南昌梅嶺花崗巖地貌景觀特征及其形成發(fā)育規(guī)律

周翠姜勇彪段政錢邁平張翔陳榮

1)東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,南昌,330013; 2)江西省數(shù)字國土重點實驗室,南昌,330013;3)中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心,南京,210016

內(nèi)容提要:花崗巖地貌具有獨有的景觀特征和演化規(guī)律,本文對江西南昌梅嶺地區(qū)新元古代花崗巖地貌景觀特征、空間分布規(guī)律和成因演化規(guī)律進行了系統(tǒng)分析與總結(jié)。 梅嶺花崗巖地貌主要發(fā)育于新元古代花崗巖之上,并在巖性、區(qū)域斷裂和氣候控制的風(fēng)化侵蝕作用下,逐步形成了以崩塌倒石堆積、石蛋為特色的花崗巖低山丘陵地貌;新生代以來,梅嶺地區(qū)長期受到太平洋構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的疊加影響,而發(fā)生構(gòu)造抬升和剝蝕作用,且受區(qū)域斷裂構(gòu)造的控制明顯,區(qū)內(nèi)溝谷和瀑布景觀主要沿NE、NNE 和近EW 三個方向發(fā)育。 梅嶺現(xiàn)代花崗巖地貌的發(fā)育肇始于始新世區(qū)域一級夷平面的分裂解體,并經(jīng)歷了兩次構(gòu)造抬升和剝蝕作用,逐步形成如今獨具代表性的花崗巖低山丘陵地貌景觀。

花崗巖地貌是一種獨特的地貌景觀地質(zhì)遺跡,因此多被依托建成國家公園、自然遺產(chǎn)地或地質(zhì)公園加以保護,如美國加利福尼亞州的約塞米蒂國家公園(Palmer et al.?)、日本屋久島世界自然遺產(chǎn)地(李彬, 2017)、德國的布朗斯韋爾世界地質(zhì)公園(葉張煌,2013)等。 我國東南部地區(qū)花崗巖分布廣泛,形成了各種類型迥然的花崗巖地貌景觀,有些地區(qū)因這些奇、險、秀、雄的花崗巖地貌景觀而成為重要的旅游景區(qū)和科研基地,如安徽黃山世界地質(zhì)公園(潘國林,2013)、江西三清山世界地質(zhì)公園(尹祝等,2018)、福建太姥山世界地質(zhì)公園(王榮等,2011)、德化石牛山國家地質(zhì)公園(梁詩經(jīng)等,2006)等。 目前為止,針對花崗巖地區(qū)這些千姿百態(tài)的地貌景觀,從地質(zhì)地貌科學(xué)角度來闡述其形成和發(fā)育規(guī)律的研究多集中于燕山期花崗巖(滕志宏和李繼康,1997;崔之久等,2009;尹國勝等,2007;楊柳,2011),而對于其它時代花崗地貌地質(zhì)遺跡的關(guān)注還不多。 而江西梅嶺是華南面積最大的新元古代花崗質(zhì)侵入體——九嶺巖體的東延部分,其類型豐富而獨特,是研究新元古代花崗巖地貌景觀的理想對象。 本文以南昌市梅嶺風(fēng)景名勝區(qū)為例,對區(qū)域花崗巖地貌景觀從特征、空間分布和時間演化規(guī)律三個方面展開分析,以期揭示區(qū)域新元古代花崗巖地貌景觀的空間展布規(guī)律和地貌演化過程。

1 梅嶺區(qū)域概況

梅嶺位于南昌市西部,山體呈NE 向展布,地理坐標(biāo)為115°38′～115°48′E,28°42′～28°51′N,面積約150 km2,最高海拔841 m。 其處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),日照少,氣溫低,云霧、降水多,空氣濕度大,氣候垂直變化大,具有典型的山地氣候特征。 在地貌上,梅嶺屬于受兩側(cè)北東向斷裂所挾持的,并經(jīng)歷了強烈抬升作用后形成的構(gòu)造斷塊山,是從贛西九嶺山脈南坡,自北而南滑脫推移過來的一座巨型推覆體,其東南弧凸邊界外側(cè)的擠壓動力變質(zhì)帶及新元古代雙橋山群掩蓋或逆沖于古生代、中生代沉積巖之上。 在遙感影像上,梅嶺一側(cè)呈弧凸形邊界,代表了推覆方向,而另一側(cè)相對平直,代表了裂離拉斷緣,逆指推覆方向,四周為平原所隔而“脫離”,地形反差甚大,頗具“一山飛峙”的特色。 且梅嶺至今仍處在向鄱陽湖平原仰沖的推覆發(fā)展之中:梅嶺山前的贛江平原現(xiàn)今正處在由SE 向NW 掀斜沉降期,趨于插向梅嶺山下(即梅嶺相對向SE 仰沖)的新構(gòu)造發(fā)展之中(張福祥,1996)。

