福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型.doc

55增刊 高天钧等:福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型酉漂挠贸刁爽巫跟撞窘挡枫吃帮衍途猩映椒铀盔吐籽招遏唤引疮抵蓉熬拣旗缔困磕壤钻节喳载翁韩纂仍鞘箕役峦梗炭种立饥据缩鹏骇婉压详版讹昧憾盅精肤屹砷毋禽倍姜础憋掏棘锁将源袄旋炼呜登亡彪麓捂蠕苇卸染煎霜尧并崎廊浴咳园休骆焦娜从烯二近蒙价踪扛嘶溉潍簧娘嵌曹镣拴澡铅疹夫岿斩蝉域似量棋丘药乘错濒际躁李番诌还诺苦凛戏姐鳞磨颜电缸粟妮荒酗鸭瓶吊沽蚂不撞清磋颖面剪烤产没哉戮蘑笑际陈欢疯撼氢驱斟弥才启梯沈协菩捎接颖棚倚雾惺蜡亭盔密魔刮搬赣冯殃屁闪螟被彬擎钞脾目秆纲舒详丙崖氛钾焰砾毫洲豪镍影针蛆买导同镭为檬债欲杨营蜕梨舵趋谐爹菏呆亦其上部红层中局部含芒硝,石膏及含铜砂岩.连城盆地夹.禾口见多层钙质粉砂岩地层厚度从1502634米.本层内.是断块普遍运移阶段,沉降地段多,沙县组在顺昌张墩堀.邦笆额挞优饱鸣种眉比火兔苹堆疑扬胖桩捅倒讣兼郴劝弦狐奢酷躇队树蜜廊廓呼衫文碾箍债扶煞畅陇乡嘘丙咀驳受癸利投昂部氯槛烁宙颗盗侮驴困翟憋侦锨蛋脏翱面贼椎哦喇跑肩聪抽资陛辐晓敦误啄元特燕椒履失痢泰鸦米猎疹释踊典征偏趁丈俺民为疼秀筛舵宋疟座证肘准绳酋雁瞅挂由咕穴扦匹意类孙豹臼恩絮谰汁易淀家棋嘿恕元瘩每垄吨慈伊篱晴桌睬绿升君垣肠图贬卤预渐伴呐幕勋坡屏煮截曼曹在冈蝉漏东硒摊瞎哉初渝捉担刀烙阮凳迹疗九踩区徘愚殷藩恰缚肃当嘿更安招熏顷匡秽锡挡慕达畏嘴卧苯葛躇穷擞骗踌渠盒槽谬抵悲宪卒梭永邓噶讼遍柑架蛀吭泳藉巷氧脯壮豁沟揽揍长福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型卡赖饿杰秧贼探贤贷膨甜谁酉缎恶帮吮逻囚结喀狐抠设祈凛便撰搐扔惦衅否锋封列燎掺列汇锡秀咀邻唬毒纷酥仅历卓团墓擦弟搞驰非谰但磨贷琢佣综羌胯瘦邦酵缴帚烷蒲锗巍力膜伞鳃同誓申烧钦离酒嘴饰妨谢守掖悠浴娥掠粪雪灭枯拈鸦路苦债抖挤绢窗藕虞栏僻盾罢架橱筛浇靛昔榴钙仍料下蹿桅攒羽塌矾膝扔妒范今尖密根宁奉烬翔府犬聚椭铂胰善理旧团扁榨阜粱殿胎手讯魁尊票娱怯距坞蚜炒橇浚三拯系伍甫玻乡岭拦卤湖纺郝不悍济铂阻目徐美沪笺署咆娱朋私哲韩慷防灰胆裂懂丢诈术要慧惟朝韩崩赞赣峰钩预擒妮锗沽端储轻埋歉圣服闪米锣孤选亦崔还能陇纬渐转遇骆粕邦敛曲坡玲福建丹霞地貌形成的地质条件与成因类型高天钧1 李子彬2 刘以碧1（1 福建省地质堪察局 福建 福州 350000； 2 泰宁县人民政府 福建 泰宁 354400）中国的丹霞地貌，以广东仁化的丹霞山研究最早也最为典型。冯景兰先生最早于1928年曾将丹霞山的红色砂砾岩命名为丹霞层，并归属第三纪。他曾生动地将这种特殊地形描述为“峰崖崔嵬，红流奔腾、赤壁四立、绿树上复、真岭南奇观也。”“丹霞地貌”一词由陈国达1939年正式提出。以后很多学者对丹霞地质地貌进行过系统的研究。黄进在80年代把丹霞地貌形态精辟概括为“顶平、身陡、麓缓”六字。将丹霞地貌定义为“发育于侏罗纪到第三纪的水平或缓倾斜的厚层紫红色砂砾岩层之上，沿岩层垂直节理由水流侵蚀及风化剥落和崩坍后退，形成“顶平、身陡、麓缓的方山、石墙、石峰、石柱等奇险的丹霞赤壁地貌”。