇.廣東揭西河谷地貌與風(fēng)化層特征初步觀察[J].熱帶地理,2000,20(4):331-336.[17]Hsi-LinTschang.Anannotatedbibliographyofpotholeforms.ChungChiJournal,1974,12(1/2):15-53.[18]韓同林,勞雄,郭克毅.關(guān)于南國(guó)冰臼群成因的商榷之二[J].熱帶地理,2001,21(2):189-194.[19]趙國(guó)龍,朱洪森,李泊洋等.論內(nèi)蒙古第四紀(jì)冰川和冰臼群的成因[J].中國(guó)區(qū)域地質(zhì),2001,20(2):200-206.[20]熱帶地理編輯部.中國(guó)科學(xué)院院士施雅風(fēng)談“冰臼”與“壺穴”[J].熱帶地理,2002,22(1):1-2.[21]周尚哲,鍋穴一定是第四紀(jì)冰川的標(biāo)志嗎?[J].第四紀(jì)研究,2006,26(1):117-125.[22]劉尚仁,覃朝鋒,彭華.關(guān)于廣東有無(wú)冰川發(fā)育條件的討論[J].地理科學(xué),2000,20(4):376-38.[23]AlexanderHS.Potholeerosion.JournalofGeology,1935,40(4):305-337.[24]SpringerGS,T

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