圖1 南昌梅嶺衛(wèi)星圖(a,據(jù)南昌市TM 影像圖?)和梅嶺地質(zhì)簡圖(b,據(jù)1 ∶25 萬南昌幅地質(zhì)圖?改繪)Fig. 1 Satellite maps(a, from TM image map of Nanchang)and regional geological map (b, modified from 1 ∶ 250000 Geological Map of Nanchang)of Mount Meiling, Nanchang

在大地構(gòu)造位置上,南昌梅嶺地處揚子板塊和華夏板塊的拼貼帶——江南造山帶中北緣,經(jīng)歷了從中元古代到新生代的各旋回構(gòu)造運動。 在中元古代(>1000 Ma),區(qū)內(nèi)形成巨厚層含火山碎屑夾層的海相泥砂質(zhì)復(fù)理石建造;新元古代發(fā)育的晉寧運動,使得區(qū)域雙橋山群發(fā)生區(qū)域性強變形低變質(zhì)作用,揚子板塊與華夏板塊發(fā)生陸—陸碰撞拼貼,并伴隨著碰撞后過鋁質(zhì)S 型花崗閃長質(zhì)巖石的侵入,形成初生陸殼改造花崗巖類侵入體,地質(zhì)年代為819.5～824.5 Ma(段政等,2019);在加里東運動時期,地殼運動造成海陸交替的沉積環(huán)境,沉積了以碎屑建造、并具類復(fù)理石特征的霞鄉(xiāng)組—唐家塢組;印支運動時期,沉積蓋層發(fā)生了強烈的褶皺形變,形成以NE—EW 向?qū)捳剐婉薨櫈橹?局部發(fā)育同斜倒轉(zhuǎn)褶皺,并伴隨褶皺形成一系列NE—EW 向走向斷層和逆沖推覆構(gòu)造;燕山運動后期和喜馬拉雅運動時期,以NE—NNE 向斷塊隆起形變?yōu)橹?在以隆起為主的構(gòu)造背景上,形成了一系列延伸性較差、但活動性較強的內(nèi)陸斷陷盆地,在斷陷盆地中,形成了厚約2000 余米的白堊紀(jì)及新近紀(jì)的河湖相紫紅色碎屑建造和第四紀(jì)松散沉積物(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院?)。

梅嶺巖體主要巖性為二長花崗巖和花崗閃長巖,以未變形的塊狀構(gòu)造和中細(xì)粒半自形不等粒結(jié)構(gòu)為主,主要礦物為石英、斜長石和鉀長石,次要礦物為黑云母、白云母等(圖2)。 局部地區(qū)發(fā)育片麻狀構(gòu)造花崗巖,其片麻理貫穿巖體及圍巖,巖體與圍巖呈脈動侵入接觸。 新生代以來,華南內(nèi)陸大面積中生界地層被抬升剝露至地表,其中,上白堊統(tǒng)的強烈褶皺變形和剝蝕指示該地區(qū)新生代期間至少有千米量級的上覆蓋層被剝露去頂,反映這一地區(qū)存在相當(dāng)幅度的山脈隆升(李庶波和王岳軍,2016;索艷慧等, 2017)。 因此,經(jīng)地殼運動長期的隆起、沉降、褶皺、斷層等內(nèi)動力地質(zhì)作用和物理、化學(xué)風(fēng)化,流水侵蝕,重力崩塌等外動力地質(zhì)作用的共同影響,逐漸形成了梅嶺或險峻、或典雅、以峰谷瀑洞及倒石石蛋為特征的區(qū)域花崗巖地貌景觀。

圖2 南昌梅嶺新元古代花崗巖巖石特征: (a) 野外露頭; (b) 巖石學(xué)特征; (c) 單偏光下微觀特征; (d) 正交偏光下微觀特征Fig. 2 Characteristics of Neoproterozoic granites in Mount Meiling, Nanchang: (a) field outcrop; (b) petrological characteristics; (c) microscopic characteristics under monopolar light; (d) microscopic characteristics under orthogonal polarized light

2 梅嶺花崗巖地貌景觀劃分

南昌梅嶺地區(qū)地勢由西南向東北傾斜,呈紡錘形,西南部山嶺起伏,沿構(gòu)造線方向,流水侵蝕作用強烈。 山內(nèi)是嶺壑縱橫的溝谷地帶,山高谷深,水流湍急,并常有斷崖、瀑布,北部和南部為低山向平原過渡的丘崗地帶,崗寬坡緩,丘田相間(江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院?)。 筆者等通過巖石成因—形態(tài)的地質(zhì)遺跡分類原則,將梅嶺的花崗巖地貌景觀分為4 個大類11 個亞類及145 處小類(表1),其中大類主要代表地質(zhì)遺跡的成因類型,亞類則是對大類的進一步細(xì)分,而小類則是對每類地質(zhì)遺跡具體景觀的對應(yīng),該分類方案綜合考慮了花崗巖地貌地質(zhì)遺跡的成因和形態(tài)特征,并囊括了具體的景觀點,具較好的應(yīng)用和推廣價值。

