2003年04月09日
一.什麼是剝蝕作用
包括1.風化作用 2.塊體移動 3.侵蝕作用 4.搬運作用
二.風化作用
裸露於地表的岩石,在風化營力----溫度變化(日溫差和年溫差)或雨水、霜凍作用或生物作用下,產生物理崩解和化學分解,岩石原地碎裂,結果由地表至基岩( )之間形成一岩石碎屑層,這稱為( )作用。
由地表至基岩(母岩)之間形成土壤和岩石碎屑層稱為( )。
由風化作用產生的岩石碎屑和土壤稱為( )。
侵蝕營力à
風化作用有三種類型:
1.物理性風化 2.化學風化 3.生物風化
這些作用並非獨立進行,通常是兩種或三種作用同時進行
1.物理性風化作用(機械性風化)
A.壓力卸除( 作用)(P.73圖7.2)
剝蝕作用移去上覆岩石,使受壓岩石因壓力消除而漸漸膨脹並產生( ),形成裂隙並引起岩石逐片剝落,剩餘的大岩體稱為剝蝕穹丘。
例如長洲/清水灣的花崗岩有此現象
B.塊狀崩解(塊狀 )(P.74圖7.3)
日溫差的作用下,岩石日間受熱( ),夜間散熱( ),這樣岩石受到壓力和張力,使弱帶(弱線)如層面、節理、斷層擴大,最後使岩石分裂成岩屑,稱為岩屑堆或碎石堆。(蒲台島)
C.粒狀崩解(P.74圖7.4)
岩石是由不同礦物組成,各種礦物受熱膨脹程度不同,日溫差的作用下,礦物日間受熱膨脹,夜間散熱收縮,這樣岩石受到壓力和張力,礦物便鬆脫。
D.頁狀剝落( 剝蝕)(P.74圖7.5)
日溫差的作用下,表層岩石日間受熱膨脹,夜間散熱收縮,這樣表層岩石與岩石內部之間受到壓力和張力,使弱帶(弱線)如層面、節理、斷層擴大,最後使岩石分裂並逐片剝落,剩餘的花崗岩塊會漸漸變為圓渾。
E.凍裂作用( 作用)(P.75圖7.6)
岩石有豐富節理與裂隙,雨水滲入,在日溫差大的地區,當晚間氣溫降到攝零度以下時,水份結成冰,體積膨脹,所形成壓力會沿節理或裂隙使岩石變弱,日溫差使水結成冰,冰融成水,這樣反覆進行,最終導致岩石碎裂,碎裂的岩石形成碎石堆或稱岩屑堆。
凍裂作用多發生在溫帶山區或寒帶地區
F.岩石吸收水份所產生的內部壓力à沿海地區出現( 香港)
所有岩石吸收水分,水分的吸收量視乎岩石內礦物的種類而定,礦物吸水後會膨脹,失水後會收縮,導致岩石崩解,亦可稱為粒狀崩解。
2.化學風化作用
A.溶解作用( 作用)與蜂窩狀風化
當雨水與岩石接觸,易溶解的礦物---例如可溶性鹽類首先溶解於水中,稱為( ),岩石表面留下一個個小洞,像蜂窩,故稱為( )風化作用,香港海邊----如長洲花崗岩海岸因常有浪花飛濺及鹽微粒飄到岩石表面,故常見此種風化作用,沙漠地區因地面常出現鹽及間中有大暴雨,故亦常見此現象。
B.水化作用、水解作用、氧化作用與球狀風化
雨水吸收空氣中的二氧化碳,加上雨水進入土壤後溶解土壤中腐朽的動植物殘骸所分泌的酸質,形成含有稀碳酸的土壤水,若岩石有豐富節理(透水岩)----例如花崗岩,水能通過節理滲入,以後發生:1.水化作用----礦物吸收水分子的過程,例如氧化鐵吸水變成氫氧化鐵,礦物吸水後會膨脹,使岩石膨脹,從而破壞岩石結構,使岩石崩解;2.水解作用----土壤水與岩石礦物發生化學反應的過程,例如花崗岩內的長石被分解成黏土(高嶺土),從而岩石會裂解;3.