2.2 花岗岩孤石形成机理
网状裂隙、孔隙是砂土强风化花岗岩、全风化花岗岩、花岗岩残积土的主要影响因素。然而微风化花岗岩、中风化花岗岩、和碎块强风化花岗岩的影响因素与前者不同,他们的主要影响因素是裂隙。由于岩石成分、结构、节理裂隙发育程度、地形地貌条件、地表水侵蚀、堆积状况不同,导致各地风化花岗岩具有千变万化的特点[13]。在岩石风化程度较高的裂隙区域,在地下水的不断冲刷作用下,导致裂隙发育程度较低的区域风化程度也相对较低。裂隙发育的不规律和不均匀性,造成了风化程度的不均匀,从而导致了孤石形成。
此外,针对深圳地区的花岗岩孤石形成,一些学者认为主要有两个方面的原因:一是由人工回填造成的存在与回填图层中的大孤石;二是由于岩石的岩性不均匀、抗风化能力差异大,加之断裂构造发育及岩体的此生裂隙导致岩体破碎,抗风化能力减弱,在深程度风化情况下所形成。当花岗岩中发育有几组交叉的节理时,节理把岩石分割成棱角形块,风化特别集中在三组节理香蕉的棱角部位,风化速度较快,久而久之,棱角逐渐被圆化。风化作用不断进行时,岩块越趋向圆形,形成球状花岗岩孤石。
2.3 花岗岩孤石分布情况
一般而言,孤石多分布于剥蚀残丘高地的周围,离残丘越近,孤石分布的数量越多。在深度上,离基岩面越近,孤石分布越多[10]。深圳地区花岗岩孤石的分布较为广泛,沿海地区分布更为居多,因而大量沿海景区更不失为花岗岩景观区。针对深圳而言,其分布的花岗岩2/3以上都为微风化花岗岩,微风化花岗岩的特征稍有特殊,岩质坚硬,孤石球状风化体内部充实丰厚,没有裂隙,此外在其表面有少量风化层。剩下的1/3为中风化花岗岩岩层,相对于微风化花岗岩,中风化花岗岩的强度稍弱,完整性也稍弱。根据专家调查,深圳地区孤石层顶埋深近似呈正态分布:孤石层顶埋深在10.00~20.00米区间内出现频率最高,接近40%,在这个区间段以上和以下,孤石层顶埋深出现频率逐渐降低[2]。
此前,有专家针对深圳地区的花岗岩孤石情况进行调查,目前也已经具有较为权威的数据。在调查当中,专家们为了更详细的描述深圳地区的花岗岩孤石分布情况,对每一个孤石进行采样,收集相关数据,对每一个孤石样本的工点名称、孔(桩)号、孔口高称、孔口坐标、孤石风化类型、孤石分布层位、孤石埋深、孤石层面分布高程、揭示厚度和勘探时间等10个指标进行了统计[7]。根据调查结果,把区域内取样点的坐标以及孤石分布情况按照同等比例放置在深圳地区的工程地质图上,显示结果如图2.1。从图中可以明显观察到,取样进行勘测的点集中在深圳地区西侧,如宝安区,西乡、南头等区域,这些地区都是花岗岩风化较为严重的区域。当然,也可以观察到东部地区也有少量花岗岩孤石分布于此,但相对于西部风化较少,因而这样的调查结果更具有实际意义,在工程上也更具有代表性。