江西贛州石城國家地質(zhì)公園丹霞地貌特征及旅游開發(fā)

江西贛州石城國家地質(zhì)公園丹霞地貌特征及

旅游開發(fā)摘要：石城國家地質(zhì)公園位于江西省贛州市，以丹霞地貌景觀為主要旅游資源，以發(fā)育在紅色砂巖中的龜裂地貌為特色。不同類型的龜裂地貌組合成為栩栩如生的象形景觀，尤以龜壽石和仙人犁田最引人注目+通過野外地質(zhì)調(diào)查，總結(jié)了園區(qū)丹霞地貌景觀類型和特征，認(rèn)為它們主要是晚白堊世陸相紅層受到構(gòu)造抬升、斷裂切割、巖性組成、流水侵蝕及風(fēng)化作用形成的，砂巖獨(dú)特的龜裂地貌主要是風(fēng)化作用的結(jié)果+近些年來，石城國家地質(zhì)公園旅游發(fā)展雖然取得了明顯進(jìn)步，但主要還停留在觀光旅游層面+在國家提倡科普教育、研學(xué)旅行的背景下，園區(qū)應(yīng)與廣東丹霞山、福建泰寧、江西龍虎山等世界地質(zhì)公園開展交流與合作，借鑒成功經(jīng)驗；增加科研投入，為提升景區(qū)研學(xué)質(zhì)量提供基礎(chǔ)研究資料+關(guān)鍵詞：丹霞地貌；龜裂地貌；地質(zhì)遺跡；石城國家地質(zhì)公園；旅游開發(fā)自1939年陳國達(dá)和劉輝泗口%在“江西貢水流域地質(zhì)”一文中首次提出“丹霞地形”的概念以來，歷經(jīng)數(shù)代丹霞學(xué)者的不懈努力，中國丹霞地貌研究取得了較多進(jìn)展#010年以''中國丹霞"的名義成功申報世界自然遺產(chǎn)+近些年來，在旅游熱潮的推動下，越來越多的丹霞地貌景觀被發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，并受到了眾多學(xué)者的研究和關(guān)注$#@10%+江西是丹霞地貌發(fā)育省份，丹霞地貌多集中分布于贛東北地區(qū)（如龍虎山世界地質(zhì)公園）和贛南地區(qū)（如石城國家地質(zhì)公園）。石城國家地質(zhì)公園位于江西省東南部武夷山脈中段西側(cè)，是石城縣乃至贛州市重要的旅游資源，也是贛州市唯一的國家級地質(zhì)公園+石城國家地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡豐富，包括丹霞地貌、溫泉、硅化破碎帶等，以丹霞地貌為主要旅游資源+除了常見的赤壁丹崖外，在紅色砂巖層面及其他暴露面上發(fā)育的多邊形龜裂地貌獨(dú)具特色，吸引了眾多科研人員和游客的關(guān)注+本文在總結(jié)石城國家地質(zhì)公園丹霞地貌類型和特征的基礎(chǔ)上，對其成因進(jìn)行分析，為園區(qū)丹霞地貌科學(xué)解釋、保護(hù)和旅游開發(fā)提供參考+1地質(zhì)背景石城國家地質(zhì)公園位于江西省贛州市石城縣，北距縣城約5.0km，南北長約6.0km，東西寬約5.2km，總面積為22.86km#（圖1）。園區(qū)屬亞熱帶濕潤性氣候，熱量充足、雨量豐沛、無霜期長，年平均氣溫為15.5?19.1i，年平均降雨量為1400?1900mm。該公園位于江西贛州石城盆地，是燕山期中國東南部地殼伸展拉張構(gòu)造背景下

形成的眾多陸相斷陷盆地之一，控盆斷裂為河源一邵武斷裂帶（江西省內(nèi)稱尋烏一瑞金斷裂）。