崆峒山丹霞地貌及保護利用研究

賈雪梅，周自強，王得楷，張國信，王運興

（甘肅省科學院地質(zhì)自然災(zāi)害防治研究所，甘肅蘭州 730000）

崆峒山丹霞地貌區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南邊緣賀蘭山—六盤山山脈的太統(tǒng)山—崆峒山山系，西距平?jīng)鍪?5km，以黃帝問道廣成子、道教發(fā)源地而聞名，又以獨特的地質(zhì)、地貌資源吸引眾多學者青睞，并于2004年批準設(shè)立了國家地質(zhì)公園，規(guī)劃面積83.6km2。崆峒山自古就有“西來第一名山”之譽，先后還獲得了“國家重點風景名勝區(qū)”、“國家級自然保護區(qū)”、首批“中國旅游文化示范地”、“中華民族文化生態(tài)旅游最佳目的地”和“建國六十周年——中國最具投資價值旅游景區(qū)”等桂冠，現(xiàn)已成為現(xiàn)代絲綢之路上的熱點旅游景區(qū)和甘肅省黃金品牌旅游景區(qū)。自1990 年7 月20～22 日，丹霞先驅(qū)黃進先生考察崆峒山確認崆峒山為典型丹霞地貌研究地區(qū)以來，崆峒山丹霞地貌研究30多年，在地質(zhì)構(gòu)造、丹霞地貌、地質(zhì)遺跡等基礎(chǔ)地質(zhì)認識方面取得了一系列研究成果[1-6]。開展丹霞地貌形成的地質(zhì)背景、丹霞地貌的主要特征及其與中國丹霞世界自然遺產(chǎn)地丹霞地貌的對比研究，對于更好地保護異常珍貴的不可再生的丹霞地貌地質(zhì)遺跡資源和進一步挖掘、開發(fā)旅游資源具有重要意義。

1 丹霞地貌形成的地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)構(gòu)造與丹霞地貌

崆峒山位于青藏高原東北緣，定西—會寧盆地與鄂爾多斯盆地交界處，構(gòu)造上處于秦嶺褶皺帶的北部，賀蘭山褶皺帶南段，北祁連褶皺帶與六盤山斷裂帶的東側(cè)[1]。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復雜，地殼運動強烈。表現(xiàn)為三條平行的褶皺和沖斷層組成的復式背斜，其構(gòu)造線為南北或北偏西走向。褶軸和沖斷面走向近南北向或北北西向，構(gòu)成南北向分布的賀蘭褶帶段地質(zhì)構(gòu)造格局。崆峒山為一座斷塊山，由舒緩褶曲和逆斷層上升形成[2]，總體上表現(xiàn)為以走向NNW 線性構(gòu)造為主，次生斷裂、節(jié)理構(gòu)成了崆峒山丹霞地貌的物源基礎(chǔ)，斷層造就了崆峒山陡峭險峻的丹霞崖壁和三級臺階地形等崆峒山丹霞地貌主體形態(tài)，次級斷裂及節(jié)理部位較為強烈的流水侵蝕和物理風化作用進一步塑造了千姿百態(tài)的丹霞地貌微景觀。

1.2 丹霞地貌成景地層

區(qū)內(nèi)地層出露奧陶系（O）、二疊系（P）、三疊系（T）、白堊系（K）和第四系（Q）。關(guān)于丹霞地貌成景地層問題，先后有畢慶昌、徐鐵良、康立權(quán)等[3]、宋立軍等[4]、陳致均[5]等多位學者研究，現(xiàn)一致認為：崆峒山丹霞地貌成景地層為三疊統(tǒng)延長群（T3Yn）及下白堊系六盤山群三橋組（K1s）的紫紅色粗碎屑巖，構(gòu)成了丹霞地貌發(fā)育的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，兩套地層呈不整合接觸（圖1）但僅在局部地段找到了不整合界限，其余地質(zhì)界線還需進一步厘定。

