湖南山丹霞地貌的特征研究.pdf

:./.湖南山丹霞地貌的特征研究肖清华湖南工程职业技术学院 湖南长沙 摘 要:湖南崀山丹霞地貌是中国面积最大的丹霞地貌区之一 其物质基础是白垩系上部的紫红色砂砾岩岩石坚硬它的主要成分是 是形成丹霞地貌的主要地层 利用 软件分析了崀山丹霞地貌区白垩系范围内高程与夷平面特征 根据前人地质资料以及实地踏勘辅之以地形剖面图确认崀山丹霞地貌区至少存在、四级夷平面 在此基础上反演了崀山丹霞地貌的演化过程关键词:丹霞地貌湖南崀山地貌特征 广东省韶关市仁化县境内有一座名山色如渥丹灿若明霞称为丹霞山它是丹霞地貌的命名地 年冯景兰等在粤北地区仁化和南雄等县考察把形成赤壁丹崖的红色砂砾岩层命名为丹霞层 郭福生等强调丹霞地貌的三大基本要素:赤壁丹崖地貌特征、燕山旋回以来陆相红层基础和以流水侵蚀为主的地质营力 湖南崀山丹霞地貌地处湖南省新宁县城之南面积约 平方千米是中国面积最大的丹霞地貌区之一 年湖南省新宁县召开第三届丹霞地貌旅游开发学术讨论会其中有 篇是论述崀山丹霞地质地貌及其旅游资源的 肖自心等阐明了崀山丹霞地貌地质简况及开发价值着重叙述了控制丹霞地貌发育的地层与构造因素并进一步认为在岩性、构造、气候、水文、时间等因素的综合影响下崀山形成了复杂的地貌类型胡能勇等总结了丹霞地貌的演化模式:丹霞岩层沉积阶段、丹霞岩层成岩及变形阶段、丹霞岩层塑景阶段 欧阳杰、朱诚等对世界自然遗产地广东丹霞山、湖南崀山、福建泰宁、江西龙虎山龟峰的砂岩和砾岩抗压强度做了系统对比研究特别对崀山丹霞地貌岩体进行了抗酸性侵蚀脆弱性实验砂岩和砾岩对抗酸侵蚀具有高度脆弱性 中山大学黄进教授六次考察崀山并撰写崀山丹霞地貌从崀山丹霞地貌形成的地质基础、内外力作用、崀山丹霞地貌的分区、崀山地貌发育简史及地貌发育定量测算等方面全面阐述对崀山丹霞地貌的认识 崀山丹霞地貌物质基础崀山丹霞地貌的物质基础是白垩系下统栏垅组 下部主要为紫红色厚层含砾砂岩、含砾泥质粉砂岩 上部为紫红色厚层至巨厚层砾岩、砂砾岩夹含砾砂岩及少量含砾泥质粉砂岩岩石坚硬是形成丹霞地貌的主要地层 岩层由南向北厚度变薄 砾石成分复杂见灰岩、砂岩、粉砂岩、花岗岩等有的砾石石英成分很高 白垩系总厚 大致分布于新宁窑市梅溪资源一带资新盆地外围山丘不断抬升通过山溪洪流向盆地输送大量化学和机械碎屑物质干燥炎热、封闭的古地理环境使得红层普遍含 肖自心等在崀山采集标本 块崀山白垩系岩石的 含量为.平均含量.本文也分别在崀山丹霞地貌区采集四块砂砾岩(见表)含量.平均值.含量.平均值.数据表明崀山丹霞地貌区多为巨厚的砾岩与砂砾岩石英含量很高容易保存下来且欧阳杰、朱诚等针对崀山丹霞地貌岩体抗酸侵蚀脆弱性实验显示砾岩抗酸侵蚀能力大于砂岩抗酸侵蚀能力所以在白垩系的红层中上部砂砾岩居多可形成典型的丹霞地貌下红层砂岩、粉砂岩居多含砾石减少相对较软一般只能形成坡面和缓的丘陵表 崀山丹霞地貌区砂砾岩 与 样号采样点岩性八角寨紫红色砾岩.骆驼峰紫红色砾岩.天一巷紫红色砾岩.紫霞轩紫红色砾岩.平均值:.平均值:.