園區(qū)及周邊地區(qū)前泥盆紀(jì)變質(zhì)地層、白堊紀(jì)地層和志留紀(jì)花崗巖廣泛出露，泥盆紀(jì)一石炭紀(jì)地層僅零星分布％區(qū)內(nèi)構(gòu)造以NE向和NNE向斷裂為主，NW向斷裂為輔％盆地內(nèi)沉積的紅層主要為晚白堊世贛州群和圭峰群％圭峰群河口組紅層以礫巖和砂巖為主，是園區(qū)丹霞地貌主要的成景地層％根據(jù)區(qū)域地層對比，河口組沉積年齡大致為Coniacian-Santbnian期，即89.8?83.6Ma'11]%10km|圖1江西石城國家地質(zhì)公園交通位置（a,b）及地質(zhì)簡圖（c）Fig.1Trafficpositions(a,b)andgeologicalsketchmap(c)ofShichengNatonalGeoparkinJiangxiProvince匠貿(mào)庫里組一高灘組樓前組一高灘組叵I侏羅紀(jì)二長花崗巖I恪I晚志留世二長花崗巖E早志留世二長花崗巖匚;刁角度不整合界線M平行不整合界線N]性質(zhì)不明斷層正斷層K逆斷層阮瓦可周潭巖組一外管坑組巨]石城國家地質(zhì)公園范圍|K#|蓮荷組叵I塘邊組|玷|河口組叵I周田組甚可茅店組叵]石溪組＜東華山通天寨石城國家地質(zhì)公園以丹霞地貌為主，園區(qū)丹霞地貌分布區(qū)面積為15.1km2,占公園總面積的68.6%%丹霞地貌發(fā)育年代為中新世一更新世，距今14?1Ma[1z]%2丹霞地貌景觀類型及特征石城國家地質(zhì)公園丹霞地貌類型豐富，包括赤壁丹崖、石峰、石柱、崩塌堆積、龜裂、層控洞穴、蜂窩狀洞穴等，尤以龜裂地貌最具特色％（1）赤壁丹崖％紅色陡崖坡是典型丹霞地貌特征之一%陡崖坡傾角一般＞60°,高度＞10m%在崖壁底部一般由陡崖崩塌下來的巖屑組成麓坡，其上植被發(fā)育％在陡崖壁上，流水侵蝕和風(fēng)化作用形成眾多造型景觀，如千佛崖、觀音坐禪，也可見蜂窩狀洞穴等微地貌％園區(qū)典型的丹崖景觀有仙人居（圖2（a））、千佛崖、萬壽崖、石馬寨等（圖2（b））,高度＞50m,長度＞200m%石馬寨石墻被琴江水系環(huán)繞,南北長2.5km,由近垂直的斷層切割河口組紅色礫巖而成％礫巖中見粒序?qū)永?、疊瓦狀構(gòu)造％斷層面見階步和擦痕，可判斷斷層性質(zhì)％(a)仙人居赤壁(b)石馬寨石墻圖2赤壁丹崖景觀Fig.2Photographsofredclifflandscape石峰、石柱、石堡&由陡峭崖壁的錐狀山峰組成石峰，呈柱狀者為石柱，頂部較平緩且規(guī)模較大者為石堡&園區(qū)典型的石峰為通天石，又名“石筍干霄(，海拔535m,斷面直徑約50m,四周壁陡如削，頂天立地，又名“生命之根((圖3(a))。在通天寨仙人犁田北崖可見石柱成群發(fā)育，形成“仙人托石"景觀，單個石柱高約6m,直徑1?2m&位于縣城北約5km的李臘石是一座規(guī)模較大的石堡,主簿峰體型巨大，山頂圓潤如丘，周圍被陡立的赤壁圍限，崖壁之下為緩傾斜的麓坡，其上植被茂盛(圖3(b)),具有典型的南方丹霞地貌“頂平(圓)、身陡、麓緩”的特點(diǎn))2，13一性。圖3通天寨景區(qū)典型石峰和石堡Fig.3TypicalrockpeaksandmesasinTongtianzhaiseenicarea崩塌堆積&在地殼抬升過程中，紅層巖石中易形成眾多近垂直地表的節(jié)理和斷層&由于差異風(fēng)化作用，下部抗風(fēng)化能力較弱的泥質(zhì)巖層不斷凹進(jìn)形成層控洞穴，上部抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的礫巖和砂巖在斷裂疊加下臨空失穩(wěn)發(fā)生崩塌，并在山麓堆積&通天寨達(dá)摩洞便是由巨大巖塊崩落堆疊而成的天然巖洞(圖4)。豎向洞穴和溝谷&在紅層崖壁上，常見沿大致豎直方向發(fā)展的洞穴，高度遠(yuǎn)大于寬度和深度&通天寨景區(qū)通天巖景觀即是豎向洞穴(圖5),崖壁平直，近觀頭頂巖石崩塌出現(xiàn)方形缺口似天窗&該類洞穴在丹霞地貌區(qū)均有發(fā)育，如丹霞山“陰元石”、龍虎山“大地之母”和“少女之春”等景觀&隨著流水侵蝕和風(fēng)化作用的持續(xù)，豎向洞穴規(guī)模逐漸擴(kuò)大，洞穴兩側(cè)巖石發(fā)生崩塌，向一線天、巷谷等溝谷地貌演化。