河流疊積現象的研究 摘要

22  Download (0)

全文

(1)

河流疊積現象的研究 摘要

經過我們的研究,得到下列幾項結果

一、所謂疊積現象,是說地層形成的過程,老的年代先沉積、新的地層在海中堆 疊於老地層上。河水的流量和流速改變,會形成侵蝕、搬運和堆積,河床的 鵝卵石和河岸剖面的礫石層,符合「疊積現象」的規律。

二、同一地點不同河階上的礫石層,哪一層的年代較老得問題,在我們調查的八 掌溪五虎寮橋這個地方,我們發現新的地層在下面、老的地層在上面。由於 這一新的發現,讓我們對野外調查的活動更感興趣,也是我們最大的收穫。

(2)

河流疊積現象的研究

一、研究動機

六年級上學期自然課的的第二單元「大地的奧秘」的第一個活動「流水使大 地改變」,深深的吸引我,因為流水的力量會改變地表,產生千變萬化的地形景 觀。河流流經上游、中游、下游的過程中會產生侵蝕,帶著石頭和砂往低的地方 搬運,水流速度慢的時候再形成堆積,這些現象,在假日到天長地久遊玩時,得 到證明。加上阿里山公路沿線許多崩塌地,這些露頭明顯的砂岩與頁岩地層排 列,這些地層和中游的礫石層怎麼形成呢?它們原來就在這裡或河岸呢?這些與 地層的疊積現象有關係嗎?我們在老師的帶領下,把「疊積現象」做為研究的主 題,並將重點放在河流與疊積現象關係的探討。

二、研究目的

從嘉義縣觸口腦寮溪沿岸的野外調查,探討什麼是河流的疊積現象,藉以了 解地層與河岸礫石層的堆積現象。為了達到這個目的,我們擬訂了下列幾個問題 進行研究。

(一)甚麼是「疊積現象」?甚麼是「礫石層」?

(二)阿里山公路沿線砂、頁岩互層的地層是疊積現象造成的嗎?

(三)八掌溪河岸礫石層怎麼形成的?這些鵝卵石是哪裡來的?

(四)同一地點不同河階上的礫石層,哪一層的年代較老?

三、研究設備及器材

流水台、碼表、尺、水桶、澆花器、水、砂石、蛋殼、岩缽、木板、珍珠板、數 位相機、觸口附近等高線地形圖、傾斜儀

四、研究過程

步驟一 野外調查 地層疊積 河流侵蝕 搬運及堆 積現象

步驟二 礫石的觀 察測量與 流水沖蝕 的實驗

步驟三 填寫野 外觀察 記錄、整 理資料 與照片

步驟四 研究結果 的討論與 結論及撰 寫報告

(3)

研究一 甚麼是「疊積現象」?甚麼是「礫石層」

(一)我們先進行文獻探討

文獻中談到:在進行野外地質觀察活動時,經常可以看到砂岩和頁岩互層的 露頭;而河岸邊地層露頭的剖面,也有許多大大小小的石頭,縱橫交錯,非常雜 亂。但是,這些看來好像雜亂的地層,根據文獻的說明,它們是有秩序的排列。

因為,依地質事件順序的判斷可分為:1.水平定律 ,2.疊積定律,3.切割定律。

其中依「疊積定律」堆積形成的地層,就是本研究所說的「疊積現象」的結果,

例如下圖一:

本研究的 範圍(藍 色部分)

均屬於沉 積環境。

沉積岩形成的過程,除非外力作用,否則一般說來,下面的地層先形成,以後 再來的地層再堆在上面;所以,這張示意圖已經說出了水平和疊積兩種定律。

圖一 地層堆積示意圖

砂頁岩互層 1 砂頁岩互層 2 砂頁岩互層 3 砂頁岩互層 4

礫石層 1 礫石層 2 礫石層 3 礫石層 4 圖二 阿里山公路與八掌溪沿岸砂頁岩地層、礫石層疊積情形

甚麼是「疊積現象」?觀察公路旁裸露的露頭或河岸陡直的剖面,就可以 調

查 位 置

(4)

在下面,年輕的礫石層在上面。

另外,地層剛開始形成的時候是水平排列,地殼擠壓會造成褶曲或傾斜;而 在山上的急流旁、平原的溪邊和美麗的出海口,有許多石頭大小都不同,是因為 河流侵蝕、搬運、堆積作用造成的,這些都是地殼變動的作用力。

