巖堆

在建的田師傅－桓仁鐵路是遼寧省連接溪田線和通灌鐵路（東北東部鐵路）的連接線，長 ，計74km劃於2016年12月31日全線竣工。線路進入桓仁縣境內，遇到一種奇異的地貌現象，即在山坡地帶出現斑塊狀分佈、無植被覆蓋、佈滿石塊、總體呈暗灰色的地貌單元，與周圍茂密葱翠的山坡形成截然的對照。有幸觀之，無不讚嘆大自然的神奇。此地貌現象，鐵路設計工程師們稱之為巖堆，當地老百姓稱之為亂石窖，曲景慧等曾將之歸為本溪釣魚台地貌的一種類型。對此地貌現象的成因，前人尚未展系統研究，而李永金認為是脆性巖體反覆受到文以現場考察為基礎，結合 Goo_gleEarth圖像判譯，概述了桓仁巖堆的地貌特徵，並分析了巖堆地貌的成因。通過對桓仁巖堆地貌特性的認識，將有助於巖堆工程性質的認識與評價；此外，該地區屬於本溪國家地質公園的範圍，巖堆地貌的科學認識對推動本溪國家地質公園的的進一步開發及旅遊業的發展具有重要的現實意義。

以上提到的給人以視覺衝擊的桓仁巖堆，表面無植被，但調查發現，該地區的一些斜坡地帶植被覆蓋之下也為巖堆結構，因此根據是否發育植被，可分為裸露型巖堆和植被覆蓋型巖堆兩種類型。

裸露型巖堆呈大小不等、形狀不規則的斑塊狀分佈在斜坡及山嶺地帶，其形態各異，有長條形、錐形、馬鞍形、倒三角、裙狀等，儘管形態各異，但多數巖堆長軸方向是順斜坡方向的，即長軸方向與等高線方向近於垂直；巖堆面積大小不等，大者數萬平方米，小者數十平方米；巖堆可以出現在斜坡不同部位，坡頂、坡面及坡腳均可見到；各個巖堆成分及結構特徵相近，單純由塊石堆積而成，塊石成分為石英砂岩，岩石堅硬，稜角狀，塊石直徑多在0．5～1．5m之間，大者2～3m，小者數十釐米，塊徑總體較為均一，呈架空結構，無碎塊石及細粒土充填，無分選；巖堆處寸草不生，但石塊表面長有青苔。為説明裸露型巖堆塊石大小及其變化情況，選擇田師傅_－桓仁鐵路大前石嶺隧道進口南側巖堆進行了塊石測量統計。巖堆塊石測量從坡腳開始，連續測量，直至近坡頂基岩面附近，坡面長度約500m，高程差約300m，且測量的塊石主要是巖堆最表層、能夠直接被測量到的巖塊，共測量巖塊1068塊，並按坡面角度將巖堆坡面分下、中、上三大段進行統計。

下段坡面從坡腳處開始，坡面較緩，傾角約為20°，坡長約100m，共統計巖塊199塊，塊徑多集中在40～80cm之間，長短邊差值很小，塊徑平均粒徑為66．7cm中段坡面位於坡面中部，坡角為25°，坡長約200m共統計巖塊231塊塊徑多集中在60～100cm，塊徑平均粒徑為83．6cm。上段坡面位於坡面的上部，坡角為33°，坡長為180m，共統計巖塊638個，塊徑平均粒徑為63．4cm。由測量統計結果可知，坡面不同部位塊徑變化不大，總體較為均勻。

與裸露型巖堆相鄰的植被覆蓋斜坡地段，多數也具有塊石堆積，其與巖堆結構類似，我們稱之為植被覆蓋型巖堆，且地表生長有松樹、椴木、嶽樺、花梨樹及小灌木等。植被覆蓋型巖堆表層覆蓋有薄的腐殖土，有大量的植物根系，其中含土量很少，厚度僅數十釐米；坡面上仍可見較多塊石，可清楚地分辨出塊石堆積結構，且塊石表面由於腐殖質的污染而呈青灰色，腐殖土覆蓋的下部巖堆結構與裸露巖堆結構具有相同的特徵，塊石保留較新鮮的青灰色。

