大別山北麓嵩寮巖丹霞地貌景觀的地學(xué)成因研究

張廣勝，趙詠梅，郝李霞，莫林麗

(1.皖西學(xué)院 環(huán)境與旅游學(xué)院，安徽 六安 237012；2.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

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大別山北麓嵩寮巖丹霞地貌景觀的地學(xué)成因研究

張廣勝1，2，趙詠梅1，郝李霞1，莫林麗1

(1.皖西學(xué)院 環(huán)境與旅游學(xué)院，安徽 六安 237012；2.合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

大別山(六安)國家地質(zhì)公園嵩寮巖園區(qū)是一處典型的丹霞地貌分布區(qū)。該區(qū)內(nèi)分布的丹霞單面山、赤壁丹峰、丹霞洞穴以及洞穴內(nèi)的微地貌景觀等具有典型特征。本文在前期對(duì)該區(qū)丹霞地貌景觀進(jìn)行野外調(diào)查和研究的基礎(chǔ)上，將該區(qū)的丹霞地貌景觀進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并總結(jié)其丹霞地貌景觀的主要特征，最后從地貌成因角度對(duì)該地區(qū)的丹霞地貌的丹霞單面山、赤壁丹峰、雙蟾巖、雙蟾寺洞、嵩寮瀉乳、蜂窩狀洞穴等景觀的成因進(jìn)行地學(xué)解釋。研究認(rèn)為，該區(qū)與其他地區(qū)的丹霞地貌發(fā)育過程一樣受到區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造背景、巖層物質(zhì)組成、內(nèi)外作用力等要素的影響。但由于該區(qū)的構(gòu)造盆地邊緣結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特征、區(qū)內(nèi)巖層含有大量碎屑物質(zhì)以及本區(qū)沙礫巖的鈣質(zhì)膠結(jié)等特征，可能是嵩寮巖丹霞地貌發(fā)育丹霞單面山、大型洞穴以及紅層巖溶現(xiàn)象的主要原因。本文研究為進(jìn)一步提高嵩寮巖丹霞地貌的地學(xué)科普和旅游開發(fā)價(jià)值等奠定了基礎(chǔ)。

丹霞地貌；紅層巖溶；丹霞洞穴；嵩寮巖

丹霞地貌是一種被眾多國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究的地貌學(xué)中的一種地貌類型。丹霞地貌的研究價(jià)值很高，尤其在美學(xué)和科學(xué)兩方面體現(xiàn)得更為明顯。學(xué)者們對(duì)丹霞地貌的前期的研究中，更多的關(guān)注的是對(duì)丹霞地貌特有的地貌景觀的形象描述以及其旅游開發(fā)價(jià)值的論述[1-3]。但隨著2010年8月聯(lián)合國教科文組織將中國的廣東丹霞山、湖南崀山、福建泰寧、貴州赤水、江西龍虎山、浙江江郎山等六處丹霞地貌景區(qū)組成的“中國丹霞”列為世界自然遺產(chǎn)后，中國丹霞地貌的研究邁向了一個(gè)新的高度，學(xué)者們更多關(guān)注的是丹霞地貌的成因機(jī)制研究，主要從實(shí)驗(yàn)地貌學(xué)角度分析各種丹霞地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)和內(nèi)外作用力對(duì)丹霞地貌形成的影響[4-8]，這為科學(xué)解釋丹霞地貌景觀的地學(xué)成因打下了基礎(chǔ)。另外一方面，隨著旅游業(yè)的發(fā)展，丹霞地貌區(qū)越來越成為旅游者旅游活動(dòng)的重要目的地，這就更加需要對(duì)丹霞地貌的形成機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)分析，以提高丹霞地貌的旅游科普價(jià)值。

嵩寮巖丹霞地貌區(qū)是大別山(六安)國家地質(zhì)公園11個(gè)園區(qū)中唯一的一處丹霞地貌區(qū)。我國著名的丹霞地貌學(xué)家黃進(jìn)先生也已將該區(qū)丹霞地貌收錄為中國丹霞地貌分布區(qū)之一[9]。對(duì)于嵩寮巖丹霞地貌的地學(xué)背景，前期相關(guān)學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了研究[10]。本文是在對(duì)大別山北麓嵩寮巖丹霞地貌區(qū)進(jìn)行的實(shí)地勘察的基礎(chǔ)上，揭示了該區(qū)丹霞地貌的景觀特征和空間分布特征，并對(duì)主要丹霞地貌景觀的丹霞單面山、赤壁丹峰、丹霞洞穴以及洞內(nèi)微地貌形態(tài)等成因進(jìn)行科學(xué)分析。

