朱銀奎

中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島，266071

內(nèi)容提要：關(guān)于中國北方地區(qū)花崗巖山脊壺穴(有報(bào)刊稱之為冰臼、冰川壺穴、A型風(fēng)化穴、巖臼、鍋穴、坑穴等)的爭論一直不斷，通過對(duì)青島嶗山花崗巖山脊壺穴的形態(tài)及分布特征的實(shí)地仔細(xì)觀察和分析研究發(fā)現(xiàn)，青島嶗山花崗巖山脊壺穴同其他北方地區(qū)花崗巖山脊壺穴一樣，具有口小、肚大、底平、內(nèi)有水平紋理的特征。山脊壺穴有一出水口，以出水口水平面為界，以上為 “口小”的部分即本文稱之為壺檐，以下即“肚大”的部分為壺穴的主體。根據(jù)山脊壺穴的這些特征認(rèn)為，嶗山花崗巖山脊壺穴是由于壺穴內(nèi)冬季水面的結(jié)冰對(duì)壺穴內(nèi)壁的冰蝕作用所形成的，每年冬季在不同的水位結(jié)冰，便在壺穴內(nèi)不同的部位產(chǎn)生冰蝕,由于壺穴內(nèi)最高水位與出水口持平，故其上部分不發(fā)生冰蝕，便形成壺檐即“口小”，其下部分不斷被冰蝕擴(kuò)大便形成“肚大”的特征。同時(shí)，嶗山花崗巖山脊壺穴的生長發(fā)育必須滿足這樣的條件：位于山頂部位，沒有外來流水、沉積物及生物枝葉等落入壺內(nèi)。本文用冰蝕作用解釋了嶗山花崗巖山脊壺穴的基本特征，對(duì)花崗巖山脊壺穴發(fā)育過程進(jìn)行了探討，并指出嶗山花崗巖山脊壺穴的產(chǎn)生—發(fā)育—消亡是現(xiàn)代花崗巖冰蝕作用的產(chǎn)物，而且這種過程目前仍在進(jìn)行中，與第四紀(jì)冰川無關(guān)。

山脊壺穴，以口小、肚大、底平為特征，在中文期刊、報(bào)紙上還有冰臼、冰川壺穴、A型風(fēng)化穴、巖臼、鍋穴、坑穴等名稱；呂洪波和章雨旭(2008)探討了這些名詞的來源，文中，章雨旭建議：修改“pothole”和“壺穴”的原始定義，摒棄“冰臼”、“巖臼”等中文術(shù)語。以克什克騰世界地質(zhì)公園青山山脊上的“口小、肚大、底平”的凹坑為例，建議使用“壺穴”一詞來稱呼這類“凹坑”，并修改壺穴的原始定義，即不再強(qiáng)調(diào)水流沖蝕成因。按此建議，本文采用“山脊壺穴”一詞來稱呼嶗山花崗巖山頂上的這種凹坑。

有很多的文章爭論山脊壺穴的成因，有多種不同的觀點(diǎn)。韓同林等提出了第四紀(jì)冰川成因說，但該觀點(diǎn)沒能得到普遍的認(rèn)同。反之，許多學(xué)者均表達(dá)了強(qiáng)烈的發(fā)對(duì)意見，反對(duì)的同時(shí)也提出了許多不同的見解，但始終沒有一個(gè)可以得到大家接受的成因解釋，也即爭論沒有得出結(jié)論。筆者在嶗山用5年多時(shí)間，對(duì)嶗山山脊壺穴的形態(tài)、內(nèi)壁光潔度、所處地表環(huán)境等特征進(jìn)行了反復(fù)仔細(xì)的觀察研究，現(xiàn)將觀察的結(jié)果和一些不太成熟的想法寫出來，以期能起到拋磚引玉的作用，或可以討教到專家們的真知灼見?；蛟S對(duì)探明花崗巖山脊壺穴成因能起到有益的作用。

1 有關(guān)北方花崗巖山脊壺穴成因的爭議

關(guān)于山脊壺穴的成因，許多學(xué)者各有不同的看法。韓同林(2004)認(rèn)為“冰臼主要是由冰川融水(包括冰川壓融水)攜帶大量冰碎屑、巖屑及冰川粉物質(zhì)，沿冰川裂隙自上向下以滴水石穿式形成滾流水鉆，對(duì)下覆基巖進(jìn)行強(qiáng)烈的沖蝕和研磨作用下形成的”。呂洪波等(2008，2010)贊同該觀點(diǎn)，“中國北方花崗巖山脊上的壺穴只能是曾經(jīng)覆蓋其上的第四紀(jì)冰帽在冰川退縮期之冰川融水形成的。所以，花崗巖山脊上的壺穴為冰川壺穴(即冰臼)，可以看作第四紀(jì)冰帽的標(biāo)志”(呂洪波等，2008)；在對(duì)“已經(jīng)考察過的內(nèi)蒙古赤峰北部山區(qū)、河北豐寧喇嘛山、秦皇島祖山、山東青島的嶗山、大珠山、小珠山、山東新泰的青云山、蒙陰的蒙山等地”后認(rèn)為，“壺穴的形成并不受花崗巖中節(jié)理的控制，也與風(fēng)化作用無關(guān)，不能用‘負(fù)球狀風(fēng)化’來解釋。壺穴是高速旋轉(zhuǎn)水流侵蝕的結(jié)果，在中國東部花崗巖山脊上發(fā)現(xiàn)的壺穴是第四紀(jì)冰川融水侵蝕的標(biāo)志”(呂洪波等，2010)。

施雅風(fēng)(2010)認(rèn)為，“花崗巖類地面小型臼狀地形是近現(xiàn)代(冰后期)負(fù)球狀風(fēng)化(或剝落)與風(fēng)、水等協(xié)力作用結(jié)果”,“這種小型臼狀地形非moulin 過程所能解釋，moulin在冰川區(qū)就很罕見，在非冰川區(qū)更不可能”。

章雨旭等(2005,2011)，根據(jù)臼生裸脊、口小肚大和臼中存水等推測，正是臼中存水這一原因?qū)е铝瞬町愶L(fēng)化，使得原始的豆大小坑在幾千年至幾萬年的歷史長河中發(fā)展成了今日所見的斗大大坑，由于坑內(nèi)積水，它就將比不積水的地方有快得多的風(fēng)化速度，因?yàn)樵谟兴嬖诘臈l件下，花崗巖中的長石將更易被分解。隨著水坑的加大，積水的量會(huì)越來越多，一年中積水的時(shí)間會(huì)越來越長，差異風(fēng)化也就更加顯著，坑就會(huì)加速發(fā)展。由于坑中不會(huì)總是集滿水的，所以坑的中、下部與水作用的時(shí)間會(huì)更長，風(fēng)化更強(qiáng)；所以有口小肚子大的形態(tài)特征。由于這種差異風(fēng)化、破壞在有植被或土壤覆蓋的情況下就將不明顯，故這種壺穴只見于光禿的山脊之上。