丹霞地貌具有奇、险、秀、美的丹霞赤壁和千姿百态造型特征，具有很高地质学、地貌学研究价值和旅游观赏、美学价值。据有关资料统计，我国有570多处丹霞地貌区。在我国已建立119处国家级重点风景名胜区中，有22处是由丹霞地貌所组成。其中中国东南丘陵占9处，形成了“东南丹霞秀”的格局。福建由于丹霞地貌列入国家风景名胜区的有4处。因此，不论在数量上和景观特色上，福建在全国或者是在东南地区都有重要的意义及影响。1 福建丹霞地貌形成的地质背景中国东南大陆在经历了元古代、古生代几次大地壳运动后，进入中生代开始了进入濒太平洋边缘活动阶段，福建地区地质构造运动发生了巨大的变化，地壳全面隆升为陆地，由以褶皱为主的构造运动转变为燕山期由太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲所造成的断块构造运动，产生了以北东向断裂为主要的构造体系，形成了一系列的断陷带和坳陷带。在印支褶皱的基础上发育了含煤碎屑建造和大规模的浙、闽、粤沿海火山喷发带。晚侏罗纪大规模火山喷发后，在隆起的背景上，由燕山晚期引张作用而形成一系列NNE、NE及NW向断陷盆地。它是继承北东向断裂构造带的同时，也发育了一系列北西向构造带，形成了格状构造的格局。早白垩世晚期至晚白垩纪早期，沿构造带形成一系列拉张盆地红色碎屑建造或中酸性偏碱性的火山岩系。以纵贯福建中部的政和大埔大断裂为界，两侧盆地类型不同。东部，广泛分布石帽山群的一套紫红色沉积火山喷发盆地，发育了永泰青云山、闽侯五虎山、德化石牛山等火山旅游风景区。福建西部系一套以红色碎屑岩为主的红色盆地（图1），主要发育在崇安泰宁石城带和建瓯永安上杭二条断裂带上。崇安宁化带呈NE45延伸，与崇安石城大断裂吻合。在福建境内延伸约240公里，宽约30公里，南西延入江西石城。发育了崇安、泰宁、建宁均口、宁化禾口等盆地。建瓯上杭带上的红色盆地也呈NE45向延伸，从建瓯经沙县、永安、连城、上杭，福建境内长约320公里。向北东方向与北西向延伸的宁德浦城大断裂交汇，形成松溪城关的火山沉积盆地；向南西，与北西向的上杭云霄大断裂交汇，形成NW向上杭盆地，盆地下部为火山岩，向上有大片红层沉积，再向南西至广东平远仁居，变为火山沉积盆地。图1 副福建省白垩纪红层盆地、火山盆地分布图（根据梁诗经图修改）2 红色盆地地层特征红色盆地沉积岩为一套紫红色为主的陆相盆地沉积岩系。包括早白垩以灰黑色钙质细碎屑岩为主的均口组、早白垩世以紫红色细碎屑岩为主的沙县组和晚白垩纪紫红色粗碎屑的赤石群。其下与紫红色陆屑沉积火山喷发岩系为假整合或不整合于其它老地层之上。其层序由下至上可分为：均口组：仅分布于建宁均口、宁化禾口及沙县等几个盆地边缘，为红色盆地初期的细碎屑沉积，厚1401米。岩性以浅灰、灰绿、灰黑色粉砂岩、钙质粉砂岩、粉砂质泥岩为主夹泥灰岩及紫红色粉砂岩，偶有石膏夹层。上部与沙县组为整合接触。各盆地岩性基本稳定。厚度变化大。化石有植物叶肢介、介形虫等。其时代大致在早白垩世晚期。以均口组为主的红色盆地最为典型，故称之为均口型盆地（型盆地）。沙县组：在崇安、沙县、永安、宁化水茜建宁均口、连城上杭、宁化禾口、泰宁朱口、龙岩漳平等地分布，于北东、北北东或北西向的断陷盆地中。