氧化作用----礦物在水中與氧產生反應,此外,空氣中的氧氣透過土壤孔隙進入花崗岩表面或節理內和礦物發生反應,花崗岩的云母被氧化成氧化鐵,改變了岩石結構,使岩石弱化及呈紅褐色。在香港由於高溫多雨,加速以上化學風化作用的進行,使花崗岩節理擴大變深。最初,風化作用使花崗岩變成一堆碎石,有時厚逾60米。表層發生的風化作用使花崗崩裂成圓形岩塊,慢慢地逐層由外至內剝離,後由於塊體移動或土壤侵蝕,岩石上的土壤向坡下移動未經風化的花崗岩核暴露於地表時,稱為核心石,以上整個風化過程,稱為球狀風化,核心石積聚成柱狀,稱為石塔(突岩、孤立危石)。(P.79-80圖7.12-16)
C.碳化作用與喀斯特地形(石灰岩地形)
碳化作用----空氣中的二氧化碳溶解進雨水內,形成稀碳酸能溶解石灰岩或白堊內的碳酸鈣,形成可溶解的重碳酸鹽,使石灰岩或白堊沿節理或裂隙擴大,稱為碳化作用。
石灰岩地形:(P.78圖7.11)
a. 岩溝與石芽----石灰岩表面有很多節理和裂隙,酸性雨水對岩石產生碳化作用,令節理和裂隙加深和擴闊,稱為岩溝,凸起的塊體稱為石芽。
b. 落水洞、地下河與溶洞----石灰岩地區的地上河流流入垂直的裂隙並進入溶洞,這稱為落水洞,石灰岩內有很多層面和節理,碳化作用沿層面、節理進行並擴闊,形成地下溶洞,河水沿洞底流動,稱為地下河。
c. 鐘乳石、石筍與石柱----重碳酸鹽溶液很容易釋出二氧化碳重新形成不溶於水的碳酸鹽,這過程在溶洞頂部不斷進行,便會形成鐘乳石,重碳酸鹽溶液沿鐘乳石滴落溶洞底部時才形成碳酸鹽,則會形成石筍,當鐘乳石和石筍不斷增生,連結一起則會形成石柱。 d. 地下湖與地下瀑布----當溶洞底部有一洼地時,地下水貯存其中,則為地下湖;若地下河流經落差大的地方,則為地下瀑布。
e. 峽谷----當地下溶洞頂部崩塌時,則留下一河谷,稱為峽谷。
3.生物風化作用(P.81圖7.17)
植物枯萎後會分解出有機酸,有機酸溶解進土壤水中,土壤水進入岩石節理中,破壞岩石結構,使岩石崩解。
樹木的根系能進入岩石節理和裂隙內使岩石裂解。
鑽洞動物亦會使岩石崩解。
一些動物亦會分泌出化學物質令岩石崩解。
4.影響風化作用的因素
A.影響物理風化作用的因素
a.岩石的結構(礦物成份、節理、裂隙等)
b.日溫差與年溫差
c.水份多少
d.缺乏植被
B.影響化學風化作用的因素
a.岩石的抗蝕能力--
b.岩石的節理多寡--
c.岩石的孔隙度--
d.雨水含酸多少--
e.降雨量與濕度--
f.氣溫--
g.植被多少--
C.影響生物風化作用的因素
a.氣候因素--
b.生物多少--
D.溫度和濕度(降雨量)影響風化作用的種類(P.76圖7.8)
三.塊體移動
岩石被風化後產生風化層,在( )吸力作用下,滑下山坡,這種運動稱為( )移動,塊體移動會造成下列災害:
◎破壞建築物(財產)
◎破壞交通系統
◎破壞電力供應
◎破壞農產品
◎對居民做成傷亡
塊體移動按速度由慢到快可分為:
1.土蠕 《2.山崩(山泥傾瀉) 3.滑動 4.流動 5.岩崩》---->快速
1.土蠕----土壤沿山坡或緩坡緩慢下移的過程,起因:
A.土壤乾濕交替(P.85圖8.2)
B.土壤冷熱交替
C.鑽洞動物(蚯蚓)
D.動物的踐踏(牛)
E.地震或其他震動
土蠕的証據:(P.86圖8.3)
A.出現小型階地
B.圍牆向坡下凸出
