张掖地质遗迹报告.doc

甘肃张掖丹霞地貌暨彩色丘陵地质遗迹保护
可行性研究报告

甘肃地质工程勘察院
二OO五年九月

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甘肃张掖丹霞地貌暨彩色丘陵地质遗迹保护
可 行 性 研 究 报 告

目 录

一、概况 1
二、地质遗迹保护的重要意义 3
三、地质遗迹保护原则 4
四、质遗迹保护措施 5
五、地质遗迹保护经费预算 6
六、结论与建议 8
附：甘肃张掖丹霞地貌暨彩色丘陵景观照片

附图：
甘肃张掖丹霞地貌暨彩色丘陵地质遗迹保护规划图

一、概况
1． 地质遗迹类型及分布
张掖丹霞地貌及彩色丘陵地质遗迹分布面积约410 km2，是白垩系下统下、上岩组砾岩、泥岩在新构造运动控制下，由水流冲蚀和风蚀共同作用形成的地质遗迹。是珍贵的、不可再生的自然遗产。它的形成演化过程清晰的记录了新构造运动以来这一地区古地理环境、古气候的变迁，形成的丹霞地貌在西北干旱地区具有代表性，为丹霞地貌研究提供了实物资料。
张掖丹霞地貌、彩色丘陵两种地质遗迹皆属自然遗迹类地质遗迹类型。二者
相映成趣，相得益彰。
张掖丹霞地貌主要分布于肃南县康乐区白银乡一带；彩色丘陵主要分布于临泽县倪家营乡的南台子村、红山湾村以及白银乡的敖河沟谷；前者以冰沟、芦苇沟、白庄子最为典型，后者以南台子村、红山湾村以及敖河沟谷最为壮观（图1）。
丹霞地貌分布规律：石柱、石峰等一般发育于构造线密集的较大沟谷两侧，小型沟谷多呈现“一线天”、“巷谷”等景观，宽阔的梨园河河谷两侧发育有气势宏伟的窗棂状宫殿式、峰丛状等不同类型的丹霞地貌，延伸长度达数千米。
彩色丘陵分布规律：主要受岩性的控制，呈圆状分布于梨园河北岸，处于丹霞地貌的怀抱之中。
2．地质遗迹的形成
区内具有观赏价值的地质遗迹景观主要有丹霞地貌、彩色丘陵。前者主要发育在砂岩、砾岩中，后者主要发育在砂质泥岩、泥岩中。
一般说来，丹霞地貌可以发育在不同地质时期的红色砂岩、砾岩等具有红色调的碎屑岩系，这样既包括紫红色砂、砾岩，又包容虽夹有其他颜色，但以红色调为主的岩系和以砂、砾岩为主夹有泥质岩、化学岩生物化学岩和火山碎屑岩等。丹霞地貌如不是红色调，就谈不上“丹”。红层的外貌应奇、险、秀、美，这在各地貌学教材及地理学辞书中都能找到相应的描述。如果是毫无特色的低矮红色丘陵，那就不是丹霞地貌，或者是它消亡的产物。黄进（中山大学地理系教授）曾提出在水平、缓倾斜的厚层红色砂、砾岩中形成的顶平—身陡—麓缓的方山、石墙、石峰、石柱等奇险的丹霞赤壁地貌，实际上是突出了“身陡”的丹霞赤壁坡面。作为丹霞地貌形成的构造条件，应当是新构造运动的间歇性上升（本区具一定的继承性），构造线及垂直节理的发育。