層控洞穴&丹霞地貌成景地層主要由紅色陸相礫巖、砂巖、泥質(zhì)巖互層組成&在差異風(fēng)化作用圖4通天巖坡底的崩塌堆積洞穴Fig.圖4通天巖坡底的崩塌堆積洞穴Fig.4ColluvialcavityatthefootofTongtianyansite圖5通天巖豎向洞穴景觀照片F(xiàn)ig.5 aH=cIos^jpphotoKraphSofverticalcavtyatTongtanyanste下，抗風(fēng)化能力相對較弱的軟巖夾層逐漸凹進(jìn)形成順層理方向延伸的洞穴，而與其互層的抗風(fēng)化能力相對較強(qiáng)的巖層凸出（圖6）。根據(jù)洞穴形態(tài)特征，可劃分為巖槽、額狀洞穴（或額狀崖）、扁平洞穴等$（6）龜裂$龜裂是石城國家地質(zhì)公園最具特色的地貌景觀，常見于紅色砂巖層面或其他暴露面上（圖7）,形成了多種象形景觀$在仙人犁田景觀，砂巖層面上的龜裂連續(xù)成片發(fā)育，大多數(shù)單個龜裂呈長方形，還可見其他多邊形龜裂，整體像是剛被犁過的田地（圖7（a））。在垂直或斜交砂巖層面上，龜裂一般呈五邊形或六邊形，單個龜裂中部凸出，邊界呈直線或曲線，因而被稱為“龜裂凸包”（此$通天寨山頂附近的龜壽石為一個發(fā)育完好的象形景觀,主要由五邊形和六邊形龜裂組成，整體突出于底面，形似緩慢爬行的巨龜，因此得名龜壽石（圖7（b））$在多邊形龜裂地貌發(fā)育成熟的位置，?？梢娸^大的龜裂中包含較小的龜裂；在靠近較大龜裂的邊緣部位，細(xì)小的龜裂常密集發(fā)育（圖7（c））。在通天寨山頂北側(cè)發(fā)育規(guī)則的長方形龜裂地貌，主要龜裂裂隙沿兩個幾乎正交的方向交叉，在長方形龜裂邊緣可見細(xì)密的小型裂紋（圖7（d））。在一些由砂巖磚塊堆砌而成的臺階或砂巖山坡上人工刻鑿而成的石階邊緣，也可見類似的細(xì)密龜裂$類似的毫米級至厘米級龜裂也廣泛分布于美國西部和澳大利亞砂巖中[14]$在干鹽湖沉積中，強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用或地下水位降低可形成巨大的龜裂，直徑可達(dá)300m（15]$近年來，在火星上也發(fā)現(xiàn)了不同規(guī)模的龜裂[16]$圖6紅層崖壁上由差異風(fēng)化作用形成的層控巖槽Fig.6Bedding-controlledgroovesformedbydifferentialweatheringalongredbedscliff圖7通天寨景區(qū)山頂附近龜裂地貌景觀Fig.7PolygonalcracksaroundthetopofTongtianzhaiscenicarea蜂窩狀洞穴％在仙女出浴景觀的直立砂巖崖壁上，發(fā)育小型蜂窩狀洞穴，單個小洞穴直徑為2?3cm,部分相鄰小洞穴連接在一起形成竹葉狀洞穴(圖8)0蜂窩狀洞穴發(fā)育在厚度2?10mm的灰黑色結(jié)殼之上，結(jié)殼邊緣可見細(xì)小的龜裂紋％結(jié)殼剝落會導(dǎo)致蜂窩狀洞穴消失和崖壁后退％蜂窩狀洞穴是一種在全球不同氣候區(qū)均有發(fā)育的地貌現(xiàn)象，在多鹽的海岸區(qū)和干燥沙漠地區(qū)尤為常見,它們主要見于由砂巖、花崗巖、石灰?guī)r等巖石組成的崖壁、堤壩及紀(jì)念碑上'"17@18」3地貌成因石城國家地質(zhì)公園丹霞地貌景觀是在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和巖性的基礎(chǔ)上，由流水沖刷侵蝕、風(fēng)化、重力崩塌等共同作用的結(jié)果，以下分內(nèi)動力因素和外動力因素分別進(jìn)行分析％3.1內(nèi)動力因素構(gòu)造％在古太平洋板塊向歐亞板塊北西方向俯沖的構(gòu)造背景下，中國東南部地區(qū)晚中生代巖石圈處于伸展拉張應(yīng)力狀態(tài)，形成了一系列NE向、NEE向陸相斷陷盆地，盆地中沉積了后來形成丹霞地貌的紅色碎屑巖地層(紅層)'2@3(。