影像结构信息成因的分析及意义

为什么碳酸盐岩形成各级沟谷之间基本垂直， 而碎屑-粘土岩各级沟谷之间则形成彼此斜交的影纹图案呢？答案须从成岩作用、岩性特点、岩石的可溶性、不同种类岩石组合的特征及外动力地质作用的原理等方面找寻。为探明影纹图案的成因，除形成岩层倾斜的地壳运动外，暂不考虑次生构造的干扰。沉积作用形成的层理与岩石固结时形成的垂直层面、外形近似龟裂的原生节理是风化侵蚀作用的起始点，是构成沟谷格局的最主要的因素。对于侵入体来说，岩体冷凝时的三组原生节理就是侵蚀作用的起始点。岩石的化学成分、抗风化的能力是风化侵蚀作用能否自生长点顺利发展，或者说侵蚀作用是否完全受原生构造控制的客观因素。岩石的层厚及不同类型岩石组合的特征是风化侵蚀谷延伸方向的导向因素。人所共知，在不同的气候带，风化侵蚀作用的强度随之而变化，这是形成沟谷格局不可忽视的重要因素之一。同时还应注意，现在地表的山川形势基本上是在中生代末期形成的，至今气候已几经变化，因而，需要地质历史地观察外力地质作用的现象，才能正确分析影纹图案的成因。现分别以碳酸盐岩和碎屑粘土岩为例，分析影像结构信息的成因。

碳酸盐岩的特点为成分均一，沉积层厚，成岩时因干缩、固结作用形成的原生节理基本与层理垂直。岩石质坚并具有可溶性，故抗风化能力强，抗水的溶蚀能力差。在水平岩层或缓倾斜岩层地区的沟谷中，普遍可以看到沿原生节理溶蚀成能峭的沟壁；另外，还可见沿陡倾角的灰岩层面上发育有小的溶坑或溶洞。这些现象充分说明了碳酸盐岩的风化作用主要表现为沿层面或原生节理面水的溶蚀作用，这正是形成碳酸盐岩垂直型沟谷格局的基本原因。原始缓倾的碳酸盐岩层，层面上的流水必然选择倾角方向流动，并向低洼处汇集。在低洼处流水会迅速沿着走向平行，并与水面等高的原生节理渗透溶蚀，继而溶蚀作用可将同类型的节理沟通，最终形成宏观上与走向基本致的山谷成河流。即形成了影像上的一级谷。缓倾斜岩层，层面上的地表迳流沿倾向流动。这样，与倾向方向致的 原生节理便成为地表水渗漏与溶蚀的场所久而久之治蚀作用使同类型节理连通，进而可发育成宏观上基本与-级谷垂直的沟谷一二级谷。 当山脊线与一级谷平行时，无论顺倾向或反倾向的坡面上，均可见走向与二级谷平行的层理。顺层理的溶蚀作用可形成台阶式茂沟，即构成影像上的三级谷，而最终构成了典型的各级谷之间基本垂直的格局。如果一级谷是沿断裂发育而成的，可能出现一级谷与二级谷斜交的现象。而其余序次的各级谷之间的关系与典型的成因相同仍是彼此基本垂直的。

碎屑-粘土岩类风化侵蚀作用的生长点仍为层理与节理。此岩类所包括的各种岩石的层厚、岩石成分的均一性、透水性、抗风化的能力均不相同，因而，它们在成岩时形成的原生节理的密度、节理面的曲直及节理组合的形态亦各不相同。例如砾岩的层厚、原生节理多而弯曲。页岩层薄，原生节理与层理垂直，数量少且平直。但页岩性软，易破碎，故穿层的节理发育并不普遍。页岩的透水性，亦随岩层破碎情况而变化。砂岩层厚，原生节理的密度介于。上述二者之间，透水性好，易形成流水的良好通道，但其抗风化能力强，不易剥蚀。碎屑-粘土岩类的共同特点为可溶性差，因而生长点的扩大，各原生节理的沟通，并继而风化剥蚀发育成沟谷的发育过程与碳酸盐岩完全不同。它是不同岩石类型、节理、裂隙及抗风化能力差异性综合作用的结果。流水沿原始倾斜岩层的原生节理或裂隙流动，由于各个岩层的层理、节理或裂隙的位置及其延伸方向均不相同，故经风化作用连接起来，并进而发育成沟谷或河流的方向与岩层走向多为斜交，并弯曲多变。二级或三级谷的发育过程除迁就地势高低的原则外，同样亦主要受各流经层位的层理、节理或裂隙的位置与排列方位的控制，故而形成与一级谷的斜交关系及最终形成树叶状的影纹图案。