表1 南昌梅嶺花崗巖地貌景觀類型Table 1 The classification of the granite landforms in Mount Meiling, Nanchang

2.1 花崗巖構(gòu)造侵蝕地貌

梅嶺的花崗巖構(gòu)造侵蝕地貌主要表現(xiàn)為低山丘陵(圖3),其在遼闊的贛撫平原上突兀而起,高峻雄偉。 有梅嶺頭、羅漢嶺、蕭峰、獅子峰、紫陽山、葛仙峰、蟠龍峰等大小山峰99 座,這些山體大多頂部渾圓,呈穹窿狀,海拔高度在1 km 左右,脊線連續(xù),走向NNE—NE,與構(gòu)造線方向相一致,山坡多為凸形坡,坡度30°～33°,主要山峰標(biāo)高550 ～770 m,以雄偉渾圓的山體區(qū)別于花崗巖峰林、峰叢地貌。

梅嶺的低山丘陵地貌形態(tài)為花崗巖中的節(jié)理所控制。 由于花崗巖中各種礦物的膨脹系數(shù)不同,在冷縮熱脹的過程中,巖體容易產(chǎn)生相互垂直的裂隙(原生節(jié)理),這些節(jié)理的數(shù)量和組合形式在很大程度上決定山坡的形態(tài),它們不僅使得礦物顆粒間失去固結(jié)力而變得松散分離,而且裂隙主要沿巖體坡面平行發(fā)育(圖3b),從而支配了坡面坡度的大小。所以花崗巖形成的山丘,其形態(tài)大多數(shù)起伏和緩,易形成花崗巖丘陵地貌(張根壽,2005)。

在節(jié)理或斷裂密集的地方,還容易出現(xiàn)斷崖,這些斷崖崖壁多為平直,陡立奇險,這是因為梅嶺新元古代花崗巖受NNE 向韌性剪切作用,導(dǎo)致巖體內(nèi)主要造巖礦物(長石、黑云母、角閃石)定向排列,構(gòu)成片麻理構(gòu)造,并形成一系列斷裂面或節(jié)理面。 梅嶺巖體在后期抬升風(fēng)化剝蝕過程中,巖塊便沿這些斷裂面或節(jié)理面剝落,使得梅嶺的花崗巖地貌呈現(xiàn)出特色的面狀定向組構(gòu)(圖3c)。 如獅子垂涎景點,自峰頂至峰下,有百余米的巨巖峭壁。 每遇下雨,巖石上便有一條條涓涓之水,順著石壁往下流淌,天長日久,便形成一道水痕,遠(yuǎn)看猶如獅子流涎。

2.2 花崗巖風(fēng)化剝蝕地貌

在南方的濕熱氣候環(huán)境中,花崗巖丘陵往往具有厚達10～80 m 的紅色風(fēng)化殼,這是第四紀(jì)以來長時期風(fēng)化作用所形成。 紅色風(fēng)化殼的色源是氧化鐵及其水化物,氧化環(huán)境中發(fā)生正向呈色(變紅),含鐵造巖礦物經(jīng)過化學(xué)風(fēng)化,使二價鐵從礦物晶格中分離出來,再經(jīng)氧化,低價鐵(淺色調(diào))轉(zhuǎn)變?yōu)楹邇r氧化鐵即針鐵礦(棕褐色),在干熱條件下,針鐵礦脫水變成高價氧化鐵及赤鐵礦(紅色),因此風(fēng)化殼紅化的程度取決于氣候和高價氧化鐵的含量。形成的必要條件是濕熱的氣候、平坦的地形、頻繁的地下水活動和植物根系的深入(黃鎮(zhèn)國等,1996)。梅嶺花崗巖丘陵頂部也見有這樣紅色風(fēng)化殼,梅嶺第四紀(jì)紅色黏土風(fēng)化殼,坡上為紅棕色(赤鐵礦),坡下排水不良為淺黃棕色(針鐵礦)(張效年等,1958),可以把它分為四層(圖4):第一層由黏粒含量較多、含鐵豐富且膠結(jié)緊實的紅土層組成,透水性差;第二層為黃白色的網(wǎng)紋砂土層,兼有灰褐、灰綠、灰紫等色的網(wǎng)狀斑紋,這是礦物不均勻風(fēng)化所造成的,斑紋為蠕蟲狀,樹枝狀,構(gòu)成垂直的水平的、傾斜的條帶。 其中長石、云母已經(jīng)分解,含砂礫和巖屑較多,固結(jié)性差;第三層為碎石層,這一層的花崗巖結(jié)構(gòu)仍然保存,長石云母還未完全風(fēng)化,含砂更多且含有大量的球狀風(fēng)化核石,透水性差;第四層為裂隙層,這一層的花崗巖體結(jié)構(gòu)未受明顯破壞,但是上覆地層的剝蝕使得巖體負(fù)載減輕,產(chǎn)生許多與巖石表面大致平行的隱伏紋理和卸荷裂縫,把巖體切割成近似的立方體和長方體(嚴(yán)欽尚和曾昭璇,1985)。