水平地層 傾斜地層

褶曲地形(背斜,c 為軸部) 出海口的地形 圖三 阿里山公路沿線不同地層排列與布袋出海口地形照片比較圖

(二)野外地質調查的佐證

我們利用假日前往嘉義縣番路鄉,在阿里山公路 36 公里處,仁愛橋西邊、

腦寮溪沿岸產業道路、觸口黎明國小南側八掌溪河岸、五虎寮橋河床附近等地進 行野外調查,總共設定十二個露頭,獲得下列資料。

左邊是嘉義縣番路鄉觸口 附近的等高線地形圖。

圖中粗黑線是台 18 號公 路,也是聞名中外的「阿里 山公路」。途中仁愛橋以南 的產業道路就是我們野外 調查的調查的地點。

(5)

表一 阿里山公路腦寮產業道路沿線與八掌溪河岸的地質調查紀錄 露頭一

第一個露頭位於腦寮溪西側,中間是腦寮溪產業道路。這個露頭走向為「北 偏東 30 度」,傾斜 64 度,向東傾斜。岩層排列為砂岩、頁岩互層,地層層面有 生痕化石。岩層與路面接近垂直狀態,岩層逆向坡,岩層表面大致平整,有些許 凹凸不平的紋路,顏色有些黃褐色,有些深褐色,有些岩層上佈滿青苔,有些許 的貝殼化石,岩層像土司一層一層相疊,靠近產業道路的岩層最薄,約 5.3 公分,

露頭高約 3.5 公尺,長約 15 公尺,層面光滑。這個露頭也是一個崩塌地,很厚 的砂岩崩塌,一層一層的,中間的裂縫加大以後,會從底部裂開、斷掉而墜落下 來。當岩石受熱就會膨脹,夜晚溫度低收縮,所以會出現不規則裂痕,假如岩層 底部沒有支撐,就會崩塌下來。

露頭二

這裡是頁岩夾著砂岩,所以不是全部都是頁岩,是從這一層開始,一直到黃 黃的露出來的砂岩,由於這一段是背斜的軸部,是薄層砂岩,所以表面堆疊起來 的砂岩,產生一些風化作用而斷裂、破碎。這裡的頁岩是灰色,比較脆弱。它們 風化的結果有兩種,一種是變成一塊一塊的石頭,以後掉到河裡滾動就變成圓滑 的,就變成鵝卵石,第二種是風化形成的細沙,在這一片地層靠近地面的地方形 成的崖錐就是。

(6)

露頭三

第三露頭這個露頭走向為「北偏東 34 度」,傾斜 52 度,向東傾斜。岩層排 列型態為傾斜地層,砂岩、頁岩互層,地層層面沒有發現化石或生痕化石。這個 露頭層面非常光滑,岩層中夾有薄砂岩,頁岩部分用手碰一下就會有屑屑掉下 來,顏色是一點灰灰的又有一點黃黃的顏色,而光滑面的表面看起來像土的顏 色,又像很細的砂子。光滑面的上方有很多土,而且上面還長出一些植物和菁苔,

另一邊有一顆長、寬都超過 1m 厚的塊狀砂岩的巨型石頭,推斷是從岩礕上方掉 下來,因為這塊石頭的上方有一處大凹進去的地方,所以我們認為這塊大石頭原 本是在上面的。

露頭四

這個露頭走向為「北偏東 32 度」,傾斜 74 度,向東邊傾斜。這塊層面有許 多的凸出面,有的凸出 10~20 ㎝,有的凸出 30~40 ㎝,各有不同,層面以有許多 青苔覆蓋,且有樹枝從岩層穿過,這面岩層外表因有青苔覆蓋斦以看起來是綠色 的,但還是可以看出層面是砂岩組成,觀察四周的岩壁後,也可得知這個露頭岩 壁內部是砂岩及頁岩互層的。

露頭五

這是一條不知名的小溪,水由南向北流,河床上有四個防砂壩,每個防砂 壩的高低都不同,有的只有約 1m 高,最高的到逹約 3m,且每個防砂壩表面都 不是水平的,防砂壩前緣被石塊碰撞得很嚴重。這四個防砂壩前後總距離不到 100m,此地擁有許多大石頭,有些還是有稄有角了,且此地的石頭都很大,最 大的約有 1M 以上,此防砂壩雖然是由水泥構成,但是經水的侵蝕和石頭得撞 擊,所以才造成防砂壩的破壞。因此防砂壩有一個個洞的情形。

