廣西大瑤山砂巖峰林地貌特征

廣西大瑤山砂巖峰林地貌特征

1、地貌及巖性廣西瑤山主體位于廣西中部東部的金秀瑤族自治區(qū)，也被稱為金秀瑤山。大瑤山走向北東,延綿數(shù)千平方千米,海拔高程在500~1979m,山頂高程在千米以上山峰有30余座,最高峰圣堂山海拔1979m,是廣西第5高峰。大瑤山屬構(gòu)造侵蝕為主的中山中深至深切割山地形,中部地勢高聳,向四周逐漸降低,20多條河流呈放射狀流向周邊地區(qū),河流切割深達(dá)800~1400m,坡度陡,懸崖峭壁極發(fā)育,峽谷和季節(jié)性瀑布多。大瑤山位于北回歸線附近,氣候?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,年均氣溫17℃,年均降雨量1824mm,森林覆蓋率在87%以上,野生動(dòng)植物資源豐富、生態(tài)環(huán)境好,是國家級自然保護(hù)區(qū)。大瑤山出露地層主要為下古生界寒武系和下泥盆統(tǒng)蓮花山組,缺失奧陶系、志留系、石炭系、二疊系和中新生代,從地層缺失情況以及泥盆系與寒武系角度不整合接觸說明,地史時(shí)期的大瑤山是一處長期處于剝蝕狀態(tài)的隆起區(qū),構(gòu)造單元屬大瑤山凸起。寒武系大面積分布于大瑤山中部地區(qū),巖性為一套厚達(dá)3000余m的長石石英砂巖、巖屑雜砂巖夾泥巖或互層產(chǎn)出,復(fù)理石韻律發(fā)育,屬深海濁積巖。下泥盆統(tǒng)蓮花山組圍繞大瑤山北部及西部邊緣分布,巖性為紫紅色厚層塊狀礫巖、砂巖,不等粒砂巖夾泥巖,下部砂巖為主,上部泥巖增多,底部以含礫砂巖或礫巖為主,與下伏寒武系砂巖角度不整合接觸,沉積厚度大于1000m,是砂巖峰林地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。2圖2:2圖2砂巖峰林地貌分布于大瑤山西部邊緣蓮花山、羅漢山、圣堂山、五指山一帶,范圍長約55km,寬約2~10km,面積180km2(圖1)。峰林地貌雄踞于海拔千米以上的山體上部,山體邊部或溝谷地帶發(fā)育最好,由于溝谷的切割和山體邊緣巖石的崩塌,峰林邊緣一般為陡峭的崖壁,巖壁上以清晰的加里東地殼運(yùn)動(dòng)不整合面為界,其下為寒武系砂巖和泥巖形成的緩坡地形,其上為下泥盆統(tǒng)蓮花山組紫紅色砂巖形成的陡峭崖壁地貌和砂巖峰叢峰林地貌,連續(xù)展布數(shù)十千米,赤壁丹霞,絕壁千仞,雄險(xiǎn)奇秀(圖2),廣西一絕,中國少見。2.1基本形態(tài)特征砂巖峰林地貌是一種群景地貌,它的基本形態(tài)是崖、峰(柱)、崖槽、崖巷。2.1.1邊緣崖壁的特性即崖壁,是峰林中規(guī)模最大、最壯觀的景觀,具有與丹霞地貌相似的“赤壁丹崖”特征。依據(jù)所處的不同位置,分為邊緣和內(nèi)部兩種崖壁。邊緣崖壁位于峰林區(qū)邊緣,斷續(xù)延長數(shù)十千米,局部地段長數(shù)千米至十余千米,高數(shù)十米至百余米,最高530m(如六巷古卜坳一號崖壁),壁面陡立,似銅墻鐵壁。峰林內(nèi)部崖壁以蓮花山一帶最常見,走向受兩組節(jié)理控制,為北西和北東向,一般寬百余米,高數(shù)十米至百余米,大部分為傾角大于70°的垂直崖壁,壁面上各種沉積現(xiàn)象清晰可見,是研究蓮花山組沉積環(huán)境的理想場所。2.1.2峰體組合類型即峰林中高度大于寬度的石峰和石柱,是砂巖峰林地貌中最基本的形態(tài)景觀,以蓮花山、圣堂山、五指山一帶山體邊緣發(fā)育較好。峰林由數(shù)以千計(jì)的單體石峰、石柱組成。峰體形態(tài)有方柱形、扁柱形、錐形、筍形、峰墻形、塔形、棒形等,千奇百怪、高低錯(cuò)落,高者丹峰插云,低者如筍如林。