圖4 南昌梅嶺花崗巖紅色風(fēng)化殼: (a)網(wǎng)紋砂土層;(b)碎石層;(c)裂隙層;(d)梅嶺花崗巖紅色風(fēng)化殼剖面構(gòu)型圖Fig. 4 The red weathering crust of the Meiling granite, Nanchang: (a) reticulated sandy soil layer; (b) gravel layer; (c) fracture layer; (d) profile configuration of red weathering crust of the Meiling granite, Nanchang

圖 3 南昌梅嶺丘陵特征(獅子峰): (a)山頂石蛋;(b)剝離面理;(c)崖壁;(d)倒石堆積Fig. 3 The hilly features of Mount Meiling, Nanchang [Shizi Peak (Lion Peak)]: (a) corestone on the top of peak; (b) exfoliation; (c) cliff; (d) rock fall accumulation

梅嶺花崗巖體內(nèi)部斷層一般為N—NE 走向和NW—SE 走向,在斷層切割作用下,巨大的巖體被分割成立方塊狀,受到地下水的作用,花崗巖中的長石發(fā)生化學(xué)風(fēng)化變成了黏土礦物,其中被斷裂切割的花崗巖立方體和長方體的棱角處最易受到這種侵蝕,久而久之,立方體和長方體的花崗巖體就變成了一個個不太規(guī)則的球體,這種過程稱為“球形風(fēng)化”,形成的球狀巖塊稱為核石。 由于花崗巖致密塊狀的結(jié)構(gòu),所以抗壓強度、抗剪強度和抗侵蝕的能力都比較高,且花崗巖表層風(fēng)化殼物質(zhì)粘結(jié),不透水,所以以花崗巖為核的紅土丘陵最容易發(fā)生散流沖蝕和面流侵蝕。 當(dāng)花崗巖風(fēng)化殼的紅土層、網(wǎng)紋層被剝蝕以后,碎石層裸露于地面,散流搬走細(xì)小顆粒,留下大塊的球狀風(fēng)化花崗巖塊,形成石蛋層,石蛋分布在花崗巖基巖之上,出現(xiàn)于山頂或山坡,是花崗巖區(qū)獨特的地貌景觀(曾昭璇,1960;Camphell,1997;Twiddle,1999)。 梅嶺花崗巖丘陵的頂部和坡面上就發(fā)育散布著如此巨大的“石蛋”(圖3a),這代表了梅嶺早期剝蝕面的殘留。 同時,坡頂石蛋出露時,也表明梅嶺的水土流失已進入非常嚴(yán)重階段(張根壽,2005)。

2.3 花崗巖流水侵蝕地貌

梅嶺水體地貌比較豐富,有著“上有瀑、下有潭、外有溪”的組合,溪流、澗谷、湖灘緊密相連,溪隨峰轉(zhuǎn),一溪一景。 其水系主要由烏源港、銅源港等七條河流組成,以烏源港最大,銅源港次之,河流總長約70 km,總流域面積234 km2,地表年徑流量達2.24 億m3(江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院?),因此,梅嶺的流水侵蝕地貌也比較豐富,主要代表為沖溝峽谷、瀑布、深潭和壺穴。

花崗巖丘陵的沖溝河谷密度常較其他巖石丘陵大,其因花崗巖固結(jié)堅硬,孔隙率小,透水性極差(僅為頁巖的1/5),易受地表散流與暴流的沖蝕。另外,其具有豐富的三維直角節(jié)理,使得巖體內(nèi)發(fā)育許多裂隙,地表水和地下水沿著這些節(jié)理裂隙活動,強烈切割和侵蝕巖體,遂逐漸發(fā)育比較密集的沖溝和河谷,尤其在節(jié)理交錯或斷裂交匯的地方,還會形成小型盆地。 在發(fā)育厚層風(fēng)化殼的花崗巖丘陵上,凹形斜坡上部散流沖刷量最大,因而網(wǎng)紋層出露最快,面積最廣,散流集中,易形成暴流,產(chǎn)生大型沖溝與匯水盆地中的半圓形塌崖(瀑布);然而在凸形斜坡上,由于碎石層出露最快,散流不容易集中,只能產(chǎn)生小型沖溝,故而呈輻散排列(張根壽,2005)。