C.柵欄和樹木向坡下彎曲
D.電線桿向坡下傾斜
E.地下管道的斷裂
在任何氣候環境均可發生
2.山崩(山泥 )----指土層(表土及底土層)或地表岩石或兩者從山坡快速滑下的過程
原因: A. 山坡坡度大,風化層所受的重力較大
B. 高溫多雨氣候,導致風化層深厚
C. 因山火或人為砍伐導致坡面植被稀少,風化層缺乏根部抓緊及很容易充滿水份,風化層重量增加
D. 坡面周圍有震動,例如地震、建築工事、鑽挖隧道等,震鬆風化層
E. 山坡被削切,例如在公路旁
F. 連場大雨(例如香港夏季低壓槽過境)或長時間持續微雨,風化層積滿水份,重量增加,而且水份使滑動面變得非常潤滑,使風化層不穩定,土壤黏聚力消失,更易滑下山坡。
減少香港山泥傾瀉的方法:
A.種植樹木
B.減低坡度(將山坡變成梯階狀)
C.建護土牆
D.在陡坡上塗上貝殼灰泥(P.74圖5.28)或鋪混凝土
E.在山坡上興建更多排水渠
F.嚴格控制在陡坡上的建築物類型和削切山坡
G.建立山坡監測(政府或私人均有責任)和警戒系統(天文台發出山泥傾瀉警告訊號)
3.滑動----是山泥傾瀉的一種,土壤和表面岩石沿彎曲的滑動面向下滑,可稱為輪流剪移作用(P.87圖8.7)
4.流動----連場大雨時,雨水滲入由幼細泥土組成的山坡,而這些物質變成半流體狀,像液體一般流下山坡,在山坡底部的泥土堆積成山脊狀,稱為流動,可分為:
A.泥石流:泥土的流動
B.泥流:非常幼細物質的流動,較稀薄,故流動較快(P.87圖8.5)
流動可以發生在沙漠地區大暴雨及火山爆發時
5.岩崩----懸崖上的岩石因塊狀崩解、地震、火山爆發、化學風化或凍融作用,甚至動物的影響令岩石碎裂成小碎石或大岩塊,由於重力影響,由山頂或山坡快速向下崩塌,稱為岩崩,滑落的岩屑在坡底堆積,形成岩屑堆。(P.86圖8.4)
個案研究:
1. 1995年深灣道山泥傾瀉(P.88-89)
2. 西環觀龍樓事件
3. 1972年旭龢道事件
三.土壤侵蝕
1.雨滴濺擊、片狀侵蝕、香港的沖溝侵蝕與劣地
香港的山丘由於人為砍伐或山火,使山丘光禿,暴露於空氣中,雨季時傾盆大雨,雨滴能產生強大力量,雨滴擊打光禿土壤時,土粒向上飛濺,然後大部份土粒向下坡處降落,所以土粒向下坡位移,這稱為雨滴( )作用,並產生狹窄而平行的水道,稱為( ),每次降雨均有土粒沿細溝沖下山坡,細溝漸漸加深擴闊,表土被沖走,底土暴露,在旱季時陽光暴曬下進一步裂開,當再降大雨時,形成地表徑流,成片土壤被水沖走,細溝日益加深擴闊,形成( ),在乾燥的冬季,強風又會吹走溝內土壤,使沖溝加深,但沖溝到達母岩時或溝內積滿溝壁崩塌的土壤時,則不易加深,稱為( )。(P.91圖8.11-12)
沖溝缺乏肥沃表土,故難以生長植被,一些山坡沖溝滿佈,黃土暴露,吋草不生,這些地方稱為( )(P.91圖8.13),香港花崗岩山頭常見此現象。
2.土柱
當雨水降落在由大小不一的岩粒組成的山坡上,雨滴濺擊和片狀侵蝕會沖走幼細物質(如黏土),餘下有較大的物質如卵石或石礫保護的部份,形成土柱,高度由幾厘米至幾十米不等。(P.92圖8.14-15)
◎思考問題:土壤侵蝕對農業生產有什麼影響?
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