第五章 岩石类型的识别

第五章第五章 岩石类型的识别岩石类型的识别 通常地形图能够提供一些确定性的特征来表明潜在岩石的本质 但是这一点对于许多 有经验的地理学家和地质学家都不敢涉足 因此以免没有经验的读图者带着草率的结论去读 地形图 一些警示的标语必须先给出 一般比较清楚的地图中出现的证明岩石类型的证据 是最可能产生误导的 这本书里的因格尔博罗地图 地图 5 上有 花岗岩矿山 的标注 但是地质学家将会通过现场考察来承认这种长石砂岩 一种外观坚硬而且具有一些花岗 岩的特性的岩石 毫无疑问这是被开采出来的筑路材料和粗糙的石头 否则花岗岩在哪可能 被使用 同样的在科茨沃尔德地图 地图 1 上没有明确的迹象表明在这个地方挖到过板 岩 毫无疑问那并不是已经被广泛地在整个国家作为一种屋顶防水材料的灰色或绿色的板岩 尽管它可能是岩石在科茨沃尔德的这个部分分裂成的薄的适合覆盖屋面的板坑木 没有别 的证据支撑的地名会导致错误的结论 例如 白山农场可能和石灰石没有任何关联 实际 上 他可能描述的不外乎就是用石灰粉刷的村舍 白垩山丘 这一术语被频繁地用作粉 笔景观的证据 但是这个词的意思是用大范围的岩石来描述一系列低山丘陵的 然而 通过收集不同部分的地图证据 地形的类型 排水模式 矿物的作用 植被模 式 土地利用与地名 我们常常可以得出一个暂定的潜在岩层性质的结论 我们绝对不 能只基于一件证据就做出一个关于岩石的假设 当然 采石场 粘土矿和砖厂 石灰厂和 水泥厂等的存在也可能很好的证实一个由于其他因素而做出的推论 一个将常见岩石的特 点和地形结合在一起的基本知识通常能够提供最重要的数据来解释物理景观 一些岩石具有耐侵蚀性并位于高处从而成为山区或丘陵景观 还有一些则比较软弱 更 容易迅速地被河流的运动 冰川和海浪搬运走 从而形成溪谷 山谷和海湾 在岩石被许 多接缝和裂缝破坏和岩石矿物被渗透的地下水溶解的地方 水系可能快速通过地下 地图 上则将显示一个拥有很少地表溪流的干燥景观 这种岩石被称为渗透性岩石 另一方面 在 地图显示丰富表面流 有支流汇入的河流的地方 岩石在很大程度上不发生渗透 可能穿过 排水性能不好的土地 图 23 潜水面 在渗透层和非渗透层通常会出现泉 图 1 南起路易斯附近 图 1 地图及所附的照片展示了路易斯苏塞克斯附近的部分南部悬崖 对比地图和照片 其特征标记如下 北面临崖坡 沟谷 峡谷 削减到崖面 有种植园 悬崖的波峰 上升到东区灯塔 在溪谷中有耕地 苏塞克斯的溪谷 在采石场和疤痕暴露有含 有石灰岩的薄土层 照片显示了后坡的上部 这部分在地图上仍旧存在 而且能够看到众多的干谷 例 如蒂尔顿底部 此图也表明了小池塘的成因 农场的位置以及史前的小村落的分布 图 24 路易斯附近的石灰岩丘陵图 渗透性岩石渗透性岩石 当在潮湿的地区几乎没有证据证明存在地表水时 岩石可以被称为渗透性岩石 他们的渗 透性可能有多种因素影响 孔隙度 例如一些砂岩中 溶解度 例如在石灰岩和那些被石 灰水泥结合在一起的砂岩中 以及一定程度上被节理和裂隙系统破坏的岩石中 所有这些 因素都可能在不同程度上共同起作用 地下水沿节理面与裂隙线移动 在泉出现的地方会 导致相对非透水的岩石露头 这样一系列泉一般可以表示渗透岩层和非渗透岩层的连接点 这个连接点可能揭示主要岩石类型之间的划分 例如黏土和石灰石 