梅嶺沖溝河谷密布,多沿著NE、NNE 和近EW向斷裂切割,如銅源峽(圖5a)、溪霞谷、望獅澗、合水谷、臥龍谷等,其水平切割密度200 ～300 m,切割深度200～500 m,且水流湍急,常伴有斷崖,溪流飛越斷崖,形成了銅源峽瀑布群、神龍?zhí)镀俨?、跌水溝等多處瀑布?其中銅源峽瀑布群最為壯觀,它位于銅源港下游,有10 多個高10 ～20 m、寬5 ～15 m 的瀑布群,其中最長一級疊瀑高度差可達百余米,外加瀑布上150 多個水碓,令人嘆為觀止。 此外,在瀑布的下方,花崗巖內(nèi)多組相互交切的裂隙和節(jié)理在常年瀑布水流的強烈沖蝕和砂質(zhì)顆粒物的淘蝕下,還會形成許多近橢圓形的壺穴(圖5b)。 壺穴以發(fā)育“口小、肚大、底平”為典型形態(tài)特征,它是地殼間歇式上升造成河流側(cè)蝕和下切作用的結(jié)果,山區(qū)河流作用下形成的急流漩渦和瀑布是壺穴的主要生成背景(李曉勇和王蘇輝,2013)。 壺穴逐步擴大、接合,就形成了深潭。

圖5 南昌梅嶺花崗巖流水侵蝕地貌Fig. 5 The water erosion landform of granite in Mount Meiling, Nanchang

2.4 花崗巖崩塌堆積地貌

花崗巖易形成崩塌堆積地貌是由于花崗巖體內(nèi)多組不同方向的節(jié)理相互交錯和切割,將巨大的巖體分成許多菱形塊體,這些巖塊崩塌、位移、堆積在一起,就組合成了花崗巖崩塌堆積地貌,梅嶺的花崗巖崩塌堆積地貌主要分布在中東部地勢較高的地方,獅子峰是梅嶺地區(qū)倒石堆地貌景觀的典型代表(圖3),有眾多的倒石或滾石堆,其中較大的巖塊滾落到倒石堆邊緣部位停積下來,而一些較小的碎屑則堆積在倒石堆的頂部(圖6c),還有的則滾落到谷地形成巖屑坡(圖6a)。 當(dāng)?shù)故堰M一步發(fā)展時,山坡坡度會愈趨平緩,崩塌作用逐漸減少,崩塌的碎屑也變小,所以倒石堆發(fā)育的后期,其表面堆積的是比較小的巖屑。 一些沒有位移的巖塊原地堆積,經(jīng)雨水侵蝕、熱脹冷縮或可能的化學(xué)風(fēng)化作用,巖塊裂縫逐漸擴大、棱角被侵蝕,形成疊石地貌(董傳萬等,2007),如獅子峰的千疊巖。 經(jīng)數(shù)千萬年的日曬雨淋、風(fēng)化剝蝕,個體也可呈球狀或渾圓狀形態(tài),構(gòu)成花崗巖造型石地貌,如梅嶺形態(tài)各異的試劍石、蓮花石、穿劍石、龍爪石等。 試劍石(圖6b)是一塊受到斜向和近水平向裂縫作用的被風(fēng)化磨圓的橢圓形造型石,且后期會沿兩條裂縫面發(fā)生崩塌。 這些隨處可見的花崗巖造型奇石是花崗巖地貌景觀中重要組成部分,具有很高的觀賞價值,也是重要的旅游資源。

巨石的互相疊置、堆砌、支撐,又營造出一處處奇妙的崩塌堆積巖洞,形成了梅嶺無山不洞,無洞不奇的奇異景觀,梅嶺巖洞于山巔之上、谷壑之中、巨巖之下,大多由崩塌堆積而成。 其中最具特色的女媧洞(圖6d),洞高1.5 m,寬5 m 左右,由一塊巨石倒塌形成洞頂,洞頂經(jīng)層狀剝蝕,其平如砥,洞口不遠(yuǎn)處兩塊巨巖佇立,切面重合,也是沿裂開面倒塌位移后的結(jié)果,如同倆高大威猛的守衛(wèi),趣味盎然。

圖6南昌梅嶺花崗巖崩塌堆積地貌:(a)蕭峰巖屑坡;(b)試劍石;(c)獅子峰倒石堆;(d)女媧洞Fig. 6 T he Landform of granite collapse and accumulation in Mount Meiling, Nanchang: (a) Scree of Xiaofeng Peak;(b) Shijian stone (Sword-power-test stone); (c) the talus of Shizifeng(Shizi Peak); (d) Nuwa cave

