張廣勝,郝李霞,譚綠貴,莫林麗,胡 超,陳文明,李 志,王石磊
(皖西學(xué)院資源環(huán)境與旅游管理學(xué)院,安徽 六安237012)
丹霞地貌是一種具有很高美學(xué)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值的地貌類型,目前已成為地貌學(xué)研究的一個(gè)重要分支和熱點(diǎn)問(wèn)題[1-6]。特別是自2010年8月聯(lián)合國(guó)教科文組織將中國(guó)的廣東丹霞山、湖南崀山、福建泰寧、貴州赤水、江西龍虎山、浙江江郎山等6處丹霞地貌景區(qū)組成的“中國(guó)丹霞”列為世界自然遺產(chǎn)以來(lái),中國(guó)丹霞地貌的研究邁向了一個(gè)新的高度。
關(guān)于丹霞地貌的概念,一直是丹霞地貌研究中最受關(guān)注的問(wèn)題之一。1988年黃進(jìn)[7]曾將之定義為發(fā)育于侏羅紀(jì)至第三紀(jì)的水平或緩傾斜的厚層紫紅色砂礫巖層之上,沿巖層的垂直節(jié)理由水流侵蝕及風(fēng)化剝落和崩塌后退,形成頂平、身陡、麓緩的方山、石墻、石峰、石柱等奇險(xiǎn)的丹崖赤壁地貌稱為丹霞地貌;黃進(jìn)于1991年綜合各地丹霞地貌的特點(diǎn),將有陡崖的以砂礫巖為主的紅色碎屑巖地貌稱為丹霞地貌[8];1994年彭華[9]將丹霞地貌定義為發(fā)育在紅色陸相碎屑巖基礎(chǔ)上,以赤壁丹崖為特征的一類地貌稱為丹霞地貌。由此可見(jiàn),丹霞地貌定義的外延在不斷擴(kuò)展,一定程度上為丹霞地貌的研究奠定了理論基礎(chǔ),開(kāi)拓了更廣闊的視野。
從前期的丹霞地貌研究成果來(lái)看,學(xué)者們對(duì)丹霞地貌的概念、成因機(jī)制、年代學(xué)、巖石學(xué)特征、景觀開(kāi)發(fā)等已進(jìn)行了大量研究,很多從理論上已經(jīng)逐步達(dá)成共識(shí),這為推動(dòng)和指導(dǎo)其他地區(qū)丹霞地貌的研究提供了思路和方法。本文是在前人研究方法的基礎(chǔ)上,對(duì)大別山北麓地區(qū)丹霞地貌的地學(xué)背景和景觀特征研究的一種嘗試,為今后開(kāi)展該地區(qū)丹霞地貌的深入研究打下基礎(chǔ)。
大別山位于中國(guó)安徽省、湖北省、河南省3省交界處,橫跨鄂豫皖3省,呈東南往西北走向,介于北緯30°10′~32°30′,東經(jīng)112°40′~117°10′,西接桐柏山,東延為霍山(也稱皖山)和張八嶺,東西綿延約380 km,南北寬約175km,是長(zhǎng)江、淮河的分水嶺。西段作西北-東南走向,東段作東北-西南走向,平均海拔500~800m,山地主要部分海拔1 500m左右。其中大別山北麓地區(qū)主要包括安徽省六安市境內(nèi)的廣大區(qū)域,也是本文的研究區(qū)所在地(圖1)。
本文研究的大別山北麓丹霞典型地貌主要分布在3處,即皖西大裂谷、大別山石窟區(qū)、嵩寮巖(圖2)。
圖1 大別山北麓造山帶地質(zhì)圖
圖2 大別山北麓丹霞地貌分布圖
皖西大裂谷丹霞地貌是一處發(fā)育在山前盆地的紅層裂谷,其主要表現(xiàn)為丹霞裂谷、丹霞赤壁、洞穴、象形石等為主要特征的丹霞地貌景觀;大別山石窟區(qū)是一處發(fā)育在丹霞紅層以洞穴群、丹霞赤壁等為主要特征的丹霞地貌景觀;嵩寮巖是一處發(fā)育在紫紅色長(zhǎng)石石英砂巖、砂礫巖和礫巖中典型的老年晚期丹霞地貌,以孤峰、單面山、殘丘和洞穴等景觀為主要特色(表1)。
表1 大別山北麓丹霞地貌景觀特征一覽表
該地區(qū)3處丹霞地貌景觀分布相對(duì)比較集中,根據(jù)其形成作用機(jī)理,可以劃分為水流沖刷侵蝕型、崩塌殘余型、風(fēng)化剝蝕型、溶蝕風(fēng)化型等4種地貌類型,而在每一處丹霞地貌區(qū),這幾種類型都存在。它們具有相同的構(gòu)造背景和物質(zhì)基礎(chǔ),可能局部的微構(gòu)造導(dǎo)致目前丹霞地貌形態(tài)的差異。
