地质地貌学

第22卷增刊经济地理ECONOMICGEOGRAPHYVol.22,2002年3月第七届全国丹霞地貌旅游开发学术讨论会论文集Mar.,2002名称起源1928年，获美国哥伦比亚大学地质学硕士学位的矿床学家冯景兰，在我国粤北仁化县注意到了分布广泛丹霞山(广东省仁化县)的第三纪（6500万年～165万年前）红色砂砾岩层。在丹霞山地区，厚达300-500米的岩层被流水、风力等风化侵蚀，形成了堡垒状的山峰和峰丛、千姿百态的奇石、石桥和石洞。[1]冯景兰意识到这是一种独特的地貌景观，并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层。[2]而“丹霞”一词源自曹丕的《芙蓉池作诗》，“丹霞夹明月，华星出云间”，指天上的彩霞。[3]丹霞地貌的定义1938年，构造地质学家陈国达把这种红色岩层上发育的地貌称为“丹霞地形”，并把这种地形作为判断丹霞地层的标志。[1]1977年，地貌学家曾昭璇才第一次把“丹霞地貌”按地貌学术语来使用。[1]1982年，素有“丹霞痴”之名的地理学家李见贤（黄进）发表了《丹霞地貌坡面发育的一种基本方式》，这是中国论述丹霞地貌的第一篇论文。这个时期正是中国旅游业大规模发展的起始阶段，丹霞地貌作为一种重要的旅游资源，受到了来自社会各界越来越多的关注。[1]1983年《地质辞典》首先提出丹霞地貌定义，“指厚层、产状平缓、节理发育、铁钙质混合胶结不匀的红色砂砾岩，在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。”这是学术界对丹霞地貌所下的第一个定义。[1]从此之后，不同的辞书、专家对丹霞地貌的定义达到20种以上，甚至同一位专家对丹霞地貌所下的定义在几年之间也会发生很大变化。而这些增刊高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型51定义中的不同之处若从岩石地貌学的角度来看，是属于原则性的，各种定义彼此是不能合理共存的。岩石地貌中的关键因素是构成地貌的岩石类型，对于构成丹霞地貌的岩石来说，多数人主张是碎屑岩中的砾岩和砂岩，有的则认为还应包括火山碎屑岩、红色碳酸盐岩、浅变质岩，甚至有人主张只要是能形成赤壁丹崖群的红色岩系就行。此外，关于构成丹霞地貌的岩石的成岩环境也没有达成统一认识。多数人主张应该是陆相（即当时应是在河流或湖泊环境中）沉积的岩石，有人则认为应包括海相（即当时应是在海洋环境中）沉积的岩石，还有人提出：“凡红色碎屑岩，不论它是陆相、海相、火山相（即是由火山活动所生成的岩石），只要形成丹崖赤壁的都称丹霞地貌。”构成丹霞地貌岩层的时代对于构成丹霞地貌岩层的时代，学者们持有截然相反的见解。有人主张岩石地貌只有和构成它的地层的时代联系起来，而且限制在特定的层位才有对比意义，有人主张不应受时代限制，有人甚至认为把自己原来定义中的地层时代删去代表着进步，认为只要是形成赤壁丹崖的红色岩层就都可以被考虑进来。然而，在岩石地貌学中，岩石的时代是用来进行地球演化过程对比研究的必要条件之一，失去了时代限定的岩石地貌，其对地质学研究所能提供的参考阶值就大打折扣了。在地貌形态上，多数人强调赤壁丹崖才算丹霞地貌，但也有人把拱门、巨丘、石蛋、石蘑菇、劣地、土柱林等划入丹霞地貌，目前在这个问题上也没有最终的结论。最后，对岩石的色彩讨论也出了问题。所有丹霞地貌的定义都承认岩石是红色的，但对色调并没有定量标准，甚至有人认为某些灰白色岩层形成的陡崖也是丹霞地貌，因为它可能是由红色退化而变成灰白色的。[1]增刊高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型52中国学者们在中国境内所发现的丹霞地貌几乎全发育在不早于中生代（距今两亿多年前）的地层上，而且岩石的成分以陆相沉积为主（岩石是由当时的河流或湖泊沉积物所形成的，而不是在当时的海洋环境中形成的）。然而，随着研究的范围向全世界扩展，学者们发现，其他国家的丹霞地貌也有发育在更古老的地层或者海相沉积岩层中。于是，有的学者就建议放宽对红色岩层的时间及成分限制，以利于把丹霞地貌的概念向全世界推广。