另外，当红色砂岩、砾岩顶部覆盖一层第四系砾岩或黄土，并形成凸檐状保护其下红层时，亦可形成壮观的地貌景观。黄可光（西北师范大学地理系教授）提出，因与典型的丹霞地貌有区别，可称其为“类丹霞地貌”；当覆盖层下为泥岩时，其构景价值就大为逊色，泥岩的坡面被流水冲刷，形成许多沟纹，陈致均（兰州大学地质系教授）称其为“劣地式丹霞地貌”。
受区域构造线及节理的控制，流水沿构造线或节理下蚀，又在软岩夹层中侧蚀（包括风力），下蚀使沟谷加深，侧蚀使软岩层在水平方向上产生凹槽，相应地在硬岩层中便形成凸棱，这种凹槽与凸棱相间，加之垂向上的泥沙流粘附在赤壁上，共同构成格子状，便形成窗棂状宫殿式丹霞地貌；进一步发展引起谷壁崩塌加宽。由砂砾岩构成的山块顶面狭小，又易于渗水，降雨时坡面径流较少，且崖壁陡峭，流水对坡面的压力减小，故坡面侵蚀显得很弱，利于崩塌崖壁保持陡峭的坡面，以及形成石柱、石墙等景观。
丹霞地貌的坡面发育，往往是沿垂直节理、裂隙的侵蚀、剥蚀开始的。首先形成一线天式的狭窄深沟。沟壁继续按垂直节理崩塌侵蚀，使深沟进一步加深、加大形成所谓“巷谷”。巷谷的陡崖坡继续沿垂直节理崩塌，当堆积在崖麓的崩积物来不及被水流搬走时，则会在巷谷两侧的陡崖麓部形成崩积缓坡，同时崩积物掩埋一部分基岩。以后，便以崩积缓坡的顶部为基准进行崩塌。而每崩塌一次都掩埋了崖麓的一部分基岩。因此，在陡崖沿垂直节理崩塌后退的过程中，在崖麓下方造成崩积缓坡的同时，也在崩积物下面形成一个基岩缓坡面。如果上述作用继续进行，陡崖坡则不断崩塌平行后退，其相对高度也逐渐降低。崩积坡则不断加宽加高，其下伏的基岩缓坡面也不断加宽加高，而山顶的平缓坡面则被切割，且面积越来越小，最后使崖麓缓坡形成面积较大的缓坡丘陵地貌，原来的陡崖及山顶缓坡则退缩成为“堡状残峰”或成为孤立的“石柱”。如冰沟内见到的柱状、瓶状、蘑菇状丹霞地貌。这是丹霞地貌坡面发育的一种基本方式。
当陡崖坡发生崩塌作用时，巨大的重力作用使崩塌岩块发生一次剧烈的碎化作用，这样就使堆积在崖麓缓坡上的岩块、岩屑大大增加了与空气、水分和生物的接触面积，使风化作用得以加速进行，而且，当陡崖坡发生一次崩塌作用之后，常即间以一个稳定（不崩塌）时期，不但使陡崖上的片状、块状风化剥落得以进行，而且使崖麓缓坡的崩积物有一个较安定的时间来进行风化作用，这样，就常使山麓缓坡上有相当一部分形成红色风化壳及土壤层。这时坡面水流也同时在这些缓坡上进行冲刷、侵蚀。当缓坡上一些土层被蚀去，而露出其下部的基岩缓坡面时，水流就会沿着岩层的节理进行侵蚀而形成新的陡崖坡面，这些新的陡崖坡面按垂直节理平行崩塌后退，一方面破坏了原来的山麓缓坡，同时又在其麓部产生新的崩积缓坡极其下伏的基岩缓坡面，并随其上方的陡崖崩塌后退而不断扩大。这些新的缓坡，又会受到风化、侵蚀而产生更新的陡、缓坡面。所以在丹霞地貌区，可以见到数级陡缓坡地貌。如区内芦苇沟沟脑见到的三级以上陡缓坡面。这是丹霞地貌坡面发育的一种最基本方式。
上述丹霞地貌的形成过程，按W.M.戴维斯的经典理论，基本可分为幼年期、壮年期及老年期。
幼年期的丹霞地貌，多为深谷、深沟，如神鹰大峡谷中发育的“巷谷”、“一线天”。为水流沿原始构造层面或节理下切侵蚀而成。原始构造层面或夷平面仍占有相当大的面积。
原始构造层面或夷平面已基本破坏，形成千峰竟秀、万壑峥嵘的景象，如梨园河两岸见到的墙状、峰丛状以及白庄子见到的窗棂状宫殿式丹霞地貌等应为中年期丹霞地貌。
崖麓缓坡的面积已很大，在这些缓坡之上由陡崖所包围的方山、岩峰等地貌，已演变成为堡状残峰、残柱，如冰沟中见到的柱状、台状残峰及蘑菇石等应为老年期丹霞地貌。
彩色丘陵，其颜色五彩缤纷，其外貌低缓圆润。它的形成条件主要为：岩性多为泥岩，结构疏松，胶结物为泥质、砂质；形成过程主要为：在流水侵蚀、风力剥蚀下，使原来的块状岩石破碎，在原地堆积而成的地貌景观。其坡面平缓，堆积物松散，线条柔和，但缺乏丹霞地貌“身陡”的特征。