在地殼抬升過程中，紅層巖石中產(chǎn)生一系列高角度正斷層及近直立的節(jié)理，為雨水滲入巖石加速風(fēng)化并導(dǎo)致巖體崩塌提供了條件％園區(qū)石筍干霄、仙人居、千佛崖等景觀均為紅層沉積被斷裂破壞后經(jīng)流水侵蝕和風(fēng)化作用塑造而成的％巖性組成％巖石的礦物組成、化學(xué)成分和沉積結(jié)構(gòu)等在地貌形成和演化中扮演著重要角色[14'19@20]%石城盆地是一個陸相斷陷盆地，白堊紀(jì)紅層沉積時為干熱氣候環(huán)境，盆地邊緣受斷層控制常發(fā)育沖積扇沉積體系'21@22(,紅層堆積厚度大、粒徑粗，后期經(jīng)地殼抬升、斷層或節(jié)理切割后易形成

圖8砂巖崖壁密集發(fā)育的小型蜂窩狀洞穴Fig.8Massively-developedsmalltafonionthesandstonecliffs赤壁丹崖地貌！在盆地中部圖8砂巖崖壁密集發(fā)育的小型蜂窩狀洞穴Fig.8Massively-developedsmalltafonionthesandstonecliffs在由礫巖與砂巖、泥質(zhì)巖互層構(gòu)成的紅層剖面上，一般礫巖抗風(fēng)化能力相對較強(qiáng)，以礫巖為主的地層常形成陡崖地形！砂巖和泥質(zhì)巖抗風(fēng)化能力相對較弱，常形成低矮的丘陵地形！在礫巖崖壁上?？梢姍E圓形洞穴，多數(shù)與較大粒徑的礫石或聚集狀(篩積結(jié)構(gòu))礫巖的風(fēng)化脫落有關(guān)IM!3.2外動力因素流水侵蝕。無論在南方濕潤區(qū)還是北方干旱區(qū)，流水侵蝕都是塑造丹霞地貌的主導(dǎo)外力［2-3'24-27］!在陡峭上凸的崖壁上，?？梢娒芗植嫉呢Q直細(xì)溝地貌，常形成具有觀賞價值的景觀，如石城園區(qū)千佛崖、丹霞山曬布崖、龜峰展旗峰等，主要是降水時期山頂流水順崖壁流下侵蝕形成的，這些細(xì)溝隨著坡面起伏會發(fā)生分叉、匯合。同時，流水侵蝕使紅層巖石在被抬升過程中形成的節(jié)理、斷層不斷拓寬，形成豎向洞穴，并向一線天、巷谷演變。風(fēng)化作用。石城國家地質(zhì)公園位于亞熱帶濕潤氣候區(qū)，氣候溫暖，降雨充足，生物種類和數(shù)量較多，巖石受物理、化學(xué)和生物風(fēng)化作用影響明顯。在太陽光照射下，由于溫差和水分變化，來自外部及砂巖內(nèi)部的Si、Fe、Mn等元素在巖石表層沉淀，形成一層堅硬的厚度僅數(shù)毫米的鐵錳質(zhì)礦物結(jié)殼#28-如。隨著時間流逝，結(jié)殼應(yīng)力拉張破裂產(chǎn)生裂隙，流水沿裂隙發(fā)生侵蝕和溶蝕，導(dǎo)致裂隙加寬變深，形成了龜裂地貌隨后龜裂(結(jié)殼)剝落,巖石新鮮面暴露，開始新的風(fēng)化進(jìn)程。值得注意的是，較大龜裂的邊緣?？梢娂?xì)小密集的龜裂紋(圖7(c)、(d)),這與丹霞山園區(qū)陽元山西坡九九天梯(人工刻鑿的砂巖臺階)的裂紋相似。九九天梯修建于20世紀(jì)90年代末，可見這些類似大象皮的龜裂地貌形成速度很快。龜裂的形成與巖石的泥質(zhì)含量有關(guān)，較大龜裂邊緣發(fā)育的細(xì)密裂紋則指示了其受重力作用的影響#1!」。已有研究指出，泥質(zhì)含量較低、結(jié)構(gòu)成熟度較高的砂巖，由于具有較高的孔隙度和滲透率，有利于含鹽溶液的滲入和流動，鹽晶體的沉淀不僅撐裂破壞巖石結(jié)構(gòu)，而且還加速了石英、長石等礦物的溶解速度，促成宏觀尺度上蜂窩狀洞穴［9'14］和龜裂地貌的形成和演化！石城地處溫暖濕潤區(qū)，生物繁茂，其對巖石的破壞體現(xiàn)在物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化兩方面！