数据由国土资源部长沙矿产资源监督检测中心(湖南省地质实验测试中心)测试此外白垩系紫红色砂砾岩中普遍含有 红层含钙质砾岩因溶蚀、潜蚀、崩塌而形成的洞穴称为丹霞喀斯特洞穴 其中位于崀山镇的五柱岩发育在红色钙质砂砾岩中可谓是丹霞喀斯特的标志性地貌景观在中国丹霞中甚为罕见 进入五柱岩内部观察洞穴顶部的裂隙处仍可发现白色 析出(图)科技风 年 月工程技术图 崀山五柱岩独特的丹霞喀斯特现象 崀山丹霞地貌高程特征本文使用的数据为 研究区内范围大致为:东经 长约 北纬 长约 在此区域内建立数字高程模型利用 软件统计崀山丹霞地貌区白垩系范围内高程数据分布特征在 高程区间内共提取数据 个其中 区间占有绝对的优势百分比达.区间百分比达.(见表)在所有高程数据中 高程、高程、高程数据出现频率位列前三位分别占总数据的.和 多为河流阶地面而 为本区域的分布范围最广的最低一级夷平面表 崀山丹霞区高程数据分布及百分比统计高程区间数据个数百分比.数据总数:个 崀山丹霞地貌夷平面研究据水文地质普查报告城步幅意见白垩纪末期资源新宁红层盆地随区域性上升为陆结束了本区红色内陆碎屑岩沉积 自第三纪早期至早更新世有两次相对稳定和上升阶段形成了两级剥夷面 胡能勇等认为崀山国家地质公园由南西西向北东东保存有依次降低的 级剥夷面高程分别为 左右、左右及 左右黄进先生根据详细的大比例尺地形图分析及野外考察认为:崀山丹霞地貌区由于地壳间歇性上升形成了、和 四级夷平面针对崀山地貌年龄问题根据资源新宁白垩系盆地内三个河流阶地热释光测年样品地壳上升速率平均值./万年 随后计算出崀山山峰年龄表估算了 座山峰的地貌年龄 其中地貌年龄在.的有 座山将军石(.)、玉泉山(.)、穿岩石(.)、乐天楼(.)、崀虎啸天(.)地貌年龄在 的有 座山米筛寨(.)、三个岩(.)、笔架山(.)、半山天生桥(.)、大登寨()、和尚头(.)地貌年龄在.的 有 座 山 白 面 寨(.)、骆 驼 峰()、燕子寨(.)、鹅公寨(.)、斗篷寨(.)、金黄石(.)、鹰嘴岩(.)、大石冲天生桥岩壁(.)、北乌云寨(.)其他地貌年龄分布相对比较零散也就是说崀山山峰地貌年龄在三个时间节点富集它们是.、.、.通过建立数字高程模型选择崀山丹霞地貌区六条剖面线(图)制作六幅崀山丹霞地貌区地形剖面图(图、图)其中、地形剖面图延伸方向北东南西向、地形剖面图延伸方向大致为东西向根据前人地质资料以及实地踏勘辅之以地形剖面图笔者认为崀山丹霞地貌区至少存在、四级夷平面 夷平面本区丹霞地貌最高最老的夷平面又可称为“八角寨夷平面”其中神天堂.、八角寨.为夷平面的残留部分 夷平面刘尚仁命名为“庆子石夷平面”如白面寨.、燕子寨.、斗篷寨.、北乌云寨.等 夷平面又可称为“黄背东夷平面”分布范围甚广如啄木鸟石.、玉泉山.、穿岩石、雄狮迎宾.等 夷平面又可称为“金石镇夷平面”本区最低最新的一级夷平面离附近扶夷江水面高差约 工程技术科技风 年 月图 崀山丹霞地貌区 地形剖面图图 崀山丹霞地貌区 地形剖面图 科技风 年 月工程技术图 崀山丹霞地貌区六条剖面线位置对比崀山丹霞地貌区的四级夷平面 夷平面可以近似对应.