火炎山的边坡发育另一种丹霞地形的演育.pdf

火炎山的边坡发育 ——另一种丹霞地形的演育 林俊全 (台湾大学地理环境资源学系，台北106) tw E—mail：Jc[in@ntu．edu 1前言 本研究主要以台湾的砾石层为主要的研究对象。火炎山位于台湾苗栗丘陵南部，大安溪 的北侧，旁边分别为铁砧山台地、后里台地。就地层而言，几乎都属沈积岩体系(砂岩、页岩、 砾岩、红土台地堆积层与现代冲积层)，沈积的年代从中新世到全新世之间。 苗栗三义火炎山自然保留区是台湾现有19个自然保留区之～，其特色主要为厚层砾石 层恶地的侵蚀地形。整个火炎山是由头辑山砾石层所组成，其特色是岩层中含有大量砾石以 及少量细粒特质组成的砾石层，由于砾石的胶结物是松散的沙与泥．因此，常常会由于地表 的侵蚀作用产生剧烈的边坡冲蚀现象。 由于火炎山自然保留区的砾石层恶地地形变动非常大，每当降雨量达到某个数值以上， 就会产生边坡冲蚀的现象，进而有许多砾石与细粒物质进入河道，最后向下边坡移动，在邻 近大安溪河岸形成大规模的冲积扇。在火炎山地区，有3个地区变动非常剧烈，首先是最上 方的砾石层边坡，常常会受到地表侵蚀作用，表面的砾石会以落石的方式后退，形成非常高 角度的裸露边坡。这些边坡由于经常发生边坡后退作用，因此植物无法生长，长年保持光秃 秃的状态。在地形学的角度来看，这属于一种边坡演育的方式，也就是上方边坡以高角度的 方式后退，在下方产生由崩落物质堆积的崖锥。 为了解火炎山砾岩地区的边坡冲蚀现象、边坡后退机制，本研究也采集利用资料记录器 与感测器搜集的降雨资料。量测地表冲蚀作用能量的输入，如降雨量、降雨强度以及系统反 应后的输出，加上径流量、冲蚀量的估算等，用以为讨论边坡冲蚀性之依据。 2火炎山的地形发育 火炎山自然保留区的砾石层恶地地形是非常动态而多变化的。整体而言，火炎山恶地的 地形发育可以分为最上方的裸露边坡、中央的谷地，以及最下方的冲积痢等3大部分。这3 个部分都受到地表外营力的影响，呈现非常不稳定的状态，当降雨达到某一个程度时，这3 个部分受到作用的冲击，产生相当的变化，进而形成新的地貌。 其中，最上方的裸露边坡是受到降雨的侵蚀，使原本胶结情形就不良好的砾石层产生表 面物质破坏，进而使砾石失去支撑、掉落的现象，这时边坡主要是以高角度的方式后退，在地 形学上称之为平行后退。经由测量就可以了解火炎山裸露边坡的后退速率，也就是整个边坡 系统受到外界作用而产生的反应。 而中央的谷地系统，主要是掉落砾石与泥沙的暂时堆积地，当地表径流汇集时，会产生 ·258· 具大的剪力与搬运力量，破坏原本稳定的堆积结构，将砾石以土石流的方式向下搬运。因此· 只要降雨量到达某一个数值，超越整个系统地形阐值时，就会产生土石流。 在冲积扇部分，Fh于是来自上方5个集水区所搬运的物质。因此冲积扇体积的变化主要 受到来自上方物质量的控制。由上方来的砾石多，所形成的冲积扇体积随之变大。 表1火炎山之主要地层夏其岩性‘ 地层 厚度(m) 年代 主要组成岩性 砾石堆积；以石英砂岩、石英岩及石英砾岩 现代堆积层 现代1万年 为主，泥抄堆积 由圆砾、次圆砾厦棱角砾之石英砂岩及抄土 砾石臼地堆积层 更新世束期 组成 红土。砾石层：以石英砂岩、石英砾岩为主。 红土台地堆积层 lO～20更新世中期至末期 由表届数十厘米至2m之红棕土号散十米