大別山構(gòu)造帶是北以固始—肥中深斷裂,南以襄樊—廣濟(jì)深斷裂為界,東止于郯城—廬江斷裂帶,西與秦嶺褶皺系相連,是由深大斷裂合圍的地質(zhì)塊體,連接華北與揚(yáng)子2個(gè)板塊,以桐柏—桐城剪切帶為界可進(jìn)一步劃分為大別隆起構(gòu)造帶和北淮陽(yáng)褶皺構(gòu)造帶2個(gè)次一級(jí)構(gòu)造單元[10]。大別山特殊的地質(zhì)構(gòu)造,形成了皖西大別山北麓地區(qū)的3個(gè)構(gòu)造層:上構(gòu)造層的磨拉石盆地,中構(gòu)造層的佛子嶺巖群綠片巖相-角閃巖相變質(zhì)巖,下構(gòu)造層的大別雜巖及其高角閃巖相、麻粒巖相變質(zhì)相。大別山進(jìn)一步隆升對(duì)山前盆地巨厚層堆積物的“拖曳”效應(yīng)形成的山前盆地——鳳凰臺(tái)盆地,而該3處丹霞地貌區(qū)就是處在上部構(gòu)造層的磨拉石盆地—鳳凰臺(tái)盆地中,這為丹霞地貌的形成奠定了基底。同時(shí),由于大別造山帶的快速折返上升,巖層的冷卻和卸荷釋重效應(yīng),加速了山體剝蝕作用,為丹霞地貌的形成奠定了豐富的物源基礎(chǔ)。上述作用都是與大別造山帶的動(dòng)力機(jī)制緊密聯(lián)系的,這也最終促使大別山北麓地區(qū)的合肥盆地西南緣,沉積一套中侏羅紀(jì)河湖相的紫紅色砂礫巖,成為了丹霞地貌集中分布區(qū)。砂礫巖層在后期經(jīng)過(guò)地殼的緩慢抬升和長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕,發(fā)育了目前較為典型的3處丹霞地貌出露區(qū)。
造山帶和盆地是緊密相連的2個(gè)大地構(gòu)造單元,2者具有密切的成因耦合關(guān)系。造山帶常常遭受強(qiáng)烈的剝蝕,而盆地接受著相鄰造山帶剝蝕的沉積物,相對(duì)完整地記錄了造山帶的早期演化歷史,這為人們研究造山帶的演變提供了一條較好的途徑[10]。大別山在隆升過(guò)程中,形成的“盆山組合”是區(qū)域重要的地貌特征之一。合肥盆地處于華北板塊南緣,為侏羅紀(jì)以來(lái)形成的陸相中、新生代坳陷—斷陷盆地,南以金寨—舒城斷裂為界與北淮陽(yáng)褶皺帶—大別地塊接鄰,東以郯廬斷裂為界與下?lián)P子板塊接鄰,北以壽縣—定遠(yuǎn)斷裂為界與蚌埠隆起接鄰,西以吳集斷裂為界與長(zhǎng)山隆起接鄰,盆地面積約2×104km2[11]。從區(qū)域大的構(gòu)造格局來(lái)看,該區(qū)丹霞地貌位于合肥盆地的西南緣,也是山前盆地向山體過(guò)渡的邊緣地帶。
從局部地區(qū)來(lái)看,由于合肥盆地在近造山帶邊緣地區(qū),又被切割為若干小型盆地,其中皖西大裂谷、大別山石窟和嵩嶚巖3處丹霞地貌發(fā)育在其中的中侏羅世山前盆地—鳳凰臺(tái)盆地沉積的砂礫巖與砂巖中。在1.6億年前,北淮陽(yáng)構(gòu)造帶隆起抬升,在一系列斷裂的控制下,發(fā)育并形成的鳳凰臺(tái)盆地。鳳凰臺(tái)盆地是皖西大別山的一個(gè)重要山前盆地,其上部沉積的是一套以砂礫巖為主的巨厚巖層。白堊紀(jì)早期,盆地在構(gòu)造抬升中,經(jīng)歷了節(jié)理發(fā)育階段,加速了對(duì)巖體的切割,以及巖體被切割后的崩塌和侵蝕過(guò)程,導(dǎo)致了丹霞地貌的發(fā)育。