(7)

露頭六

第六露頭位在阿里山公路的三叉路口,仁愛橋的西邊,由路口往東是前往阿 里山,往南進入腦寮山區的村落。因為這個露頭在路口,所以我分為兩個區域一 起測量。它們的地層走向為「北偏東 24、26 度」,傾斜 61、62 度,都是向東邊 傾斜。由於兩邊露頭的傾斜、走向大致相同,且都是砂、頁岩互層,因此小組推 論這兩邊的岩層原本合在一起,因從中間開闢產業道路,所以分成兩邊。這兩邊 的地層走向、傾斜的方向機乎都是一樣,但唯一不同的地方就是,一邊是逆向坡,

另一邊是順向坡。東邊逆向坡的岩層顏色跟其他露頭不太一樣,顏色比較深,應 該是深褐色。西邊順向坡的岩層層面上上植物比較多,這裡有其他露頭看不到的 砂棒很特別。

露頭七

這個露頭位於八掌溪天長橋的北岸,是一面很平整的大岩壁,是由砂岩和頁 岩所組成的,因砂岩的硬度比頁岩還要高,所以河流在侵蝕的時候頁岩會凹進 去,相反的砂岩會凸出來,這個現象就是差異侵蝕的現象。這面高大岩壁的最上 層河階,是早期下面這條河流流動的地方,因河流有下切的作用,所以經過很長 時間河水侵蝕,河流慢慢下切演變成我們現在所見的河流。這面岩壁,高約 20m。

(8)

露頭八

這個露頭在嘉義縣番路鄉黎明國小後面,八掌溪堤岸北側,有著一大塊表面 很脆弱而且凹凸不平的岩壁露頭,可看出是頁岩,因為這個露頭岩壁已有碎石掉 落,所以這塊岩壁的下方,才會有許多小小的碎石,且經過顏色、岩性……等因 素比對後,可確定露頭屬於頁岩,下方的崖錐是上方岩壁崩落下來的。這個露頭 岩層風化很厲害,岩壁上面都是碎屑。

露頭九

這個露頭在腦寮溪魚梯及大防砂壩後面,堤岸上面看到河岸地層下半部是灰色 的,上面就有一層礫石層,它的一顆一顆的石頭很明顯,幾乎都是圓滑狀,而且 疊積現象也很清楚。這個地區上方有一顆超大的石頭,但這個上方沒有高山,所 以不可能是掉下來的,有可能是洪水把這顆石頭帶下來。在這個地區,我們可以 用疊瓦狀的方式判斷出過去水流的方向是由南向北流。

(9)

露頭十

第十露頭的河岸上大小不一的石頭,上面的石頭比較小下面的比較大,所以 它是不同時間被搬運來的。下面的大石頭比較早被搬運來,大石頭上面的小石頭 和泥沙比較晚被河水搬運來。右上角一些大石頭是河水力量不穩定時被河水帶來 的,所以大小不一。我們推想當時的河水一定很急,形成亂流,河水荷重時,它 的懸浮顆粒和石頭會在水裡跟著河水跳動。

露頭十一

第十一號露頭是八掌溪河床邊幾塊大石頭,這些大石頭都是砂岩,附近有幾 個貨櫃裡面都裝著水泥,跟河床邊幾塊大石頭一樣大,這些貨櫃是要阻擋河水暴 漲,但無法阻擋大自然摧殘,裝著水泥貨櫃被土石流沖斷。為了防止河道變寬,

(10)

露頭十二

露頭 12 位於八掌溪中游旁邊的一大塊礫石層,這塊礫石層的許多地方已被 植物覆蓋住,所以目前只能看到一小塊礫石層,這塊礫石層內砂的含量是最多 的,大石頭也不少,最大的石頭也約有 50cm 這麼長,我們從水會下切的原理中 發現,老的礫石層會在最上面,年輕的礫石層會在下面。

研究結果:

(一)研究範圍內的地層,大多是砂岩頁岩互層,只有在觸口黎明國小後面,八 掌溪的南岸看到一段泥岩的構造。

(二)這些岩層的堆疊層序,例如地層的層面在哪裡,哪一面是上面的問題,可 以從層面上的波紋、砂棒和鑄模構造來判斷。

(三)我們發現,在這些砂、頁岩互層的露頭裡,是不是老的岩層先堆積,以後 較年輕的地層再疊在它們的上面,需要另外設計實驗來證明。

(四)礫石層的發現,大多出現在河道兩側。這些礫石層是怎樣形成的,值得我 們進一步去探討。

(11)

研究二 阿里山公路沿線砂、頁岩互層的地層是疊積現象造成的嗎?