孫洪艷等(2008)，詳細(xì)調(diào)查克什克騰世界地質(zhì)公園的青山花崗巖山脊壺穴(巖臼)，先后野外調(diào)查了內(nèi)蒙古阿爾山國家地質(zhì)公園玫瑰峰、河北喇嘛山等地區(qū)的花崗巖山脊壺穴，發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)花崗巖山脊壺穴發(fā)育的共同特征：花崗巖山脊壺穴均發(fā)育于高緯度寒冷地區(qū)，日夜溫差大，寒凍時(shí)間長；發(fā)育山脊壺穴的花崗巖節(jié)理發(fā)育；形成這些山脊壺穴的花崗巖基本均為中粗?；◢弾r。對(duì)北方高緯度區(qū)如青山山頂?shù)倪@類花崗巖山脊壺穴，作者等進(jìn)行了花崗巖山脊壺穴的成因分析，得出了如下結(jié)論：中國北方高緯度區(qū)花崗山脊壺穴的形成受多種因素控制，如花崗巖性、水、氣候等，萌芽態(tài)的花崗巖山脊壺穴在有水、凍融作用、風(fēng)蝕作用參與的差異風(fēng)化作用下進(jìn)一步發(fā)展成初具外形型、中期基本成形型的山脊壺穴；風(fēng)蝕作用、凍融作用等物理風(fēng)化是使基本成形型山脊壺穴發(fā)展到完全成熟型的主要營力。

吳忱等(2012年)把壺穴與華北山地地貌演化等比較研究后指出，華北山地的“冰臼”絕大部分位于第四紀(jì)河谷內(nèi)，與華北山地地貌演化相矛盾；所謂的“冰川地貌”組合是不同時(shí)代、不同成因地貌的混合，因此，華北山地不存在冰臼。所謂的“冰臼”是不同時(shí)代、多種成因的壺穴——距今2.50Ma前后的河蝕壺穴，距今10～20ka的雪蝕壺穴，距今10ka以來的溶蝕穴、溶蝕—河蝕壺穴、風(fēng)化—風(fēng)蝕壺穴、現(xiàn)代壺穴和水潭。

李乃勝等(2003)在研究了嶗山的花崗巖后認(rèn)為，嶗山的山巔、河谷、冰磧巨礫上也存在類似的古冰臼，冰磧物的小古冰臼往往是在冰川融化過程中形成的，嶗山上的許多冰磧物在不同的方向都可以形成洞穴。并展示了許多嶗山古冰臼的照片。

李培英等(2008)、徐興永等(2012)也將華北等地的山頂壺穴，特別是嶗山山頂?shù)膲匮ó?dāng)作古冰川遺跡。

關(guān)于花崗巖山脊壺穴成因的爭論是相當(dāng)激烈的，《中國國家地理》(2010年4月)刊文“‘壺’與‘臼’之爭”(全新世,2010)也進(jìn)行了比較詳細(xì)的闡述。

2 嶗山的地理位置及地質(zhì)概況

嶗山地處膠東半島南部，西鄰青島市區(qū)丘陵及膠州灣海域，東南兩面均為黃海所環(huán)繞，北連陸地，其主峰巨峰號(hào)稱為中國一萬八千千米大陸海岸線上的第一高峰，海拔1132.7m。嶗山地理位置在：36°05′～36°19′N，120°26′～120°43′E，面積為四百多平方千米，嶗山和其他中國東部山脈相比，絕對(duì)海拔雖然不太高，但相對(duì)周圍地面的落差比較大，從嶗頂1132.7m到嶗山頭外黃海海深約-30m，在水平距離約7000m的兩點(diǎn)之間，落差近1200m，比降達(dá)17%。所以，嶗山東側(cè)海岸山體顯得非常的雄偉挺拔。

嶗山歷年均溫11～12 ℃之間，嶗山山區(qū)12月、1、2、3月平均氣溫分別為為-0.4、-2.3、-0.4和4.8℃，年平均降水量為734.3mm(據(jù)李乃勝等2003)。如按每上升一千米降低6℃的氣溫梯度計(jì)算，嶗頂年平均氣溫應(yīng)比地面低7℃左右，大致應(yīng)在4～5℃之間。嶗山較高的山頂一年中至少應(yīng)有四個(gè)月的時(shí)間氣溫處于冰點(diǎn)附近，即地表水處于結(jié)冰及融化的交替之中。

嶗山地質(zhì)，主體由燕山晚期的中酸性花崗巖組成，周邊地區(qū)有少量前寒武紀(jì)變質(zhì)巖及中生代河湖相火山碎屑巖系分布。嶗山的地質(zhì)構(gòu)造為斷塊狀的隆起，構(gòu)造主體呈北東向，主要斷裂如劈石口斷裂等呈北東向展布。另有北西向的斷裂分布。其主要的山脊、河流或山澗受地質(zhì)構(gòu)造的控制呈北東向及北西向展布。

嶗山山頂巖石，燕山晚期的堿長花崗巖是嶗山花崗巖的主體，分布于嶗山主峰及周邊地區(qū)，其礦物組成、結(jié)構(gòu)特征、演化等方面形成有規(guī)律的變化?？梢来蝿澐譃橹写至?、中粒、細(xì)中粒、中細(xì)粒、細(xì)粒等5個(gè)不同類型的堿長花崗巖及堿長花崗斑巖等組成了一個(gè)完整的侵入巖系列(據(jù)李乃勝等,2003)。

3 嶗山花崗巖山脊壺穴的基本特征

3.1 嶗山花崗巖山脊壺穴分布特征

嶗山花崗巖山脊壺穴比較典型的也即發(fā)育比較成熟的山脊壺穴，無一例外都分布在山頂部位，在占地面積400多平方千米的嶗山的所有山頂幾乎都有分布，無論是南邊的蟹子夾，還是西北邊的華樓山,從海拔1132.7米的嶗頂?shù)胶０?00多米的山頂均有分布，圖1a中標(biāo)示了比較集中的幾處。

(1) 嶗頂仰天池及周圍，位于丹爐峰與嶗頂之間的山巔之上，海拔約1050m，分布有十幾個(gè)山脊壺穴，最大的叫仰天池，直徑約3～4m，其他幾個(gè)發(fā)育比較成熟，有的已經(jīng)連體或破壞,見圖3(j)。

(2) 靈旗峰，位于嶗頂?shù)臇|南側(cè)，在海拔約900m左右的山坡上，由于地處斜坡上，分布有許多形態(tài)比較特殊大小不一的山脊壺穴，數(shù)量約有20多個(gè),圖1b 為其中的一個(gè)，圖1c 為風(fēng)景區(qū)設(shè)立的有關(guān)山脊壺穴的科普說明牌。

(3) 盆盆罐罐，盆盆罐罐地處嶗山整個(gè)山體的西北部，海拔大約550～600m，在高低不一的幾個(gè)山頂巖石上分布有深淺不同的十幾個(gè)山脊壺穴。圖1d 為其中比較典型的一個(gè)山脊壺穴，直徑約2m，海拔約580m，冬季壺內(nèi)結(jié)冰，照片為2010年7月拍攝，內(nèi)有草本植物，右側(cè)有一出水口，出水口水平面以上部分有典型的壺檐，出水口外有一小水槽，槽內(nèi)有流水痕跡。