依據(jù)峰體形態(tài)特征,可將其劃分為以下幾種組合類型。筍狀峰林:峰體上細(xì)下粗,基部相連,向上呈筍狀,一般高數(shù)米以上,規(guī)模小于錐狀峰林,由密集的垂直節(jié)理將巖石切割而成。蓮花山地區(qū)常見。峰墻狀峰林:水平巖層被垂直節(jié)理切割后形成一個(gè)崖壁,側(cè)看成墻、正看成峰,墻體走向受節(jié)理走向控制。見于蓮花山地區(qū)。象形石峰:大部分為獨(dú)峰或孤峰,大小和高矮不等,形如塔狀、棒狀和柱狀,形態(tài)多樣,有小鹿、煙斗、蓮花、將軍、鴨頭、蛇頭等形態(tài),似人似物,一步一景,由不同巖性差異風(fēng)化和巖石崩塌形成。2.1.3垂直節(jié)理中的巖石的工指峰林中深度和高度均大于寬度的直立槽狀地貌景觀,又稱垂直凹槽,系兩條或數(shù)條垂直節(jié)理中的巖石崩塌而成。崖槽一般寬數(shù)十厘米至數(shù)米,水平深1m至數(shù)米,高10m至數(shù)十米。圣堂山一帶最大的崖槽寬30~50m,高150~200m,它的寬度、高度和走向與節(jié)理的密度、間隔、走向有關(guān),是峰林地貌中常見的微地貌景觀。2.1.4與峰林其他形態(tài)實(shí)體的條件形似窄而深的水平巷道,是崖槽的深度向水平方向發(fā)展的結(jié)果,它的寬度一般僅2~3m,而高和深達(dá)數(shù)十米至百余米,巷壁直立,極似一線天或通天巷。蓮花山地區(qū)常見。除上述各種形態(tài)類型外,峰林地區(qū)還可見到一些小方山、石門等景觀,它們與峰林、溪谷、流水飛瀑、森林植被、奇花異樹組合成一幅幅絢麗多姿的地貌景觀,被形容為人間仙境。如蓮花山一帶的會(huì)仙橋、石林仙都、天門、松濤亭;圣堂山一帶的半山亭、鴛鴦亭、懸崖棧道、歡樂門;五指山一帶的五指峰等,深受游客贊揚(yáng),留連忘返。2.2石漠化地區(qū)的發(fā)育峰林,指彼此分離的石峰或石柱組成遠(yuǎn)望如林的地貌景觀,以巖溶(喀斯特)地區(qū)最常見,碎屑巖地區(qū)、花崗巖地區(qū)和丹霞地貌區(qū)也較發(fā)育,但遠(yuǎn)不如喀斯特地區(qū)發(fā)育。大瑤山砂巖峰林屬碎屑巖類峰林,其特征與喀斯特峰林和丹霞地貌既有相似之處,也存在許多明顯區(qū)別(表1)。2.2.1砂巖峰林與石峰峰林的比較我國喀斯特峰林廣泛分布于廣西、貴州和云南東部,主要為泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)質(zhì)純堅(jiān)硬且厚度達(dá)千米以上的碳酸鹽巖石,在濕熱氣候條件下,經(jīng)長期發(fā)育而成。據(jù)朱學(xué)穩(wěn)研究,喀斯特峰林一般發(fā)育于峰叢喀斯特邊緣的平原地區(qū)或谷地,可分為盆地平原型、峰叢谷地型和邊緣坡立谷型3種類型。峰林中的石峰相互離立,疏密不等,平原地區(qū)以孤峰為主,形態(tài)為塔狀,局部錐狀或馬鞍狀,高度150m以下,受水溶液的溶蝕后,峰體上洞穴發(fā)育,“無山不洞”。砂巖峰林與喀斯特峰林比較,主要區(qū)別是巖性成分完全不同;二者形成條件不同,喀斯特峰林主要受水溶蝕形成,洞穴發(fā)育,而砂巖峰林主要受節(jié)理破壞和巖石崩塌形成(表1)。2.2.2紀(jì)紅色巖系的地貌類型我國丹霞地貌主要分布于廣東仁化、福建武夷山、江西龍虎山、福建大金湖、河南云臺山、廣西資源、湖南崀山等地,以廣東仁化最典型,是丹霞地貌命名地。