1.3 崆峒山夷平面

不整合接觸表明地殼運動強烈，加之新構(gòu)造運動間歇性上升作用及侵蝕水流切割，形成了上述崆峒山復向斜以及多級夷平面和涇河的三級階地，整體上形成了多級頂平—身陡—麓緩的典型丹霞地貌景觀。關(guān)于崆峒山夷平面問題，目前以陳志均為代表認為崆峒山發(fā)育三級夷平面[6]：香山2123.5m、隍城2038m 及五臺—中臺1894m(圖2)，黃進通過對涇河上游河流階地測年，根據(jù)三級夷平面的拔河高程，采用“黃進地殼上升速率計算公式”得出崆峒山三級夷平面的年齡分別為13.20Ma、11.52Ma和8.71Ma[7]。柯雨田、梁收運[8]則從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造出發(fā)，認為崆峒山處于六盤山東麓，屬六盤山支脈，其夷平面發(fā)育級數(shù)及時代宏觀上應(yīng)與六盤山一致，提出：隍城是斷層活動抬升的結(jié)果，崆峒山應(yīng)只有香山和五臺—中臺兩級夷平面，分別對應(yīng)六盤山第二、三級夷平面，同時，初步解釋了兩者地貌年齡計算差異的原因取決于取樣位置。

2 丹霞地貌特征

崆峒山丹霞地貌是在漫長的地質(zhì)歷史時期緩慢演化過程中，由內(nèi)外地質(zhì)營力作用而成。強烈流水侵蝕作用、斷層和節(jié)理裂隙切割、不同巖性和巖石膠結(jié)程度的不均勻性導致的差異風化等顯示出來的構(gòu)造特征和強烈的風化剝蝕作用，以及各因素之間不斷的相互作用、發(fā)展變化，共同作用形成了崆峒山獨具特色的丹霞地貌地質(zhì)遺跡景觀。

2.1 崆峒山地質(zhì)遺跡資源類型

據(jù)彭華丹霞地貌分類方案，崆峒山丹霞地貌屬于半干旱半濕潤區(qū)的礫巖丹霞，其發(fā)展階段主體處于青—壯年早期，局部地段發(fā)育至晚期，存在零星孤峰、獨石[7]。從單體形態(tài)分類來看，崆峒山丹霞地貌類型豐富，正負地貌發(fā)育都較為完整。正地貌中，山石類型中有方山、石峰、石梁、石墻、石柱、孤峰、孤石等，如“麥垛山”、“五指峰”、“玉帝望北斗”等；崩積體在山麓和圍谷中隨處可見，部分為崩積堆和崩積巖塊，如“二郎石”和“胭巖插翠”組成巖體為大型塊狀礫巖，均為崩積巖石類地質(zhì)遺跡。坡面類如陡崖坡、陡坡、基巖緩坡等分布較廣，如“龜蛇對峙”、“雷聲峰巖墻”等，崖壁陡直，非常壯觀；負地貌中丹霞溝谷在香山、五臺—隍城、彈箏湖及十萬大峽谷等區(qū)域分布較多，表現(xiàn)為巷谷、峽谷、寬谷與圍谷等，如“上天梯”及部分景區(qū)內(nèi)崖壁間“一線天”式的觀光棧道；崖壁巖槽較為少見，但丹霞洞穴于白堊系地層中非常發(fā)育，如“鷹哺洞”、“三珠洞天”、“美人淚”等，在后峽崖壁分布尤為廣泛；丹霞石拱如穿洞與天生橋等也有發(fā)育。正負地貌構(gòu)成了崆峒山國家地質(zhì)公園珍貴的地質(zhì)遺跡資源。

經(jīng)實地調(diào)查核實，崆峒山現(xiàn)有地質(zhì)遺跡183 處，相比于原來58 處，新增地質(zhì)遺跡點125 處。使丹霞地貌景觀數(shù)量占地質(zhì)遺跡總數(shù)的比例達到了69.40%，也極大地豐富了丹霞地貌地質(zhì)遺跡類型。按照價值定性分析和多因素綜合定量分析評價方法，“崆峒山全景”丹霞地貌屬于世界級地質(zhì)遺跡點，足以說明崆峒山丹霞地貌極高的科學研究及觀賞價值。

2.2 崆峒山地質(zhì)遺跡保護分區(qū)

將崆峒山丹霞地貌可劃分為7 個景區(qū)（包括后峽、五臺—隍城、香山、崆峒水庫、太統(tǒng)山、西山、十萬溝地質(zhì)旅游景區(qū)）和1 個地質(zhì)遺跡特級保護區(qū)、1 個地質(zhì)遺跡重點保護區(qū)、5個地質(zhì)遺跡一般保護區(qū)。