或者可能只是简单的 表明位于石灰岩或砂岩系列中的一个岩石带 地下水的上限被称为潜水面 如图 23 所示 泉的形成 石灰岩石灰岩 含有高比例的碳酸钙的所有岩石被称为石灰岩 在英国其主要构成有 1 主要是石炭纪形成高地国家的结晶灰岩 如在约克郡奔克雷文区和德比郡 曼迪 普斯以及威尔士南部的部分地区 2 侏罗纪以鲕粒岩为主要组成成分的灰岩明显的存在于中部的平行陡崖区 科茨沃 尔德和东北部约克郡的汉布尔顿山区 3 可以用来制粉笔的灰岩在英格兰东南部的丘陵地国家形成 石炭系灰岩石炭系灰岩 这种岩石能够高度渗透 表面水消失在地面下典型的小洼地里 在英国被称为 壶洞 或 吞孔 当地通常称之为壶洞 一旦在地图上出现就能够被认出 如因格尔博罗地图 地 图5 上的香料吉尔洞穴 在这些地区的岩石很强大 足以支持因含有碳酸氢钙的水滴落 而沉积形成钟乳石和石笋的洞穴 当然 地下的特点就不能被描绘在地图上 但是由于有 的游客对它相当感兴趣 因此经常在地图上把他们命名为 洞穴 通道 水燕 等 更高的山坡上的结晶灰岩可能被光秃秃的岩石露头破碎 风化成光滑的岩块再被浅v形 洼地隔开 整个形成一个侵蚀面的断岩 称为约克郡石芽和溶沟的形成 这个破碎的地面在因格尔博罗峰的照片上可以清楚地看到 图5 一旦含有水就是典 型的谷的特征 但现在是干燥的 这可能会在一个壶洞里突然地终止 只有在一场大暴风雨 后才可能将几个壶洞间隔地沿干旱河谷底部充满 偶尔可以发现干峡谷 比如在曼迪普斯和 德比郡卡斯尔顿附近的Winnats Pass 当这些特点普遍时 喀斯特 这个术语就会被他 们适用 而这个名字源于拥有大面积的石灰石风景的西北部南斯拉夫 本书的第三部分详细介绍了因格尔博罗峰周围的石灰岩国家在滨南山脉中部会被发现 这应该认真学习并完成练习 侏罗纪石灰岩侏罗纪石灰岩 这些石灰岩山岭形成的范围 从英国约克郡北部通过中部到波特兰比尔 而且具有种类 繁多的地貌 因此普遍化是很困难的 它们在科茨沃尔德形成了一个典型的丘陵地带 那里 岩石下降到适当的东南部 东北部约克郡的倾角要少得多 因此使土地的形式是一个解剖高原 和石 灰岩景观相比更多的地表排水通常在这些地区发现 因为在这些地方石灰石也可能有一个合 适的粘土带露头比例 然而 虽然石灰岩地区的完整的干旱河谷地区系统一般比较缺乏 但是干燥山谷的好例子还是可以找到的 特别是在科茨沃尔德 科茨沃尔德坡面显示相当大 的分离形成了圣或库姆斯 我们会发现斑块状的林地他们被认为是当地的衣架用来支撑坡上 第三部分中 在这个地区摘取的地图里这样的好例子是能够找到的 地图1 成群的铁矿石形成在石灰石的夹层里 在北安普顿郡的科比尔山和林肯郡的斯肯索普 的经济中的重要性 现在北约克郡克利夫兰的山丘上的铁矿石几乎开采殆尽 地图应该展 现这些铁的运作方法 采用覆盖大部分地区的露天开采的方法 在许多这种类型的地区粘土和石灰石的混合已经产生了良好的土壤 与石灰石和结晶 灰岩地区相比 居民点分布更为密切 林肯郡边缘的土地用于种植业 耕种沿着丘陵地带 的顶部 石灰石石灰石 虽然由于石灰石的高孔隙度使其非常透水 但是这种岩石的机械组成薄弱 又有稀少 的支持性洞穴 壶洞缺乏 尽管如此 偶尔还是会有小的 汇 被标注在地图上 这种岩 石在北部和南部丘陵的前期悬崖和白垩纪被广泛认知 比较陡峭的崖面常切成库姆斯 温 