皖西大裂谷等3處丹霞地貌發(fā)育的地層,是安徽境內(nèi)大別山北麓發(fā)育的一套晚侏羅世厚度近2 000 m的巨厚礫巖層—鳳凰臺(tái)組。這是一個(gè)具有典型特征結(jié)構(gòu)構(gòu)造的沖積扇相沉積,沿山麓呈多個(gè)扇體相互疊笠狀分布[12]。鳳凰臺(tái)組出露在龍河口—響洪甸一線以北,巖性以厚層巨礫巖夾薄層砂礫巖、紫紅色砂巖為主,礫石呈次圓狀—次棱角狀,分選差、接觸式膠結(jié),是典型的磨拉石建造、沉積環(huán)境多為山前洪積扇、河口三角洲相及河漫灘相。其成分主要由灰白色到灰紫色塊狀礫巖組成,礫石成分復(fù)雜,有榴輝巖、角閃巖、片麻巖、花崗巖等,多為卵石和巨礫,礫徑一般為10~30cm,最大達(dá)1m以上,為沖積扇根部相,礫石來(lái)源于大別造山帶[13]。鳳凰臺(tái)組時(shí)代歸屬為早白堊世早期或下延至晚侏羅世[14]。
根據(jù)金福全等[11]對(duì)落馬嶺—鳳凰臺(tái)剖面鳳凰臺(tái)組巖層剖面的測(cè)量,目前該區(qū)域出露的鳳凰臺(tái)組巖性是以灰綠色巨厚層礫巖夾紫灰色細(xì)礫巖、巖屑砂巖(總厚度200.8m)為主,從野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),皖西大裂谷、大別山石窟和嵩寮巖丹霞地貌是發(fā)育在該區(qū)鳳凰臺(tái)組(J2f)的巖層中,為一套灰紅、灰黃、紫紅色厚至巨厚層礫巖,鳳凰臺(tái)組砂礫巖是大別山北麓丹霞地貌形成發(fā)育的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
前期在對(duì)大別山北麓地區(qū)丹霞地貌進(jìn)行實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)其沉積環(huán)境特征、構(gòu)造特征以及景觀學(xué)特征等進(jìn)行分析,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣、景觀對(duì)比、文獻(xiàn)檢索和圖件分析等,初步確立大別山北麓地區(qū)丹霞地貌的發(fā)育過(guò)程和地貌景觀特征。
從野外調(diào)查的3個(gè)丹霞地貌典型出露區(qū)的海拔高度與丹霞地貌特征的關(guān)系來(lái)看,它們海拔高度分別是皖西大裂谷谷底25m、嵩寮巖山體165m、大別山石窟群山260m,從整個(gè)區(qū)域來(lái)看,丹霞地貌的組成物質(zhì)由皖西大裂谷底部的砂礫巖(最大粒徑達(dá)到60×50cm)夾薄層粗砂巖,到嵩寮巖頂部巖層的粗砂巖和粉砂巖的互層,再到大別山石窟的砂礫巖和砂巖互層,局部還含有泥質(zhì)膠結(jié)的細(xì)沙層,巖層中還有波痕存在。這反映了該區(qū)丹霞地貌沉積由早期的山前盆地快速湖相沉積向后期的流水搬運(yùn)的扇緣相沉積過(guò)渡特征。
從上述丹霞地貌的發(fā)育特征與過(guò)程來(lái)看,其形態(tài)特征表現(xiàn)為溝壑縱橫,流水作用切割較為明顯,重力崩塌和植物風(fēng)化作用較為突出。這可能與郯廬大斷裂在此擦肩而過(guò)以及區(qū)域局部小斷裂較為發(fā)育有關(guān),地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定,地殼抬升促進(jìn)外力對(duì)該地區(qū)丹霞地貌的作用,局部地區(qū)丹霞地貌已被切割為殘丘狀(嵩寮巖)。而隨著下切侵蝕作用的進(jìn)一步增加,裂谷開(kāi)始發(fā)育。上述因素造成了大別山北麓丹霞地貌是一處具有幼年期(皖西大裂谷)、中年期(大別山石窟群)和老年期(嵩寮巖)共存的復(fù)雜發(fā)育階段特征的地貌類型。
從該地區(qū)丹霞地貌的形態(tài)來(lái)看,除了赤壁丹崖的特征以外,以丹霞裂谷、丹霞赤壁、扁平洞穴、順層巖槽等較為典型(圖3)。從規(guī)模上來(lái)說(shuō),尤其以丹霞地貌的裂谷、一線天和扁平洞穴較為發(fā)育。這可能與大別山北麓沉積的鳳凰臺(tái)組礫巖的垂直節(jié)理較為發(fā)育和巖層的膠結(jié)物特征有關(guān),同時(shí)也與皖西大別山區(qū)的氣候濕潤(rùn)和植被覆蓋好,提供較好的水侵蝕動(dòng)力有關(guān),這也揭示該區(qū)丹霞地貌發(fā)育的外動(dòng)力機(jī)制主要為水力作用。