(4) 華樓山及石門山：位于嶗山的西北部，嶗山水庫的南側(cè)，海拔350～400m，華樓山有十幾個(gè)比較典型的山脊壺穴，在與華樓山相鄰的石門山附近的山頂上也有分布，圖1e 為華樓山的玉女盆。圖1f 為石門山三界(嶗山、李滄、城陽三區(qū)交界)附近山脊壺穴，海拔約350m，2010年11月拍攝，由于拍攝時(shí)嶗山已兩個(gè)月無降水，該壺面積較大，較淺，壺內(nèi)干枯，該山脊壺穴充分顯示了山脊壺穴底面平坦的特征。其左側(cè)為出水口，出水口水位以上部分，已不再有冰蝕現(xiàn)象發(fā)生，有比較典型的壺檐發(fā)育。

(5) 嶗山另有一個(gè)比較大的山脊壺穴叫天缽池，見圖1g，在嶗山東側(cè)華嚴(yán)寺南離海邊不遠(yuǎn)的天缽石山頂，海拔大概在350m左右，呈橢圓形，長軸約4.5m，短軸約3.5m，深約1.4m，四季有水，冬季結(jié)冰。

另外，在山澗、海邊的巨礫上(不是在基巖上)也有分布，所不同的是，分布相對(duì)較少，形態(tài)往往也不典型，而且這些礫石上的山脊壺穴，開口一般不再向上，有可能在礫石側(cè)面，開口也不再是一個(gè)平面，內(nèi)部紋理也有不同方向的兩組甚至三組。如位于仰口太平宮前巨型礫石上生長的花崗巖山脊壺穴，見圖1h，該山脊壺穴開口不再向上，明顯有兩組不同的內(nèi)部紋理，一組基本與礫石巖面平行，顯示是在巨礫在山頂原始位置時(shí)發(fā)育的特征，另一組則是呈水平狀態(tài)，顯示是巨礫滾下山后處于現(xiàn)在位置上，顯示壺穴在原來的山脊壺穴的基礎(chǔ)上再發(fā)育特征。圖3l 可以看到兩組比較清晰的山脊壺穴內(nèi)部紋理。

總結(jié)嶗山山脊壺穴的分布具有如下共同的特征：① 所看到的原生山脊壺穴無一例外均分布在山頂位置；② 開口垂直向上，內(nèi)有水平紋理，見圖1f、圖1g、圖3l；③ 附近無高大植物落葉等不會(huì)填滿壺穴；④ 附近也沒有高山的外來泥沙及其它物質(zhì)可能落入山脊壺穴；⑤ 只有雨水落入，沒有流水流入山脊壺穴。

嶗山山脊壺穴的分布與海拔的關(guān)系，不同海拔的山頂均有壺穴分布。但是，海拔低的山頂相對(duì)較少，發(fā)育也不是很成熟，而海拔高的山頂相對(duì)多些，往往發(fā)育比較成熟，有的甚至已經(jīng)連通或破壞，如仰天池及周邊的山脊壺穴。

圖1 嶗山地形及部分山頂壺穴照片F(xiàn)ig. 1 Laoshan topography and some photos of granite potholes (a) 嶗山地形及部分花崗巖山脊壺穴分布; (b) 為靈旗峰南坡的一個(gè)山脊壺穴，開口向南向下坡方向，呈現(xiàn)口小肚大的特征，2011年8月20日靈旗峰；(c) 嶗山風(fēng)景區(qū)有關(guān)山脊壺穴的科普介紹，石碑中的照片為天缽池,2011年8月20日靈旗峰；(d) 比較典型的嶗山山脊壺穴，2010年7月24日盆盆罐罐；(e) 華樓山上的玉女盆，2010年12月1日；(f) 石門山山脊壺穴，充分顯示底平及水平紋理的特征，水平紋理即為壺壁在不同水位的冰蝕或水蝕的痕跡線，2010年11月27日,石門山三界附近；(g) 嶗山東北部海邊山頂上的天缽池,2010年10月30日；(h) 巨型礫石上的山脊壺穴，2011年1月22日嶗山東北部仰口太平宮前 (a)Laoshan topography and some distribution of granite potholes; (b) a pothole on hilltop in south-side of Linqi peak, have characteristics of a smaller mouth, bigger belly. August 20, Linqi peak; (c) a band introduce about Laoshan granite potholes, the photo on the band is Tianbochi(as fig. 1g), August 20, 2011, Linqi peak; (d) a more typical Laoshan hilltop pothole, July 24, 2010, Penpenguanguan peak; (e) a pothole named “” (at Hualoushan peak, December 1, 2010; (f) a pothole on Shimenshan, a characteristics of bigger belly and level bottom is showed. near Shanjie, Shimenshan November 27,2010; (g) “Tianbochi” in Chinese means as like as a pool on the heaven, on a top of northeastern part of Laoshan near seaside，October 30,2010; (h)A pothole on a big gravel at the front of Taipinggong Palace, Northeastern part of Laoshan, January 22,2011

3.2 嶗山花崗巖山脊壺穴的形態(tài)特征

嶗山的山脊壺穴其形態(tài)上有如下特征，見圖2，也可在圖1、圖3的照片中看到。

(1) 嶗山花崗巖山脊壺穴與中國北方其他山頂花崗巖山脊壺穴一樣，具有如下典型特征：口小、肚大、底平。嶗山花崗巖山脊壺穴的開口一般呈圓形，或準(zhǔn)圓形，開口直徑小的一般在幾十厘米，大的可達(dá)幾米，如天缽池可達(dá)4.5m。山脊壺穴的內(nèi)部即肚大部分的內(nèi)壁相對(duì)口沿一般內(nèi)凹幾厘米，多的可達(dá)二十厘米。所有能看到的嶗山原生壺穴的底部均呈水平特征。嶗山壺穴的深度一般小于其直徑，大部分為直徑的二分之一或三分之一或更小，如天缽池深大約為1.5m左右，圖1g 中的壺穴深度大致為0.6m。

(2) 山脊壺穴的地表形態(tài)特征，從上往下看，山脊壺穴大部分呈圓形或橢圓形，山脊壺穴經(jīng)常呈兩個(gè)或多個(gè)山脊壺穴組合形狀，即兩個(gè)圓形及橢圓形的組合特征。一般來說，山脊壺穴分布在山頂位置，其所在的花崗巖體頂面大體呈水平狀態(tài)或略有傾斜，當(dāng)然，山脊壺穴所在的花崗巖頂面不可能是絕對(duì)嚴(yán)格的水平面，因此，山脊壺穴口沿一般也不是嚴(yán)格的水平狀態(tài)，這樣在比較低的口沿就有一出水口，位置一般位于巖石頂面比較低的位置上，如巖面有些傾斜的話，出水口一般朝向巖面的傾向。山脊壺穴出水口外有時(shí)會(huì)形成一小水槽，槽內(nèi)有流水的痕跡，圖1d 具有非常典型的出水口形態(tài)特征。