問題一 如何設計實驗來印證地層疊積先後的次序?

假如我們不以形成地層時間的長短來探討,而僅注意事件發生年代的早晚,

來決定新舊的標準,應該怎樣來進行實驗?我們討論的結果,就是使用油土來模 擬地層的疊積現象。

(一)探討的問題:模擬地層的「疊積現象」;先沉積的砂在下面,後來堆疊的 地層堆在上面?

(二)材料:油土、透明壓克力方盆、數位相機

(三)操作方法:

1.先找幾種不同顏色的油土,用手壓平,當作一層一層的地層。

2.再將一層一層的油土,互相疊在一起,好像地層形成時,在。

3.模擬地殼變動,這些堆積在海底的地層,隆起成為陸地。

一層一層的地層 模擬海底堆積的情形 從海底隆起成為陸地 圖五 油土模擬地層堆疊示意圖

在海底形成水平地層 板塊擠壓時變成傾斜 露出海平面成為陸地

(12)

(四)我們發現:

1.被河水流到大海的細砂,就在海底堆疊成地層。

2.地層堆疊時,就是一層一層堆起來的,它們有一定的順序。

3.先堆疊的地層在下面,堆疊的地層在上面。這些順序,我們用示意圖來 表示。

問題二 先沉積的地層在下面,後來的沉積在上面嗎?

(一)探討的問題:深究地層的「疊積現象」;先沉積的砂在下面,第二輪再沖 蝕下來的砂,是否堆在上面?

(二)材料:灑水器、燒杯、小鏟子、水桶、疏位相機。

(三)操作方法:

102 年 1 月 5 日,我們到學校南邊的排球場旁邊的小土堆開始做今天的實 驗—模擬河道,我們先把場地不需要的東西除掉,後再用工具把土地挖出河道河 道挖好後,我們就開始澆水了,水有些順著河道流,有些往別處流,我們總共做 了六次,使用一桶水就算一次。

(四)實驗設計和記錄

我們發現中間地區原本在土裡的石頭,因水的侵蝕,所以這些石頭因上方的 土被沖走而露出來,並形成凹洞而積水,這個凹洞因沉積而呈現很均勻的細沙,

兩岸本來一樣高的土地,也被河水侵蝕成一高一低,差距有 2.5 公分的類似河岸,

這個模擬河岸,兩岸距離最寬的地方是 39.5 公分。

後來侵蝕作用變大了,河床和河岸的差距變成了 3 公分,而且兩岸的距離也 變成了 45 公分,並且中間的堆積地區變大、變高,就像是「河階台地」一樣。

發現模擬河道中,較低的地方積水 水逐漸流走以後,凹地變成平坦

(13)

沉積的泥沙面積有逐漸擴大的現象 後來的泥沙再沉積於原來的沙上面

(五)我們發現:

1.經過多次的沖刷後,河道的寬度也跟著 11.2→12→13→13.5→14→14.3 公分 不斷增加。

2.這次實驗發現,河道變寬時,兩邊被侵蝕的泥土小顆粒會隨著流水,沉積 到較低的凹地,形成小水池,再沉積泥沙變成一小塊平坦的小土地。參考 地質學的書,它彷彿就是書裡面的河階台地。

3.再仔細觀察,這些沉積的泥沙堆疊的情形,真的是像「疊積現象」所說的,

先沉積的砂在下面,第二輪再沖蝕下來的砂,是堆在上面;後面幾次也都 一樣。只可惜,因為都是砂,等堆疊過以後,看起來卻都一樣,這是我們 要改良的地方。

問題三 用蛋殼與泥砂進行實驗,可以證明地層堆疊的順序嗎?