1 研究區(qū)概況

嵩寮巖丹霞地貌園區(qū)位于安徽省六安市金安區(qū)東河口鎮(zhèn)境內(nèi)，北起塘連堰，南至朱家祠堂―東河口公路，東連香爐石，西接貓巖。海拔范圍90～150 m。地理坐標(biāo)為116°30′16″～116°30′56″E，31°25′27″～31°26′02″N，面積約1 km2。嵩寮園區(qū)位于北亞帶與暖溫帶過渡地帶，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖濕潤，降水較為充沛，多年平均降水量900～1 600 mm。

嵩寮巖丹霞地貌園區(qū)位于大別山北麓，丹霞地貌發(fā)育的地質(zhì)基礎(chǔ)為一中生代形成的紅色斷陷盆地。在距今約1.5～1.7億年的侏羅紀(jì)中期，園區(qū)處于一湖相盆地中，盆地外圍風(fēng)化剝蝕的大量碎屑物質(zhì)，通過流水帶至盆地中沉積下來，形成了厚度大于2 000 m的紫紅色長石石英砂巖、砂礫巖和礫巖。園區(qū)出露的地層主要有侏羅系毛坦廠組、鳳凰臺(tái)組、三尖鋪組和白堊系地層，巖層厚度大、產(chǎn)狀平緩，以磚紅色砂礫巖、礫巖為主，夾含礫砂巖、中細(xì)砂巖[11-12]。大約從6 500萬年至今，園區(qū)在隨地殼上升的過程中遭受風(fēng)化剝蝕、流水侵蝕、湖水浪蝕、溶蝕、差異風(fēng)化等外力的共同作用下，形成了特有的巖洞、單面山等丹霞地貌景觀。受區(qū)域地殼上隆影響，在紅層形成寬緩褶皺及新生斷裂，并發(fā)育NE和NW兩個(gè)方向的節(jié)理、裂隙，它們互相交錯(cuò)切割，在后期的風(fēng)化、流水侵蝕、重力崩塌作用下，形成了奇特的丹霞地貌。其中最為典型的當(dāng)數(shù)雙蟾巖(雌蟾巖、雄蟾巖)，可容納數(shù)百人的雙蟾寺洞，以及洞內(nèi)蜂窩狀洞穴、象形石等千奇百怪，具有重要的科研、觀賞價(jià)值。

圖1 大別山北麓嵩寮巖丹霞地貌區(qū)地理位置圖

2 嵩寮巖丹霞地貌主要景觀特征

嵩寮巖丹霞地貌是大別山北麓地區(qū)較為典型的丹霞地貌出露區(qū)，其地貌景觀雖然范圍較小，但其丹霞赤壁的色澤典型、丹霞洞穴的規(guī)模大、丹霞象形石逼真、丹霞微地貌形態(tài)獨(dú)特，成為丹霞地貌的典型代表。

表1 大別山北麓嵩寮巖丹霞地貌主要景觀特征一覽表

續(xù)表

3 嵩寮巖丹霞地貌主要景觀的地學(xué)成因

嵩寮巖丹霞地貌景觀除了自然景觀的美學(xué)價(jià)值和科學(xué)價(jià)值以外，還凝聚著豐富的文化內(nèi)涵，每一處丹霞景觀形態(tài)都賦予了人們更多的想象，這也為該區(qū)丹霞地貌景觀蒙上一層神秘色彩。因此對(duì)該區(qū)丹霞景觀的地學(xué)成因進(jìn)行科學(xué)合理的解釋，揭示其形成條件和形成過程，是客觀認(rèn)識(shí)自然景觀的前提。嵩竂巖園區(qū)出露大范圍的紅色砂巖、砂礫巖，巖層厚，產(chǎn)狀平緩，節(jié)理較發(fā)育，在差異風(fēng)化、重力崩塌、侵蝕、溶蝕等綜合地質(zhì)作用下，形成了該景區(qū)內(nèi)的丹霞地貌遺跡——單面山、巖洞、赤壁丹崖以及象形石等。但對(duì)于該區(qū)具體的丹霞地貌景觀的地學(xué)成因則需要做具體分析。