3 梅嶺花崗巖地貌景觀空間分布規(guī)律

構(gòu)造運動、巖性和節(jié)理裂隙是花崗巖地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ),豐富的降水量和風(fēng)化作用等則對地貌的形成和發(fā)展起著重要作用,這些因素一起造就了梅嶺具有代表性的花崗巖低山、丘陵和崗地地貌(圖7a)。 花崗巖低山,主要由新元古代花崗巖組成,海拔300 ～841 m,切割深度150～500 m,沖溝發(fā)育,山脊呈鋸狀,山谷多呈V 型,谷底坡度2°～5°,以線狀侵蝕為主;花崗巖丘陵,主要由新元古代花崗巖組成,海拔100～300 m,切割深度80 ～200 m,丘體多呈脊梁形,丘頂形態(tài)渾圓,丘間坳溝、凹地比較發(fā)育,溝谷短淺,以線狀侵蝕為主,片蝕作用較強烈;剝蝕崗地主要分布于梅嶺東部,海拔30～100 m,坡度1°～5°,由古近紀(jì)磨下組、鄭家渡組紅色碎屑巖及第四系中更新世沖積、殘積層組成,崗面微波起伏,崗緣平緩,崗間谷地寬而淺,片蝕作用較強烈。 同時,梅嶺低山丘陵地貌的空間分布特征在平面上呈現(xiàn)出明顯的同心圓結(jié)構(gòu)(圖7b),在海拔較高的中東部地區(qū)以剝蝕和搬運作用為主,引起強烈的水土流失,基巖裸露明顯,崩塌堆積、石蛋地貌廣泛發(fā)育,而地勢低平的北西側(cè)崗地則以沉積作用為主,發(fā)育低山圓丘,地勢平緩(李志文等,2017)。 另外,受斷裂構(gòu)造、層面或界面構(gòu)造、新構(gòu)造運動等因素的控制和影響,區(qū)內(nèi)溝谷、低山、丘陵、瀑布等景觀在垂向上的分布也具有一定的規(guī)律。 如在NE、NNE 和近EW 向斷裂構(gòu)造的控制下,區(qū)內(nèi)的溪流溝谷和發(fā)育于溝谷谷壁上的壺穴深潭在水平向上也主要沿這三個方向發(fā)育延伸(圖7b),且海拔由中心向四周降低,導(dǎo)致水系也由中心向四周分散,且花崗巖丘陵區(qū)一級支谷及其河系呈現(xiàn)出鉗形彎曲的特征,大都發(fā)育成樹枝狀,或間有方格狀水系(圖7a)。 根據(jù)野外的實地調(diào)查并結(jié)合室內(nèi)對1 ∶25 萬地形圖、1 ∶100 萬地質(zhì)圖和遙感衛(wèi)片的判讀,區(qū)內(nèi)溝谷、瀑布、壺穴在垂直分布上主要集中在以下三個高度帶: 450～400 m、360 ～300 m、250～200 m。

4 梅嶺花崗巖地貌景觀特征與演化過程

4.1 梅嶺花崗巖地貌特征

根據(jù)梅嶺花崗巖地貌景觀的發(fā)育特點,總結(jié)其地貌模式為:剝蝕面—低山丘陵—峽谷地貌式(圖8),該地貌模式反映了洗藥湖所代表的區(qū)域剝蝕面(夷平面)形成后,區(qū)域地殼抬升,流水溯源侵蝕分割剝蝕面后地貌的演化過程。 基于崔之久等(2007)提出的花崗巖地貌景觀演化階段劃分規(guī)律,梅嶺花崗巖地貌整體表現(xiàn)為1000 m 以下緩慢抬升的低山,山頂山坡石蛋遍布,兩側(cè)或山腳下有崩落、疊置形成的磊石堆,并具有豐富的峽谷沖溝,這些特征表明了在南方濕潤氣候環(huán)境下,風(fēng)化剝蝕作用強烈,梅嶺正處于花崗巖原始風(fēng)化殼開始剝落,但山體尚未顯著抬升下切的階段。 故本文認(rèn)為梅嶺的花崗巖景觀地貌整體屬成景地貌中期(第三階段),為青年期地貌演化階段,是典型的花崗巖低山丘陵地貌景觀區(qū)。

圖8 南昌梅嶺花崗巖地貌模式Fig. 8 The geomorphic model of granite in Mount Meiling, Nanchang

4.2 梅嶺花崗巖地貌演化過程

梅嶺地區(qū)屬于揚子陸塊東南緣,中生代以來受古太平洋—太平洋板塊俯沖、印度—亞歐板塊碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)以及臺灣—菲律賓弧陸碰撞的影響(李三忠等,2018;張岳橋等,2012;Li Jianhua et al., 2014)。 特別是新生代以來,華南內(nèi)陸發(fā)生了強烈的構(gòu)造抬升和剝蝕作用(李庶波和王岳軍,2016),但就其隆升時間還存在爭議。 如:

(1)Wang Fang 等(2015)通過對浙江紹興地區(qū)石英閃長巖中磷灰石裂變徑跡(AFT)的熱歷史模擬,指出浙東地區(qū)于66±4 Ma～41±3 Ma 期間經(jīng)歷了一次隆升冷卻事件。

(2)李庶波和王岳軍(2016)總結(jié)了華南東部不同時代花崗質(zhì)巖石鋯石、磷灰石裂變徑跡資料,認(rèn)為中生代以來華南東部不同地區(qū)抬升冷卻有明顯差異性:海南花崗巖磷灰石裂變徑跡年齡主要集中在30 Ma(Shi Xiaobin et al., 2011),云開大山磷灰石裂變徑跡年齡峰值在60～50 Ma(李小明等,2005),南嶺花崗巖磷灰石裂變徑跡年齡主要集中在60～40 Ma,而其余內(nèi)陸地區(qū)多變化于75 ～50 Ma(Shen Chuanbo et al., 2012)。