(一)探討的問題:我們用蛋殼和砂做實驗,看看比較被水搬走的東西,例如蛋 殼或沙,它們在堆積的時候,是不是會先被帶走的在下面,最後才移動 的,會疊在上面?

(二)材料:噴霧器、蛋、水、盤子、可磨碎東西的器具等。

(三)操作方法:

1.首先,先去早餐店拿他們不要的蛋,後回到實驗室,開始將蛋磨碎成蛋 殼,讓蛋殼的大小不同,後把噴霧器裝滿水,把蛋殼放在傾斜的盤子 上,便開始用噴霧器噴蛋殼,模擬雨水在沖刷山上的石頭,我們一邊 沖水,一邊觀察河水、蛋殼的動向。

(14)

將蛋殼磨碎如細砂 用濾網來分蛋殼粗細 模擬河水的沖刷

貝殼加上砂一層一層 堆疊在盒子中的地層 假如隆起成為陸地

(四)實驗結果:

1.使用砂和蛋殼碎屑,模擬地層在海底堆疊的情形,一層一層的,從透明壓 克力盒子的側面觀察,非常清楚。

2.由於砂和蛋殼碎屑,一次只用一種,因此堆疊的順序與操作的次序一樣;

先堆疊的在下面,慢堆疊的在上面。

研究三 嘉義縣觸口腦寮溪、八掌溪河岸的礫石層是怎麼形成的?

問題一 嘉義縣觸口腦寮溪沿岸實地調查

我們利用假日前往嘉義縣觸口、腦寮等地進行野外調查,這幾次的重點都是 放在河床的「鵝卵石」和河岸的「礫石層」,因為我們也想了解,這些石頭的堆 積情形,是不是符合「疊積定律」;以下是我們獲得得資料。

(一)探討的問題:觀察河床的「鵝卵石」和河岸的「礫石層」,看看它們在堆 積的時候,是不是會先被帶走的在下面,最後移動的,會疊在上面?

(二)材料:河床的「鵝卵石」和河岸的「礫石層」。

(三)操作方法:

1.我們在河岸邊或河床上找尋樣區,作為觀察的對象。

2.每一個樣區的大小都相同,它們是一個邊長 1 公尺平方的地方。

3.觀察樣區裡石頭的大小、分布的情形和分類,並測量大石頭的大小,紀 錄所占的面積。

(四)調查紀錄

我們先將樣區中的石頭分成 5 級:大、中、小、超小和砂。大、中、小石

(15)

表二 腦寮沿岸礫石層的調查紀錄表

分類 第一區 第二區 第三區 第四區 大石頭 27% 22% 0 51%

中石頭 24% 28% 7% 15%

小石頭 7% 16% 21% 13%

超小石頭 0% 0% 31% 9%

沙 42% 34% 41% 12%

地一區 第二區

第三區 第四區

(五)研究結果:

1. 腦寮溪附近的河岸,裸露地的地方,可以看到礫石層。這裡的礫石層 所含的鵝卵石,排列並不太均勻。

2.第一、二、四區,我們就可以用疊瓦狀的方式判斷出水流的方向是由左 向右流的。

3.第一、二區這裡曾經有崩塌過,因為它們的石頭有一些石頭是有稜角 的。他們大小分布的情形,如統計表。

(16)

形。

(二)材料:小石子、細石子、砂、保特瓶和自來水。

(三)實驗方法:

1.我們先用濾網來分石頭的粗細大小,之後找了容器來裝石頭。

2.取 2000 ㏄寶特瓶,用美工刀裁掉瓶口之上半部分,做為實驗容器。

3.把石頭以一樣的重量(半斤)放入容器,加水攪拌。

4.把石頭與水攪拌均勻之後,靜置 30 分鐘。

圖 1 用濾網來分石頭的粗細大小 圖 2 粗細大小石頭秤一樣的重量

圖 3 粗細大小石頭放入容器 圖 4 用東西把石頭與水攪拌均勻,之 後等待實驗成果

(四)實驗結果:

1.實驗開始石水會變混濁,30 分鐘以後水就椉清了,砂石會沉積在底 2.我們發現石頭和砂的沉積,沒有一定的規則;有時候最細的砂沉積在最

底部,石頭在最上方;有時候完全相反。也有時候石頭在砂和細石子之 間。

問題三 這些石頭是怎麼搬來的?

