大別山北麓丹霞地貌的地學(xué)背景與景觀特征研究

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）

0 引言

丹霞地貌是一種具有很高美學(xué)價值和科學(xué)價值的地貌類型，目前已成為地貌學(xué)研究的一個重要分支和熱點(diǎn)問題［1-6］。特別是自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6處丹霞地貌景區(qū)組成的“中國丹霞”列為世界自然遺產(chǎn)以來，中國丹霞地貌的研究邁向了一個新的高度。

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，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)，開拓了更廣闊的視野。

從前期的丹霞地貌研究成果來看，學(xué)者們對丹霞地貌的概念、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，這為推動和指導(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，為今后開展該地區(qū)丹霞地貌的深入研究打下基礎(chǔ)。

1 大別山北麓丹霞地貌概況

1．1 研究區(qū)地理位置

大別山位于中國安徽省、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）。

1．2 丹霞地貌的分布及其特征

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。

2 大別山北麓丹霞地貌地學(xué)背景探討

2．1 大別造山帶是丹霞地貌成因的動力基礎(chǔ)

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)造帶和北淮陽褶皺構(gòu)造帶2個次一級構(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—鳳凰臺盆地中，這為丹霞地貌的形成奠定了基底。同時，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)過地殼的緩慢抬升和長期的風(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)。

2．2 山前盆地構(gòu)造是丹霞地貌的發(fā)育條件

造山帶和盆地是緊密相連的2個大地構(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渡的邊緣地帶。

從局部地區(qū)來看，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—鳳凰臺盆地沉積的砂礫巖與砂巖中。在1．6億年前，北淮陽構(gòu)造帶隆起抬升，在一系列斷裂的控制下，發(fā)育并形成的鳳凰臺盆地。鳳凰臺盆地是皖西大別山的一個重要山前盆地，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，加速了對巖體的切割，以及巖體被切割后的崩塌和侵蝕過程，導(dǎo)致了丹霞地貌的發(fā)育。

2．3 鳳凰臺組（J2f）砂礫巖是丹霞地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)

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—鳳凰臺組。這是一個具有典型特征結(jié)構(gòu)構(gòu)造的沖積扇相沉積，沿山麓呈多個扇體相互疊笠狀分布［12］。鳳凰臺組出露在龍河口—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，礫石來源于大別造山帶［13］。鳳凰臺組時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］對落馬嶺—鳳凰臺剖面鳳凰臺組巖層剖面的測量，目前該區(qū)域出露的鳳凰臺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)。

3 大別山北麓丹霞地貌景觀特征

前期在對大別山北麓地區(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，并通過現(xiàn)場采樣、景觀對比、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)育過程和地貌景觀特征。

3．1 丹霞地貌巖層沉積相變化特征

從野外調(diào)查的3個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，從整個區(qū)域來看，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)的扇緣相沉積過渡特征。

3．2 丹霞地貌發(fā)育的不同階段特征

從上述丹霞地貌的發(fā)育特征與過程來看，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。

3．3 丹霞地貌景觀空間組合特征

從該地區(qū)丹霞地貌的形態(tài)來看，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)模上來說，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)，同時也與皖西大別山區(qū)的氣候濕潤和植被覆蓋好，提供較好的水侵蝕動力有關(guān)，這也揭示該區(qū)丹霞地貌發(fā)育的外動力機(jī)制主要為水力作用。

3．4 丹霞地貌微觀結(jié)構(gòu)特征

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度可達(dá)上百米（圖3D），這是該區(qū)丹霞地貌的一個顯著特征。透鏡體的發(fā)育可能指示水動力在近沉積扇端以碎屑流為主，說明該區(qū)丹霞地貌在流水搬運(yùn)沉積過程中水動力與攜帶物質(zhì)的變化，這為進(jìn)一步研究該區(qū)丹霞地貌發(fā)育的時空規(guī)律提供了線索。

4 結(jié)論與討論

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，并與中國丹霞世界自然遺產(chǎn)地的其他丹霞地貌區(qū)具有可對比性。作者在對大別山北麓地區(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)為大別造山帶的動力機(jī)制、山前盆地構(gòu)造和鳳凰臺組（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，通過對該地區(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)計分析上。另一方面，丹霞地貌作為旅游資源開發(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，但由于開發(fā)時間晚，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)特征和丹霞旅游開發(fā)等方面進(jìn)行深入探討。

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