(3) 山脊壺穴的底面形態(tài)及沉積物特征，在沒有水及沉積物時(shí)可看到其底面為一平坦的水平面，這里需要強(qiáng)調(diào)的是幾乎所有能看到底部的原生山脊壺穴底面均為水平面。大部分山脊壺穴平常都有水，壺內(nèi)底部一般有沉積物，顆粒較細(xì)，但山脊壺穴內(nèi)沒見有礫石堆積。部分山脊壺穴有青蛙等水生動(dòng)物，嶗山山脊壺穴內(nèi)植物一般為草本植物。圖2是一個(gè)典型的嶗山花崗巖山脊壺穴通過出水口及中心點(diǎn)的垂直剖面示意圖。

(4)嶗山山脊壺穴的內(nèi)壁紋理形態(tài)特征，山脊壺穴內(nèi)壁上有很多紋理，這些紋理和底面平行即也是水平的,見圖1f、圖1g、圖3i，這里要特別強(qiáng)調(diào)是完全嚴(yán)格的水平，水平紋理也就是壺壁內(nèi)側(cè)的冰蝕或水蝕的痕跡線，在不同水位由于侵蝕的程度不同，壺壁凹凸的不同，但這些凹凸的程度在同一水平面上幾乎是一樣的，即在同一水平面上山脊壺穴四周的凹凸程度相等，在圖2上即為a=a＇，b=b＇。這些紋理如果投影到平面上的話，當(dāng)山脊壺穴是圓形時(shí)，這些水平紋理表現(xiàn)為同心圓，當(dāng)山脊壺穴為橢圓或其他形狀的話，則這些紋理在水平面的投影上表現(xiàn)為平行的封閉曲線。

(5) 山脊壺穴出水口水位及壺檐特征，壺內(nèi)的最高水位即為出水口水平面，出水口一般在花崗巖巖面的最低位置，即山脊壺穴四周其它地方巖面都要比出水口高。在這一出水口水平面以上位置，除出水口附近外，山脊壺穴有一壺檐(見圖2所示)，文中照片均可見到壺檐，部分壺檐的底面在山脊壺穴周圈的不同部位均為同一水平面，如同上面的紋理。在剖面方向上，部分壺檐底面呈水平面，部分山脊壺穴壺檐的底面呈口緣處高，巖壁處低的傾斜面，也即壺檐內(nèi)厚外薄的特點(diǎn)，山脊壺穴壺檐的水平寬度一般在巖面的高處較寬，巖面低處相對(duì)較窄，如巖面為規(guī)則的傾斜面則在出水口的正對(duì)面處最寬(圖1中的寬度為c)，壺檐的寬度離出水口越近越窄，出水口處無壺檐即寬度為零。山脊壺穴其它部位，壺檐的寬度則處于零與c之間。壺檐的厚度在出水口處為零，山脊壺穴所在山頂巖面的最高處為最厚，如巖面為規(guī)則傾斜面的話，則在出水口對(duì)面最厚，其山脊壺穴某一點(diǎn)壺檐的厚度即為該點(diǎn)的巖面高程與山脊壺穴出水口高程的差值。

圖2 典型嶗山花崗巖山脊壺穴垂直切面(通過出水口及中心點(diǎn))示意圖Fig. 2 A vertical profile of a typical Laoshan granite hilltop pothole (pass water outlet and center point)

(6) 壺檐外部邊緣的形態(tài)特征，理論上講，壺檐的外部邊緣部位應(yīng)該是比較鋒利的，應(yīng)成水平的弧形刀口狀，壺檐的底面為水平，頂面即巖面，山脊壺穴的口緣應(yīng)為有這兩個(gè)面交叉形成的夾角面。然而，山脊壺穴的壺檐其刀口一般已不是那么鋒利，有的甚至看不到壺檐，即口緣已由于風(fēng)化而有一定的圓度，甚至球狀風(fēng)化的速度較大的情況下，壺穴完全沒有壺檐。在出水口附近，沒有壺檐，自然就沒有鋒利的口沿，取而代之的是厚度相對(duì)比較大的有點(diǎn)像馬鞍形的弧面，見圖1d 的出水口。

(7) 山脊壺穴的內(nèi)壁光滑度特征，除了有水平狀的紋理外，其內(nèi)壁的光滑程度一般與風(fēng)化的巖石類似，表現(xiàn)為以礦物結(jié)晶顆粒為尺度的凹凸不平比較粗糙的面，巖石表面的礦物(一般為不易風(fēng)化的石英及長石的礦物顆粒)表現(xiàn)為顆粒完整，用手摸上去的話，有特別粗糙的甚至有刺痛的感覺，沒有如打磨花崗巖光滑如鏡的感覺。打磨花崗巖表面的礦物顆粒是不完整的，均被切成同一平面，用手摸上去的話，感覺特別光滑。

4 嶗山花崗巖山脊壺穴的成因探討——現(xiàn)代冰蝕作用

4.1 現(xiàn)在冰蝕作用下山脊壺穴形成的基本過程

通過反復(fù)觀察，根據(jù)前文描述的山脊壺穴形態(tài)特征及山脊壺穴內(nèi)壁水平紋理及光滑度特征，筆者認(rèn)為嶗山花崗巖山脊壺穴的主要成因是現(xiàn)代冰蝕作用所形成，其作用過程如下。

壺內(nèi)的水在冬季會(huì)產(chǎn)生表面結(jié)冰的現(xiàn)象，在冰與山脊壺穴內(nèi)壁接觸的部位，發(fā)生冰蝕作用。一般情況下壺內(nèi)水體表面結(jié)冰會(huì)有一定的厚度，在冰面以上部位的山脊壺穴內(nèi)壁及山脊壺穴壺檐等與空氣接觸，即不發(fā)生冰蝕，只發(fā)生風(fēng)化；在冰底面以下的山脊壺穴內(nèi)壁只與水接觸，也不發(fā)生冰蝕。冰蝕只在冰與山脊壺穴直接接觸的內(nèi)壁上發(fā)生。假設(shè)冬季某時(shí)的表面的冰厚是2cm的話，則在山脊壺穴內(nèi)壁與冰接觸的上下2cm寬的部位發(fā)生冰蝕，即在山脊壺穴內(nèi)壁產(chǎn)生上下2cm寬的凹槽，這凹槽在壺的內(nèi)壁形成一個(gè)高2cm的水平環(huán)，這就是我們所看到的壺內(nèi)壁的水平紋理。這也是為什么山脊壺穴內(nèi)壁的紋理總是呈水平的原因。