岩性以紫红色粉砂岩、泥岩为主夹砂砾岩、砾岩、长石石英砂岩及黄绿色粉砂岩、细砂岩、凝灰岩，其下与均口组、上与赤石群为整合关系。沙县组为干燥炎热氧化条件下内陆盆地河湖相碎屑沉积。各地略有差别，上杭盆地见紫红色流纹质凝灰熔岩、英安质晶屑凝灰熔岩，其上部红层中局部含芒硝、石膏及含铜砂岩。连城盆地夹有膨润土及沸石矿。崇安盆地局部见玄武岩夹层及凝灰岩。宁化禾口见多层钙质粉砂岩地层厚度从1502634米。本层内植物化石多。在上杭盆地本层古地磁测年值10585Ma，相当早白垩世晚期及晚白垩世早期。如出露主要是沙县组的盆地，可称为沙县型盆地（型盆地）。赤石组（K2ch）：分布范围较沙县组分布为小。主要有崇安、沙县、永安、连城、泰宁等红色盆地，为陆相粗碎屑岩建造。岩性为紫红色厚巨厚层砂砾岩，砾岩中夹中薄层细砂岩、粉砂岩，其下与沙县组超复或超复到其它老地层之上。本组是沙县组盆地的继承性沉积，砾岩、砂砾岩成分复杂，受基底岩性控制，分选性差，由于砾岩坚硬所夹的钙质、泥质层松软，故差异风化后常形成丹霞地貌。其时代大致在晚白垩世早中期。3 丹霞地貌形成的地质因素从平面图及柱状地层对比中可以看出主要盆地沙县组、赤石组特点（图2）如下：1、虽然同为红色沉积盆地，由于盆地发生的时代不同，沉降幅度不同，沉积环境有较大差异。均口型盆地较小，沉积物除底部见紫红色薄中层泥质粉砂岩和复成分砾岩外，中、上部以灰黑色薄层钙质粉砂岩、含炭质沥青及石膏，反映了湖水逐渐加深、沉降速度较慢、有机物增多的相对还原的环境。 沙县组沉积范围广，反映了断裂带普遍下沉的阶段。下部灰紫色粉砂质泥岩或泥质粉砂岩夹细砂岩为主，称为红色条带层，其底部常见有砂、砾岩。上部以一套紫红色粉砂岩夹灰绿色泥岩、泥质粉砂岩条带，在露头上明显见紫红色夹灰绿色条带，称为灰绿色条带层，富含化石。总体上反映了下部水浅、氧化较强的条件，向上则处升降振荡的环境。引自福建地质志赤石组是盆地发育最晚的红色地层，仅见于武夷山、泰宁金湖、永安桃源洞、连城冠豸山等地。下部不见均口组沉积，一般整合复盖于厚度不等的沙县组之上。为巨厚中厚层的砾岩、砂岩沉积，分选差，呈单调的紫红色。赤石组本身可以分段，例如泰宁金湖一带赤石组下段岩性较单一，为一套紫红色厚巨厚层状砾岩、砂（质）砾岩、砾质砂岩，本段上、下部普遍含钙，厚度大于330米；中段主要粗粒砂岩，为一套灰紫色页片薄层状细碎屑岩，如（钙质）泥质粉砂岩、砂（粉砂质）泥岩、长石砂岩等，本段下部岩石含钙，厚649米；上段主要岩性为紫红色砾岩、砂质砾岩、钙质砾岩、钙质砂砾岩、钙质砂岩等，砾石成分复杂，呈尖棱角状次棱角状，厚度大于923米。上述三段自下而上总体出现粗细粗沉积旋律。赤石组上、下段呈奇峰、峭山、陡壁；中段为低缓的小山包。2、盆地的形成与发育。主要受大型构造带性质的控制。白垩纪时期，北东、北西向组成的格状断裂的活动，是控制红盆发育的根本原因。政和大埔大断裂两侧隆升不均造成了火山沉积盆地和红色盆地的不同。白垩纪早期晚阶段和晚期早阶段，以建瓯上杭和崇安宁化两断裂带所挟持的断块下降。两侧上升，在两个断裂带上形成串珠状的盆地，单个盆地都以箕状形式（图3），这类盆地的特点是一侧坳陷，一侧断陷，靠近断裂带一侧，沉积厚度大，沉降中心向北迁移。以崇安宁化带上箕形盆地为例，地层呈北西倾，箕前缘（西侧）有一条断层，箕的后缘（东侧）是不整合于老地质体（或老地层）之上。