從不同景區(qū)、不同保護區(qū)地質(zhì)遺跡分布情況來看（圖3、圖4），后峽地質(zhì)旅游景區(qū)為地質(zhì)遺跡點分布最多的景區(qū)，占總數(shù)的39.10%，五臺—隍城、十萬溝景區(qū)次之，其余較少。重點保護區(qū)地質(zhì)遺跡數(shù)量最多，占地質(zhì)遺跡總數(shù)的44.81%，特級保護區(qū)內(nèi)次之，含四處世界級地質(zhì)遺跡點，占地質(zhì)遺跡總數(shù)的24.59%，一般保護區(qū)最少，占總數(shù)的19.67%。

3 丹霞地質(zhì)遺跡保護與開發(fā)

3.1 工程建設(shè)對地質(zhì)遺跡影響評價問題

崆峒山國家地質(zhì)公園的建立使得珍貴的不可再生的地質(zhì)遺跡資源得到了有效保護。然而，由于地質(zhì)公園規(guī)范化保護工作起步較晚，地質(zhì)遺跡的保護與開發(fā)目前還存在諸多問題，地質(zhì)公園的旅游資源開發(fā)更是相對滯后。為了避免或減輕工程建設(shè)對地質(zhì)遺跡可能造成的破壞與影響，同時使地質(zhì)公園借助地質(zhì)遺跡保護工程、基礎(chǔ)設(shè)施改擴建等工程建設(shè)進一步實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮地質(zhì)遺跡的價值，如何客觀、準確地評價工程建設(shè)活動對地質(zhì)遺跡影響程度是亟需要解決的問題之一。

然而，目前關(guān)于這方面的研究幾乎處于空白狀態(tài)。隨著地質(zhì)公園建設(shè)的快速發(fā)展，針對地質(zhì)遺跡資源價值的評價主要是基于定性評價（經(jīng)驗的）的基礎(chǔ)上采用數(shù)學模型（定量的）進行評價，如層次分析法、綜合價值評價法、模糊賦分法、特爾菲法等，逐漸開始由定性評價向半定量、定量綜合性評價轉(zhuǎn)變。這些評價方法雖然存在自身的局限性，但對于公園發(fā)展建設(shè)中的多目標決策，能夠提供對非定量事件作定量分析的簡便方法，實現(xiàn)對主觀判斷做出客觀的定量描述。工程建設(shè)對地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡的影響評價應(yīng)根據(jù)其特殊性進行評價，思路可考慮借鑒地質(zhì)遺跡價值的評價辦法，從反向入手，通過對影響地質(zhì)遺跡各指標的影響程度大小來建立工程建設(shè)對其影響程度的定性或定量評價模型。

3.2 崆峒山地質(zhì)遺跡保護措施

崆峒山特殊的地理位置和復雜的地質(zhì)環(huán)境條件一方面造就了獨具特色的丹霞地貌景觀，一方面也孕育了不穩(wěn)定斜坡、滑坡、崩塌和泥石流等多種地質(zhì)災(zāi)害，甚至有些地質(zhì)災(zāi)害體本身就是地質(zhì)遺跡，兩者相伴相生，如著名的“二郎石”即為三橋組(K1s)礫巖崩塌的產(chǎn)物，“胭巖插翠”則是延長群(T3Yn)砂礫巖崩塌的結(jié)果，節(jié)理裂隙切割、重力崩塌塑造陡壁懸崖的同時，對公園管理人員及游客造成極大的安全隱患。據(jù)最新統(tǒng)計，崆峒山發(fā)育各類災(zāi)害點65處，主要分布于東門至中臺沿路、涇河沿岸、后峽兩岸斜坡等地質(zhì)遺跡資源也相對豐富區(qū)，以不穩(wěn)定斜坡和崩塌最為發(fā)育[9]。采取傳統(tǒng)的工程性防護措施，有些治理效果并不理想，今后如何在不影響地質(zhì)公園景觀協(xié)調(diào)性的前提下消除災(zāi)害隱患，成為崆峒山地質(zhì)災(zāi)害防治必須要面對的問題之一。目前，景區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理技術(shù)還不太成熟，大多還沿用傳統(tǒng)災(zāi)害治理措施，也有人提出采用SNS柔性攔石網(wǎng)、吊索法、生物錨固法[10]等治理危巖體，摒棄傳統(tǒng)災(zāi)害工程治理措施采用景觀型防治技術(shù)，如用根柱支撐、道教人物支撐、錨固結(jié)構(gòu)綠化、動物象形錨墩等治理崩塌災(zāi)害，采用自然、環(huán)保、人文樁，景觀性格構(gòu)、錨固結(jié)構(gòu)綠化、異性、植生式擋墻等治理滑坡災(zāi)害；在泥石流治理中考慮生態(tài)、藝術(shù)壩（堤）等，不過大多仍僅停留在概念描述階段，成功的實例并不多見。

