在海陆交界的水边线上,激浪挟带着岩屑不断地拍击、研磨着陆地,并将空气压缩入岩石裂隙中,从而产生强大的压力。机械磨蚀与化学溶蚀作用,使沿着水边线的岩层构造软弱处形成龛状凹穴,称为海蚀穴(sea cave)。海蚀穴初具规模后,则促使激浪所启动的沙砾在其内冲刷掏蚀,使其不断地向内凹入,逐渐加大规模,以致使得上部岩石失去支持而崩塌倒落下来,形成海蚀崖。海蚀崖是一种没有植物的破碎坡,坡度一般很陡,介于15°~90°,甚至成倒悬坡,崖面与崖顶地面之间有着明显的坡折,海蚀崖高度变化很大,它随着岸线不断地向陆地后退而加高(图7-9)。海蚀崖剖面形态、后退速度与所切割的岩性有关。
图7-9 海蚀崖的形成
由松散的黄土、冰川沉积、沙丘、现代冲积层及火山灰等组成的海蚀崖,一般具有很陡的剖面,几近于垂直,因此剖面不稳定,常常发生土滑,滑动下来的物质被海水冲走,故海崖崩退很迅速,每年可达数十厘米至一米。
黏土组成的海蚀崖易发生滑坡,滑坡体堆积在崖麓,保护了海蚀崖基部暂时不被侵蚀,所以黏土质海蚀崖后退比前一类为慢,这类海蚀崖剖面上常切割成劣地状的沟壑。
当海蚀崖发育在坚硬的块状岩层覆盖在水平薄层岩层上时(例如石灰岩或白垩等盖在黏土层上),块状岩石施加压力于下部的水平层上,当下部黏土层为雨水渗透饱和时,水流向海流动,带动上部岩层形成滑坡。例如,英国的Dorset海蚀崖高170m,该处地层分上中下三层,上层为白垩,中层为沙,底层是黏土(图7-10)。
地层倾角3°~5°,倾向海,水易于渗入沙中,而黏土层成为隔水层,水在黏土层上流动引起滑坡。大规模的海崖断层,高85m,宽350m,沿岸长1400m,每50年发生一次滑坡。滑坡连续产生而使海崖成阶梯状,整个海崖可分为三带,其中第三带滑坡体积大,后退速率是每年0.3~0.7m,主要是滑坡崩塌使海崖后退。第二带变化最大,受陆地的与海蚀的两种作用,后退速率为每年1.5~2.6m,而第一带全受海蚀作用,后退速率为每年0.5m。海蚀崖的后退使滑坡体后壁亦后退,物质就崩落,造成背后的滑坡运动。所以从第一带影响到第二带以至第三带。若堆积在坡麓的松散物质被冲走,则海蚀崖可再被海蚀。在Dorset海蚀崖麓堆积着大量崩落的岩块,有的是1849年大塌方的堆积物。
图7-10 海崖及海岸滑坡
水平岩层,向陆倾斜岩层,或几乎近于垂直的岩层——石灰岩、柱状玄武岩、页岩,皆成垂直的崖坡。由一些结晶岩、变质岩以及很坚硬的砂岩(石英砂岩)所形成的陡岸剖面是凸形的,其上部大部生长植物,而下部相当于坡面高度的1/3或1/4;直接受波浪的作用而成真正的海蚀崖,其余部分完全是陆上作用的陡坡。这种濒临海边的悬崖称为假相海蚀崖,它常出现在一些古陆块区域的海岸。例如,英国Devon有高274m的海蚀崖,苏格兰St.Kilda有426m高的海蚀崖,爱尔兰的Mayo海蚀崖高668m。我国山东的芝罘岛海蚀崖高170m,江苏连云港东、西连岛海蚀崖高80m。其实这些高度数百米的海蚀崖大多是复式的,海崖剖面有复杂的历史。例如爱尔兰Achill岛的Croaghaun有660m高的石英岩海蚀崖,崖麓有大量岩屑堆积,它以300m为界分上下二部分,上部海蚀崖是受西北向风浪作用形成的,而300m以下的海蚀崖是由现代的西南风浪形成的。上部海蚀崖可能开始于晚第三纪。
由于海风的吹蚀及海蚀,在海蚀崖表面产生次一级的雕刻地形。主要有海蚀穴及崖面的各种浪花风化圆穴等。
含有大量水分与盐分的海风吹刮与腐蚀着海蚀崖崖面,长此下去,在崖面上形成许多孔穴与网络。这种浪花风化的雕刻形态在高而陡的结晶岩崖面上最为发育,因为黑色矿物易于风化蚀落。在南黄海的车牛山岛,海蚀崖高60m,崖面上有蜂窝状小圆穴,是浪花风化的雕刻形态。当地7级东南风,历时6h后,近岸波高1.5m,崖前溅浪高约8m,而岛四周新鲜的浪花风化圆穴分布高度达12m,这可看作该处现代派浪作用的上限。
海蚀穴在波浪作用下,沿构造裂隙或软弱岩层,可发育成隧道式巷道。例如山东石岛,沿着花岗岩节理发育的巷道,长达20~30m,高16m。山东半岛北部安山岩区域,波浪冲蚀海崖,形成了数十平方米的岩室。
当岩穴及孔道形成后,空气与激浪流紧贴岩壁与洞顶向内冲进,产生极大的破坏力,有的洞顶塌落成“天窗”,称为“海窗”。此后,激浪流在气流推动下,有时会沿海窗向上喷射,逐渐扩大孔洞,遂使海蚀崖崩塌,海岸后退。
在石英岩组成的海蚀崖岸段,岩穴、洞道系统更为发育,这些洞道不仅发育在海面上,同时在水下岩滩也会形成洞道并串通到崖面上,曲折迂回极为复杂,海水在洞道内循环,从崖面上的洞口喷流出来,形成了“海水喷泉”与“瀑布”。这种现象在亚德里亚海的巴尔干半岛西海岸较为广泛,这类洞道系统有些是由于海水溶蚀而成,有些是陆上的喀斯特洞穴下沉被海水淹没的结果。
根据海蚀崖的活动程度,可划分为活海蚀崖与死(衰亡的)海蚀崖两种类型。活海蚀崖经常受到激浪流作用,不断崩塌后退,崖面新鲜无植被,坡折明显。死海蚀崖是遭受不到海水的作用,不再继续活动的海蚀崖,其坡度较缓,与崖顶相交处没有明显的坡折,崖面上生长着植物。坡麓有大量的坡积物。有的海蚀穴被掩埋,在海蚀崖与海面之间已隔有很宽的堆积阶地,甚至大风浪时海水亦达不到崖麓。死海蚀崖标志着以往岸线的位置。