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第一节 瀑布形成原因与分布

     一、成因

     一般认为,瀑布乃是水体从悬崖或陡坡上倾泻下来形成的水体景观。或者说是河流纵断面上突然产生坡折而跌落的水流。瀑布所在的位置,其上下河床纵比降具有较大的差异,故在地质学上瀑布往往是裂点位置的所在。

     自然界中的瀑布景观,千姿百态,难以尽述,如此多姿多彩的瀑布景观究竟是怎样形成的呢?从专门研究地表各种形态的学科--地貌学--的角度来分析,地表上任何一种地貌单元,均是地球的内营力和外营力相互作用的产物。瀑布,作为一个以水体为主的地貌单元,亦不例外。内、外营力又称内力和外力,是地貌学中的两个基本概念。所谓内营力,主要是指地球深部物质运动引起的地壳构造运动和岩浆活动。地壳运动又有水平运动和垂直运动之分,岩浆活动则往往形成了各种火山地貌。所谓外营力,指的是起源于太阳能和重力能影响所产生的冰川、水流波浪和风力等的作用,其地质意义都可归结为剥蚀作用、搬运作用和堆积作用三种。内、外营力的相互作用,是形成各种各样瀑布的主要动力。

     (1)在瀑布的形成过程中,内营力起着重大的作用。由水平运动或垂直运动造成的断层或裂谷,为瀑布的形成提供了必要的条件,此时若有溪流或江河流经断层或裂谷,则可形成瀑布。如著名的黄河壶口瀑布,就是这样形成的。此外,多次的垂直运动,有时还可造成多级瀑布。另一种能够形成瀑布的内营力,是火山爆发过程中,熔岩的漫溢将何道阻塞,而使得原来的河床上形成一个新生的岩坎,河水由岩坎上翻落跌下,形成瀑布。位于黑龙江宁安县境内的吊水楼瀑布(又称镜泊湖瀑布)就是这样形成的。

     (2)除内营力之外,外营力亦是形成瀑布的另一种主要动力。大多数瀑布的形成,并不一定发生在断层或裂谷之上,亦无熔岩的阻塞,而是由于河流本身的发育、演变过程中所产生的。

     形成瀑布的动力若不仅只有水流的冲蚀,且还有水流的溶蚀作用的话,则往往形成喀斯特瀑布。因为它们发育于可溶性的碳酸盐岩地区,这可说是瀑布的第五种成因了。如在中国的云南、贵州以及华南一些地区的瀑布,多半是这类喀斯特瀑布。

     冰川的刨蚀作用形成的。如果这种瀑布出现在现代冰川地貌中,则由于气候寒冷,以“冰瀑”的形式存在着。然而,当这种瀑布出现在古冰川地貌中时,就有可能发育成瀑布。如庐山的土家坡瀑布,就是发育在庐山土家坡冰川谷上的古代土家坡冰川之中的。

     由于山崩或泥石流等阻塞了河流的通过,使河床之上突然堆积成一个拦水坝的石坎,从石坎上跌落时,便产生了瀑布。

     (3)形成瀑布的第三种原因,是由于河流的袭夺而造成的。所谓河流袭夺,指的是处于分水岭两侧的两条河流,其中侵蚀力量较强、侵蚀较深的河流进行下切侵蚀(这种侵蚀作用,在地貌学中称为溯源侵蚀),切割分水岭后,即将另一侧那条河流的一部分袭夺过来,使被袭夺的那条河,最终成为袭夺河的一条支流。由于袭夺河的下切程度大,河床高程低于被袭夺河流的河床,因此,在被袭夺河流汇入袭夺河时,往往产生跌水,形成袭夺瀑布,或称悬河瀑布。位于黄果树大瀑布西侧,濡陵河西岸的滴水滩瀑布(又称濡陵河瀑布),就是典型的悬河瀑布。

     (4)形成瀑布的第四个原因,是由于河流流经两种不同性质的岩层,对不同岩层的差异侵蚀所造成的。在硬软不同的两种岩层中,其抗冲强度不一致,使河流对其中较软的岩层产生较大的冲烛,形成深潭;而较硬的岩层在同样的水流冲蚀力下,并没有被冲蚀下切多少,这样,便造成了河道内的岩坎和深潭,使河流产生跌水,并且进一步使深潭加深,因为岩坎一旦产生后,增加了水流的势能,跌落过程中又转化为动能,对岩坎下深潭的冲击力便增加了。这样,深谭逐渐加深,水流的冲蚀力又随之逐渐加强,形成了一种正反馈,最终使低矮的跌水,变成雄壮的瀑布。当然,这种正反馈并不是没有止境地可一直这样持续下去。当瀑下的深潭增加,并向瀑崖的崖脚冲蚀到一定程度时,水流的继续冲蚀,便会导致瀑布后崖壁的坍落,从而使瀑布重新降低高度,这种现象即是差异侵蚀的负反馈效应。当然,瀑布后面的崖壁倒塌后,水流又会重新冲刷深潭,增加高差,再一次回到正反馈,然后,到达一定阀值时,又产生负反馈。这种正、负反馈的互相作用,便是瀑布的演化过程。可见,瀑布的发育、演化,是完全取决于正、负反馈盼互相作用情况了。这是瀑布成因中最为常见的一种,我国及国外的许多瀑布均是由这种方式形成的。

 

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