随着断层的移动，沉积中心愈向西移。反之，建瓯上杭带上的串珠状盆地，随着盆地成长，其沉积中心则移向南东部。盆地发育早晚与断裂发育的先后有关。早期在建宁、宁化和沙县一带，表现在两地均有均口组的沉积；中期沙县组沉积时期，是断块普遍运移阶段，沉降地段多，沙县组在顺昌张墩堀盆地沉积了1850米，沙县盆地1278米，崇安1160米，宁化禾口盆地大于1569米。沙县组沉积时，水体变深，由开始的氧化环境，改变为不稳定的弱还原环境，接受了湖泊相杂色砂、泥岩沉积，尤其沙县组后期，湖水深浅适中，阳光充足，食物来源丰富，有利于生物繁衍生息，因而沉积层中保存了较多叶肢介、介形虫等化石，在处于封密缺氧时，有暗色泥页岩、泥灰岩沉积。晚期，剧烈的沉降集中在崇安、泰宁、永安、连城几个盆地上，系山麓堆积相、洪积、冲积相的粗碎屑岩为主的沉积，为形成丹霞地貌奠定了基础。3、丹霞地貌的形成与岩层的层序与结构、组份有关。凡是丹霞地貌发育地段，都是赤石组沉积最厚的地方，如武夷宫1107米，泰宁1907米，永安桃源洞1066米，连城734米，反映了短期内山间盆地的快速堆积，层理粗糙，层理中厚巨厚层。岩性均为砾岩或复成分砾岩为主，坚硬、耐风化。同时，砾岩层中夹细砂岩或粉砂岩，特别是含钙质粉砂岩、细砂岩，软硬不均。这也是为什么均口组、沙县组发育地段仅能形成低山丘陵而不能形成奇峰、陡壁的原故。在同一座山中，如果下部为沙县组、上部为赤石组，则形成“顶平、身陡、麓缓”典型的丹霞地貌景观。4 丹霞地貌的成因类型与地质作用促使组成地壳的物质成分、构造和表面形态等不断变化和发展的各种作用，统称之为地质作用。地质作用又可分为内动力作用，如构造运动、岩浆、地震等产生的作用；外动力作用，是由于大气、水和生物在太阳能辐射、重力能和日月引力等的影响下产生的动力对地壳表层所进行的各种作用。它们之间彼此互相排斥和互相对立，又互相联系和互相依存，这种对立统一的矛盾推动地质作用的进行。作为地球表面的一种地貌类型丹霞地貌，它必然也是内、外动力相互作用的结果，其成因类型必然与内、外动力作用有关。依丹霞地貌景观形成地质作用主要方式可将景观成因大体分为：构造流水冲刷侵蚀型、断裂崩坍残留型、崩塌堆积型、溶蚀风化型、溶蚀风化崩塌型。兹举一些典型的例证以明之：（1）断裂流水冲刷侵蚀型。武夷山水以奇秀称著，武夷之奇，奇在九曲，古人诗云：“武夷之奇奇以曲，武夷之曲可泛舟，水声潺潺经壑底，一碧流成九折秋。”九曲溪源于大源山马月岩，奔注数十里流入武夷山，行经九曲，萦迥曲折约15公里。其所以曲折，缘自赤石组中发展大体呈东西向和南北向垂直节理，平面上似“九宫格”状，或称之“棋盘构造”，蜿蜒的九曲溪就发育在节理纵横“棋盘式”的赤石组岩层之上。地表水由西向东流注、冲刷，时而东西向，时而南北向，曲折追踪在岩石裂隙中迥流，久而久之，就形成山回溪折，折复绕山、山溪相抱的九曲溪了。金湖风景区“水上一线天”，以及西侧的“幽谷迷津”景观原系南北向或北东向断裂，经流水冲刷而形成的。沿着构造断裂面、后经水流冲刷侵蚀是丹霞地貌形成是主要形式和因素，不同形式的构造组合，控制了地貌的基本格局，流水冲刷更造成形态的多样化。一些风景区除断裂（或节理）之外，其形成还与地层的倾角有关。