4 與中國丹霞世界遺產(chǎn)地丹霞地貌的比較

我國丹霞地貌地質(zhì)遺跡資源非常豐富，可劃分為東南、西南和西北三大集中分布區(qū)。2010 年8 月在巴西利亞舉行的第34屆世界遺產(chǎn)大會上貴州赤水、福建泰寧、湖南峎山、廣東丹霞山、江西龍虎山和浙江江郎山組成的“中國丹霞”被正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》。該六處典型丹霞地貌區(qū)代表了我國東南、西南亞熱帶濕潤區(qū)的不同發(fā)育階段的低海拔峰林—峰叢型丹霞的完整系列，研究程度相對較高。西北區(qū)丹霞地貌發(fā)育時空跨度大、類型豐富，崆峒山作為西北地區(qū)丹霞地貌中溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)的典型代表，與南方丹霞有顯著區(qū)別（見表1）：①因地理位置特殊，成景地層為三疊系礫巖，是我國地質(zhì)年齡較老、發(fā)育較為完整的丹霞地層；②頂部薄層黃土覆蓋，具有西北黃土高原丹霞地貌的典型特點；③丹霞洞穴獨具特色，研究程度相對較低；④丹霞地貌的形成發(fā)育環(huán)境為西北溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)；⑤是全國唯一處高海拔地區(qū)“儒釋道”共尊共榮的地方，歷史文化底蘊深厚。

表1 崆峒山與中國丹霞世界遺產(chǎn)地丹霞地貌發(fā)育特征比較

因此，加強與中國丹霞世界遺產(chǎn)地丹霞地貌的比較不僅可豐富我國西北地區(qū)丹霞地貌理論研究體系，而且對于珍貴的丹霞地貌地質(zhì)遺跡保護、旅游開發(fā)意義重大。

5 結(jié)論與展望

崆峒山丹霞地貌成景地層為三疊系礫巖，是我國地質(zhì)年齡較老、發(fā)育較為完整的丹霞地層；丹霞地貌頂部覆蓋薄層黃土，具備西北黃土高原丹霞的典型特點；是全國唯一處高海拔地處西北溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)“儒釋道”共尊共榮的地方，丹霞洞穴歷史文化底蘊深厚。筆者在實地調(diào)查和全面梳理已有研究成果的基礎(chǔ)上認為崆峒山丹霞地貌今后的研究方向有如下幾點：

（1）崆峒山丹霞地貌研究中地層時代及地質(zhì)界限劃分，夷平面、丹霞地貌年齡及地貌形成演化等基礎(chǔ)地質(zhì)認識方面有待進一步深入研究。

（2）本著“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”的原則，探索科學、合理的工程建設(shè)對地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡影響評價方法。

（3）地質(zhì)公園地質(zhì)災(zāi)害防治首要考慮保護地質(zhì)遺跡在不影響景區(qū)協(xié)調(diào)性的原則下，摒棄傳統(tǒng)的重工程災(zāi)害治理措施，加強災(zāi)害發(fā)育特征、成因機理、穩(wěn)定性評價、風險區(qū)劃，研究災(zāi)害治理的新材料、新技術(shù)和新工藝。

（4）相比丹霞世界遺產(chǎn)地，崆峒山丹霞地貌成景地層為三疊系礫巖，是我國地質(zhì)年齡較老、發(fā)育較為完整的丹霞地層；丹霞地貌頂部覆蓋薄層黃土，具備西北黃土高原丹霞的典型特點；是全國唯一處高海拔地處西北溫帶半濕潤大陸性季風氣候區(qū)“儒釋道”共尊共榮的地方，丹霞洞穴歷史文化底蘊深厚。

（5）崆峒山丹霞地貌獨具特色，在強化自身研究的同時，應(yīng)加強本區(qū)丹霞地貌的主要特征與丹霞地貌世界遺產(chǎn)地丹霞地貌在成因機理、旅游開發(fā)方面的對比研究。