(3)王新毓等(2020)通過磷灰石裂變徑跡分析技術(shù)和熱演化史反演分析技術(shù)認(rèn)為華南東部陸緣地區(qū)至少存在晚始新世(34.5 ～33.5 Ma)、中中新世(16～11.5 Ma)、上新世以來(5 ～0 Ma)三期明顯的快速隆升事件。

就研究區(qū)而言,李庶波和王岳軍(2016)通過鋯石、磷灰石裂變徑跡技術(shù),指出以贛江斷裂為界,東側(cè)向內(nèi)陸方向山體抬升變晚,地貌表現(xiàn)為東高西低態(tài)勢;贛江斷裂以西地區(qū)未表現(xiàn)出明顯東西向關(guān)系,但南北向關(guān)系相對明顯,并認(rèn)為這暗示了其力源機制存在差異:贛江斷裂以東地區(qū)主要受控于太平洋板塊俯沖作用,以西的華南東部地區(qū)為太平洋板塊俯沖與印度—歐亞板塊碰撞的影響疊加區(qū)。 梅嶺地區(qū)即處于贛江斷裂以西地區(qū),應(yīng)受到了太平洋板塊俯沖和印度—歐亞板塊碰撞遠(yuǎn)程效應(yīng)的疊加影響。具體而言,華南東部地區(qū)新生代構(gòu)造演化可以劃分為以下3 個階段:

(1)新生代初期(～60 Ma),太平洋板塊代替古太平洋板塊開始向西俯沖于歐亞大陸之下且板塊運動速率急劇降低(Müller et al., 2008);同時,中國西南部特提斯洋封閉、印度—歐亞板塊軟碰撞啟動,其聯(lián)合效應(yīng)導(dǎo)致中國東部處于右行張扭的構(gòu)造應(yīng)力場作用之下(李三忠等,2012;索艷慧等,2017),這次構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換導(dǎo)致華南至少有千米量級的上覆蓋層被剝露去頂,形成福建和浙江四明山等古夷平面遺跡(許銳,2017)。 研究區(qū)內(nèi)的洗藥湖,位于梅嶺主峰羅漢峰上,是一海拔高度在841 m 的寬淺湖泊。河底堆積著厚層紅色風(fēng)化殼,風(fēng)化殼之下的基底為二云二長花崗巖體。 這里應(yīng)屬于一古夷平面的殘遺(圖9a),形成時代與福建和浙江四明山古夷平面形成時代一致。 梅嶺地區(qū)地貌景觀的發(fā)育即肇始于這一級夷平面的分裂,底部經(jīng)埋藏風(fēng)化作用形成的花崗巖石蛋和花崗巖塊體被抬升至地表,并經(jīng)風(fēng)化剝蝕,出露形成梅嶺800 m 以上的主山脊線,剝蝕產(chǎn)物堆積形成古新世武寧群(E1wn)砂礫巖(圖9b)。 目前梅嶺紅星鄉(xiāng)一帶保留的風(fēng)化殼、石蛋、和緩起伏的寬谷就是剝蝕面的重要特征,該剝蝕面是梅嶺花崗巖地貌演化的地貌基礎(chǔ)。

(2)晚始新世開始(～25 Ma),印度—歐亞大陸硬碰撞并持續(xù)向北楔入,其遠(yuǎn)程效應(yīng)進一步增強了對中國東部的擠壓,造成了研究區(qū)發(fā)生隆升和剝蝕。同時,印度板塊向北擠入對南海北緣的作用表現(xiàn)為南嶺花崗巖和云開大山地區(qū)的花崗巖均在～25 Ma左右存在一次快速隆升過程(Yan Yi et al., 2009)。此次構(gòu)造抬升作用在梅嶺地區(qū)未形成明顯的夷平面,可能僅導(dǎo)致梅嶺巖體持續(xù)隆升。

(3)中新世開始(16 ～11.5 Ma),澳洲板塊與菲律賓海板塊之間發(fā)生碰撞,菲律賓海板塊被推動向北運移、順時針旋轉(zhuǎn)并楔入到太平洋板塊和歐亞板塊之間,中中新世以來(16 ～11.5 Ma,鋯石、磷灰石裂變徑跡,王新毓等,2020),菲律賓海板塊不斷向西俯沖,致使臺灣島與呂宋島弧碰撞拼貼,也導(dǎo)致中國東部強烈的擠壓事件(鄭求根等,2005;Wu et al., 2016),可能導(dǎo)致贛中地區(qū)強烈隆起,梅嶺地區(qū)再次強烈抬升,形成梅嶺250～500 m 之間的次級夷平面(圖9c),流水沿發(fā)育的節(jié)理和裂隙下切侵蝕、溯源侵蝕分割剝蝕面,形成丘陵與峽谷,在溝谷中出現(xiàn)眾多基巖崩塌體,形成倒石堆積地貌和倒石堆積洞等,地貌過程在次級夷平面上特別強烈。