如此在不同的年份，由于降雨量的不同，結(jié)冰時(shí)壺內(nèi)水位的不同，冰的厚度也不同，在壺內(nèi)壁的不同高度上均會(huì)發(fā)生冰蝕現(xiàn)象，由于不同的水位，冰蝕時(shí)間長短不同，在山脊壺穴內(nèi)壁不同的高度上，冰蝕的程度是不同的；在冬季氣溫零度上下時(shí)的常見水位上，山脊壺穴內(nèi)壁冰蝕發(fā)生的時(shí)間較長，巖壁向巖體凹的程度會(huì)比其他水位上大一些，而在時(shí)間較短的水位上，則凹的程度會(huì)相對(duì)會(huì)小一些，見圖2。

由于山脊壺穴內(nèi)的水位不能高于出水口，在出水口水位以上部分山脊壺穴內(nèi)壁，就不發(fā)生冰蝕作用，而出水口所在的水平面，如冬季水量比較充沛的地區(qū)，則該水位也是比較常見的水位之一，此水平面的山脊壺穴內(nèi)壁不斷發(fā)生冰蝕，在這一水平面以上不發(fā)生冰蝕，只發(fā)生風(fēng)化，顯然風(fēng)化的速度遠(yuǎn)小于冰蝕作用的速度，這樣便形成壺檐(圖2)。理論上講，壺檐的底面為一與出水口同一高度的水平面，頂面即巖體表面，實(shí)際也有相當(dāng)一部分山脊壺穴也確實(shí)如此。然而大部分山脊壺穴呈壺檐口緣處高，山脊壺穴內(nèi)壁處較低些，即壺檐內(nèi)厚外薄的特點(diǎn)，如圖2所示，解釋如下，假如出水口巖石不被冰蝕，或由于巖性的差別等原因，出水口處冰蝕微小可以忽略時(shí)，壺檐的底面則為一與出水口同一高度的水平面，在部分山脊壺穴便如此。大多數(shù)情況是，冰蝕作用也在出水口處發(fā)生，只是不常存水冰蝕速度比內(nèi)壁慢，因此出水口的高程也在不斷地降低，山脊壺穴壺檐下的最高冰蝕面也就隨之下降，這使得壺檐的底面不再是嚴(yán)格的水平面，而是呈口沿處高，巖壁處低的傾斜面。另一方面，壺檐的口沿處比巖壁處空氣中風(fēng)化的時(shí)間也要長，也可能是原因之一。

4.2 各種不同情形下山脊壺穴內(nèi)壁冰蝕作用發(fā)生的機(jī)理討論

在山脊壺穴較淺或當(dāng)水位降低到接近山脊壺穴底面時(shí)，或冬季長時(shí)間的低溫，使山脊壺穴內(nèi)的水從水面到壺底全部結(jié)冰，冰蝕作用便在山脊壺穴的側(cè)面及底面同時(shí)發(fā)生，這時(shí)山脊壺穴不但橫向發(fā)展，同時(shí)由于壺底結(jié)冰也發(fā)生冰蝕而加深，但與側(cè)面不同的是山脊壺穴底面上各部位的冰蝕作用的時(shí)間是一樣的，也即冰蝕的深度一致，因此壺穴呈現(xiàn)底平的特征，見圖1f。當(dāng)山脊壺穴發(fā)育到一定程度，壺穴有了一定的深度，山脊壺穴內(nèi)有冰蝕下來的巖屑，而沒有被風(fēng)或水帶出壺外，在壺內(nèi)沉積下來，時(shí)間一長沉積物有了一定的厚度，便長出植物，嶗山發(fā)育中的壺穴內(nèi)生長的均為水生的草本植物，有時(shí)壺內(nèi)還有青蛙等水生動(dòng)物，說明這些壺穴內(nèi)一年四季不斷水，至少沉積物中含有相當(dāng)?shù)乃荨Ｓ捎趰魃蕉練鉁夭皇翘?，沉積物較厚的壺穴底面結(jié)冰的情況就不是經(jīng)常發(fā)生，但水面結(jié)冰是每年均多次發(fā)生，即反復(fù)結(jié)冰—融化—再結(jié)冰，所以嶗山山脊壺穴發(fā)展到一定的階段，便橫向發(fā)展比較快，這樣山脊壺穴就呈扁平狀，即直徑遠(yuǎn)大于深度，也即比較大的發(fā)育比較成熟的山脊壺穴就呈扁平形狀，如圖1g。嶗山發(fā)育中的壺穴中由于常有水沒有看到木本植物，只有在不再發(fā)育即處于破壞消亡中的壺穴內(nèi)由于沒有水，有時(shí)可看到陸生的植物。

當(dāng)降雨量較小，或蒸發(fā)量相對(duì)較大時(shí)，或所處位置風(fēng)比較大，山脊壺穴內(nèi)的沉積物由于被風(fēng)吹出山脊壺穴，此時(shí)壺內(nèi)就沒有沉積物，有時(shí)有少量的水殘留在壺底的某一部位，而不能覆蓋整個(gè)壺底；這種情形下，結(jié)冰的部分壺底產(chǎn)生冰蝕，如果這樣的情況經(jīng)常出現(xiàn)，有水的局部壺底就會(huì)被不斷地發(fā)生冰蝕現(xiàn)象，而其周圍不發(fā)生冰蝕，這樣便產(chǎn)生壺中壺現(xiàn)象。

當(dāng)壺穴不斷地橫向發(fā)展，相鄰兩個(gè)山脊壺穴連通，見圖3k 這時(shí)由于兩個(gè)山脊壺穴內(nèi)的水位形成一個(gè)水平面，這樣兩個(gè)山脊壺穴就不再按原來各自的水平面產(chǎn)生冰蝕，而是按統(tǒng)一的水平面產(chǎn)生冰蝕，從此以后，由于兩個(gè)連通的山脊壺穴在統(tǒng)一水平面上發(fā)生冰蝕，也就有了統(tǒng)一的水平紋理。兩個(gè)山脊壺穴的底面一般不在同一水平面上，水位較低時(shí)，水體不能同時(shí)覆蓋兩個(gè)山脊壺穴，即只有一個(gè)山脊壺穴內(nèi)有水，另一個(gè)底部出露在空氣中，這樣冰蝕只在有水的山脊壺穴內(nèi)發(fā)生，見圖3k。水位較高時(shí)，水體同時(shí)覆蓋兩個(gè)山脊壺穴以統(tǒng)一的水平面發(fā)生冰蝕，便有了統(tǒng)一的冰蝕紋理。由于相連的兩個(gè)壺穴其底部結(jié)冰的機(jī)會(huì)不相等，即冰蝕的速度也不一樣，而且在較深的壺穴中常有水，所以經(jīng)常是較深的壺穴比較淺的壺穴發(fā)生冰蝕的機(jī)會(huì)更多，這樣便保持兩個(gè)高低不平的壺底面。

當(dāng)山脊壺穴橫向不斷擴(kuò)展至巖體的邊緣，山脊壺穴的一側(cè)便發(fā)生側(cè)漏，則產(chǎn)生新的出水口水位，在這新的水位以上部分便不再發(fā)生新的冰蝕，冰蝕只在該水位線以下發(fā)生。