的地貌年龄(典型如将军石海拔.地貌年龄.)夷平面可以近似对应.的地貌年龄(典型如和尚头海拔.地貌年龄.)夷平面可以近似对应.的地貌年龄(典型如白面寨海拔.地貌年龄.斗篷寨海拔.地貌年龄.北乌云寨海拔.地貌年龄.).、.、.这三个夷平面形成的地貌年龄与青藏运动的 幕 幕 幕发生的时间何其相似而崀山丹霞地貌 左右的夷平面代表山峰为八角寨其海拔年龄.也就是说崀山丹霞地貌形成的时间大约可以追溯到 这个时间节点与“青藏高原序幕”的节点大致同时近年来研究表明喜马拉雅运动主幕使得青藏高原达到约高原边缘一些地方可降至 而青藏运动的起点是一个接近 的准平原此前喜马拉雅运动造成的隆升沉降区域因侵蚀堆积已趋于平坦统一的广阔地面 从 开始青藏地区发生了以水平旋转和走滑运动为主伴随轻度抬升和生长地层发育的构造活跃这是青藏高原将再一次强烈抬升的前奏李吉均先生把 左右称为“青藏运动序幕”此时崀山大致还是一个 左右的准平原青藏高原从.开始相继发生三次构造运动这是青藏高原发生的最强烈的上升分别命名为青藏运动(幕.幕.和 幕.).青藏运动开始时平均海拔数百米(不超过)的主夷平面大幅度抬升此时崀山平均海拔约()根据.(幕)、.(幕)、(幕)这三个时间节点以及对应三个夷平面的高度 、可以大致反演崀山丹霞地貌隆升过程(图)图 崀山丹霞地貌隆升过程示意图 崀山丹霞地貌演化过程据安芷生等归纳的中新世以来青藏高原主要构造事件表大约 高原东部及南部发生隆升事件东部边界到达四川盆地北缘高原东南边缘河流快速下切剥蚀速率明显增大堆积了一套粗粒沉积 此期间青藏高原可能发生了一次重要的加速生长 等用岩石圈对流剥离假说对该时段隆升机制进行解释认为对流剥离及其伴随加速隆升的发生将对高原周边的地块施加水平方向的附加偏应力导致高原加速隆升 左右和向周边扩展 总之中新世以来 青藏高原发生了快速、大幅度的纵向及横向生长根源可能是地幔岩石圈的拆沉作用张培震等研究也表明 或约 青藏高原东缘的岷山、龙门山及川滇高原发生了构造活动加速和构造隆升青藏高原向周边扩展扩展方式是通过一系列逆冲断层、褶皱变形、左旋走滑及其伴随的山脉隆起和盆地消亡而实现的这必然对崀山丹霞的隆升造成影响由此崀山丹霞地貌演化过程重要事件可以勾勒出来()早白垩世中期到古新世构造事件(约 )晚燕山构造期(万天丰等建议恢复使用四川构造期)中国东部现代地貌的发育萌芽时期在近 向缩短和近东西向伸展作用的影响下形成一系列的断陷盆地华南地区造就了大量的中小型红层盆地资新盆地就是在这种构造背景下形成的盆地大概长达 宽达 此时期也对应于陈国达先生多次强调的“地洼”形成主要阶段亦即所谓的地台活化 资新盆地沉积了一套陆相盆地沉积山洪及河流带来周边山区的泥砂、砂砾以冲积扇、洪积扇的形式充填堆积起来构成了崀山丹霞地貌的坚实物质基础()始新世到渐新世构造事件(约 )华北构造期此时崀山地区既受到东侧太平洋板块向西俯冲挤压的影响也受到印度板块向北俯冲、挤压作用的影响两者作用叠加资新盆地逐渐关闭因此本区此时缺乏地层沉工程技术科技风 年 月积物()新近纪早更新世构造事件(约 )喜马拉雅构造期相对于中国西部的强烈变形崀山地区为构造变形微弱区 大陆出现台阶状地形特别是 开始青藏运动拉开序幕.