圖9 南昌梅嶺花崗巖地貌景觀形成示意圖(據(jù)江姍,2018 修改)Fig. 9 The formation of granite landscape in Mount Meiling, Nanchang (revised from Jiangshan, 2018)

在侵蝕崩塌長期作用下,低山丘陵的體積會不斷收縮乃至最后消失,山體高度逐漸降低,坡度日漸變緩,地貌上以起伏舒展的饅頭狀山丘和蜿蜒寬闊的谷地地形為特征。 地貌過程歸于和緩,趨于夷平。但當(dāng)這一期次的花崗巖層在這樣的地貌過程中被蝕而消失殆盡,那么其下覆的老巖層又會出露出來而開始著同樣的地貌循環(huán)過程。

5 結(jié)論

分析表明,南昌梅嶺花崗巖地貌景觀類型豐富、特征典型、科學(xué)價值與美學(xué)價值較高,為研究花崗巖地貌景觀演化提供了絕佳的天然窗口。 其價值主要體現(xiàn)在以下幾點:

(1)梅嶺是一個推覆到晚古近紀(jì),新近紀(jì)地層之上的席體,是九嶺南緣大型推覆構(gòu)造的組成部分之一,形成的地貌類型主要有花崗巖構(gòu)造侵蝕地貌景觀、花崗巖流水侵蝕地貌景觀、花崗巖崩塌堆積地貌景觀和花崗巖風(fēng)化剝蝕地貌景觀,可劃分為4 個大類11 個亞類145 處小類,以花崗巖崩塌倒石堆積、花崗巖石蛋地貌為特色,地貌類型豐富、地貌特征典型。

(2)梅嶺花崗巖山丘、倒石堆積、石蛋、瀑布、峽谷景觀高低錯落有致,動靜結(jié)合相宜,遠(yuǎn)近層次分明,美學(xué)價值突出,是國內(nèi)少有的新元古代花崗巖低山丘陵地貌景觀區(qū)。

(3)梅嶺地貌景觀整體屬于花崗巖成景地貌中期(第三階段),梅嶺的地貌模式表現(xiàn)為剝蝕面—低山丘陵—峽谷地貌式,反映了洗藥湖所代表的區(qū)域剝蝕面(夷平面)形成后,區(qū)域地殼兩次抬升,流水溯源侵蝕分割剝蝕面后地貌演化的系列過程,為青年期地貌演化階段,補充了我國花崗巖地貌發(fā)育演化階段的類型,

南昌梅嶺特殊的地質(zhì)地貌為開展地學(xué)科普活動創(chuàng)造了有利條件,建議深入挖掘其地學(xué)價值及內(nèi)涵,充分規(guī)劃其地學(xué)科考路線,加強對梅嶺花崗巖地貌景觀的科學(xué)保護和合理開發(fā),可推動申報為地質(zhì)公園,向游客傳遞梅嶺花崗巖地貌景觀在科學(xué)、美學(xué)等方面的價值與知識,提高人們旅游地學(xué)科普知識水平,提高梅嶺的科研、科普和旅游開發(fā)價值。

致謝:感謝論文評審老師和編輯部老師為本文提出的寶貴修改意見和建議！

注釋/Notes

(Theliteraturewhosepublishingyearfollowedbya“＆”isinChinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

? Palmer D F,白松. 2006. 約塞米蒂國家公園地質(zhì)地貌. 見: 江西省上饒市人民政府, 江西省國土資源廳, 國家地質(zhì)公園研究中心, 中國地質(zhì)學(xué)會旅游地學(xué)與地質(zhì)公園研究分會. 編. 第一屆國際花崗巖地質(zhì)地貌研討會交流文集. 北京:中國地質(zhì)學(xué)會: 15.

? Palmer D F, Bai Song. 2006#. Geology and geomorphology of Yosemite National Park. In: Shangrao Municipal People ’ s Government of Jiangxi Province, Department of Land and Resources of Jiangxi Province, National Geopark Research Center, Tourism Geology and Geopark Research Branch of Geological Society of China. eds. The Proceeding of the First International Symposium on Granite Geology and Geomorphology. Beijing: Geological Society of China: 15.

? 核工業(yè)地質(zhì)局270 研究所.1999. 南昌市TM 影像圖.

? No. 270 Research Institute of Nuclear Industry. 1999#. TM Image Map of Nanchang City.

? 江西省地質(zhì)調(diào)查研究院. 2002. 中華人民共和國地質(zhì)調(diào)查報告1∶250000(南昌市幅).

? Geological Survey of Jiangxi Province. 2002#. Geological Survey Report of the People’s Republic of China, 1 ∶250000 (Nanchang).

? 江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院. 2008. 梅嶺—滕王閣風(fēng)景名勝區(qū)總體規(guī)劃(2008～2025): 15～18.

? Jiangxi General Institute of Urban and Rural Planning and Design. 2008#. Master Plan of Meiling—Tengwangge (Tengwang Pavilion) Scenic Spot (2008～2025): 15～18.