丹霞风景地貌.

赵永刚副教授西安石油大学综合素质教育课2013年3月风景地貌学概论第六章丹霞风景地貌丹霞地貌的由来在广东省韶关市东北郊，有一片神奇的山地，红色的石头，红色的山崖，看去似赤城层层、云霞片片，古人取其“色如渥丹、灿若明霞”之意，称之为丹霞山。20世纪30年代，我国著名地质学家、中科院资深院士陈国达教授在对丹霞山及华南地区的红石山地作了深入研究之后，以发育最典型的丹霞山为名，将这一类地貌命名为“丹霞地貌”，并很快为学术界接受与采用。此后凡由红色砂砾岩构成的，以赤壁丹崖为特色的一类地貌均称为丹霞地貌。丹霞地貌分布区，往往是奇山秀水相辉映，是构成风景名山的一支重要类型。1928年，我国地质学者冯景兰等在考察广东仁化、始兴、南雄地质矿产时，对该地第三纪下部红色砂岩砾岩所形成的奇险雄伟的丹崖赤壁地貌及其分布作了极生动的描述。1939年，我国地质学者陈国达等在《江西贡水流域地质》一文中正式提出“丹霞地貌”一词，之后，即以此作为红色地层形成的一种特殊的“红崖丹壁”峻峭山岗的名称。丹霞地貌的由来丹霞地貌学术创始人陈国达院士简介陈国达（1912—2004）中国科学院资深院士，地质学家，活化构造学说和递进成矿理论的创立者。自20世纪30年代开始，从事地质学理论研究，最主要的科学贡献有：提出地洼学说理论体系，形成了发源于中国的国际地洼学派；丹霞地貌学术创始人。（1）提出“丹霞地貌”的概念（2）阐明丹霞地貌的形成机制（2）大力倡导并鼓励开发利用“丹霞地貌”资源世界上和我国丹霞地貌的大致分布世界上丹霞山地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，而以我国分布最广，类型最齐全。目前我国已发现的丹霞地貌有650多处，国外也发现了50多处。我国发育得比较典型的丹霞地貌有“碧水丹山，奇秀东南”的武夷山、“丹崖赤壁”的丹霞山、奇峰竞秀的龙虎山和圭峰山、凌空峭拔的齐云山。广西资源的八角寨、广东坪石的金鸡岭、湖南宁远的九嶷山与新宁的崀山、河北承德的棒锤山、甘肃的麦积山和崆峒山、宜昌至安庆长江两岸的“赤壁临江”等，其风光都很有名。目前我国的151处国家重点风景名胜区中，就有26座属于丹霞地貌名山。第一节丹霞地貌的形成条件及发育的基本过程一、丹霞地貌发育的物质基础—红层红层是从中生代，特别是从侏罗纪到早第三纪的陆相红色岩系，是一种典型的陆相沉积，是在封闭的、相对干燥的内流盆地环境中形成的。红层由红色砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质页岩和泥质页岩等交互组成，并夹有一些淡水灰岩、石膏、岩盐等蒸发岩，以及暗色的砂岩和页岩(包括碳质页岩和含油页岩)等，厚度可达1000米以上。岩石呈红色是因为岩石颗粒之间的填充物或胶结物主要是氧化铁(以赤铁矿居多，针铁矿和磁铁矿次之)，故呈红色。由于沉积环境的差异和后期地质作用的改造，红层的颜色有棕黄、褐黄、紫红、褐红、灰紫等偏红色调。关于地层中红层的类型（1）红层是从中生代，特别是从侏罗纪到早第三纪的陆相红色岩系（丹霞地貌发育的物质基础）；（2）红层是碳酸盐岩风化壳中的红色残积物（土壤）；（3）热带和亚热带湿润气候中形成的花岗岩风化残余物（土壤）；（4）第三系和第四系黄土中的红层（老黄土经雨水淋滤后的含铁质残余物）；（5）其他成因或其他类型的“红层”，例如半深海红色软泥和深海棕色粘土（红色粘土）。鄂尔多斯盆地新生界地层简表鄂尔多斯盆地中生界地层简表红色砂泥岩红色砂泥岩(一)断层节理决定了山块的格局二、地质构造的影响盆地内部的构造线格局是控制丹霞地貌山块格局乃至山块形态的基本因素。大的构造线控制了山块总体的排列方向，小构造则控制山块的走向、密度和平面形态。丹霞山的山块排列基本沿北北东向的大断层延伸，而山块的走向、石柱的排列主要沿近东西向的断层和大节理延伸。(二)岩层产状控制了坡面的形态二、地质构造的影响根据黄进等人(1982，1992)的研究，岩层产状对丹霞地貌形态的影响主要是对于山块顶面和构造坡面的控制。