3.1 丹霞單面山、赤壁丹峰

單面山是較為常見的一種山地地貌景觀，是一種由單斜巖層構(gòu)成的山體。單面山沿巖層走向延伸，兩坡不對(duì)稱，一坡與巖層面一致，長而緩，稱為單面山的后坡(或構(gòu)造坡)；另一坡與巖層面近乎垂直，短而陡，一般是外力作用沿巖層裂隙破壞而成，稱為單面山的前坡(或剝蝕坡)。在丹霞地貌形態(tài)發(fā)育過程中，由于其前坡陡直，加之紫紅色沙礫巖的巖性特征，往往形成赤壁丹峰。由于嵩寮巖是處于大別山北麓山前盆地的邊緣地帶，地質(zhì)構(gòu)造上屬于中生代斷陷盆地，形成了紫紅色河湖相厚層夾薄層礫砂巖，碎屑物質(zhì)堆積呈傾斜狀態(tài)，巖層的這種特征并在區(qū)域NW-NE走向斷層的控制下，后期又經(jīng)流水沿裂隙沖刷和重力崩塌，使得該區(qū)丹霞地貌總體上呈單面山山體。嵩寮巖丹霞地貌在不同方向斷裂的基礎(chǔ)上，受崩塌、流水侵蝕及風(fēng)化作用影響，形成了赤壁丹崖。

3.2 雙蟾巖(雌蟾巖、雄蟾巖)

嵩寮巖早在漢代就被漢武帝指封為“江南第一崖”，是大別山地區(qū)典型的丹霞地貌景觀。兩座山峰突兀對(duì)視，分立東西，酷似兩只巨蟾，被當(dāng)?shù)厝朔Q為“雌雄雙蟾”，雌蟾腹空(巖洞)為能容千人石窟，自唐代以來，就建有“釋子宮”、云居寺，幾經(jīng)興廢，現(xiàn)尚存有明清古寺：“雙蟾寺”。該處丹霞地貌景觀的兩處石崖分處東西兩處，地貌學(xué)上可稱為象形石(有根石)，為紫紅色砂礫巖經(jīng)風(fēng)化、剝蝕作用而形成的。紅色沙礫巖由于位于構(gòu)造盆地邊緣，巖層傾斜，在風(fēng)化剝蝕作用下，形成的單面山構(gòu)造，因形似兩只蟾蜍而得名

3.3 雙蟾寺洞

丹霞地貌區(qū)的洞穴，往往是丹霞地貌景觀的重要構(gòu)成成分。大別山北麓地區(qū)的中侏羅統(tǒng)三尖鋪組、鳳凰臺(tái)組巖性以厚層巨礫巖夾薄層砂礫巖、紫紅色砂巖為主，沉積環(huán)境多為山前洪積扇、河口三角洲相及河漫灘相，嵩竂巖園區(qū)丹霞地貌景觀即位于這一巖性、構(gòu)造分布區(qū)。由于砂礫巖和砂巖互層，巖層軟硬程度不同，抗風(fēng)化能力不同，所導(dǎo)致的差別風(fēng)化，部分抗風(fēng)化能力弱的巖層由于外力侵蝕作用，被侵蝕后退，進(jìn)而產(chǎn)生侵蝕邊槽，再在重力崩塌作用和外力侵蝕繼續(xù)作用下，侵蝕的溝槽逐漸向山體內(nèi)部水平延伸，形成了規(guī)模大小不等的丹霞洞穴，雙蟾寺洞即屬于這種地貌成因的典型代表，為一處風(fēng)化剝蝕洞穴，而且這風(fēng)化剝蝕作用會(huì)一直繼續(xù)發(fā)展下去，雙蟾寺洞也仍在繼續(xù)侵蝕擴(kuò)張中。