在早期对丹霞地貌的定义中，地貌的形态往往会被不厌其烦地描述，这样的定义充分说明，丹霞地貌是有着许多曼妙优美的形态的，这种形态并不具有普遍性，因此可以把它们归为一类地貌。然而，随着研究丹霞的人越来越多，全国各地的丹霞地貌都有人去考察，在大量调查的基础上，丹霞地貌的定义变得越来越简洁和有概括性，再也不罗列具体的地貌形态了，而是把这些形态归结为“以赤壁丹崖为特征的一类地貌”（即有陡崖的陆相红层地貌[2]）。学者们规定“丹崖”的高度应大于10米，“丹崖”的坡度则应满足悬崖坡的条件：55°至90°之间。高度和坡度低于上述标准的丹崖不能算是丹霞地貌，应归入红层丘陵山地中，这是划分丹霞地貌与红层地貌的界限。[1]2009年，《中国国家地理》杂志社与中国地理学会共同发起了“中国地理百年大发现”的评选活动，丹霞地貌的发现就名列其中。[4]2010年8月1日傍晚，正在巴西利亚举行的第34届世界遗产大会审议通过了将中国湖南崀山、广东丹霞山、福建泰宁、贵州赤水、江西龙虎山和浙江江郎山联合申报的“中国丹霞地貌”列入“世界自然遗产目录”。这是是中国第四十个个列入《世界遗产名录》的项目。编辑本段分布区域丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，以中国分布最广。中国丹霞地貌的分布增刊高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型53到2008年1月31日为止，中国已发现丹霞地貌790处，分布在26个省区。广东省韶关市东北的丹霞山以赤色丹霞为特色，由红色沙砾陆相沉积岩构成，是世界“丹霞地貌”命名地，在地层、构造、地貌、发育和环境演化等方面的研究在世界丹霞地貌区中最为详尽和深入。在此设立的“丹霞山世界地质公园”，总面积319平方公里，2004年经联合国教科文组织批准为中国首批世界地质公园之一”[2]。中国的丹霞地貌广泛分布在热带、亚热带湿润区，温带湿润－半湿润区、半干旱－干旱区和青藏高原高寒区。福建泰宁、武夷山、连城、永安；甘肃张掖（张掖市临泽县和肃南裕固族自治县），湖南怀化通道侗族自治县东北部万佛山、邵阳新宁县崀山（位于湖南省西南部，青、壮、晚年期丹霞地貌均有发育）；云南丽江老君山；贵州赤水（约有1300平方千米）；江西龙虎山、鹰潭、弋阳、上饶、瑞金、宁都；青海坎布拉；广东仁化丹霞山、坪石镇金鸡岭、南雄县苍石寨、平远县南台石和五指石；浙江永康、新昌；广西桂平的白石山、容县的都峤山；四川江油的窦山、灌县的青城山；重庆綦江的老瀛山；陕西凤县的赤龙山以及河北承德等地，是中国丹霞地貌的典型地质地貌。编辑本段形成原因红层地貌中所谓“红层”是指在中生代侏罗纪至新生代第三纪沉积形成的红色岩系，一般称为“红色砂砾岩”。水平构造地貌指由产状水平或近于水平的第三纪厚层红色砂砾岩为主组成的平坦高地，受强烈侵蚀形成原因分割、溶蚀和重力崩塌等综合作用而造成平顶、陡崖、孤立突出的塔状地形。增刊高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型54丹霞地貌发育始于第三纪晚期的喜马拉雅造山运动。这次运动使部分红色地层发生倾斜和舒缓褶曲，并使红色盆地抬升，形成外流区。流水向盆地中部低洼处集中，沿岩层垂直节理进行侵蚀，形成两壁直立的深沟，称为巷谷。巷谷崖麓的崩积物在流水不能全部搬走时，形成坡度较缓的崩积锥。随着沟壁的崩塌后退，崩积锥不断向上增长，覆盖基岩面的范围也不断扩大，崩积锥下部基岩形成一个和崩积锥倾斜方向一致的缓坡。崖面的崩塌后退还使山顶面范围逐渐缩小，形成堡状残峰、石墙或石柱等地貌。随着进一步的侵蚀，残峰、石墙和石柱也将消失，形成缓坡丘陵。在红色砂砾岩层中有不少石灰岩砾石和碳酸钙胶结物，碳酸钙被水溶解后常形成一些溶沟、石芽和溶洞，或者形成薄层的钙化沉积，甚至发育有石钟乳。沿节理交汇处还发育漏斗。在砂岩中，因有交错层理所形成锦绣般的地形，称为锦石。河流深切的岩层，可形成顶部平齐、四壁陡峭的方山，或被切割成各种各样的奇峰，有直立的、堡垒状的、宝塔状的等。