第十三章花岗岩地貌

第十三章花岗岩地貌花岗岩地貌的定义花岗岩地貌的分类体系花岗岩地貌形成条件及影响因素花岗岩地貌的演化阶段花岗岩是由地壳深处或上地幔中形成的岩浆，侵入到地壳上部结晶形成的岩石，主要成分是长石和石英，是大陆基底主要的组成物质。花岗岩岩性坚硬，但节理特别发育，在长期内外营力作用下，就会形成千姿百态的奇峰、奇石、台地、石丘、石蛋等花岗岩地貌形态。第一节花岗岩地貌的定义世界自然遗产山东泰山、安徽黄山世界地质公园内蒙古克斯克腾旗、安徽黄山、山东泰山国家地质公园内蒙古克斯克腾旗、安徽黄山、山东泰山、江西三清山、河南嵖岈山、河南神灵寨、河南信阳金岗台、河北秦皇岛柳江、安徽祁门牯牛降、江苏苏州太湖西山、江西武功山、黑龙江伊春花岗岩石林、黑龙江小兴安岭、福建石牛山、广东阳山、安徽九华山、安徽天柱山、福建太姥山、福建白云山、北京密云云蒙山国家级风景名胜区陕西华山、青岛崂山、浙江普陀山、浙江四列岛、浙江天台山、湖南衡山、辽宁千山、辽宁医巫闻山、河南鸡公山、河南石人山、福建清源山、福建鼓浪屿万石山、福建鼓山、天津盘山、广东罗浮山中国典型花岗岩地貌景观一览表地貌学概论第二节花岗岩地貌的分类体系地貌类型即地貌发育的动力过程、组成物质相似或相近，并在一定地域内重复出现的形体组合。花岗岩地貌类型主要决定于地貌形体的花岗岩岩性、形态特征和成因，按照不同的分类原则和相应的标准会有不同的分类方案。近年来，随着岩石地貌学研究的深入以及地貌景观资源开发和国家地质公园建设的需要，国内外一些著名学者开始对花岗岩地貌的分类进行相关探讨，主要以Twidale、陈安泽、崔之久等为代表。一、Twidale“大型-小型”方案Twidale等人根据花岗岩地貌形态，将花岗岩地貌划分为大型地貌和小型地貌，并细分为8个类与31个亚类。这一分类体系对于全球范围内花岗岩地貌类型的判别具有较好的借鉴意义，不过其中一些类与亚类在野外并不容易区分和辨识，且有些花岗岩地区的地貌景观横跨这一分类体系的多个类型，造成具体归类的麻烦，所以并不适合我国花岗岩地貌的分类。二、陈安泽花岗岩旅游地貌类型划分陈安泽教授在《中国花岗岩旅游地貌类型划分初论及其意义》一文中，从旅游地貌学的角度，针对每个花岗岩地区的总体形态特征，将我国花岗岩地貌划分为11个代表类型基本覆盖了我国所有常见花岗岩地貌类型，是对我国花岗岩地貌分类体系的第一次全面系统的概括，具有很好的学术性、代表性和参考性，是目前较为成熟的主要划分方案。2010年，又将福安白云山“花岗岩臼穴地貌”补充为第12种类型，即“花岗岩岩穴景观——福安型”。三、崔之久花岗岩地貌类型划分崔之久教授等在《中国花岗岩地貌的类型特征与演化》中，根据花岗岩地貌成因将花岗岩地貌划分为4类，8种类型，多种成因相同的花岗岩地貌类型归于一种类型，较为概括，但并不涉及花岗岩地貌景观形态上的划分。四、典型花岗岩地貌类型介绍（1）中型花岗岩地貌①峰丛峰丛指峰体基座相连、多个密集组成的脉络状连绵的花岗岩山峰。峰丛上多岩壁陡峭、基岩裸露，峰顶有时发育石芽、石柱，是峰林地貌初始发育阶段的表现。②峰林峰林是由沿花岗岩垂直节理风化剥蚀，裂隙扩大后形成的多个柱状体组成。峰林高耸，高达数十米到上百米，且柱体陡峭笔直。江西三清山是峰林地貌发育最典型的花岗岩出露区，峰林构成的形态奇特。③石林花岗岩石林分布在平缓的山脊上，常成片出现，一般高几米至十几米。石林的底部常相连，石林柱体四周则陡，几乎垂直。在同一个平缓山脊上的花岗岩石林底部几乎在一个高度上，且石林底部不相连。克什克腾花岗岩石林④石柱石柱指突出于峰顶、山坡的花岗岩柱状体，柱体岩壁陡立，近九十度倾角，一般高达几米至几十米。石柱是峰林地貌发育晚期孤立存在的残峰。福建石牛山石柱⑤石蛋受构造水平和垂直节理控制，花岗岩岩体被分割成许多岩块，棱角部分最易被风化、崩削，逐渐圆化，形成石蛋，是花岗岩地区独特的景观。