综上所述，丹霞地貌的形成是内、外营力共同作用之结果。新构造运动（本区具有继承性）控制了景区展布的格局，流水冲蚀、崩塌及风蚀等作用塑造了丹霞地貌景观；而彩色丘陵的形成主要受岩性的控制。
3．地质遗迹区的气候及交通现状
本区属典型的大陆性干旱气候，总的气候特征是气温年温差大，季节变化显著，降水稀少且分配不均，干燥多风。
据肃南站气象观测资料，多年平均气温3.6℃，多年平均蒸发量1784mm，多年平均降水量253mm，最大冻土深度2.45m，最大积雪深度0.3m,年日照时数2700小时左右；全年晴天占24.9%，阴天占46.8%，云天占28.3%，前山带平均相对湿度为50—55%。
境内降水总的趋势是从南向北逐渐减少，降水主要集中在6—8月，占全年降水量的61.5%，且多以集中的大雨及暴雨形式出现。一日最大降水量一般为15—30 mm，其中大雨频率为1—2次/年。降水的年际变化显著，丰水年降水量是枯水年的2—3倍。
境内交通便捷，兰新铁路、312国道自景区外围东部通过，距景区30—40 km；213省道（张肃公路）从景区中部通过；通往景区的三级公路业已修通，景区内以省道公路为骨架，加之以县乡公路，构成了四通八达的交通网络。
二、地质遗迹保护的必要性
张掖丹霞地貌、彩色丘陵经过漫长的地质历史演化，在新构造运动控制下，由雨洪冲蚀、崩塌和风蚀共同作用形成的独特地貌景观，是珍贵的、不可再生的地质遗迹，其作为旅游资源已为越来越多的人们所认同。景区丹霞地貌的幼年期到老年期地貌形态均有分布，其演变过程清晰可见；其窗棂状宫殿式丹霞地貌全国第一，其彩色丘陵全国第一，其丹霞地貌发育是全国最好的地区之一（黄进教授评价），与南方广东丹霞地貌相比具有北方丹霞地貌的典型特色，其面积达410 km2，规模较大，在国际、国内同类型地质地貌景观中具有典型性。由于丹霞地貌形成的外动力条件、所处地质环境的脆弱性，尤其是老年期的柱状、瓶状、蘑菇状等形态的丹霞地貌极易受到侵蚀而遭破坏，丧失其构景价值，所以对张掖丹霞地貌、彩色丘陵地质遗迹进行保护很有必要。
1.可提供理想的地学研究场所
对上述地质遗迹进行保护，可促进国内外学者对地貌与第四纪地质及红层的研究；不仅如此，也有利于保护景区所处的荒漠生态系统，而荒漠生态系统本身具有生命支撑价值、经济价值、消遣价值、遗传多样性价值、审美价值。
张掖丹霞地貌、彩色丘陵地质遗迹地处祁吕贺兰山字型构造体系的西翼，加上后期新构造运动的改造，褶皱、断裂发育；白垩系下统下岩组与上岩组岩性迥然不同，反映出古气候、古地理环境变化较大。对上述地质遗迹进行保护，为研究本区地质构造、古气候、古地理环境的演化变迁，提供了极佳场所和难得的实物资料。
《白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化》，最近成为国家重点基础研究发展计划—973计划中资源环境研究领域内的重大攻关课题。白垩纪期间，全球生物界、古地理和古气候均发生急剧变化，发生了很多重大地质事件，本区白垩系地层及其以前的老地层出露连续性好，为地质学在大的时空尺度上研究长周期变化，特别是研究过去自然界温室气候的变化提供了很好的研究材料和极佳场所，也是进行海陆对比研究的理想之地。其所蕴涵的古气候的科学意义，已引起全球越来越多学者的重视。
区内地层露头、地层接触关系表现清楚，砂砾岩、砂岩、泥岩结构特点、沉积构造的多样性，流水侵蚀、风力剥蚀的发育与丹霞地貌发育的关系，沟谷中的坡面侵蚀、下蚀与谷坡的崩塌现象，多处可见，是进行科学考察、学术研究与科普教育的良好场所。
2.观赏及美学价值