在岩层倾角较大的地区，则侵蚀形成起伏如龙的单斜山脊；多个单斜山脊相邻，称为单斜峰群。岩层沿垂直节理发生大面积崩塌，则形成高大、壮观的陡崖坡；陡崖坡沿某组主要节理的走向发育，形成高大的石墙；石墙的蚀穿形成石窗；石窗进一步扩大，变成石桥。各岩块之间常形成狭陡的巷谷，其岩壁因红色而名为“赤壁”，壁上常发育有沿层面的岩洞。促使组成地壳的物质成分、构造和表面形态等不断变化和发展的各种作用，统称之为地质作用。地质作用又可分为内动力作用，如构造运动、岩浆、地震等产生的作用；外动力作用，是由于大气、水和生物在太阳能辐射、重力能和日月引力等的影响下产生的动力对地壳表层所进行的各种作用。它们之间彼此互相排斥和互相对立，又互相联系和互相依存，这种对立统一的矛盾推动地质作用的进行。作为地球表面的一种地貌类型——丹霞地貌，它必然也是内、外动力相互作用的结果，其成因类型必然与内、外动力作用有关。依丹霞地貌景观形成地质作用主要方式可将景观成因大体分为：构造—流水冲刷侵蚀型、断裂—崩坍残留型、崩塌堆积型、溶蚀风化型、溶蚀风化崩塌型。兹举一些典型的例证以明之：（1）断裂—流水冲刷侵蚀型。武夷山水以奇秀称著，武夷之奇，奇在九曲，古人诗云：“武夷之奇奇以曲，武夷之曲可泛舟，水声潺潺经壑底，一碧流成九折秋。”九曲溪源于大源山马月岩，奔注数十里流入武夷山，行经九曲，萦迥曲折约15公里。其所以曲折，缘自赤石组中发展大体呈东西向和南北向垂直节理，平面上似“九宫格”状，或称之“棋盘增刊高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型55构造”，蜿蜒的九曲溪就发育在节理纵横“棋盘式”的赤石组岩层之上。地表水由西向东流注、冲刷，时而东西向，时而南北向，曲折追踪在岩石裂隙中迥流，久而久之，就形成山回溪折，折复绕山、山溪相抱的九曲溪了。金湖风景区“水上一线天”，以及西侧的“幽谷迷津”景观原系南北向或北东向断裂，经流水冲刷而形成的。沿着构造断裂面、后经水流冲刷侵蚀是丹霞地貌形成是主要形式和因素，不同形式的构造组合，控制了地貌的基本格局，流水冲刷更造成形态的多样化。一些风景区除断裂（或节理）之外，其形成还与地层的倾角有关。武夷山地区赤石组岩层倾角一般约20—30度，如节理与地层走向一致，后经流水冲刷侵蚀就形成直线状谷地，如从北山桂林向西经东盖岩至慧宛长数公里的峭岩夹峙的峡谷。这种成因还可见于微地貌组成的景观，如晒布崖，即在北西向垂直节理基础上，经常年风化形成似城墙般大断壁，壁上的沟纹是地表水沿一组垂直节理纹长期冲蚀的结果。（2）断裂—崩坍残留型。崩坍作用对丹霞地貌形成中也占重要的位置。这因为随着构造运动在红色砂砾岩中产生了多组垂直或水平节理裂隙（或层面），把岩石切割成块，密集裂隙或断裂旁侧的岩块最易风化或为水流冲刷，在重力作用下倒坍，当周边的岩块倒坍后，未倒坍的岩块呈孤峰耸立，柱状、墙状、城堡状，或再经风雨雕琢呈各种象形石。金湖一大绝景——猫儿山，从远处看似蹲坐山巅的巨猫，正在窥视湖中的鱼儿。近看则为三座柱状的山峰组成，它由南北向断崖引起，加上垂直节理的剥蚀与流水侵蚀形成。小赤壁、情侣峰、冲天峰等也都属这种类型。作为武夷山标志的玉女峰，也是受两组或几组垂直节理的影响，沿节理风雨侵蚀，周边柱体倒坍下去，残留下三个柱体连在一起的柱峰。（3）溶蚀风化型。溶蚀风化作用是丹霞地貌微景观较为多见的成因类型。由于温度变化，岩石吸热膨胀和放热收缩产生的应力不同，极易形成裂纹或微裂隙有利于风化剥蚀或剥落。丹霞地貌风化形成的主要由风化剥落形成凹形地貌和浑圆形凸形地貌，厚层的砂砾岩所夹钙质细砂岩或透镜体被水溶后形成洞穴，在软夹层较厚时，洞穴进一步变深，在溶蚀作用崩坍作用下，形成椭圆形、长条状，顺层延伸的洞穴。金湖小赤壁景点，一组千仞削壁，横展一百五十丈，这里奇穴较多，如公子峰、芭蕉岩等壁上洞穴，都是溶蚀风化造成的。武夷山的“三曲”横架于千寻峭壁上的“虹桥板”和“架壑船”，都是古越人置于溶蚀风化形成较大洞穴中的木板和船形棺木，至今成为罕见的文物奇观。（4）溶蚀崩坍型。溶蚀风化形成的洞穴或裂缝，进一步的发展，不断再向软岩层内凹进，将两侧的槽、坑、洞、穴连