第一节 水平岩层构造地貌

一、地貌类型

沉积岩在地壳稳定时期的产状是接近水平的。构造上升后,基本上保持近水平状态的岩层所造成的地貌就是水平构造地貌,此时岩层层面(又称构造面)是与地形面一致的。形成的地貌类型主要有:构造高原、构造台地和方山等(图 3-1)。

(一)构造高原和构造台地无论构造高原或台地,地貌上都具有平坦的或缓倾的顶面,这个地形面主要是受坚硬的近水平岩层控制。因为它不易受侵蚀,起着保护层作用,即使在它下面存在着软弱的岩层也一样。有的高原或台面上会有轻微起伏,这是上覆岩层的蚀余部分或风化残积物存在之故。如美国的科罗拉多高原是一个构造高原,高度千米以上,由古生代砂岩、石灰岩和页岩组成。构造台地在我国分布甚广,多由古生代砂岩和中生代白垩纪—第三纪红色岩系(简称红层,包括砾岩、砂岩和页岩等)组成,如浙江省文成县的南田台地,面积 22 平方千米,由白垩系红色沙砾岩组成,岩层倾角小于 10°,地面缓倾,上有田地和村落数十个。

(二)方山

方山是从构造高原或台地分割出来的破碎山体,它同样以平坦的山顶为特征,如我国粤北的丹霞山,高 600 多米,由厚层坚硬的晚白垩系红色砾岩、砂岩等岩层组成,岩层倾角仅 5°~8°,峰平坡陡,形似城堡或山寨,故俗称为“城”、“寨”,如平头寨、扁寨、巴寨等。又如浙江省永康县的方岩, 是由红色沙砾岩组成的方山,高 384 米,附近诸峰群立,顶平形方,四壁如削。此外在我国的湘、赣、川、鄂、甘、冀等地红层堆积的盆地中,都普遍发育出构造台地和方山地貌。由砂岩组成的方山以湖南张家界、索溪峪和天子山一带为典型,如黄狮寨、腰子寨、扁桶寨、顶天楼等等。它们均由上泥盆纪坚硬的石英砂岩、石英岩状砂岩等组成,发育在向斜的终端,岩层倾角6°~8°。

(三)峰林地貌

它由台地和方山演变而来,当侵蚀作用深入到构造台地和方山内部时, 它们都遭受强烈的破坏,形成高低参差、面积较小的峰林地貌,其中包括有狭长的石岭,如粤北坪石的“一字峰”;矮窄的石墙,孤立的石峰,如丹霞山的僧帽峰、姐妹峰、茶壶峰,武夷山的玉女峰、大王峰;高尖的石柱和石针,如张家界的金鞭岩、丹霞山的蜡烛峰;还有圆大的石蛋,如粤北坪石金鸡岭上的金鸡石等。它们都是很好的地貌旅游资源。

(四)崖壁和峡谷地貌1.崖壁地貌。

崖壁地貌是组成水平构造地貌二大要素之一,也是该类地貌的另一大特色。崖壁的坡度一般超过 60°,有的甚至大于 90°,或逆坡倾斜。崖壁的形态受岩性支配,种类有:悬崖、额状崖、凹状崖和阶级状崖。悬崖坡度一般在 90°左右,造崖层是岩性均一的硬岩,崖壁的后退多沿垂直节理作折线状进行。其中出现的平坦状地面即为硬岩层面,它与硬岩的急坡一起组成阶级状崖,又称为构造阶地或假阶地,这种阶地是差别侵蚀而成,与地壳上升及河流作用无关。组成崖壁的岩层中如果夹有软弱岩层时,它就因为易被侵蚀

而向内凹入,成为凹状崖,如果凹入很大,则成为岩洞,但这种岩洞宽度往往大于高度和深(长)度,也无支洞,故与石灰岩溶洞不同。

崖壁上还有溜痕、石沟和小溶洞等小型地貌,它们多产生在含钙质胶结物多和含有石灰岩砾石的沙砾岩中,此时岩壁受散流溶蚀后就会出现宽浅的溜痕和石沟,如福建武夷山的晒布岩上,就分布着许多互相平行、深宽约 20 厘米的石沟,构成奇特的景现。如果雨水溶蚀了镶嵌在沙砾岩中的灰岩砾石后,就会出现大小不一的圆形小洞穴,直径一般为 10~20 厘米。

崖壁的生成条件是:

  1. 岩层垂直节理发达:垂直节理是风化和流水下切作用的通道,它为崖壁的发育提供了构造条件。

  2. 岩性坚硬:造崖层主要是硬岩层,它能使出露的崖壁得以长久保存,不易被风化侵蚀而成为缓坡。我国华南红层中的沙砾岩,其硬度大,抗压强度可达 20~70 兆帕,故能造成台地、方山或峰林的崖壁。相反,红层中的页岩抗压强度小,仅在 20 兆帕,因此只能形成丘陵缓坡。又如组成湘西张家界方山崖壁的硬质砂岩,抗压强度达 1500~2500 千克/平方厘米。至于岩石硬度的大小,是与胶结物的性质有关,如果胶结物为钙质和硅质,而且含量多时,那么岩性越坚硬。

  3. 岩层抬升幅度大:沉积岩被构造运动抬升越高,其侵蚀基准面就越低,地形的高差也越大,这就为崖壁的发育提供了良好的空间条件。如美国西部的新构造运动把科罗拉多高原的古生代地层抬升了千米以上,河流因而深切,造成了 1500 米的大峡谷崖壁。又如我国的白垩纪及第三纪盆地上堆积的红层,被新构造运动抬升至 300~1000 多米,造成的崖壁高度小则数十米, 大则超过数百米。

  4. 外力作用强烈:包括流水下切,重力崩塌,片状剥落,寒冷地区的冻融风化,干燥地区的物理风化作用等,都是促进崖壁发育的因素。

2.峡谷地貌。

峡谷出现在构造高原、台地或方山之间,沿构造裂隙发育,两坡由崖壁组成。它初期是一种深窄的巷谷(嶂谷),谷形挺直,两坡壁立,谷底平坦。因谷脑是呈围谷形的陡崖,不具集水盆特征,故称巷谷。巷谷进一步发展则成为较宽阔的峡谷,此类峡谷谷壁陡峭,但坡麓因堆积而成缓坡,如美国的科罗拉多大峡谷,粤北的锦江峡谷和福建武夷山的九曲溪峡谷等。