(一)探討的問題:設計流水實驗,觀察河床的「鵝卵石」和河岸的「礫石」的 搬運和沉積情形。

(二)材料:小石子、細石子、砂、塑膠板、澆花器和自來水。

(17)

1.將塑膠板做成斜面,模擬斜坡。上面放置大小不同的石頭和沙混在一起。

2.使用澆花器裝水,模擬沖刷的情形。

3.觀察水的流動和細砂運動的情形。

(四)我們發現:

1.右側的水道泥沙分布的不均勻,右方水流快,所以泥沙無堆積在一起,左方水 流慢,泥沙堆積在一起,水道尾部因有一地方摩擦力較大,所以水較小的話 就會沖不過去,泥沙就會堆積在那裡。

2.中間部份成了 6 條水道,二、三條會連在一起是因為第三條的離心力較小,所 以往下流,第二條的離心力較大,沖的較遠,就會跟第三條連在一起,又因後 方摩擦力較大,第二條沖不過去,只好跟著第三條流動。

3.接著是介紹整體,通常水流的流向會因重力加速度的原理而加快,但在這裡不 一樣,砂會把水吸入,吸入水的砂就會變泥巴,泥巴流時,會向膠水一樣,黏 黏的,所以就會流的很慢。

4.上方的泥沙不見是因為水會把土堆往下部帶,又因水會往低處流,所以水會一 直往下流,便會把泥砂往下帶,會發現土堆左移的現象。

5.可見河岸上與現在的河床,其中的石頭與砂,都是由高的地方經由水流 帶到 低的低方。要是到達得地方平坦,那麼石頭和砂就停下來。

(18)

1.實地觀察,把露頭礫石分布的情形記錄下來。

2.使用照相機漿露頭紀錄下來。

河岸邊礫石層 崩塌地附近的石頭 河床堆積的鵝卵石

腦寮產業道路旁的河床 觸口天長地久附近河床 八掌溪鹿寮里附近河床

我們沿八掌溪走到五虎寮橋附近,可以下到達河道的地方觀察;並找了三個樣區 進行測量。

第一區實地測量 第二區實地測量 第三區實地測量

(四)我們發現:

1.礫石層的堆積,有的是大的石頭在下面,有的是小的石頭在下面,但是 不管哪一種,在這些礫石層的層面上,可以看到一些疊瓦狀現象,我 們可以按照堆疊的情形,推論過去古老年代河水的流向。

2.河床上的鵝卵石,只能看到正上方的堆積情形,它們的疊瓦狀和礫石層 一樣。

3.從八掌溪五虎寮橋西端這三個樣區觀察的結果,其中礫石層具有疊積現

(19)

研究四 同一地點不同河階上的礫石層,哪一層的年代較老?

問題一 保麗龍板模擬河床的堆積與河水的下切

(一)探討的問題:模擬河岸的「礫石層」的堆積,是否可以分辨出年代的新舊。

(二)實驗器材:保麗龍板、彩色筆、白膠和美工刀。我們發現

(三)實驗方法:

1.先用保麗龍板做成模擬河道。

2.用美工刀將保麗河道的中間切開,模擬河流的下切作用。

3.重複 2 的動作,推演礫石層形成的先後次序。

藍色代表水,模擬河道上面充滿了水 把水拿開,露出紅色部分,代表河床堆積

我們把紅色這一層河床,假設為第一代的河床。當河床下切以後,就是第二 代河床的堆積和下切;當然第三代河床的堆積與下切是持續下去。

粉紅色第一代礫石層及 褐色第二代河床。

褐色第二代礫石層及紫 色第三代河床。

紫色第三代礫石層及白 色第四代河床。

(四)我們發現:

1.當第一代河床經過河流下切以後,形成河岸之粉紅色礫石層。這時候河

(20)

問題二 河岸剖面的調查研究

(一)探討的問題:觀察河岸的「礫石」是否可以分辨出年代的新舊。

(二)調查方法:

1.我們實地進行調查,並訪問當地年長的長輩。

2.用照相機協助記錄。

第一代礫石層,位置最高 第二代礫石層,在第一代下方

第三代礫石層在第二代下方 目前第四代礫石層在最下面

(三)我們發現:

第一代礫石層,位置最高,第一代礫石層,位置最高,第三代礫石層在第二 代下方,目前第四代礫石層在最下面。

河流疊積現象的研究 摘要

經過我們的研究,得到下列兩項結果

(一)河道的形狀、凹凸,會使河水的流向改變,也會讓水中出現恐怖的漩渦

;還發現河水的侵蝕力可使河道變寬,河道深度變淺,當河道越來越淺的 時候,如果遇到大雨的侵襲,河水會經由河道溢出,造成河道兩岸低漥 地區受到河水氾濫的破壞,這是值得大家謹慎注意。不過因為會有泛濫的 現象,所以才會出現「疊積現象」的事情。

(二)河道上的石頭和砂,都是從上游較高的地方搬運來的,這些鵝卵石並不是 憑空出現。而這些石頭和砂,在他停留的位置會自己沉積下來,變成河床 上的鵝卵石。

五、研究結果及討論

(一)我們發現水的侵蝕力是很大的,而河岸剖面礫石層裡的鵝卵石有的具有疊 積情形,河床上的鵝卵石也有與疊積現象。在腦寮溪河岸的第二個樣區和 第三個樣區裡的礫石層,可以發現大的石頭在下面,小的石頭在上面,且 上面可以看到一些疊瓦狀,可以讓我們推論過去的年代河水的流向。從我 們調查的露頭和礫石層樣區觀察所得到的結果,不管是地層或礫石層,都 依照疊積現象堆疊起來,與書上所說的吻合。

(21)

細或大小的鵝卵石在一起,或者沉積顆粒大小不一樣的混合分布等現象。

所以礫石的沉積或堆積也是一層一層形成的。

(三)在我們調查的礫石層中有兩個不同的調查點,一個在腦寮溪河岸,一個在 八掌溪五虎寮橋附近。在五虎寮橋附近河岸剖面的礫石層,我們發現這些 礫石層的堆疊順序,有很特別的地方,那就是老的礫石層出現在新的礫石 層上面。我們探討它的原因,是因為河流下切作用造成的;更特別的是,

八掌溪流到這一個地方以後,它原來的河道很寬,逐漸變窄,才會有機會 形成河階,出現「疊積現象」或「疊積定律」相反的情形。因此這一個新 發現,是適合在五虎寮這一段的礫石層堆疊,其他地區的「疊積」是否一 樣,必須再做進一步的探討才行,不能過度推論。

六、結論

(一)甚麼是「疊積現象」?甚麼是「礫石層」?所謂疊積現象,是說地層形成 的過程,老的年代先沉積、新的地層在海中堆疊於老地層上。造山運動再 使地層隆起形成陸地。河道的形狀、河水的流量和流速改變,也會讓水的 沖蝕產生變化;例如河道變寬,河道深度改變,河水會帶來石頭和砂沉積 以後,形成堆積或礫石層,符合「疊積現象」的規律。

(二)阿里山公路沿線砂、頁岩互層的地層是疊積現象造成的。八掌溪河岸礫石 層是古老年代裡,高山上的石頭經由河流般運、再堆積形成的,所以這些 鵝卵石是來自山上崩塌地或更遠、更高的地方沖刷下來的,這些鵝卵石並 不是憑空出現。而這些石頭和砂,在地勢平坦的位置會自己沉積下來,變 成河床上的鵝卵石,它們堆疊的情形,與疊積現象相同。

(三)河流的搬運和堆積,會形成地層,包括海裡堆疊的地層或河岸面看到的礫 石層;它們會依照下列原則進行:

1.河水流動會帶著顏色不同、粗細有別的石頭和泥沙往低的地方搬運,在 河水流速慢時,沉積下來。礫石層中鵝卵石沉積顆粒大小分布,可以反映 當時的環境、流水速度、流量等。

2.河邊礫石層中的沉積物,經很長很長時間的壓密,形成礫石層。河水下 切或向兩旁侵蝕時,這些礫石層裸露出來,就是我們野外調查看到的礫石 層露頭。

(22)

七、參考資料

Lutgens, Tarbuck, & Tasa(2011,王季蘭譯,2012)。觀念地球科學 1。台北,天 下文化。

台灣省國校教師研習會(1991)。美麗的環境。台北,國校教師研習會。

何春蓀(1985)。普通地質學。台北:五南。

余贊南(1972)。地層的觀察。嘉義,明統書局。

數據

Updating...

參考文獻

相關主題 :