當(dāng)壺穴隨著巨大的礫石翻到山下或河谷中時(shí)，由于原來的山脊壺穴開口就不能和原來一樣朝上，其內(nèi)壁的原始紋理也不再水平。山脊壺穴在巖石的側(cè)面,且呈傾斜狀態(tài)，這時(shí)，如果還能滿足沒有流水、泥沙等物質(zhì)進(jìn)入壺內(nèi)這一條件，且壺內(nèi)還能盛水的話，山脊壺穴還能有所發(fā)育,見圖1h 仰口太平宮前巨型礫石上的山脊壺穴)，只是這時(shí)會(huì)發(fā)育一組新的水平紋理，壺內(nèi)新的出水口水平面以下部分按新的山脊壺穴水平規(guī)律發(fā)生冰蝕作用，同時(shí)新的出水口水平面以上的原始山脊壺穴內(nèi)壁紋理及山脊壺穴形態(tài)會(huì)保留原始的形態(tài)，當(dāng)然要受球狀風(fēng)化的改造，只是其風(fēng)化的速度遠(yuǎn)小于冰蝕作用。圖3l 為在泉心河海邊的巨礫上的山脊壺穴，傾斜的山脊壺穴口緣為在巨礫下山以前的原始山脊壺穴口緣，壺檐及內(nèi)壁紋理由于海浪的沖刷已不明顯，另一組呈水平狀態(tài)的是現(xiàn)在正在發(fā)育的壺穴口緣，但是由于現(xiàn)在壺穴處于潮間帶，水位始終在最高狀態(tài)下，壺穴只橫向發(fā)展，不能縱深發(fā)展，山脊壺穴即將被破壞。

圖3 嶗山山頂壺穴及含砂水流打磨花崗巖照片F(xiàn)ig. 3 Photos of Laoshan granite hilltop potholes and of granite surface polished by water flow with sand

(i) 仰天池東側(cè)的小壺穴內(nèi)壁，可清楚地看到典型的壺檐、出水口及壺穴內(nèi)壁水平紋理,2013年6月12日；(j)嶗頂附近的仰天池山頂壺穴,2013年6月12日；(k)兩個(gè)連通的山脊壺穴只有較深的一個(gè)山脊壺穴有水，較深的壺底發(fā)生冰蝕機(jī)會(huì)較多，壺底較深，2010年10月10日煙袋鍋；(l)滾落海邊巨礫上的山脊壺穴，明顯有兩組不同的紋理，由于水位始終在滿溢狀態(tài)下，壺穴只橫向發(fā)展，即將被破壞，2010年9月24日泉心河海灘；(m)在山脊時(shí)生成，隨巨礫滾下山澗的山脊壺穴，現(xiàn)處高大植物中，不再發(fā)育，即將破壞,2010年10月10日公司澗；(n)沿節(jié)理發(fā)育的兩個(gè)初始?jí)匮ǎ湫螤钸€在單向延伸的節(jié)理上向圓形轉(zhuǎn)化的過程中,2010年7月24日盆盆罐罐；(o)處于幼年期的壺穴，其形狀還不太標(biāo)準(zhǔn)，但其初始的壺檐均呈水平狀態(tài)，能不能發(fā)展成成熟的壺穴取決于其所處的位置，如能滿足條件則將發(fā)育成為山頂壺穴,2010年10月10日煙袋鍋；(p)為嶗山山澗中被人為采石遺留的巖石，在帶砂水流磨蝕作用形成的磨光面,2007年8月17日大河?xùn)|北石屋澗。(i) Inner wall of a small hilltop pothole by the northeastern of “Yangtianchi”, you can see typical brim of pothole, water outlet and level grains on inner wall of pothole clearly, June 12,2013; (j)A hilltop pothole near the Top of Laoshan named “Yangtianchi”, June 12,2013;(k)Two connected potholes, only the deeper has water, there is more chance of ice erosion, have deeper bottom，October 10, 2010;(l) A hilltop pothole on a big gravel near seaside,there are two clearly different groups of grains, because water level is continually the top of pothole, pothole only developed on the horizontal direction, will destroyed soon, September 24,2010, Quanxinhe beach;(m)It was formed on the top of mountain, a hilltop pothole rolled down valley with big gravel ,now is under plants, growth was shopped, is destroying now, Gongsi valley, October 10,2010; (n)Two infant potholes developed along joint, the shape is still transforming into round, July 24,2010, Penpenguanguan; (o)A group of infant potholes, the shape is not standardized, but the infant brim is also level, if it will become a hilltop pothole is determined by its position, it will become a real hilltop pothole as the conditions is met, October 10,2010, Yandaiguo; (p)A surface of granite by quarrying in a valley, it is polished by water flow with sand, August 17,2007

在山頂以外的其他花崗巖山體上的，山脊壺穴往往發(fā)育不好，一般只是較小較初期的山脊壺穴出現(xiàn)。原因是：假設(shè)有一山脊壺穴不是處在山頂部位，這時(shí)由于有流水不斷地加入，或者有外來的沙土或生物殘留物充填山脊壺穴，山脊壺穴長時(shí)間處于滿溢的狀態(tài)，到冬季結(jié)冰時(shí)，由于冰蝕只在山脊壺穴的頂部發(fā)生，山脊壺穴便在頂部橫向不斷擴(kuò)大，破壞山脊壺穴的邊沿，最終便成平坦的巖石。而事實(shí)上，在山脊壺穴的形成初期，由于有流水或泥沙及生物殘留等物質(zhì)充滿山脊壺穴，冰蝕始終在山脊壺穴的頂面?zhèn)认驍U(kuò)展，在其他部位由于結(jié)冰時(shí)間短，較少發(fā)生，則初始山脊壺穴不能向深部發(fā)展，也就沒有壺檐產(chǎn)生，不能形成口小肚大的這一山脊壺穴的典型特征，也就不能形成山脊壺穴。這就是山脊壺穴只能在沒有外來物質(zhì)充填的山頂發(fā)生的原因。圖3(m)中，由于壺穴(母體為巨礫)現(xiàn)處于高大的植物叢中，壺內(nèi)始終充滿植物、泥土等，即使有水也只能在表面結(jié)冰，圖中可以看出壺穴已沒有了原始的壺檐，取而代之的是略微向壺穴中心傾斜的面，這時(shí)，結(jié)冰只在表面發(fā)生，山脊壺穴橫向發(fā)展，不能縱深發(fā)展，故壺穴不再發(fā)育，即將破壞。

4.3 嶗山花崗巖山脊壺穴發(fā)育過程

根據(jù)山脊壺穴的特點(diǎn)及不同發(fā)育階段山脊壺穴的特征，推理其發(fā)育過程如下：

首先，雛形期，由于花崗巖原始結(jié)構(gòu)不均一性，如在某一地方有一結(jié)構(gòu)缺陷，即原始小坑，在這一小坑內(nèi)會(huì)落入雨水，但是由于處于山頂位置，除雨水外沒有其它物質(zhì)如植物及風(fēng)化殘留物進(jìn)入，也無流水進(jìn)入，壺穴就在這小坑內(nèi)開始發(fā)育。