崀山丹霞地貌抬升至少青藏运动主幕.崀山丹霞地貌抬升至少(图)四级夷平面逐渐突显出来它们分别是:八角寨夷平面、庆子石夷平面、黄背东夷平面、金石镇夷平面 这四级夷平面受区域地势面倾斜方向控制皆向北倾斜长江、黄河水系全线贯通在早更新世晚期(.)此时资江上游的扶夷江也开始全面贯通 岩层经流水作用、风化剥蚀作用以及重力作用等多种外动力因素的塑造逐渐呈现出丹霞地貌景观()中更新世全新世构造事件(约 以来)新构造期本区最新的、比较微弱的构造活动 在资江新宁县城附近形成了四级河流阶地显示 以来本区发生了四次微弱的构造抬升根据大量实际地质资料万天丰认为重大构造事件在全球“准同时”发生的现象是普遍的在一定区域内(如处在同一个板块俯冲带、碰撞带或板块内部)几乎同时发生重大构造事件的现象更是十分常见 对于青藏运动而言从 揭开其序幕到青藏运动的 幕、幕、幕此次构造运动对于青藏高原隆升的影响与对于丹霞地貌形成的影响是有差异的大致来说青藏运动主幕把高原抬升了约而把崀山丹霞地貌只抬升了约 丹霞地貌在我国东南区域广泛分布加强东南地区典型丹霞地貌对于青藏运动响应的差异性研究是非常有必要的参考文献:冯景兰朱翔声.广东曲江仁化始兴南雄地质矿产.两广地质调查所年报():.郭福生陈留勤严兆彬等.丹霞地貌定义、分类及丹霞作用研究.地质学报():.黄进.崀山丹霞地貌.北京:科学出版社.肖自心汤国雄邹文发.崀山丹霞地貌风景区的地质简况及其旅游开发价值.湖南地质():.肖自心邹文发周良才.崀山红层含钙特征及其对丹霞地貌发育的影响.第三届丹霞地貌旅游开发学术讨论会讨论集.经济地理 卷(增刊).肖自心汤国雄邹文发.崀山的形成与地貌发育特征.湘潭师范学院学报():.胡能勇钟九思蔡让平等.湖南崀山丹霞地貌景观的形成演化及评价.飞天山丹霞地貌与生态旅游学术研讨会论文集.欧阳杰朱诚彭华等.湖南崀山丹霞地貌岩体抗酸侵蚀脆弱性的实验研究.地球科学进展():.欧阳杰朱诚彭华.丹霞地貌的国内外研究对比.地理科学():.湖南省革命委员会地质局区测队三连.中华人民共和国区域地质报告 万城步幅.北京:冶金工业出版社.中国人民解放军 部队.中华人民共和国区域水文地质普查报告 万城步幅.胡能勇曹湘潭童潜明等.走进崀山国家地质公园.长沙:湖南地图出版社.张培震郑德文尹功明等.有关青藏高原东北缘晚新生代扩展与隆升的讨论.第四纪研究():.李吉均周尚哲赵志军等.论青藏运动主幕.中国科学:地球科学():.安芷生张培震王二七等.中新世以来我国季风干旱环境演化与青藏高原的生长.第四纪研究():.:/()/.:./.():.():.:.:.万天丰.中国大地构造学.北京:地质出版社.朱诚马春梅张广胜等.中国典型丹霞地貌成因研究.北京:科学出版社.基金项目:湖南自然资源科技计划项目基于 湖南典型丹霞地貌特征研究()作者简介:肖清华()男江西泰和人硕士副教授南京大学访问学者研究方向:地质地貌 科技风 年 月工程技术