我國南方丹霞地貌成巖時(shí)代主要為白堊紀(jì)紅色巖系,巖性為紫紅色礫巖、砂礫巖及粗砂巖,巖層近水平產(chǎn)出,主要地貌形態(tài)類型(以廣東仁化丹霞山為例)包括:崩塌作用為主的赤壁丹霞、方山、石峰、石柱、石墻;流水作用為主的水平洞穴;風(fēng)化作用為主的順層巖槽、扁平洞、額狀洞、渾圓狀山脊山頂?shù)?由多種因素共同作用形成。與砂巖峰林比較,具有大體相似的巖性、顏色和丹崖地貌,不同點(diǎn)是形成條件和形態(tài)類型不同,砂巖峰林巖石為細(xì)碎屑巖,質(zhì)地更堅(jiān)硬,抗風(fēng)化能力大,丹崖地貌更發(fā)育;丹霞地貌巖石粒度粗,抗風(fēng)化力弱,以順層巖槽(洞)、渾圓狀、饅頭狀山脊與砂巖峰林有明顯區(qū)別。2.2.3界砂巖峰林地質(zhì)構(gòu)造背景及對比我國砂巖峰林地貌主要分布于河南、河北、山西及長江以南的湖南、江西、廣西等省區(qū)。北方的砂巖峰林成巖時(shí)代主要為中元古代長城紀(jì)石英砂巖,成巖時(shí)代古老,但峰林發(fā)育不甚完美。南方砂巖峰林成巖時(shí)代主要為晚古生代的濱海相石英砂巖,以湖南張家界砂巖峰林發(fā)育最好。張家界砂巖峰林地處北緯29°的武陵山脈,中低山地形,海拔高程500~1100m,地形高差300~600m,中亞熱帶山地季風(fēng)氣候,成巖時(shí)代為距今3億多年的中上泥盆世,巖石為淺色及紫紅色砂巖,地質(zhì)構(gòu)造為褶皺隆起區(qū)。峰林分布面積398km2,有主要石峰和石柱體3000多個(gè),平均密度37.5個(gè)/km2。峰(柱)體一般高數(shù)十米至數(shù)百米,最高者400m,形態(tài)多樣,主要為方柱狀和棱柱狀,如人如物,規(guī)模大,造型完美,保持了幾乎未被攪動(dòng)的原始自然狀態(tài),是地球表面一種獨(dú)特的地貌景觀類型,世界罕見。與張家界峰林地貌比較,大瑤山峰林與之有許多相似和不同之處。相同點(diǎn)是都處于古隆起區(qū),具有相似的地質(zhì)構(gòu)造背景、形態(tài)類型、形成條件和發(fā)育演化過程。不同點(diǎn)是大瑤山峰林成巖時(shí)代更古老、分布面積較小,峰體數(shù)量、規(guī)模不如張家界大,完美程度稍差。3大瑤山砂巖峰林的形成和演變3.1形成條件3.1.1巖屑質(zhì)砂巖巖地層巖性是峰林地貌形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。大瑤山蓮花山組厚1000~1300m,下部為紫紅色厚層塊狀礫巖、含礫砂巖、巖屑質(zhì)砂巖及長石巖屑石英砂巖;上部主要為砂巖與泥巖互層。砂巖礦物成分主要為石英、長石和巖屑,SiO2含量40%~60%,硅質(zhì)膠結(jié),粒度較粗,孔隙較發(fā)育,塑性程度差,在地應(yīng)力作用下,易于產(chǎn)生垂直構(gòu)造節(jié)理和裂隙,為峰林地貌的形成創(chuàng)造了有利條件。蓮花山組砂巖產(chǎn)狀平緩,巖層傾角一般<10°,在節(jié)理作用下,易于保持穩(wěn)定,形成峰林和峰墻。3.1.2層序界面對巖相資源的控制大瑤山屬隆起區(qū),由上下兩個(gè)不同的巖性構(gòu)造層組成。下部為前泥盆紀(jì)地槽復(fù)理石沉積,經(jīng)加里東地殼運(yùn)動(dòng)作用,形成復(fù)式褶皺基底構(gòu)造層;上部為晚古生代地臺蓋層,為寬緩背斜構(gòu)造,二者之間為加里東地殼運(yùn)動(dòng)形成的不整合界面。兩構(gòu)造層巖性組合及塑性程度有明顯差別,在后期構(gòu)造作用影響下,下構(gòu)造層易發(fā)生塑性流動(dòng)變形,上構(gòu)造層蓮花山組砂巖則易發(fā)生脆性變形,使巖石破裂、破碎,形成節(jié)理裂隙。