一般情况下，近水平岩层上发育的丹霞地貌具有“顶平、身陡、麓缓”的坡面特征；缓倾斜岩层上发育的丹霞地貌则“顶斜”，具有单面山的特点，其斜顶基本和岩层层面一致。陡倾斜岩层所发育的丹霞地貌若不是保留了古侵蚀面的话，其顶面很难形成平顶或缓斜顶，而往往是尖顶。甘肃刘家峡地区的岩层倾角达50～60°(黄可光，1992)，其构造坡面已构成陡崖坡。(三)地壳升降控制了地貌发育进程二、地质构造的影响地壳升降的影响体现在红层盆地必须是后期上升区，以便为侵蚀提供条件。上升到一定程度而长期相对稳定，有利于丹霞地貌按连续过程从幼年期到老年期逐步演化；间歇性抬升则可能发育多层性丹霞地貌，安徽齐云山的这种陡缓坡组合多达五级。据黄进、刘尚仁等(1994)在丹霞山区河流阶地冲积层中进行的热释光采样分析，得知丹霞山区的地壳平均上升速度为0.97m/万年。由此可知，丹霞山现代地貌形成于距今大约600万年前，其丹崖后退速度平均为0.5～0.7m/万年。直接影响丹霞地貌发育的外动力因素主要有流水、风化和重力等作用，其中流水是塑造地貌的主动力。在干旱区，风力对于外表形态的塑造具有不可忽视的作用；在湿润区，生物对于风化作用具有一定的影响。三、外力作用的影响(一)流水作用①流水作用在丹霞地貌发育和演化中的主导性表现为流水是下切和侧蚀的主动力；②同时流水又不断地蚀去坡面上的风化物质，使风化得以继续进行；③流水的侧蚀往往在坡脚掏出水平洞穴，使上覆岩块悬空，为重力崩塌提供了可能。④此外，流水对红层中的可溶性成分进行溶蚀，可促进水动力侵蚀的加强和风化作用的进程。(二)风化作用风化作用对暴露的红层坡面进行着经常性的破坏，因为红层在垂向上的岩性差异而导致抗风化能力的不同，常使得砂砾岩等硬岩层相对凸出而成顺层岩额或岩脊，而泥质或粉砂质软岩层则凹进而成顺层岩槽或顺层岩洞，形成丹霞地貌陡崖坡上独特的微地貌景观。黄进(1996)认为由于红层孔隙度大、矿物成分复杂，导温性能差，尤其易于片状风化剥落。他把红层的风化作用归为凸片状风化和凹片状风化两种，前者使山顶、山脊或石块圆化，后者使软岩层凹进。并认为凹进岩槽的某一部分可继续风化发育成扁平洞，进而发育成穿洞，部分穿洞可继续风化及崩塌，发展成为天生桥。此外，干旱区的盐风化、高寒区的冻融风化使这些地区的丹霞地貌物理风化强烈，而使其形成比较粗糙的表面。(三)重力作用因为陡崖坡往往是崩塌面或经后期改造过的崩塌面，是丹霞地貌最具特色的形态要素，所以重力作用在丹霞地貌发育过程中相当重要。重力作用往往发生在流水下切或侧蚀而形成的临空谷坡上，当流水侧向掏蚀而使山坡局部悬空时，悬空岩体便可能沿原生构造节理或减压(卸荷)节理发生崩塌。此外，陡崖坡上的风化凹槽进一步加深，上覆岩体失去平衡也可沿破裂面发生崩塌；洞穴、天生桥的顶板也常因风化而发生局部崩塌等等。陡崖坡的崩塌大多是沿着某一破裂面的块状崩塌，到坡脚发生机械破碎，因而坡脚常堆积由巨大石块构成的崩积物。例如，仁化丹霞山锦石岩陡崖下的崩积物最大的可达30m×20m×5m，丹霞山宾馆在上面建了一幢三层楼房。(四)其他外动力其他外动力，例如，风沙吹磨可在丹霞崖壁上形成大量的风蚀窝穴；海洋的波浪作用影响海岸丹霞地貌的发育；人工凿石雕凿出人工丹霞地貌。四、丹霞地貌发育的基本过程1.内陆盆地形成，氧化环境，碎屑堆积(洪积、冲积、湖积)出现(图6—1A)。2.红层盆地抬升，以断裂为主的块状构造发育，局部宽缓褶曲，地壳渐趋稳定(图6—1B)。四、丹霞地貌发育的基本过程3.红层盆地抬升的同时，流水下切，其原始洼地往往继承性发育主河谷，断层破碎带和大节理成为流水切割的薄弱地带，也可能发育主河谷。巷谷和峡谷发育，上部保持较大面积的沉积顶面或弱侵蚀平台(图6一lC)。4.随着主河谷接近区域侵蚀基面，近河谷地带出现红层峰林，远河谷地带发育红层峰丛，地表崎岖(图6一lD)。5.主河谷与主要支谷达到侵蚀基面，河谷平原、红层丘陵和红层孤峰相见分布，局部可保存峰林状(图6—1E)。6.