石蛋多为古风化壳弱风化带石蛋层残留形成的，出露后也受球状风化作用。而崩塌石块因球形风化作用，也可以形成近似圆状的石蛋。石牛山花岗岩石蛋太姥山花岗岩石蛋⑥嶂谷和峡谷嶂谷指沿垂直断裂发育、流水下切侵蚀断裂处形成的谷坡陡直、深度远大于宽度的谷地地貌。峡谷是在嶂谷的基础进一步发育而成的，呈“V”子型，两岸岩壁陡立、险峻的。⑦洞穴花岗岩洞穴一类是崩塌石块架空堆叠而成，称为叠石洞（图13-9）；另一类是岩壁上巨大石块崩落后残留的空洞，有时可形成巨大的穿洞。花岗岩叠石洞穴福建白云山花岗岩峡谷（2）小型花岗岩地貌①流水侵蚀垂直沟槽花岗岩岩石表层受到风化作用和线状流水侵蚀作用，在陡峭的岩壁表面形成下凹的条形的沟槽，称为流水侵蚀垂直沟槽。②水蚀臼花岗岩脉岩中颗粒较大的矿物晶体易遭受风化，即差异性风化作用使得脉岩比周围花岗岩易风化，雨水的侵蚀作用以及湿胀干缩和热胀冷缩作用，使得岩石表面发生砂状风化，变得疏松，在脉岩、捕掳体和节理处发生差异风化，不断受到侵蚀而出现凹坑，即水蚀臼。福建石牛山花岗岩水蚀臼景观③壶穴流水长时间浸润河床花岗岩基岩表面，使基岩受到流水侵蚀作用和化学风化作用；同时，激流漩涡夹带砂砾磨蚀基岩表面，在河床低洼处及构造相对较软弱（节理、裂隙和脉岩等）处最易磨蚀成圆形、椭圆形、串珠状、桶状或不规则状，内壁呈弧形、底部下凹的壶穴。福建白云山花岗岩壶穴景观另外，花岗岩质海岸常发育海蚀崖、海蚀洞、海蚀岩滩等地貌又属于海岸地貌；我国西北地区的花岗岩地貌受风蚀作用和温差作用，形成风蚀穴、风蚀柱等风蚀地貌。第三节花岗岩地貌形成条件及影响因素花岗岩岩体形成后，经过构造抬升作用和风化剥蚀作用，其上覆地层被剥蚀掉，花岗岩岩体表层遭受风化作用形成风化壳，其中弱风化带中形成石蛋层。在构造运动作用以及外动力作用下，花岗岩岩体继续抬升，同时风化壳遭受剥蚀，继而形成现代的花岗岩地貌。花岗岩地貌的形成受岩性、构造运动、断层和节理、气候四种因素影响。一、岩性和花岗岩地貌岩性是花岗岩地貌形成的基础。岩性结构主要是通过花岗岩体的厚度、成分、构造、节理、晶洞等要素来影响花岗岩地貌的。与其他内动力因素不同，它们是缔造花岗岩宏观地貌，而岩性结构则主要造就小尺度和微尺度花岗岩地貌，如鳞片状剥落、臼穴和流水冲蚀沟槽等。太姥山鳞片状剥落白云山流水冲蚀垂直沟槽二、构造运动构造运动是花岗岩地貌形成的必要条件。构造运动抬升的程度则控制着花岗岩地貌的宏观规模和山峰的海拔高度。花岗岩岩体形成后，受构造运动不断被抬升并出露地表，尤其是新构造运动的作用。构造运动产生的断裂切割花岗岩岩体，且断块差异性抬升使河流下切，塑造出花岗岩高大山峰、深切峡谷，形成高山—深谷—陡壁的地貌框架。三、断层、节理与花岗岩地貌花岗岩岩体在冷凝时，产生三组原生节理，即垂直节理、水平节理和斜交节理；构造运动使花岗岩岩体产生次生构造节理。原生节理和次生构造节理切割花岗岩山体，形成尖状山峰、块状岩体和直立峰柱、石柱等典型节理发育而产生的花岗岩地貌。水平和垂直节理相互切割岩体，使花岗岩岩体表层呈现块状碎裂结构，降低了岩块稳定性。在重力作用及流水冲刷作用下，岩块崩落，形成崩塌石堆和叠石洞。垂直、水平、斜交三组节理的格局、疏密、数量、走向等控制大型花岗岩地貌的分布规律和地貌格局。如黄山断裂和节理分布有疏密之分，各大谷地如立马桥谷地、桃花溪所在谷地皆与密集的断裂和节理分布区相吻合，而各大谷地之间的峰林则节理、裂隙少。黄山立马桥（据崔之久等）地貌学概论四、气候与花岗岩地貌气候是花岗岩地貌发育的重要外动力作用条件。气候为花岗岩地貌的形成提供重要的水动力条件和热条件。花岗岩岩体出露后，受古气候和现代气候的持续影响，主要是第四纪气候的作用。第四纪时期的冰期和间冰期相互交替产生气候冷暖和干湿的周期性变化，使出露地表的花岗岩岩体受到不同环境条件下的风化和剥蚀的共同作用，形成独具特色的花岗岩地貌。