第二，幼年期，在這一小坑內(nèi)的積水，在冬天天氣變冷時(shí)水體表面產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，此時(shí)小坑較小且淺，很容易使小坑內(nèi)的水全部結(jié)冰，冰蝕在整個(gè)小坑內(nèi)壁、小坑底面發(fā)生，小坑便加深加寬，被冰蝕風(fēng)化下來的巖屑，到不結(jié)冰時(shí)被風(fēng)吹出，便形成小的山脊壺穴，即形成幼年期的山脊壺穴，這種小壺穴分布很多,見圖3(o)，因?yàn)閴匮òl(fā)育成型需要一定的尺度，這一時(shí)期的壺穴其形狀特征還基本保持原始小坑的形狀，不是很典型，看上去還不太像壺穴，圖3(n)為沿節(jié)理面發(fā)育中的幼年期的壺穴。

第三，成熟期，山脊壺穴進(jìn)一步發(fā)展，達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，山脊壺穴壺壁內(nèi)冰蝕在冬季始終發(fā)生，只是不同的年份由于冬季降雨量的不同，壺壁內(nèi)的水位高低不同，冰蝕在不同的部位發(fā)生。由于此時(shí)山脊壺穴具有一定的深度，壺底往往有一定的沉積物覆蓋，壺底一般不會(huì)再結(jié)冰，或者說結(jié)冰、融冰的機(jī)會(huì)就比壺壁少得多，這時(shí)山脊壺穴就橫向發(fā)展，形成肚大、口小、底平的典型形態(tài)特征，即山脊壺穴發(fā)育成熟。

第四，消亡期，當(dāng)山脊壺穴的壺壁擴(kuò)展到花崗巖的邊界，或遇到其它山脊壺穴時(shí)，發(fā)生側(cè)漏，則按新的出水口水位繼續(xù)發(fā)生冰蝕，山脊壺穴繼續(xù)發(fā)展；如側(cè)漏的出水口不高于山脊壺穴底部，則山脊壺穴破壞，即山脊壺穴消亡。

5 與壺穴相關(guān)問題的討論

對(duì)于冰蝕發(fā)生的機(jī)理等問題的討論，由于研究的深入程度不夠，對(duì)花崗巖風(fēng)化現(xiàn)象認(rèn)識(shí)還不夠深入，本節(jié)對(duì)在嶗山觀測到的現(xiàn)象進(jìn)行了描述，并提出了一些不太成熟的觀點(diǎn),供參考。

5.1 冰蝕發(fā)生的機(jī)理及相關(guān)論點(diǎn)的討論

首先，本文所說的冰蝕，可以說是花崗巖凍融風(fēng)化的一種。山脊壺穴內(nèi)的冰蝕作用推測是這樣發(fā)生的，花崗巖是由不同的礦物結(jié)合而成的，花崗巖凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，中粗粒堿長花崗巖大約有1.9%的孔隙度，且其間隙隨凍融實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加而增加(周科平等，2012)，水可以參入其中。壺內(nèi)冰蝕作用表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一方面，由于壺內(nèi)水體表面結(jié)冰，體積膨脹會(huì)產(chǎn)生對(duì)山脊壺穴壺壁橫向的壓力。在結(jié)冰的初期，由于壺內(nèi)的水先于花崗巖礦物間隙內(nèi)的水結(jié)冰，這種壓力對(duì)花崗巖表面礦物產(chǎn)生向花崗巖內(nèi)部的壓力；當(dāng)融冰時(shí)，由于溫差，壺內(nèi)的水先于巖石礦物間隙水融化，這時(shí)間隙內(nèi)的冰有一個(gè)向巖體外部的排斥力，使冰壺內(nèi)壁上的礦物顆粒被剝落下來，這已由花崗巖的凍融實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，冰蝕作用也就發(fā)生。這樣由于壺內(nèi)反復(fù)凍融作用使壺內(nèi)與冰接觸的部位產(chǎn)生冰蝕現(xiàn)象。這也解釋了，結(jié)晶較好也即礦物晶體較大的花崗巖比較容易發(fā)生冰蝕，而礦物晶體較小的花崗巖冰蝕作用的速度相對(duì)比較慢。

另一方面，當(dāng)巖石表面被水浸泡后，其中的礦物會(huì)吸收水分而膨脹，花崗巖中長石、石英的膨脹系數(shù)不同，礦物體積便會(huì)變化，使巖石結(jié)構(gòu)松動(dòng)。壺穴中處于水面附近的巖壁中的礦物，由于水位的變化或水面波浪作用，經(jīng)常處于浸泡—晾干—再浸泡—再晾干的過程中時(shí)，巖石中的礦物處于膨脹—收縮的循環(huán)之中，巖石結(jié)構(gòu)疲勞破壞，巖石碎屑脫落，即產(chǎn)生風(fēng)化作用。脫落的碎屑部分被風(fēng)或水帶出壺外，部分保留在壺內(nèi)。這一過程只在壺穴中的水面附近發(fā)生，而在長期處于水面以下的巖壁，不發(fā)生上述循環(huán)過程，即不發(fā)生風(fēng)化，或風(fēng)化速度遠(yuǎn)低于水面附近的巖壁。不同時(shí)期水位的不同，這種水蝕便在壺壁上下不同的部位及壺底(壺內(nèi)水即將干出時(shí))發(fā)生，便生成水平壺底及壺壁的水平紋理。從以上分析可以看到，水蝕作用也可能是山頂壺穴成因之一。

冰蝕、水蝕及風(fēng)化作用在嶗山花崗巖山脊壺穴內(nèi)壁及壺檐中均會(huì)發(fā)生，共同對(duì)山脊壺穴產(chǎn)生作用，但是，冰蝕的作用應(yīng)大于水蝕及風(fēng)化作用，這一點(diǎn)應(yīng)在山頂壺穴在中國北方的發(fā)育程度遠(yuǎn)高于中國南方而得到證實(shí)。

按嶗山目前冬季的降雨量、溫度等推測，嶗山山頂花崗巖壺穴內(nèi)部的風(fēng)化作用當(dāng)以冰蝕作用為主。

這兩種風(fēng)化同樣也在花崗巖表面發(fā)生，也可能是花崗巖風(fēng)化的組成部分，平常在巖石表面沒有積水，也不結(jié)冰，巖石表面只在雨雪天有水及結(jié)冰時(shí)，才發(fā)生水蝕和冰蝕，因此其風(fēng)化的速度遠(yuǎn)小于壺穴內(nèi)部水面附近巖壁的速度。

