看圖說故事-石灰岩在遙測影像上的辨識

潘國樑遙測教室

石灰岩的反射率很強,所以其露頭在影像上很亮。當然這並不意謂所有亮的岩層露頭都是石灰岩,最好還要有其他佐證。

石灰岩的化學成份為碳酸鈣(CaCO3),而碳酸鈣容易被含有二氧化碳的水(包括雨水及地下水)所溶解,其結果會產生一些非常奇特的地形,稱為卡斯特地形或岩溶地形。很多讀者可能都到過中國大陸的桂林,或越南的下龍灣旅遊,這兩個地區的景色即以卡斯特地形取勝。

在遙測影像上最容易辨認的卡斯特地形就是石林、消失後又重現的河流、以及落水洞(Sinkhole)。

石林是石灰岩被雨水部份溶解後所形成的奇特地形,其未被溶解的部份就形成一個個獨立的、尖筆狀的岩柱,其頂端尖銳無比;整體看起來,就如一大片的岩柱森林一樣,故稱石林,如圖1所示。

石灰岩性脆,所以受壓後容易形成兩組節理,它們互為直交,或以60°相交,有如棋盤似的,如圖2所示。雨水從節理面入滲,也會發揮溶解作用,慢慢的將節理的間隙擴大;尤其在節理的相交處,因為表面積比較大,所以溶解得更廣泛,幾個節結相連起來就形成了地下河流。因此,發育於石灰岩地區的地面河流有時候就會轉往地下,因而消失於地表而形成暗河。在適當的條件下,它又鑽出地表,重見天日,如圖3所示。

如果節理相交處的節結溶解作用發揮到了極致,致孔洞擴大到某一個程度,覆蓋其上的岩板再也無法支撐,乃發生塌陷,結果造成漏斗狀的圓穴,稱為落水洞,在影像上也是極易辨認的一種地形;尤其在地下水位比較淺的地區,從落水洞內就可見到地下水的露頭,如圖4所示。

台灣的石灰岩,其層厚很薄,分佈又不廣,所以不容易看到典型的卡斯特地形;唯有在南端的墾丁國家公園內,位於坑仔內及埔頂之間的恆春石灰岩可以明顯見到一些落水洞,如圖5所示。

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圖1 馬達加斯加的Grand Tsingy石林;
稍微向右下方傾斜的線型就是石灰岩的節理,
另外一組節理比較模糊。

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圖2 石灰岩體內具有兩組非常明顯的節理,
相交約60°;石灰岩被雨水溶蝕後形成蚯蚓狀
的典型卡斯特地形。

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圖3 石灰岩內消失的河流(A及B)
(註:C為落水洞),它隱沒而復出
(地點位於澳洲的Nullabor Plain)

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圖4 密集的落水洞(黑色圓形)排成一行,
斜向右上角,明顯的受到節理的控制;
黑色的部份就是露出地表的地下水。

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圖5 位於墾丁國家公園內,
在坑仔內附近的落水洞群,
其大小不均,皆顯示圓形或圓弧的影像特徵,
茲以黃色圖釘顯示其位置;
它們係發育於恆春石灰岩內。

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】


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