大瑤山地區(qū)前后經(jīng)歷了華力西、印支、燕山和喜瑪拉雅4期明顯的地殼運(yùn)動(dòng),華力西期和印支期運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為巖層褶皺和斷裂活動(dòng),燕山期和喜瑪拉雅期主要為地殼持續(xù)抬升和塊斷升降。由于地殼不斷隆升,給后期的構(gòu)造侵蝕和河流深切作用提供了條件。大瑤山地區(qū)斷裂發(fā)育,對砂巖峰林地貌的形成和發(fā)展有重要控制作用。北東向桐木區(qū)域性大斷層和近南北向的金秀、長灘河等斷層控制了峰林的邊界;北西、北東和東西向次級斷層將整個(gè)臺地分割成蓮花山、圣堂山、五指山等幾個(gè)臺塊;北西向和北東向兩組節(jié)理則控制了崖壁、崖槽、峰體的方向、形態(tài)和密度。3.1.3砂巖富水巖組金秀大瑤山處于北回歸線附近,屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),雨量豐富。蓮花山組砂巖裂隙和孔隙發(fā)育,受大氣降水補(bǔ)給,基巖富含裂隙水,形成富水巖組;豐富的地表水、地下水和大量植物根系的物理化學(xué)作用,加速了對砂巖的侵蝕剝蝕能力,促進(jìn)了峰林地貌的形成。3.2新老斷作用下大瑤山保護(hù)方式的演化距今416Ma時(shí),廣西(加里東)運(yùn)動(dòng)爆發(fā),廣西前泥盆紀(jì)地層褶皺迴返,大瑤山地區(qū)隆起成山,地表經(jīng)數(shù)百萬年風(fēng)化剝蝕后,海水自南向北入侵接受沉積,形成泥盆紀(jì)地臺蓋層。距今200Ma左右的印支運(yùn)動(dòng),大瑤山地殼整體上隆,泥盆紀(jì)地層輕微褶皺,形成寬緩背斜及節(jié)理裂隙,巖層產(chǎn)狀平緩,形成大瑤山臺地。燕山運(yùn)動(dòng)是一次強(qiáng)烈的塊斷運(yùn)動(dòng),在此影響下,大瑤山中部地塊快速上隆,遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕,將泥盆系蓮花山組上部地層全部剝蝕,臺地開始分解。距今65Ma的古近紀(jì)初期,在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)影響下,差異升降活動(dòng)強(qiáng)烈,在新老斷裂作用和金秀河、滴水河、大橙河等溝谷切割下,臺地進(jìn)一步分解為蓮花山、羅漢山、圣堂山、五指山4塊臺地以及1100~1200m、1350~1400m兩級夷平面。第四紀(jì)以來大瑤山地殼持續(xù)間歇性上升,大橙河、滴水河等快速下切,導(dǎo)致侵蝕基準(zhǔn)面下降,形成嶂谷、隘谷、V型峽谷和1500m以上的山峰,在流水作用、重力作用影響下,山體邊緣和內(nèi)部巖石不斷崩塌,逐漸形成邊緣崖壁和砂巖峰林地貌。大瑤山砂巖峰林的形成經(jīng)歷了臺地形成、臺地解體和峰林形成3個(gè)階段,目前正處于幼年至壯年的發(fā)育期,還將繼續(xù)發(fā)展演化,形成完美的峰林地貌(圖4)。4峰林地貌組成(1)廣西大瑤山砂巖峰林地貌位于廣西金秀縣境內(nèi)的大瑤山西部,面積180km2,由下泥盆統(tǒng)蓮花山組紫紅色砂巖形成。(2)砂巖峰林位于海拔千米山體上部,邊緣為高聳的崖壁,形成雄險(xiǎn)奇秀的地貌景觀。峰林由數(shù)以千計(jì)的石峰、石柱、垂直崖壁、凹槽等組成,主要組合形態(tài)為柱狀和錐狀峰林,是一處與湖南張家界類型相同的峰林地貌區(qū),具有重要的科研、科普和旅游開發(fā)價(jià)值。(3)峰林地貌由泥盆紀(jì)