说美玉奇石话物华天宝
侃黔山贵水析鬼斧神工
在上期《最逼真的双乳峰在贵州,你知道是怎么形成的吗?》文中我们曾介绍过现实中存在的岩层大多都是呈褶皱状态,并且被大大小小的断裂切割成大大小小的块体。而岩层在遭受褶皱和断裂后,其力学性质和抵抗流水侵蚀的能力就发生了改变。这种改变是有规律的,因此在流水的作用下形成的地貌看似千姿百态,却是有规律可循。
图1:岩层产状
如图1所示,地质学上用倾向、倾角、走向来描述岩层的产状——空间产出状态。倾向即岩层的倾斜方向,倾角即岩层倾斜的角度,走向为岩层面与水平面的交线。
岩层褶皱以后形成背斜褶皱和向斜褶皱,简称背斜和向斜。背斜和向斜不同部位的岩层产状不一样,在褶皱变形中的受力情况和变形表现也不一样。在背斜和向斜核部岩层接近水平状态,岩石破裂严重,裂隙比较多,其中尤以背斜者为剧;在背斜和向斜的翼部,岩层呈不同程度的倾斜,岩层遭受挤压变形并沿层面错动。
不同力学性质的岩层在褶皱变形中表现也不一样。坚硬岩石以脆性断裂为主,形成众多裂隙,岩层的总体变形是由破裂后的岩石块体间的错动来实现,岩层变形后不再是连续完整的块体,而变成大小不一的岩石碎块组合体;软弱岩层则以塑性变形为主,变性后没有或极少裂隙,仍然是连续完整的块体。
岩层在褶皱后的这些表现规律对地貌的形成影响很大,有时候起着决定性的作用。
图2:褶皱构造对地貌的影响
图3:背斜成谷
图4:向斜成山
当褶皱岩层全部为非可溶性岩石构成时,由于背斜核部裂隙最多,岩石最为破碎,抵抗雨水和流水侵蚀的能力最弱,因此被侵蚀的速度最快,最终形成了山谷。向斜部分被侵蚀的速度较慢,最终形成了山岭(如图2、图3、图4)。
而岩层的褶皱和泉水的分布又有何关系呢?
岩层在褶皱后,多孔隙岩层和破碎的坚硬岩层起到类似吸水海绵的作用,作为含水层将渗入地下的雨水含在其中慢慢渗流;软弱岩层则作为隔水层,阻止含水层中的地下水向下渗流,而只能沿着隔水层上表面流动。当地下水沿着隔水层上表面流出地表时就会形成泉水。因此,在贵州的碎屑岩分布地区,无论山有多高,都能找到或大或小的泉水,故有“山高水高”之说。
如果是在石灰岩等可溶性岩石分布地区,情况就有所不同。雨水在向下渗流的过程中,能对可溶性岩石进行溶解,将渗流的通道不断扩大形成溶孔、溶洞,乃至地下河。在可溶性岩石分布的山区,地面上分布着大大小小的落水洞,雨水降下后很快就沿着落水洞流入地下溶洞或地下河,地面上没有溪流,没有泉水,没有水塘。而在地下溶洞或暗河中则流水滚滚,故有“地面水贵如油,地下水滚滚流”之说。
不过,如果在岩溶山区,山体中可溶性岩层之间夹有能隔水的碎屑岩层,则在可溶性岩层中渗流的雨水被其阻隔而沿其上表面流动,在流出山体时也会形成泉水,但这种泉水流量很不稳定,多随降雨的变化而变化,若长时间不下雨则会断流。