大別山北麓丹霞地貌除了具有一般丹霞地貌的造景地貌特征外[15],還具有層理、波紋、白斑[16]、蜂窩狀洞穴等微觀特征。但除此之外,隨著海拔高度的增加,該地區(qū)的丹霞地貌巖層中的透鏡體較為發(fā)育,其成分主要是細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,在丹霞赤壁中表現(xiàn)尤為突出。部分透鏡體風(fēng)化剝蝕后地貌景觀上主要表現(xiàn)為“眼球”狀扁平洞穴較為發(fā)育,規(guī)模大小不一,最大的眼球狀洞穴長(zhǎng)度可達(dá)上百米(圖3D),這是該區(qū)丹霞地貌的一個(gè)顯著特征。透鏡體的發(fā)育可能指示水動(dòng)力在近沉積扇端以碎屑流為主,說(shuō)明該區(qū)丹霞地貌在流水搬運(yùn)沉積過(guò)程中水動(dòng)力與攜帶物質(zhì)的變化,這為進(jìn)一步研究該區(qū)丹霞地貌發(fā)育的時(shí)空規(guī)律提供了線索。
圖3 大別山北麓主要丹霞地貌景觀圖片
大別山北麓丹霞地貌發(fā)育較為典型,并與中國(guó)丹霞世界自然遺產(chǎn)地的其他丹霞地貌區(qū)具有可對(duì)比性。作者在對(duì)大別山北麓地區(qū)丹霞地貌進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上,初步揭示了其形成的地學(xué)背景,認(rèn)為大別造山帶的動(dòng)力機(jī)制、山前盆地構(gòu)造和鳳凰臺(tái)組(J2f)紅色砂礫巖物質(zhì)基礎(chǔ)是該地區(qū)丹霞地貌發(fā)育的條件。從丹霞地貌的景觀形態(tài)及其組合上,闡述了大別山北麓地區(qū)丹霞地貌的宏觀發(fā)育規(guī)律與景觀特征。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)該地區(qū)丹霞地貌的形成機(jī)理和景觀分類,認(rèn)為該區(qū)丹霞地貌具有沉積環(huán)境的變化、發(fā)育階段的多樣化、地貌景觀獨(dú)特組合典型以及獨(dú)特的透鏡體發(fā)育等特征,揭示了大別山北麓地區(qū)丹霞地貌特征的典型性。但由于要深入研究大別山丹霞地貌的成因機(jī)理,需要年代學(xué)、巖石學(xué)和沉積環(huán)境學(xué)等大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐,目前本文的研究主要停留在丹霞地貌成因的宏觀地質(zhì)構(gòu)造背景分析和丹霞地貌景觀的統(tǒng)計(jì)分析上。另一方面,丹霞地貌作為旅游資源開(kāi)發(fā),目前也是旅游學(xué)關(guān)注的重要內(nèi)容之一,比較典型的有廣東丹霞山、浙江江郎山、江西龍虎山、貴州的赤水、安徽的齊云山等。大別山北麓地區(qū)丹霞地貌雖然在地貌景觀特征方面有其獨(dú)特性,但由于開(kāi)發(fā)時(shí)間晚,存在丹霞地貌成因機(jī)理研究不夠深入以及丹霞景觀資源開(kāi)發(fā)不足等現(xiàn)狀,尚有很多基礎(chǔ)工作需要去做。因此,今后需要從大別山北麓丹霞地貌的構(gòu)造學(xué)、巖石學(xué)、沉積環(huán)境學(xué)特征和丹霞旅游開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)行深入探討。
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