3.4 嵩寮瀉乳

大別山北麓地區(qū)分布著中侏羅統(tǒng)三尖鋪組、鳳凰臺(tái)組巨礫巖夾薄層砂礫巖、紫紅色砂巖，這種紅色厚層塊狀的長石石英砂巖，會(huì)產(chǎn)生特殊的垂直節(jié)理面，水流作用后不斷切割垂直節(jié)理面，穿過巖層向下。由于巖層的局部節(jié)理和斷裂，后經(jīng)流水切割和重力崩塌，形成了垂直于巖層的規(guī)模較小的節(jié)理裂隙和細(xì)小垂直洞穴，雨水會(huì)順著通道垂直向下流動(dòng)。同時(shí)大別山北麓地區(qū)因氣候濕潤，降雨量相對(duì)偏多，水源充足。加之在雙蟾寺洞在洞所在的單面山地貌特征，洞頂上部巖層不水平，傾斜巖層將大量雨水從單面的前坡一直順層而下，在局部薄弱的侵蝕地帶發(fā)育的垂直裂隙和空洞處，水流轉(zhuǎn)為裂隙水，然后垂直從洞頂出滴落。因巖層含有的鈣質(zhì)膠結(jié)的碎屑物質(zhì)，鈣、鎂離子含量大，在巖層的表面凝結(jié)為CaCO3等物質(zhì)，從而水滴在垂直洞穴出口處呈現(xiàn)乳白色狀。

3.5 石鼓、石鑼

嵩寮巖雙蟾寺洞洞頂處，因其巖石突出，形狀像鑼鼓而得名。對(duì)于丹霞地貌丹霞洞穴的成因、丹霞溶蝕殘余的象形石等研究，是學(xué)者們較為關(guān)注的問題，有的學(xué)者把此種現(xiàn)象歸為“紅層巖溶”[13-14]。丹霞地貌區(qū)巖層在水的作用下，形成一系列的丹霞紅層巖溶的地表形態(tài)也稱為丹霞地形。其溶蝕形態(tài)有溶孔、溶蝕裂隙、小型溶洞和地下河等，由堅(jiān)硬的蓋頂層和形成峭壁的下伏軟弱層的差異性風(fēng)化侵蝕造成。其成因是由于洞頂由于巖石解理和斷裂等作用，加之巖層傾斜，上層水流順層而下，在巖層破碎出轉(zhuǎn)為垂直向下流動(dòng)。巖層碎屑物和鈣質(zhì)膠結(jié)物在水流的長期作用下，局部被淋溶，而堅(jiān)硬的巖石得以保留，這種差別侵蝕作用，造就了丹霞象形石的形成，這是一種發(fā)育在丹霞地層中由于差別侵蝕造成的侵蝕殘留現(xiàn)象。加之在突出的丹霞象形石的石鼓石鑼上敲擊，會(huì)發(fā)出類似鑼鼓的聲音，“石鼓、石鑼”也因此得名。

3.6 蜂窩狀洞穴、七星燈

對(duì)于丹霞地貌的蜂窩狀洞穴，已有學(xué)者對(duì)廣東丹霞山的蜂窩狀洞穴進(jìn)行研究[15]，認(rèn)為丹霞山砂巖蜂窩狀洞穴的產(chǎn)生是巖石的礦物組成及結(jié)構(gòu)、洞穴所在的地形條件、氣候因素和蜂窩狀洞穴所形成的微氣候共同作用的結(jié)果。嵩寮巖雙蟾寺洞內(nèi)洞頂處發(fā)育有大量圓形小蜂窩洞穴，洞穴的直徑5～10 cm不等，深度則為2 cm至十幾厘米不等，而且呈現(xiàn)局部團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，層疊和嵌套。由于該區(qū)鳳凰臺(tái)組紅色沙礫巖處于盆地邊緣，生物碎屑沉積豐富，鈣質(zhì)膠結(jié)，在水淋溶作用下形成丹霞地貌的“類喀斯特”現(xiàn)象，因紅層巖石含較多的石灰?guī)r成分以及大量的鈣質(zhì)膠結(jié)的碎屑物，受到水流作用明顯，丹霞地貌發(fā)育中的喀斯特化比較明顯。長期水流作用的結(jié)果就形成一系列小型鈣化洞穴，而且它們之間相互連通，這樣在其中的一個(gè)洞穴有光源，則由于其他孔洞的不同朝向，則會(huì)將光線折射不同的地方，形成了一處點(diǎn)燈，洞內(nèi)其他七處都會(huì)有亮光的“七星燈”。