柔的背部或倾斜坡则被干谷解剖 这里河谷形态复杂 主要的山谷加入了许多支流的山谷 同时增加了后坡的宽度 直到潜水面出现在表面 山谷陡峭 底部光滑犹如流水作用过一 样 一个不寻常的强降雨时期后 地下水位可能上升 河水泛滥 虽然这只是暂时在这些 山谷谷地发生 这种临时流成为 波恩 间歇河 或 拉旺 波恩的地名经常出现在石 灰石地区 溪流在基地或崖坡的泉和河流处流出经粘土降落在山谷 小山一般低于在石炭纪石灰色调区域 圆形起伏的轮廓的石灰石与有角边和顶点的比 较坚硬的石灰岩对比相当明显 自然植被的石灰岩土地是一个开放的生长有橡树 角树和山毛榉短草皮的林地 适合 放牧绵羊 但近年来随着耕作技术的改变 耕地已延展了 使得许多以前开放的牧场变为 耕地 在石灰岩地和丘陵地带 一次性广泛畜牧的遗迹就是一个存水池 这是一个小的抑 郁症 无论是自然的还是人工的 都是通过内衬的粘土或水泥地板来收集雨水为牲畜饮用 在蓝色的一寸和 2 5 寸的地图上他们被明确的区分出来 当今许多以前的方式已经被废弃 如同下降的羊群的数量一样 同时 在哪些地方 他们被储水池取代 储水池的水通过管道的方式从地下水资源获得 有助于诊断确认石灰石的证据还包括 单词 白垩山丘 和 石灰石 在地名中的使 用频率 古代和现代的白色山体的演化 以及众多的遗迹 如营地 坟墓和土方工程 在英国 对于这些更加开放的地区之间并没有被史前的人们首次安定 但是没有任何一个特征本身 能够被视为有足够的价值得出这样的结论 在任何地图上显示的土地是石灰石国家 一个典 型的英格兰南部石灰石景观的示意图在图24给出 它是一张描绘了路易斯附近南部丘陵的2 5 英寸的地图 砂岩砂岩 这些砂岩岩石胶结的石灰或松散经常渗透 同时干燥山谷可在地图上看到 他们主要 发生在英国低地 南部和东部的Tees Exe线 位于英国东南部林地的湿砂带 在桑德灵厄姆 以 及诺福克布雷克兰的冰川砂 在利斯山的西部原野 砂岩形成低脊或山脉 上升到几乎 1000英尺以上的海平面 砂和砂岩的建筑目的是在需求 同时沙坑的符号通常可以在地图 上找到 进一步的证据通常是即将到来的用作植被的符号 沙质地区干燥 酸性土壤支持 健康的金雀花 扫帚和石南花 并且地图能够区分植被类型 针叶树能够容忍多沙的栖息 地 在低地地区如果树的符号从混合的或落叶的针叶林变为常绿树林 这通常是一个砂岩 露头的好迹象 同样地 最近在低地地区植树造林工程可能位于贫穷的沙质土壤 如诺福 克的赛特福德和布莱顿森林 和具有开放的起伏荒野优势的高尔夫球场 最后 地名证据 几乎肯定要出现在沙坑山丘 沙门农场 输沙管道等 非渗透性岩石非渗透性岩石 当他们不允许自由的向下的水通过时 岩石是非渗透的 这种非渗透性可能是由于接 缝接近或没有接缝 为的是防止在岩石中发展大型开放的裂隙 或者由于不溶性质的岩石 矿物 如粘土 或者由于微小孔隙的空间很容易用水填补同时防止了自由流通 在表面这 些岩石露头的地方 河道处处显示 土地也可能是沼泽或严重的枯竭面 在非透水岩石露 头下面的透水层部位 他们把潜水面抬升到表面 同时地图上有泉出现 非渗透性岩石形 成丘陵或低地国家 黏土黏土 各种地质时代的多种黏土形成于英国 同时作为软岩 他们极易遭到风化和侵蚀的磨 损 然后形成开放的溪谷 例如牛津郡和贝德福德郡的侏罗纪黏土平原 以及肯特北部丘 