在海陸交界的水邊線上,激浪挾帶著巖屑不斷地拍擊、研磨著陸地,并將空氣壓縮入巖石裂隙中,從而產生強大的壓力。機械磨蝕與化學溶蝕作用,使沿著水邊線的巖層構造軟弱處形成龕狀凹穴,稱為海蝕穴(sea cave)。海蝕穴初具規模后,則促使激浪所啟動的沙礫在其內沖刷掏蝕,使其不斷地向內凹入,逐漸加大規模,以致使得上部巖石失去支持而崩塌倒落下來,形成海蝕崖。海蝕崖是一種沒有植物的破碎坡,坡度一般很陡,介于15°~90°,甚至成倒懸坡,崖面與崖頂地面之間有著明顯的坡折,海蝕崖高度變化很大,它隨著岸線不斷地向陸地后退而加高(圖7-9)。海蝕崖剖面形態、后退速度與所切割的巖性有關。
圖7-9 海蝕崖的形成
由松散的黃土、冰川沉積、沙丘、現代沖積層及火山灰等組成的海蝕崖,一般具有很陡的剖面,幾近于垂直,因此剖面不穩定,常常發生土滑,滑動下來的物質被海水沖走,故海崖崩退很迅速,每年可達數十厘米至一米。
黏土組成的海蝕崖易發生滑坡,滑坡體堆積在崖麓,保護了海蝕崖基部暫時不被侵蝕,所以黏土質海蝕崖后退比前一類為慢,這類海蝕崖剖面上常切割成劣地狀的溝壑。
當海蝕崖發育在堅硬的塊狀巖層覆蓋在水平薄層巖層上時(例如石灰巖或白堊等蓋在黏土層上),塊狀巖石施加壓力于下部的水平層上,當下部黏土層為雨水滲透飽和時,水流向海流動,帶動上部巖層形成滑坡。例如,英國的Dorset海蝕崖高170m,該處地層分上中下三層,上層為白堊,中層為沙,底層是黏土(圖7-10)。
地層傾角3°~5°,傾向海,水易于滲入沙中,而黏土層成為隔水層,水在黏土層上流動引起滑坡。大規模的海崖斷層,高85m,寬350m,沿岸長1400m,每50年發生一次滑坡?;逻B續產生而使海崖成階梯狀,整個海崖可分為三帶,其中第三帶滑坡體積大,后退速率是每年0.3~0.7m,主要是滑坡崩塌使海崖后退。第二帶變化最大,受陸地的與海蝕的兩種作用,后退速率為每年1.5~2.6m,而第一帶全受海蝕作用,后退速率為每年0.5m。海蝕崖的后退使滑坡體后壁亦后退,物質就崩落,造成背后的滑坡運動。所以從第一帶影響到第二帶以至第三帶。若堆積在坡麓的松散物質被沖走,則海蝕崖可再被海蝕。在Dorset海蝕崖麓堆積著大量崩落的巖塊,有的是1849年大塌方的堆積物。
圖7-10 海崖及海岸滑坡
水平巖層,向陸傾斜巖層,或幾乎近于垂直的巖層——石灰巖、柱狀玄武巖、頁巖,皆成垂直的崖坡。由一些結晶巖、變質巖以及很堅硬的砂巖(石英砂巖)所形成的陡岸剖面是凸形的,其上部大部生長植物,而下部相當于坡面高度的1/3或1/4;直接受波浪的作用而成真正的海蝕崖,其余部分完全是陸上作用的陡坡。這種瀕臨海邊的懸崖稱為假相海蝕崖,它常出現在一些古陸塊區域的海岸。例如,英國Devon有高274m的海蝕崖,蘇格蘭St.Kilda有426m高的海蝕崖,愛爾蘭的Mayo海蝕崖高668m。我國山東的芝罘島海蝕崖高170m,江蘇連云港東、西連島海蝕崖高80m。其實這些高度數百米的海蝕崖大多是復式的,海崖剖面有復雜的歷史。例如愛爾蘭Achill島的Croaghaun有660m高的石英巖海蝕崖,崖麓有大量巖屑堆積,它以300m為界分上下二部分,上部海蝕崖是受西北向風浪作用形成的,而300m以下的海蝕崖是由現代的西南風浪形成的。上部海蝕崖可能開始于晚第三紀。
由于海風的吹蝕及海蝕,在海蝕崖表面產生次一級的雕刻地形。主要有海蝕穴及崖面的各種浪花風化圓穴等。
含有大量水分與鹽分的海風吹刮與腐蝕著海蝕崖崖面,長此下去,在崖面上形成許多孔穴與網絡。這種浪花風化的雕刻形態在高而陡的結晶巖崖面上最為發育,因為黑色礦物易于風化蝕落。在南黃海的車牛山島,海蝕崖高60m,崖面上有蜂窩狀小圓穴,是浪花風化的雕刻形態。當地7級東南風,歷時6h后,近岸波高1.5m,崖前濺浪高約8m,而島四周新鮮的浪花風化圓穴分布高度達12m,這可看作該處現代派浪作用的上限。
海蝕穴在波浪作用下,沿構造裂隙或軟弱巖層,可發育成隧道式巷道。例如山東石島,沿著花崗巖節理發育的巷道,長達20~30m,高16m。山東半島北部安山巖區域,波浪沖蝕海崖,形成了數十平方米的巖室。
當巖穴及孔道形成后,空氣與激浪流緊貼巖壁與洞頂向內沖進,產生極大的破壞力,有的洞頂塌落成“天窗”,稱為“海窗”。此后,激浪流在氣流推動下,有時會沿海窗向上噴射,逐漸擴大孔洞,遂使海蝕崖崩塌,海岸后退。
在石英巖組成的海蝕崖岸段,巖穴、洞道系統更為發育,這些洞道不僅發育在海面上,同時在水下巖灘也會形成洞道并串通到崖面上,曲折迂回極為復雜,海水在洞道內循環,從崖面上的洞口噴流出來,形成了“海水噴泉”與“瀑布”。這種現象在亞德里亞海的巴爾干半島西海岸較為廣泛,這類洞道系統有些是由于海水溶蝕而成,有些是陸上的喀斯特洞穴下沉被海水淹沒的結果。
根據海蝕崖的活動程度,可劃分為活海蝕崖與死(衰亡的)海蝕崖兩種類型?;詈Ng崖經常受到激浪流作用,不斷崩塌后退,崖面新鮮無植被,坡折明顯。死海蝕崖是遭受不到海水的作用,不再繼續活動的海蝕崖,其坡度較緩,與崖頂相交處沒有明顯的坡折,崖面上生長著植物。坡麓有大量的坡積物。有的海蝕穴被掩埋,在海蝕崖與海面之間已隔有很寬的堆積階地,甚至大風浪時海水亦達不到崖麓。死海蝕崖標志著以往岸線的位置。