丹霞地貌、彩色丘陵作为一种特殊的山岳风光资源，有着与众不同的风格，沿梨园河谷地可边行边赏，移步换景，绵延数千米；敖河、南台子观景台是观赏彩色丘陵的极好场所；冰沟、芦苇沟等沟谷是分享赤壁丹崖、造型地貌的理想之地。景区内所到之处，怪石峥嵘，险峰林立，拟人、拟物、拟禽、拟兽，形象逼真，千姿百态，给人一种“心旷神怡，荣辱皆忘”的境界，与裕固、蒙古等民族朴实纯真的民俗风情融为一体；使人置身其中，感悟自然之神奇，造物之伟大，比人造物甚至艺术作品更能显示人的情感特质，比燃烧的火焰更能够显示人的炽热纯情；在这里，人与自然融为一体，超出他的存在深度，超出自身的控制，而达到人与自然的深刻和谐。
3.带动区域旅游业发展
上述丹霞地貌、彩色丘陵地质遗迹与张掖市其它众多人文与自然景观结合，特别是与肃南县康乐区的众多人文与自然景观结合，将整体提升肃南乃至张掖市旅游资源品味，对于开辟新的旅游线路，推动张掖市乃至甘肃旅游业发展具有重要意义，对景区内的少数民族脱贫致富具有很大的推动作用；同时随着旅游基础设施建设，将有力推动张掖市各行业的发展，为地方经济发展注入新的活力，推动经济的可持续发展。
4.地质环境的脆弱性
众所周知，西部地质环境十分脆弱，加之地貌景观的独特成因，景观地段的崩塌、侵蚀随时发生，不仅使景观遭受破坏，而且对游客的人身安全也构成威胁，施以人力保护就显的十分必要。
综上，对丹霞地貌、彩色丘陵地质遗迹的保护，可充分发挥保护区内各种资源功能，为人们提供一个具有较高科学品位的观光游览、度假休闲、科学研究、教育普及和文化娱乐场所；而且随着旅游资源的开发，会促进当地经济、文化和环境的可持续发展，对推动张掖市乃至甘肃省旅游业发展，对国家西部大开发及黑河流域综合治理战略，对提高张掖市乃至甘肃省知名度具有重要意义。
三、地质遗迹保护原则
1．全局性原则
应从全局和战略的高度认识保护的重要性，不仅把他看作是一项建设工程，
更要把其与西部大开发、黑河流域综合治理、促进民族团结结合起来，是一项带有全局意义的建设工程。
2．阶段性原则
地质遗迹保护是一项系统工程，应分阶段、分步骤进行，具体应全面规划、分步实施，重点突出，先易后难，先行试点，稳步推进，使这项工程稳步发展下去。
3．原生态保护原则
地质遗迹保护施工难度大，技术要求高，容易对周边环境产生扰动，具体实施时应以原生态保护和可持续发展为主线，做到科学保护。
4.重点突出原则
应首先着重保护那些老年期的柱状、瓶状、蘑菇状等构景价值较大且容易遭受侵蚀破坏的景观，其次保护那些容易遭受侵蚀破坏并有一定构景意义的台状、堡状等景观；积累经验，循序渐进，重点突出，科技先导。
四、地质遗迹保护方案及措施
1．调查地质遗迹的分布
已通过野外调查、对比、筛选，共精选出21处观赏性较强的景点，且分布较为集中。如芦苇沟的“盼郎归” “双龟聚首” “神仙宫” “灵芝湾”、冰沟的 “仙驼迎客”等形象逼真，情趣生动；冰沟的“摩天大厦” “古城堡”、无名沟的“卢浮魅影” 、白庄子的“赤壁丹崖”、芦苇沟的 “赤壁千仞”、刀山的“悬崖峭壁”等场面宏大、气势雄伟；敖河的“青龙戏火”、南台子的“白象山”等色彩绚丽、形态圆润；神鹰大峡谷的“一线天”“巷谷”等奇特无比。此外，白庄子至冰沟一线还零星发育有“类丹霞地貌”、“劣地式丹霞地貌”等，但构景价值却大为逊色。
景区除丹霞地貌、彩色丘陵地质遗迹外，尚有梨园河谷地内1958年大炼钢铁遗址、明代修建的烽火台以及东部的康乐草原、裕固人家等人文、自然景观，与丹霞地貌相映成趣。
2． 地质遗迹的保护方案及措施
地质遗迹保护的总体方案为分级保护，具体根据甘肃省国土资源厅文件（甘
国土资发（2002）115号），划分为一级、二级、三级保护区；一级保护区以主要景观的视域范围并参照地形划分，依此设置围栏等保护设施；一级保护区外围的一般景观（本区2Km左右）周围划为二级保护区；风景区范围内或白垩系地层范围内以上各级保护区之外的地区划为三级保护区（详见附图）。具体保护措施如下：
（1） 一级保护区（景观核心区）的保护措施
本区丹霞地貌主要沿沟谷两侧发育。在景观核心区外围0.5—1Km范围（一