吳忱等(2012)認(rèn)為，所謂“山頂冰臼”是雪蝕壺穴及風(fēng)化—風(fēng)蝕壺穴，這與本文的冰蝕有些相似；章雨旭等(2011)認(rèn)為壺穴內(nèi)外的差異風(fēng)化是壺穴的主要成因，由于坑內(nèi)積水，它就將比不積水的地方有快得多的風(fēng)化速度。本文則將這一理論更向前推一步認(rèn)為，只是在水面附近壺壁的風(fēng)化速度遠(yuǎn)大于其他的風(fēng)化速度，水面以下部分壺壁由于與水長期接觸，則其風(fēng)化速度遠(yuǎn)小于水面附近。這由壺穴肚大的特征推理而來，因?yàn)槿绻c所有水接觸的巖壁均加速風(fēng)化的話，壺的底部由于始終接觸水而不斷加深加大，而上部因不能接觸水而不長大，這樣壺穴的形狀就會(huì)變成三角杯的形狀，即不能形成肚大底小的壺穴了。所以筆者認(rèn)為冬季壺內(nèi)水面結(jié)冰導(dǎo)致的冰蝕才是壺穴形成的第一要素，至少對(duì)嶗山山頂壺穴如此。

5.2 山脊壺穴與節(jié)理的關(guān)系

花崗巖節(jié)理面在其結(jié)構(gòu)上是一原始的薄弱面，在其出露地表后，由于水份的駐留，冬季的冰蝕作用，往往其風(fēng)化的速度要比周圍的巖石快，這樣在出露的花崗巖巖石表面上，出現(xiàn)節(jié)理特別發(fā)育的現(xiàn)象。與壺穴的關(guān)系，壺穴初期有時(shí)在節(jié)理上發(fā)育，形成長長的兩頭尖尖的壺穴,見圖3(n)，但經(jīng)常是水沿節(jié)理面流走，冰蝕風(fēng)化沿節(jié)理面單向發(fā)育比較快，就不能形成圓形或橢圓形的山脊壺穴，或山脊壺穴形成前就被破壞，所以山脊壺穴發(fā)育一般是要求巖性為各向同性，否則不能形成典型的圓形山脊壺穴。

5.3 冰蝕與水流帶砂磨蝕表面的區(qū)別

在嶗山大河?xùn)|河谷有許多被人為的采石而遺留下來的巖石表面，見圖3p，在河谷帶砂水流作用下被磨光的巖石表面，這些表面如人工打磨花崗巖的表面，非常的光滑，即所有礦物顆粒均被切割磨平，圖3p 的巖石是人工切開的，也即其表面出露不到20年的時(shí)間，在這么短的時(shí)間里，其表面基本已經(jīng)被水流磨平。事實(shí)上，在嶗山所有河谷中均可見到光滑如鏡的花崗巖表面，人踩在其上容易滑倒，手的觸摸感覺非常的光滑，這些均是帶砂的河流中的水流打磨所形成的，水流中的砂顆粒較細(xì)，就像水磨機(jī)器一樣把花崗巖都磨光了。而在山脊壺穴內(nèi)壁的表面是與球狀風(fēng)化的花崗巖表面類似，由完整的礦物顆粒組成的粗糙面，這種花崗巖的表面礦物顆粒沒有被切割的痕跡，手放在其上有刺痛的感覺，摩擦力也非常的大，由此也可證實(shí)嶗山花崗巖山脊壺穴內(nèi)壁不是由水流打磨形成的，而是由冰蝕作用形成的。

5.4 山脊壺穴形成的時(shí)代問題的討論

所有嶗山山頂原生花崗巖山脊壺穴內(nèi)部紋理無一例外均程絕對(duì)的水平狀態(tài)。如果山脊壺穴隨巨礫從山頂滾落下河谷中，或海邊，原來的山脊壺穴自然不可能再呈水平狀態(tài)，山脊壺穴原來的水平紋理、山脊壺穴側(cè)壁的冰蝕就停止發(fā)育；這時(shí)如果還滿足前文所述的山脊壺穴發(fā)育條件，山脊壺穴會(huì)在老山脊壺穴中按現(xiàn)在的出水口水位的水平面及該水平面下，繼續(xù)發(fā)生冰蝕，即新的出水口水平面以上就不再發(fā)生冰蝕，這些巨礫上的山脊壺穴就出現(xiàn)兩個(gè)不同角度發(fā)育的情況，即一個(gè)是原來的在山頂?shù)睦仙郊箟匮?，另一個(gè)角度則是現(xiàn)在水平面的。由此可以證明，所有山脊壺穴目前均處于發(fā)育—發(fā)展—破壞—消亡這一過程中，不是由幾萬年或幾十萬年前冰期時(shí)形成的。如果是幾十萬年前的冰期形成的話，巨礫中的山脊壺穴也就不會(huì)按目前的水平面繼續(xù)發(fā)育，因此嶗山花崗巖山脊壺穴的發(fā)育與冰川無關(guān)，而是目前一直在進(jìn)行的壺內(nèi)冰蝕作用的結(jié)果。

6 結(jié)論

(1)山脊壺穴發(fā)育外部條件: ① 光禿的山頂；② 附近無高大植物，即植物的枝葉等不會(huì)落入壺內(nèi); ③ 壺穴附近沒有高山，即沒有外來泥沙及其它物質(zhì)可能落入山脊壺穴；④ 只有雨水落入(嶗山年均降水量750mm)，沒有流水流入山脊壺穴；⑤ 所處位置常年氣溫在冰點(diǎn)上下波動(dòng)。

(2)嶗山花崗巖山脊壺穴有如下基本特征：① 口小、肚大、底平；② 開口向上，內(nèi)壁紋理及地面均呈嚴(yán)格的水平狀態(tài)；③ 同一紋理凹凸的程度在山脊壺穴各個(gè)部位基本相等；④ 每個(gè)山脊壺穴有一出水口，出水口以上不發(fā)生冰蝕，出水口處無壺檐；⑤ 當(dāng)兩個(gè)山脊壺穴連通時(shí)，其冰蝕在統(tǒng)一的水平面發(fā)生；⑥ 山脊壺穴內(nèi)壁表面表現(xiàn)為以礦物結(jié)晶顆粒為尺度的凹凸不平的粗糙面，而非水流打磨的光滑面。

(3)山脊壺穴的發(fā)育經(jīng)過雛形期，幼年期，成熟期，消亡期四個(gè)過程。

(4)嶗山花崗巖山脊壺穴是現(xiàn)代冰蝕作用所形成的，目前仍在發(fā)育過程中，與古第四紀(jì)冰川作用無關(guān)。

(5)冰蝕作用可能的發(fā)生機(jī)理有待進(jìn)一步的探討研究。

致謝: 在對(duì)嶗山花崗巖山脊壺穴的調(diào)查分析研究過程中，始終有我的驢友：老道、天驢、秋韻、楊帆、程素等十幾位野驢部落的驢友與我一同前往調(diào)查研究和觀察分析，可以說，如果沒有他們的幫助，我一人無法攀登這么多的原始山頂，也即無法完成這么多嶗山山脊壺穴日積月累的觀察；盡管他們不是專業(yè)的地學(xué)工作者，但他們睿智的、毫無專業(yè)思想束縛的想法和問題，往往給我很多的啟迪，也是我仔細(xì)觀測和深入思考的動(dòng)力，在此誠摯地向他們表示感謝！

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