山坡上挖两个坑,相隔 50 米,剖面的样子可能完全不同。一个坑里土往下逐渐变成碎石,再到基岩;另一个坑里土突然压在一层砾石上。前者是残积,后者是坡积,区别就在接触面是否连续。
先看与基岩的接触:渐变的是残积,突变的是坡积
残积物的核心是原地。风化产物留在原处,颗粒棱角尖锐,大小混杂,没有层理,矿物组合与下伏基岩一致。向下过渡是渐变的,碎石越来越多,最后连成完整的基岩面,中间没有沉积夹层,接触面跟着基岩起伏。
坡积物的核心是移位。坡面流水与重力把上部物质搬到坡脚,颗粒有一定磨圆,但分选差,层理不明显。厚度由坡顶向坡脚增大,坡脚常见 2–10 米,底部还埋着老的地形面,厚度可随时挖越深。
再看砾石:成分单一、棱角尖锐的是原地风化
粒径的变化方向相反。残积物自下而上由粗变细,是风化程度加深的结果;坡积物自坡顶向坡脚由细变粗,是搬运能力沿程变化的结果。这条方向性判据比看单块砾石可靠,因为它看的是整段剖面。
层序是硬判据。坡积剖面里常夹 1–3 层埋藏古土壤,每层厚 20–50 厘米,颜色深、有根迹,上下被砾石层隔开;残积剖面里没有这种夹层,只有一条渐变的漫长风化前锋,找不到平整的沉积界面。
最硬的是层序:坡积剖面常把老土壤埋在中间
与基岩的关系最能定案。残积物的碎石成分与基岩一一对应,取三块就能对上;坡积物的砾石成分混杂,可能包含坡上几种不同的岩石,甚至夹着从远处搬来的变质岩,一块就足以推翻原地风化的判断。
厚度差别也明显。残积物从不足 0.5 米到 5 米以上,陡坡处极薄,山脊上常常只剩一层碎石;坡积物在坡脚最厚,可达 10 米,且底部常有埋藏的凹形地形,钻到基岩才知道真实厚度。
混进来的是冲积物与崩积物
混入的是冲积物。冲积物的砾石磨圆好、分选好、有平行层理,长轴多顺水流方向排列;坡积物的磨圆度差,砾石长轴多顺坡向排列,两者在坡脚交汇处最容易混,需要看层理、磨圆与长轴方向三项。
崩积物是第三种。崩积来自陡崖崩塌,颗粒粗大、棱角尖锐、无层理,常呈楔形堆在崖脚,与坡积的细粒基质明显不同。三者常在同一坡面上前后相接,构成一条搬运序列,从上到下颗粒由粗变细再变粗。
关键数据
下列数值为常见范围,随坡度、岩性与气候变动。记录时把接触面性质、砾石成分与粒径方向三项分开写,只写残积或坡积一个词,别人无法复核,也无法判断界线画在哪里,更无法与邻坡的剖面比较。
- 残积物厚度从不足 0.5 米到 5 米以上,随坡度与岩性变化。
- 残积物砾石成分为当地基岩,棱角尖锐,无层理。
- 坡积物在坡脚最厚,常见 2–10 米。
- 坡积物粒径由坡顶向坡脚变粗,分选差。
- 坡积剖面中可夹 1–3 层埋藏古土壤,每层厚 20–50 厘米。
- 冲积物磨圆度好,砾石长轴多顺水流方向排列。
边界
人工梯田把坡积物改写成水平层序,原来的坡向排列被打乱,田坎内侧还混入耕层。山坡下部的残积与坡积常呈过渡,同一剖面上下两段可能分属两种成因,要分段记录,不能只给一个名称,否则上下两段的成因会被抹平。
单看砾石会误判。残积物中也可以有磨圆的砾石,如果基岩本身是砾岩;坡积物中也可以全是棱角碎石,如果搬运距离不足 100 米。本文判断:成因要看接触面、层序与粒径方向三者合起来。
参考文献
- 中国科学院南京土壤研究所 主编.《中国土壤》. 科学出版社, 1978. —— 土壤剖面形态与发生层。
- 龚子同 主编.《中国土壤系统分类:理论·方法·实践》. 科学出版社, 1999.
- 熊毅, 李庆逵 主编.《中国土壤》(第二版). 科学出版社, 1987.
- Soil Survey Staff. Keys to Soil Taxonomy (12th ed.). USDA-NRCS, 2014.