陵脚下Holmesdale谷的重黏土 黏土有极多空隙 但是非常防渗 同时 在这种岩石上开 发的重质土 在栽培耕作之前 需要广泛的排水系统是可能的 粘土是高度多孔 但很粘重 土壤渗透性 在这磐石上 发展可能需要广泛栽培前排水是可能的 因此地图证据将包括拉 直河道和由蓝色细线表示的人工排水岔口 这个国家的主要河流大多占据这些黏土质溪谷 并流淌在超越英格兰低地的陡坎 例如 泰晤士河 大乌斯河和特伦托河 这些河流能够在地图上看到 他们蜿蜒缓慢地流淌在山 谷中 然后在入海的途中汇聚排水支流 以前这些黏土地区是潮湿的橡木森林 零散的落 叶树林仍然可以看到 在东英格兰以及部分林肯郡和东约克郡 泥砾被最后一次冰期的冰层甩弃 同时掩饰 了潜在的石灰石 这引起了高原上层滞水层的小解剖 在树木带中丰富的耕地已经被挖掘 成砖场的排水管道和现在的集约型耕作 大量砖厂和黏土坑的地图证据是一个黏土露头的确切的迹象 老坑可能被挑选出来 现在用作装满水的小池塘 值得注意的是 所有排水严重的土地并不意味着是一个粘土岩 露头 因为靠河岸以及河口周围也可能被河流塑造浅冲积层沉积 砂岩砂岩 我们已经看到 英国的一部分砂岩是可渗透的但其他具有高度防渗性 如奔宁山脉的粗 磨砂岩和南威尔士的彭南特砂岩 这些岩石具有抗蚀性 并且可以形成湿的 似沼泽的高 沼地 这里的石楠花 越桔和羊胡子草被无数溪流消耗 当地命名为 深谷 沟壑 或 小河 在这些地区 地表水丰富和降雨量通常很大 人口和产业中心通常在数英里之 外 因此要建造开放性水库来供应软水 由于河流流量迅速邻近低地 因此沼地的两侧将被切割成陡峭的山谷 无论哪的岩石 露头的坚硬带 都能看小水流瀑布和急流 岩石可提供优良的建筑材料 特别是奔宁山脉的薄层砂岩 以及众多的采石场证明这种 岩石在用于分离叶绿泥石地域的长干石头墙的建设中和北英格兰的建筑工业是大量需求的 在苏格兰和英格兰西南部的部分地区 旧的红色砂岩已经能够长期抵抗流水 冰雪 风沙的侵蚀 勇敢地矗立在地理景观中 成为轮廓大致圆润的山脉或高原 火成岩与变质岩火成岩与变质岩 在英国的西部 这些岩石的多样性从德文郡和康沃尔到苏格兰都能看到 一般来说 岩 石是非常防渗的 特别是变质板岩 同时在这些地区强降水地表水是很丰富的 形成于这些 岩石上的地形表现出无限的多样性 包括在斯凯岛黑奎林斯冻裂的辉长岩尖峰石阵 在湖 区的圆形板岩巅峰以及在英格兰西南部达特姆尔高原和博德明高原的花岗岩高原 一些岩 石类型的迹象可能从被命名的采石场中收集到地图上 以及康沃尔的花岗岩与老的矿质的 锡 砷和高岭土或陶土的脉络活动有频繁的联系 但是试图仅仅从地图证据得出结论性的 岩石类型的证据是鲁莽的 从地质版图得到的证据才是至关重要的 在第三部分 湖区图 地图 4 显示的山脉是由火成岩和板岩建成的 阿洛亚图表 地 图 6 显示高地是由火成岩材料形成的 同时板岩位于阿伯里斯特威斯周围地区 地图 7 和高地城市卢港的大部分地区 地图 3 之下 沼泽地沼泽地 英国东部接壤的冲刷面 迅猛涌出的阿克斯河下游和萨默塞特西部的邻近河流在下游 河道斧头和邻近的河流都是流淌在 50 英尺轮廓下的平原 当海平面高于现在时 这些区域 将被海水和淡水覆盖 在这些水域 泥炭积累 因此当海平面下降时可以发现有一片广阔 的沼泽地 沼泽地上覆盖有芦苇和杨柳等沼泽植被 这些沼泽植被在溪