不同部位所觀察到的裸露型巖堆與覆蓋型巖堆之間的關係不盡相同，大致可以分辨出4種類型：過渡型邊界，從覆蓋型巖堆到裸露型巖堆，植被逐漸稀疏到最後消失，且塊石堆積結構及坡面形態上無明顯變化；蠕滑型邊界，裸露型巖堆與覆蓋型巖堆之間邊界屬於過渡型，但邊界部位的一部分樹木具有馬刀樹的形態，顯示邊界地帶巖堆具有蠕滑的性質；拉裂型邊界，裸露型巖堆與覆蓋型巖堆之間邊界截然，並存在拉張裂縫；推擠型邊界，裸露型巖堆與覆蓋型巖堆之間邊界截然，裸露型巖堆一側相對高凸或湧高，呈現流動及向外推擠的現象。

裸露型巖堆地貌上醒目突出，無論在野外還是在遙感圖像上都易於分辨，本文考察巖堆的分佈規律，一般指的是裸露型巖堆，除非特別説明的情況。

2．1 巖堆分佈與地形地貌的關係

巖堆可以出現在不同坡度的斜坡上。裸露型巖堆多分佈在較陡的斜坡地段，坡度一般在30°～38°之間，但巖堆內部坡面也存在起伏，有些巖堆在坡腳地帶趨於平緩，較緩處坡度在20°以內；覆蓋型巖堆多發育在相對平緩的斜坡地帶，在一些坡腳地帶坡度僅為10°～15°巖堆可以出現在斜坡不同高程，山頂、坡面及坡腳均可見到巖堆現象。一些山坳地帶裸露型巖堆的面積可達到30%～50%，且其獨立出現或相互之間局部連通，多呈向上分叉、向下匯聚的長條形態。裸露型巖堆形態各異，有長條狀、錐形、馬鞍形及裙襬狀等，但它們有一個共同的特點，即其長軸方向一般順着縱坡方向分佈，即垂直等高線方向。巖堆分佈的斜坡後緣，多數無對應的高大雄偉的陡崖，少數巖堆直接堆積在陡崖之下，這類巖堆面積一般都較小。

通過巖堆調查及一些現象的觀察，認為桓仁巖堆有崩塌和凍融裂解兩種成因。

巖體的崩塌是指陡峻山坡或陡崖上被破裂面分割的巖塊在重力作用下，突然脱離母體並以垂直位移為主，以翻滾、跳躍、墜落方式運動，最終堆積於坡腳的現象和過程。巖體的崩塌多發生在大於45°的斜坡上，而堆積於坡腳的崩塌物質，稱為崩塌堆積體或崩塌堆積物。崩塌堆積物大小混雜，受崩塌勢能影響，總的來説，較大石塊翻滾到較遠的部位才停積下來，因而崩塌堆積體在坡面上總體呈現高處小、低處大的特點，平面形狀大多呈半圓形或三角形，因此崩塌堆積體也稱為倒石堆。

桓仁地區巖堆，有一部分應該屬於倒石堆，如位於桓仁縣普樂堡鎮西南3km處大青溝巖堆，該巖堆孤立分佈於陡崖下方，平面形態呈扇形，岩石塊徑坡頂小、坡腳大，具有崩塌成因的倒石堆特徵。

崩塌成因無法解釋桓仁地區大規模巖堆發育的特徵，如斜坡地帶大面積分佈，巖堆後緣無對應的陡崖，山頂出現巖堆，多數裸露型巖堆形態具有順坡方向延伸、表面塊石大小分佈較為均勻等。

綜合巖堆各方面特徵分析，對比公認的一些古冰緣地貌特徵，認為桓仁地區巖堆屬於冰緣地貌（古冰緣地貌）的一種類型。

3．2．1 巖堆屬於冰緣地貌的石海或石河

冰緣地貌是氣候嚴寒地區常見的一種地表形態，由寒凍風化和凍融作用形成。冰緣原指冰川邊緣地區，現泛指無冰川覆蓋的氣候嚴寒地區，範圍大體與多年凍土區相當。冰緣作用、凍脹作用、熱融作用、凍融蠕流作用、雪蝕作用、風力作用等都可形成冰緣地貌，其地貌形態可為石海和石河、多邊形土和石環、冰丘和冰錐雪蝕窪地、冰丘和冰錐、熱融地貌_。