4 結(jié)論與討論

本文通過對(duì)大別山北麓地區(qū)的嵩寮巖丹霞地貌景觀的丹霞單面山、赤壁丹峰、雙蟾巖、雙蟾寺洞、嵩寮瀉乳、蜂窩狀洞穴以及丹霞洞穴內(nèi)其它為微地貌景觀的空間分布、地學(xué)背景、景觀特征的總結(jié)，明確了該地區(qū)丹霞地貌的主要景觀的獨(dú)特性。對(duì)該區(qū)具有代表性的典型丹霞地貌景觀從其區(qū)域構(gòu)造背景、地層學(xué)特征及其內(nèi)外作用力機(jī)制上，對(duì)其進(jìn)行了地學(xué)成因解釋。研究認(rèn)為，該區(qū)與其他地區(qū)的丹霞地貌發(fā)育過程一樣除了受到區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造背景、物質(zhì)組成、內(nèi)外作用力等是丹霞地貌發(fā)育的一般條件影響外，該區(qū)的盆地邊緣結(jié)構(gòu)的巖層特征以及區(qū)內(nèi)巖性的物質(zhì)中大量碎屑物質(zhì)以及鈣質(zhì)膠結(jié)等特征，可能是該區(qū)丹霞地貌發(fā)育丹霞單面山、大型洞穴以及紅層巖溶現(xiàn)象的主要原因。本文為更好認(rèn)識(shí)嵩寮巖丹霞地貌的發(fā)育過程和發(fā)育機(jī)制等打下了基礎(chǔ)，同時(shí)也在一定程度上發(fā)掘了本區(qū)丹霞地貌的地學(xué)研究價(jià)值，提升了大別山(六安)地質(zhì)公園嵩寮巖園區(qū)的地學(xué)科普水平，同時(shí)本研究也為區(qū)域丹霞地貌旅游資源的深度開發(fā)提供了理論支持。丹霞地貌的成因研究是一項(xiàng)多學(xué)科研究的結(jié)果，對(duì)于其微觀地貌形態(tài)，尚需實(shí)驗(yàn)地貌學(xué)等技術(shù)手段的支撐。本文的研究方法主要采用的地貌形態(tài)統(tǒng)計(jì)和描述、地質(zhì)背景的綜合分析和地貌形成過程的一般解釋，對(duì)巖性特征的實(shí)驗(yàn)分析、外力作用的模擬等尚未進(jìn)行，以待在今后作進(jìn)一步深入研究過程中實(shí)現(xiàn)。

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Geological Origin of Danxia Landform in Songliaoyan at the Northern Foot of Dabie Mountain

ZHANG Guangsheng1,2, ZHAO Yongmei1, HAO Lixia1, MO Linli1

(1.CollegeofEnvironmentandTourism,WestAnhuiUniversity,Lu’an237012,China; 2.CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei2300009,China)

Songliaoyan is a typical Danxia landform area in the Dabie Mountain (Lu’an) National Geological Park. There are cuesta, red wall and peak, Danxia caves and micro landscape in cave in this area, they all have typical characteristics. Based on field investigation and study of the Danxia landscape in this area early, the main features of Danxia landscape had been summarized. From the perspective of geomorphy, the cause of formation of the Danxia landforms include cuestas, red wall and peak, double toad rock, double toad temple cave, Songliao spilled milk, honeycomb caves landscape and so on had been explained. Research shows that Songliaoyan and other area had the same development process which influenced Danxia landform by tectonic setting, rock composition, effects of internal and external forces and other factors. But because of this area lies the tectonic basin edge structure, the structural characteristics of strata which have a large number of detrital materials and the rock of the calcareous cementation characteristics may be the main causes that Danxia landforms had been developed. The study laid the foundation for the value of popular science and tourism development of Songliaoyan Danxia landform.

Danxia landform; Danxia cave; Karst in red rock; Songliaoyan

2016-09-06

安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2016)。

張廣勝(1975-)，男，安徽六安人，博士，副教授，研究方向：自然地理學(xué)、區(qū)域環(huán)境演變與環(huán)境考古。

P931

A

1009-9735(2016)05-0013-05