现代气候是全新世气候逐渐发展形成，继续影响花岗岩地貌的发育。外动力作用具体为流水冲蚀作用、侵蚀作用，化学、物理风化作用。地貌学概论①冰川冰缘作用为主在寒冷地区或经受第四纪寒冷气候影响的地区（如我国东北地区和青藏高原地区），花岗岩地貌发育过程中受到的主要外动力作用为冰川冰缘作用。在冰川作用下，花岗岩高大山峰峰顶存在角峰、刃脊等冰川地貌。因冻融作用、温差作用强烈，也发育了花岗岩冰缘石柱、石峰、石海等典型冰缘地貌。②寒冻风化和风蚀作用为主因特殊的地理位置，我国新疆和内蒙古地区的花岗岩体受到冻融作用、温差作用和风蚀作用。花岗岩体表面层状剥蚀强烈；风蚀形成各种形态的风蚀孔穴、风蚀柱；沿花岗岩节理的冻融和重力崩塌作用，形成独立的石柱、石峰。地貌学概论③流水作用、化学风化作用为主我国华南地区的花岗岩岩体出露后主要处于湿热气候条件下，流水作用和化学风化作用为主导外动力。强烈的化学风化和流水作用使得花岗岩岩体上部普遍发育红色风化壳。后期风化壳被剥蚀，花岗岩岩体继续隆升。断层和节理切割花岗岩体，在流水作用、化学风化作用和重力作用下，形成花岗岩峰林、峰丛、石蛋、石柱、陡崖、深切峡谷以及各种小型地貌。第四节花岗岩地貌的演化阶段李强将花岗岩岩浆冷凝成岩并隆起成山，大致分为三个阶段：冷凝成岩和深成阶段——上升到接近地表风化阶段——继续上升出露地表，形成山地并接近剥蚀阶段（1）冷凝成岩和深成阶段花岗岩岩浆从地下深处向上侵入，到达地壳的一定部位（一般在3km以下）而冷凝结晶，形成岩体。在冷凝结晶的过程中体积要发生收缩，从而在花岗岩体中产生裂隙，即“原生原理”。花岗岩中的原生节理一般有三组，彼此近于垂直，三个方向的节理把岩体切割成大大小小的近似的立方体、长方体的块状。这些节理裂隙则在地壳运动的作用下，部分发育成断裂构造。（2）上升到接近地表风化阶段花岗岩体接近地表，地下水作用增强。在地下水作用下，花岗岩中的主要矿物长石变成了粘土矿物。这种变化最易发生的部位是被原生节理切割成的立方体、长方体的棱角处。久而久之，受原生节理切割成的立方、长方形的块体，就变成了一个个不太规则的球体，称为“球形风化”形成的球状岩块称之为“石蛋”。花岗岩球形风化过程（3）继续上升出露地表，形成山地并接近剥蚀阶段可分为三种情况：①慢速上升缓慢剥蚀。花岗岩体出露地表后会继续上升，上升速度较缓慢时，花岗岩体会隆起成为低矮的丘陵。在这种情况下，花岗岩风化壳受到的侵蚀作用较弱，粗大的石蛋则会残积在原处。如果地处湿热的气候带，在很厚的风化壳中石蛋会互相垒砌起来，并形成石蛋垒砌而成的山丘。地貌学上将这种地貌形态称之为“花岗岩石蛋地貌”，厦门植物园所处的万石岩就是这种地貌的典型。②快速上升强烈剥蚀。花岗岩出露地表并快速上升成为高俊的山峰，流水的侵蚀冲刷能力增强，将花岗岩基岩上的风化壳并石蛋几乎全部冲刷掉，流水继续沿近于直立的节理、断裂冲刷、下切，将花岗岩体切割成一个个陡峻的山峰，只有在很少的山峰顶部还残留有石蛋。地貌学将这种地貌形态称之为“花岗岩峰林地貌”，典型代表就是黄山、华山。③较快的快速上升，较强烈剥蚀。这时的花岗岩体形成较高的山丘。此时流水的侵蚀作用较强，将大量的石蛋冲刷带到山涧沟溪之中，仍有较多有的石蛋出露在山丘、山峰的顶部，一部分地段花岗岩基岩上的石蛋全部被冲刷走，流水继续沿直立的节理裂隙冲刷，形成陡峻的山峰。这种地貌是介于花岗岩石蛋地貌和花岗岩峰林地貌之间的中间类型，鸡公山则是这种地貌的典型。地貌学概论从全球或全国范围看地貌演化阶段，崔之久按各类花岗岩地貌的存在状态进行组合、根据主要类型所占分量和地位把不同花岗岩山地归入幼年期、壮年期、老年期；从一个山地个体看，也可以把山地的不同地段划分为幼年期、壮年期、老年期；具体到某一景区或一个从河谷到分水岭的地貌单元看，也可以划分幼年期、壮年期、老年期。这表明所有花岗岩地貌的时空变化都是很规律的。地貌学概论谢谢！