對照冰緣地貌，桓仁地區的巖堆現象具有冰緣地貌類型中的石海或石河的特徵，而類似的被稱為石海或石河的地貌現象在我國其他地區也有所報道，如內蒙寧城縣、秦嶺太白山等。石海一般形成在坡度小於10°的平緩地帶，巖塊堆積在原地，沒有明顯的移動跡象。而石河多出現在坡度大於20°以上的斜坡地帶，呈長條帶狀順坡延伸，這是其曾發生過整體蠕動的現象。根據桓仁地區巖堆的分佈及其形態特點，多數巖堆應屬於冰緣地貌的石河類型。

3．2．2 冰緣氣候條件

規模宏大的石河或石海，需要具備冰緣氣候條件。Peltter研究認為，冰緣地貌產生的條件是年平均氣温為－15～1年降雨量為127～1397_mm。東北地區現代冰緣地貌的分佈從最北邊的漠河（北緯53°34′00″）到長白山區（北緯41°42′45″），在北部寒温帶地區形成了緯度冰緣帶，即受緯度地帶性的支配；在南部廣大温帶地區，由於地形、海拔高度的影響，形成了垂直冰緣帶。遼寧桓仁地區地處我國東北，相對寒冷，屬於温帶濕潤季風氣候區，四季分明，年平均氣温為7．4 ，每年11月至次年3月日均氣温在零度以下，可以產生凍融風化的條件，但現今的桓仁地區，並未發育廣泛的凍融風化現象，説明現在的氣温條件不足以形成大面積的凍融風化。顯然，桓仁地區現代整體的氣候條件不屬於冰緣氣候條件，但在海拔1000m以上的高山地帶可能接近冰緣氣候條件，這説明桓仁地區大面積巖堆不是近代形成的，屬於古巖堆。

本文通過對桓仁地區巖堆的野外調查與遙感解譯分析，得到如下結論：

（1）桓仁地區巖堆可以分為裸露型巖堆和植被覆蓋型巖堆兩種類型：裸露型巖堆表面無植被，全由塊石組成，塊石成分為石英砂岩，單個巖堆的形態各異，面積數十平方米至數十萬平方米；覆蓋型巖堆表面發育植被，坡面有薄的腐殖土，巖堆組成及結構與裸露型巖堆相似。

（2）桓仁地區巖堆分佈與地形地貌之間存在耦合關係。巖堆在從400餘米的坡腳到1300多米的高山峯頂均有分佈，但裸露型巖堆多出現30°～40°相對較陡的坡段，而覆蓋型巖堆可以出現在10°_～15°較為平緩的坡段；裸露型巖堆相對集中在山坳地帶，併成羣出現，且形態各異，但長軸方向多順着縱坡方向分佈。

（3）桓仁地區巖堆分佈與釣魚台組（Z₁d）地層有依存關係。巖堆分佈區與釣魚台組（Z₁d）地層出露區具有較好的一致性；巖堆塊石成分為石英砂岩，釣魚台組（Z₁d）地層巖性也為中厚層的石英砂岩。

（4）桓仁地區巖堆主體屬於冰緣地貌的石河和石海，是第四紀某時期的古石河和石海，由寒凍風化和凍融作用形成。這是由於釣魚台組石英砂岩巖性堅硬，發育節理裂隙，有利於凍融風化形成石河和石海，同時耐化學風化，從而有利於長期保存。

桓仁地區石河和石海是第四紀時期冰緣作用的殘留產物，目前當地已不具備冰緣的氣候條件，在自然條件下石河和石海基本不再活動。但作為斜坡地帶的一類碎石土，對切坡開挖、水庫蓄水等工程活動仍具有較大的敏感性，因此工程活動應該儘量避開巖堆或儘量減少對巖堆的擾動。

從數量上看，我國已經是一個地質公園大國，但地質公園的規劃工作一直是地質公園建設的薄弱環節，本溪國家地質公園也不例外。本溪國家地質公園性質擬定為以岩溶、地層剖面、地質構造和地層接觸關係所組成的地質遺蹟為主體景觀特色，顯然此前未能把冰緣作用形成的奇特地貌景觀———巖堆作為地質公園的主體特色景觀之一，因此建議將桓仁巖堆納入特色主體景觀規劃進行開發，以豐富本溪國家地質公園的內容，並以此帶動當地旅遊業的發展。 ^[1]