Uluru and Kata Tjuta兩大岩石群的地質與地形概況－GEOnews

Uluru and Kata Tjuta兩大岩石群的地質與地形概況

一、Uluru和 Kata Tjuta的組成物質

二、Uluru 和Kata Tjuta的形成過程

三、岩洞的形成和岩石的形態

四、地下水

五、沙丘

六、Uluru和 Kata Tjuta岩石色彩變化

本人攝於Uluru(Ayers Rock)前，2006年7月10日（Uluru - Kata Tjuta National Park）

一、Uluru和 Kata Tjuta的組成物質

目測這兩塊岩石的組成物質，很顯然地，它們是由不同的岩性所組成的。

Uluru主要是花崗砂岩或稱長石砂岩(arkose)，是一種含有豐富的長石(feldspar)的粗粒砂岩構成。硬化而成形此岩的砂質沈積物主要是由花崗岩體的山脈風化而來。

圖：arkose（長石砂岩或花崗砂岩），是一種含長石成分超過25%的砂質沈積岩。

Kata Tjuta岩石主要是礫岩—是一種由卵石、圓石、巨礫混合下，被砂泥膠結而成的礫岩。大部分的礫岩顆粒是花崗岩和玄武岩。這種情形就像是布丁裡的一粒一粒的葡萄乾（plum pudding effect）一樣。礫岩也是沈積岩的一種。(如下圖)

二、Uluru 和Kata Tjuta的形成過程

Uluru和 Kata Tjuta 位在地質學家們所稱的亞瑪都斯盆地球(the Amadeus Basin)的南部邊緣地帶。此地殼陷落地帶約形成在距今九億年前。在幾億年裡沈積岩開始逐漸形成，直到距今三億年前才停止。

階段一：

亞瑪都斯盆地曾經是個淺海，含有許多沈積物質。盆地的某些地區與海隔絕，而海水蒸發，產生鹽塊。冰河時期也留下來冰磧物質。盆地中較古老的沈積岩約在五億五千萬年前發生褶曲及變位。在地質學家所稱的彼得曼造山運動(Petermann Ranges Orogeny)地層抬升時，形成山脈。此時期，地表上沒有寸草不生。只有細菌和藻類存活，加速岩石的崩解作用。光禿的山脈十分容易受到侵蝕。受到雨水沖蝕，沈積物質大量被沖刷到山麓，而形成沖積扇。而今日所見到Uluru 和Kata Tjuta岩石群即是這些沖積扇群中殘留下來的部分。(如下圖)

階段二：約在五億年前，此區再一次被淺海所淹沒。Uluru的長石砂岩(Arkose)和Kata Tjuta的礫岩(conglomerate)的厚度約至少2.5km，並且逐漸被砂、泥和海洋生物殘骸所覆蓋。這些沈積物質經過壓縮、膠結作用，花崗岩質的砂粒膠結成花崗質砂岩（或前面所稱的長石砂岩），而粗礫膠結成礫岩。(如圖下)

階段三：

約在距今四億和三億年前間，此區的海水消退、岩層受到擠壓而斷裂，這次的地殼變動稱為愛麗斯泉造山運動(Alice Springs Orogeny)，此造山運動將此區抬升於海平面之上。橫向的Uluru花崗砂岩（或長石砂岩）因褶曲而反轉近九十度至現今的位置。Kata Tjuta 的礫岩則只傾斜約15 到20 度左右。露出表面的砂岩被快速地侵蝕，現今仍然受到侵蝕作用，但較為緩慢。(如圖下)

階段四：

約在六千五百萬年前，在二個岩體之間，形成了一個寬廣的谷地。谷地內充滿了河流帶來的沖積物質和沼澤沈積物，包括了煤炭層。當時氣候溼潤，只有在距今五十萬年前氣候才開始變乾燥。有一層淺薄的風積層覆蓋在沈積物上。(如圖下)

階段五：

Uluru和 Kata Tjuta 即是地表下巨大地層露出地表尖端的部分，地表下的部分有可能達六公里左右。(如圖下)

三、岩洞的形成和岩石的形態

由大自然雕塑出的奇形怪狀的岩石主要是受到物理和化學風化雙重作用下的產物。

Kata Tjuta岩石群中一些谷地地形可以反映出在愛麗斯泉造山運動中所產生的斷層作用。由於地下水侵蝕在岩面的裂縫和雨水的沖蝕等等的化學風化作用逐漸形成我們今日所見的峽谷和圓丘。

Uluru並沒有找到類似在Kata Tjuta岩石群發現的斷層和節理。流水侵蝕主要發生花崗質砂岩南面的谷地。而雨蝕作用則形成了陡峭的峽谷及時常以連續形態出現的壺穴、深潭。在西北側流水侵蝕和風化形成了數條平行脊狀般的構造，造成了岩層的輪廓。

片狀剝落的岩面主要是因為礦物質受到化學風化作用的結果。氧化作用造成岩石表面形成鐵銹色，或者是岩石內所含鐵的產生氧化現象。未受氧化作用過的花崗砂岩（或長石砂岩）是灰色的。

岩石表面受到熱脹冷縮，會產生平行的裂縫。在Uluru和Kata Tjuta岩石群的圓丘頂上附近，可以用眼直接觀察出來。最終，這些裂縫都會崩解，掉落在岩石間的裂隙或岩石的底部。

科學家仍然對於Uluru岩洞的形成原因看法不一。有些人認為這些岩洞是由於存在於岩石內水波（water lying in the dimples in the rock）所產生的。流水侵蝕出漥地，然後逐漸向四面八方侵蝕凹洞，最後形成一個大岩洞。

有些人則認為，在Uluru南側高處的大岩洞可能是由於附近的平原海拔處於較高位時，岩石吸收了流水，而受到流水侵蝕的緣故。而位在東北側和西面的岩洞則可能是由於長時間經風和水作用下蜂巢狀和片狀崩解的產物。

四、地下水
在Uluru 和 Kata Tjuta之間是一個古老的谷地，現今已充滿了厚度約100公里的沈積物。這些岩層中含有水份，最終滲透出，流至亞瑪都斯湖(Lake Armadeus)。

鑽水井至這些岩層中取水以供應附近渡假村的需要。含水層位於Kata Tjuta以下深25m處。但是在機場附近，含水層則離地面約12m。必須先去除鹽分才能飲用。

地質學家發現此處的地下水有些已有7,000多歲了。但是，大部分還是很年輕，主要是吸收了降雨的關係。

五、沙丘

遠古時代的原住民所看見的沙丘地形和今日我們所見的沒有什麼大改變。地質學家發現這些沙丘已經停留在原處約三萬年了。然而，由於沙丘構造非常鬆散，所以容易受風而變形。

六、Uluru和 Kata Tjuta岩石色彩變化

Uluru岩石色彩的變化主要是因為日光入射角度不同而產生的。大氣中的灰塵、顆粒和水氣發揮如濾鏡般的作用，阻擋藍光，讓紅光通過。在日正當中的時候，日光通過較薄的大氣層，此時效果最小。但在早晨或在傍晚時，太陽光必須通過較厚的大氣層才能到達地球表面。日出和日落時照射在Uluru和 Kata Tjuta上的光線主要是深紅色光譜，所以岩石和雲層都映照出火紅的色彩。紅褐色的岩石和附近的沙漠也會增強效果。