随着流水等侵蚀作用，陡崖坡则不断崩塌后退，山顶的平缓坡面则被切割，并使其面积逐渐缩小，原来的山块则退缩成为“堡状残峰(石蛋)”或成为孤立的石柱—石针(图6—1F)。上述过程可能随地壳的间歇性抬升或流水的间歇性下切而在一个地区多次重复进行，所以在丹霞地貌区常可见到数级陡缓坡阶梯式地貌(因岩层的软硬差异，也可形成多级陡缓坡面)。根据黄进的研究，当陡崖坡发生崩塌时，巨大的重力使崩塌下来的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，当陡崖坡发生一次规模较大的崩塌作用之后，常间以一个稳定时期(右图)。这不但使陡崖上的片状、块状风化剥落作用得以进行，而且使崖麓缓坡的崩积物有一个较安定的时期来进行风化作用，使崖麓缓坡上有相当一部分形成红色风化壳及土壤层。这时坡面水流也在缓坡上进行冲刷、侵蚀。当缓坡上某些部分的土层被蚀去，而露出基岩缓坡面时，水流就会沿着岩层的节理进行侵蚀而形成新的陡崖坡(也可以发生在地壳重新抬升的背景下)。然后又在其麓部产生新的崩积缓坡及其下伏的基岩缓坡面，并随着其上方陡崖的崩塌后退而不断扩大。第二节丹霞地貌形态特征与分类一、丹霞地貌的基本形态特征黄进把近水平构造的丹霞地貌坡面，自上而下分为三种类型：(1)受近水平岩层面控制的层面顶坡这些顶坡一般呈微微上凸平缓坡面，坡度与岩层面的控制有关，同时也与山顶风化物质在湿润条件下的内摩擦角有关。(2)受垂直节理控制的陡崖坡陡崖坡主要是因为较大面积的岩块沿垂直节理发生崩塌作用形成的陡崖。这种陡崖坡是三种坡面中最重要的一种坡面。在陡崖处于相对稳定状态时，由于风化、片流侵蚀，陡崖面上会发生突出部分圆化、软岩层凹进、坡面形成平行沟槽等微地貌。(3)受崩积岩块内摩擦角控制的崩积缓坡崖麓崩积缓坡，一般较严格地受崩积岩块内摩擦角所控制，多在30°左右。当崩积物较粗大时，其坡度较陡；反之则较缓。若崩积物及风化层被蚀去，则露出其下的基岩缓坡。“顶平、身陡、麓缓”三种坡面，是丹霞地貌中最基本、最简单的坡面类型，也是丹霞地貌的基本形态特征(下图)。二、丹霞地貌分类由于发育丹霞地貌的物质基础、构造条件、外动力因素等差异，形成了丰富多彩的丹霞地貌类型。黄进(1992)曾以六个方面的依据对丹霞地貌进行不同系列的分类(下表)。彭华按地貌形态和按地貌的组合结构分类如下面两个表：三、几种典型丹霞地貌形态(一)方山方山是从构造高原或台地分割出来的破碎山体，以平坦的山顶为特征，如我国粤北的丹霞山，高600多米，由厚层坚硬的晚白垩系红色砾岩、砂岩等岩层组成，岩层倾角仅5°～8°，峰平坡陡，形似城堡或山寨，故俗称为“城”、“寨”，如平头寨、扁寨、巴寨等。又如浙江省永康县的方岩，是由红色沙砾岩组成的方山，高384m，附近诸峰群立，顶平形方，四壁如削。此外在我国的湘、赣、川、鄂、甘、冀等地红层堆积的盆地中，都普遍发育出构造台地和方山地貌。(二)峰林峰林由台地和方山演变而来，当侵蚀作用深入到构造台地和方山内部时，它们都遭受强烈的破坏，形成高低参差、面积较小的峰林地貌，其中包括有：①狭长的石岭，如粤北坪石的“一字峰”；②矮窄的石墙；③孤立的石峰，如丹霞山的僧帽峰、姐妹峰、茶壶峰，武夷山的玉女峰、大王峰；④高尖的石柱和石针，如丹霞山的蜡烛峰；⑤圆大的石蛋，如粤北坪石金鸡岭上的金鸡石等。它们都是很好的地貌旅游资源。(三)崖壁崖壁是丹霞地貌的一大特色。崖壁的坡度一般超过60°，有的甚至大于90°，或逆坡倾斜。崖壁的形态受岩性支配，种类有：悬崖、额状崖、凹状崖和阶级状崖(左图)。当崖壁的后退多沿垂直节理作折线状进行时，形成阶级状崖，又称为构造阶地或假阶地，这种阶地是差别侵蚀而成，与地壳上升及河流作用无关。崖壁形成的条件：(1)岩层垂直节理发育垂直节理是风化和流水下切作用的通道，它为崖壁的发育提供了构造条件。(2)岩性坚硬造崖层主要是硬岩层，它能使出露的崖壁得以长久保存，不易被风化侵蚀而成为缓坡。我国华南红层中的沙砾岩，其硬度大，抗压强度可达20～70兆帕，故能造成台地、方山或峰林的崖壁。相反，