植物根系深入巖石中的裂隙或顆粒之間的孔隙生長，破壞巖石結(jié)構(gòu)的完整性，同時根系生長過程中分泌的酸加速了巖石組分的化學(xué)溶蝕［31］!另外，繁盛的地衣通過草酸膜粘結(jié)顆粒和雜基I",或者巖石表面微生物導(dǎo)致Fe、Mn沉淀形成沙漠漆而使巖石表面變得堅硬［28］,從而為蜂窩狀洞穴的發(fā)育提供有利條件#9$。因此，生物對丹霞地貌具有重要的塑造作用。重力崩塌。斷裂和沉積層理的空間組合疊加造成巖塊失穩(wěn)，在重力作用下發(fā)生崩塌，形成崩積地貌#2!-27$!丹霞地貌的緩麓即是由丹霞崖壁崩塌下來的巖塊逐漸風(fēng)化形成的#13$!另外，有些從崖壁崩塌下來的巖塊互相堆疊，可形成崩積洞穴，如達(dá)摩洞！4旅游開發(fā)現(xiàn)狀及建議%.1旅游開發(fā)現(xiàn)狀成立地質(zhì)公園的主要目的是為了保護(hù)地質(zhì)遺跡，推廣地學(xué)知識，同時帶動旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展#石城國家地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡資源較豐富，丹霞地貌類型較齊全，其核心景區(qū)通天寨擁有石筍干霄、龜壽石、仙人犁田、仙人居、千佛崖、達(dá)摩洞等景觀，獨(dú)具特色，尤其發(fā)育完好的龜裂地貌，堪稱國內(nèi)丹霞地貌的絕景，也是園區(qū)丹霞地貌最具特色之處#除丹霞地貌外，園區(qū)還融合了紅色文化、客家文化和佛教文化，發(fā)展研學(xué)旅游的條件較好#但是，石城國家地質(zhì)公園旅游發(fā)展起步較晚!加上園區(qū)內(nèi)交通及地質(zhì)遺跡解說系統(tǒng)還不夠完善!接待的游客數(shù)量較少，以周邊地區(qū)的居民為主!2016年園區(qū)門票收入約2000萬元#2018年獲批成為國家地質(zhì)公園后，園區(qū)內(nèi)開辟了3條地質(zhì)科考旅游線路，即通天寨丹霞地貌科考線、石馬寨丹霞地貌水上科考線、九寨溫泉科考路線，還有1條人文景觀路線和2條自然生態(tài)游線(南坑湖一九寨溫泉區(qū)和云嶺一石背景區(qū))。游客可以觀察到不整合接觸關(guān)系、三大巖類、斷裂、丹霞地貌、溫泉、瀑布等地質(zhì)遺跡#4.2未來發(fā)展建議高度重視丹霞地貌基礎(chǔ)地質(zhì)研究#石城國家地質(zhì)公園是以丹霞地貌景觀為核心的旅游資源!由于開發(fā)較晚，園區(qū)知名度和顯示度均較低，缺乏足夠的科學(xué)研究，對其科學(xué)價值、美學(xué)價值和文化內(nèi)涵挖掘有限#下一步，園區(qū)應(yīng)高度重視有關(guān)丹霞地貌的基礎(chǔ)地質(zhì)研究，通過更多高質(zhì)量的科研成果提高園區(qū)的顯示度和知名度#科學(xué)規(guī)劃，大力發(fā)展研學(xué)旅游#隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，旅游產(chǎn)業(yè)也面臨著轉(zhuǎn)型升級，即由傳統(tǒng)的團(tuán)隊觀光向研學(xué)等內(nèi)涵式旅游方向發(fā)展#一方面，園區(qū)可邀請丹霞地貌領(lǐng)域的專家和旅游規(guī)劃設(shè)計部門組建研學(xué)旅游專家咨詢機(jī)構(gòu)，為園區(qū)的研學(xué)旅游做好戰(zhàn)略規(guī)劃(另一方面，要建立統(tǒng)一的地質(zhì)科普解說系統(tǒng)，用多種方式講好關(guān)于丹霞地貌景觀的地球科學(xué)故事，并編寫傳播地球科學(xué)知識的宣傳資