般也是视域范围）设置护拦和保护标志牌。设置护拦的主要地点为白庄子、冰沟至小钻洞沟一线（包括冰沟、无名沟、白沙沟、神鹰大峡谷、小钻洞沟等）、刀山一线、南台子至红山湾、敖河一线、敖河沟、芦苇沟、大肋巴沟等。
（2） 重点景观的保护
对观赏性强、丹霞地貌特征显著且容易遭受侵蚀、风蚀的重点景观采取专门的保护措施，如发育在冰沟的“仙驼迎客” ，发育在芦苇沟的“盼郎归”“双龟聚首”“灵芝湾”等柱状、瓶状、蘑菇状丹霞地貌。可采用透明岩石强力胶喷、抹等措施。
（3） 对有第四系覆盖层的“类丹霞地貌”的保护
白庄子至冰沟一线发育的“类丹霞地貌”、“劣地式丹霞地貌”等，其顶
部均有一层第四系覆盖物保护，且长有植被，可通过种植适宜本区植物生长的种子，培育植被，增强覆盖物的固着能力，同时，在容易遭受侵（风）蚀的坡面上喷抹透明岩石强力胶，力求原生态保护，提高游客的视觉感官价值（丹崖绿草）。
（4） 对容易遭受雨水侵蚀的丹霞地貌坡面的保护
雨水的侵蚀一方面成就了丹霞地貌，另一方面对丹霞地貌的坡面产生较强的破坏力，从而有损景观的可赏性。对于坡面上较深的沟纹，一方面在源头对水流进行疏导，一方面用透明岩石强力胶进行喷抹，严禁对环境的强力扰动。
五、地质遗迹保护经费预算
保护经费的预算包括地质遗迹调查费用、设计论证编写、综合研究报告编写、报告印刷出版；围栏费用、标志牌费用、透明岩石强力胶费用、种子费用、保护人员生活及管理办公设施以及相应的人工费、运输费等。
预算依据：地质遗迹调查费用、设计论证编写费用、综合研究报告编写费用、报告印刷出版费用根据《中国地质调查局地质调查项目设计预算暂行标准》（2000年2月）；其他费用根据调查、咨询的现行市场价格预算。
1．地质遗迹调查及论证、研究、出版费用
根据《中国地质调查局地质调查项目设计预算暂行标准》中，专项水文地质、
生态环境地质测量、1：5万水文地质测量（正测、乘1.2的地区调整系数）标准进行预算，调查面积516.75Km2，预算结果，地质遗迹调查费用为13.02万元，设计论证编写费用为1.5万元，综合研究报告编写费用为4万元，报告印刷出版费用为1.5万元，此项共计20.02万元。
2．目前急需围栏保护费用
由于该地质遗迹分布广、范围大、类型多，需保护面积达410Km2其中核心
区共有6处，计77Km长。按照阶段性开发保护原则，今年只申报南台子至红山湾28Km长度圈定的保护范围所需费用。主要包括水泥预制杆、护网、人工费、运输费等。预制杆每隔5m设置1个，预制杆长1.8m，护网高1.3m，护网每米单价20元，预制杆每个单价50元，两项均含人工费、运输费，合计每1000m30000元，共计84万元。
3．标志牌费用
上述一级保护区以及其间的各沟谷均设立地质遗迹保护标志牌，标志牌价格
含人工费、运输费。
保护标志牌 31个 ， 费用 62000 元；
4．“类丹霞地貌”的保护费用
主要包括种子费、人工费、支架费、运输费等。
估算为14万元；
5． 透明岩石强力胶费用
主要包括强力胶费、人工费、运输费等。
强力胶2000 桶 ，费用200000元；
6． 预算总费用
经预算地质遗迹保护总费用为144.22万元。
7．资金来源
建议资金来源省财政占50%，地方财政占50%，即省财政投资72.11万元，
地方投资72.11万元。
六、结论与建议
1．结论
甘肃张掖丹霞地貌暨彩色丘陵地质遗迹保护，可充分发挥区内各种资源功能，为人们提供一个具有较高科学品位的观光游览、度假休闲、科学研究、教育普及和文化娱乐场所；而且随着旅游资源的开发，会促进当地经济、文化和环境的可持续发展，对推动张掖市乃至甘肃省旅游业发展，对国家西部大开发及黑河流域综合治理战略实施，对景区贫困人口的脱贫致富，加强民族团结，对提高张掖市乃至甘肃省知名度具有重要意义。
2．建议
该报告保护方案和各项措施符合实际情况，技术可行，建议省市有关部门给
予大力支持，以有效保护地质遗迹。