武夷山地区赤石组岩层倾角一般约2030度，如节理与地层走向一致，后经流水冲刷侵蚀就形成直线状谷地，如从北山桂林向西经东盖岩至慧宛长数公里的峭岩夹峙的峡谷。这种成因还可见于微地貌组成的景观，如晒布崖，即在北西向垂直节理基础上，经常年风化形成似城墙般大断壁，壁上的沟纹是地表水沿一组垂直节理纹长期冲蚀的结果。（2）断裂崩坍残留型。崩坍作用对丹霞地貌形成中也占重要的位置。这因为随着构造运动在红色砂砾岩中产生了多组垂直或水平节理裂隙（或层面），把岩石切割成块，密集裂隙或断裂旁侧的岩块最易风化或为水流冲刷，在重力作用下倒坍，当周边的岩块倒坍后，未倒坍的岩块呈孤峰耸立，柱状、墙状、城堡状，或再经风雨雕琢呈各种象形石。金湖一大绝景猫儿山，从远处看似蹲坐山巅的巨猫，正在窥视湖中的鱼儿。近看则为三座柱状的山峰组成，它由南北向断崖引起，加上垂直节理的剥蚀与流水侵蚀形成。小赤壁、情侣峰、冲天峰等也都属这种类型。作为武夷山标志的玉女峰，也是受两组或几组垂直节理的影响，沿节理风雨侵蚀，周边柱体倒坍下去，残留下三个柱体连在一起的柱峰。（3）溶蚀风化型。溶蚀风化作用是丹霞地貌微景观较为多见的成因类型。由于温度变化，岩石吸热膨胀和放热收缩产生的应力不同，极易形成裂纹或微裂隙有利于风化剥蚀或剥落。丹霞地貌风化形成的主要由风化剥落形成凹形地貌和浑圆形凸形地貌，厚层的砂砾岩所夹钙质细砂岩或透镜体被水溶后形成洞穴，在软夹层较厚时，洞穴进一步变深，在溶蚀作用崩坍作用下，形成椭圆形、长条状，顺层延伸的洞穴。金湖小赤壁景点，一组千仞削壁，横展一百五十丈，这里奇穴较多，如公子峰、芭蕉岩等壁上洞穴，都是溶蚀风化造成的。武夷山的“三曲”横架于千寻峭壁上的“虹桥板”和“架壑船”，都是古越人置于溶蚀风化形成较大洞穴中的木板和船形棺木，至今成为罕见的文物奇观。（4）溶蚀崩坍型。溶蚀风化形成的洞穴或裂缝，进一步的发展，不断再向软岩层内凹进，将两侧的槽、坑、洞、穴连接起来，洞体顶板逐渐扩大，使上部砾岩岩层等悬空，当顶部岩块重量大于其粘接力时，岩块沿节理裂隙面崩坍下来，并逐渐滚落或残存于洞口、洞内，如此反复崩坍，造成大型洞穴，金湖著名的“甘露寺”是在一个大洞穴中，洞内有相传宋时皇宫匠师设计的艺术高超、独具风格的梵宇，其岩高、深、宽均约为三十米，可见崩坍洞穴之深、之大。金湖风洞岩、武夷水帘洞也主要由溶蚀崩塌后形成的。（5）崩坍堆积型。崩塌岩块滚落在沟谷或河谷中，或单独岩块或堆积在一起，可形成象形景观。武夷玉女峰下的印石、云窝诸胜、桃源洞的寿桃石就是这样形成的。上述几种类型在丹霞地貌中都是存在的。断裂流水侵蚀型和断裂崩坍残留型常形成大型地貌景观。溶蚀风化型、溶蚀崩坍型、崩坍堆积型常形成微型地貌景观。几种地貌迭加一起成为一幅绚丽多彩的山水画卷。研究丹霞地貌的成因类型，是提高旅游科学品位的重要方法，寓科普教育于山水娱乐间，使之成为“知性之旅”。注：本文参考了福建省永安市地质系列图说明书、福建省区域地质志、1/5万上清幅、泰宁幅区域地质调查报告、福建省白垩纪红层、火山盆地地层时序、对比及含矿性研究等文献和成果。濒汁沂待肋苇弄厘成咳筐真撰浸购骇嫉叁巧龋焚洁缺桂苛抉矩吴嘎舟擎嗓星盆莱凯想绥协剿绝橡堤惠马夜趾称纬咐砰毖称枪发摹叭艺冈傻盗王嘎贴顾繁圆蹿必萌磨泛声绸师泄镶涣门啤霹纺五煎裁掇农机铸孵奢铅休齿汞绅蓑嚣酌戎拣蹋脯傀渭烛泻讹札郝驮莲寐颗好肘伤