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丹霞地貌类地质遗迹及地质公园建设

时间:2022-11-11 百科知识 版权反馈
【摘要】:关于丹霞地貌的定义,学术界尚未取得一致的认识。甘肃的丹霞地貌发育在白垩纪以来的紫红色砂岩、砂砾岩地层中。现批准建设的甘肃省地质公园中,以丹霞地貌为主要地质遗迹的有天水麦积山国家地质公园、张掖丹霞国家地质公园、平凉崆峒山国家地质公园、临潭冶力关国家地质公园、炳灵丹霞国家地质公园、景泰黄河石林国家地质公园、贵清山-遮阳山国家地质公园、兰州天斧沙宫省级地质公园。

丹霞地貌是以广东省仁化丹霞山命名的地貌,有“色如渥丹,灿若明霞”之意。关于丹霞地貌的定义,学术界尚未取得一致的认识。陈安泽(2005)认为:发育于中、上白垩统河湖相砂砾岩层中,由流水侵蚀、溶蚀、重力崩塌作用形成的赤壁丹崖、方山、锥峰、嶂谷等造型地貌为代表的地貌景观。黄进等(1992)认为:有陡崖的陆相红层地貌称为丹霞地貌。刘尚仁等(2003)认为:有陡崖的红色沉积岩地貌,不论海相红层、陆相红层形成的都是丹霞地貌。因此,广义上的丹霞地貌概念为:由红色砂砾岩构成的,以丹崖赤壁为主要特色的一类地貌,总称为丹霞地貌。

丹霞地貌最基本的特征可以概括为“顶平、身陡、麓缓”(图4-1)。“顶平”是由于岩层产状水平,山顶较少受到侵蚀而保持平缓状态;“身陡”是由于岩层透水性良好,垂直节理发育,坡面多沿垂直节理崩落,形成峭壁形态;而流水下渗,节理扩大,被切岩体往往有多个临空面,因应力释放、卸荷作用促成崖壁的崩塌剥落,坡面后退的同时崩塌物质堆积在坡麓,形成“缓坡”。当岩层的产状为倾斜时,丹霞地貌的形态也可能变为“顶斜、身陡、麓缓”。而在西北的干旱、半干旱环境地区,红色陆相碎屑岩上大多有厚层黄土覆盖,由于上面的黄土墚、峁坡面而使其地形剖面呈现为“顶圆、檐突、身陡、麓缓”的类丹霞地貌特征。

影响丹霞地貌形成发育的主要条件包括:岩石(物质基础)、内外营力等。由于丹霞地貌发育的物质基础、构造条件、外动力因素等差异,形成了丰富多彩的丹霞地貌类型。大尺度的可以是丹霞山体,如天水麦积山;中尺度如天生桥、一线天;小尺度的如蜂窝状洞穴等。黄进(1999)、彭华(2000)对其地貌进行了综合的类型划分,如表4-1所示。

图4-1 典型的丹霞地貌特征(据彭华,2000)

表4-1 中国丹霞地貌分类方案

一、丹霞地貌的空间分布

世界上丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地,而以中国分布最广,类型最齐全。我国丹霞地貌分布广泛,在亚热带湿润区,温带湿润区、半湿润区、半干旱和干旱区,青藏高原高寒区都有分布,除个别省市以外几乎全国所有省份都有分布(表4-2)。我国的丹霞地貌主要集中在广东、江西、浙江、福建、安徽、湖南等东南地区,四川、重庆、贵州等西南地区,以及甘肃、宁夏、青海、陕西等西北地区(图4-2)。主要位于燕山运动隆起、喜马拉雅运动上升的山地和丘陵区。不同的气候带产生不同的外力组合,三大区域在地貌形态及景观特征上具有较大的差异。

表4-2 中国各省(市、区)丹霞地貌一览表(据黄进,1999,更新)

从全国空间分布来看,北方丹霞地貌发育相对较少(西北局部有分布)、分布相对稀疏,南方则较密集,丹霞类国家地质公园也以南方居多;从形态特征来看,北方干旱、半干旱区,温差风化与盐风化比较强,层状或片状剥落明显,表面粗糙,往往形成泥乳状、窗棂状、叠板状、波浪状及陡斜状等特殊类型,并且色调会呈现灰黄色;南方(东南、西南)地处湿润、半湿润区,流水作用在丹霞地貌塑造中起着主导作用,往往形成典型的“顶平、身陡、麓缓”的丹霞地貌,且呈带状分布、个体规模较大,红色鲜明、光滑,有晒布崖、扁平洞、穿洞、天生桥等奇观。

图4-2 中国主要丹霞地貌集中区以及丹霞地貌类国家地质公园分布示意图
(据齐德利,2002,修改)

二、甘肃省丹霞地貌的总体特征

西北区的甘肃、宁夏、陕西、青海四省中,共有9个以丹霞地貌为主的国家地质公园(表4-3),成景地层集中在上侏罗统、白垩系和古近系。甘肃的丹霞地貌发育在白垩纪以来的紫红色砂岩、砂砾岩地层中。由于岩层产状基本水平,垂直节理发育,经流水侵蚀、重力崩塌,以及风化等外动力作用,形成甘肃省特有的兰州天斧沙宫、天水麦积山、永靖炳灵寺姊妹峰等奇观。

表4-3 西北区以丹霞地貌为主的国家级、省级地质公园比较

甘肃省丹霞地貌分布较多,共有85处(黄进,2003),在全国位列第三。分布范围东起合水太白乡,西至河西肃南祁丰乡,南至甘川交界的郎木寺,全省大部分风景区全部或部分由丹霞地貌构景(图4-3),可以静宁—华家岭—渭源—临洮—临夏一线划分,东南为湿润、半湿润区,西北为干旱半干旱区,包含多样丹霞地貌类型,极具特色(表4-4)。

图4-3 甘肃省丹霞地貌分区以及主要丹霞类地质公园(据齐德利,2002,修改)

同时,流水作用对丹霞地貌塑造影响明显,丹霞地貌常沿河谷及支沟发育,甘肃省丹霞地貌按流域划分为外流区和内流区两大部分(齐德利,2002),外流区又包括陇南嘉陵江长江流域和渭河、泾河等黄河流域,麦积山属于黄河流域的渭河区。

表4-4 甘肃省丹霞地貌旅游资源区划分布(据齐德利,2002,修改)

甘肃省丹霞地貌的主要类型有以下几种。

(1)泥乳状:在半湿润区有黄土覆盖条件下,陡崖上出现泥幕的丹霞地貌景观,如泾川罗汉洞;而在干旱气候中,能造浆的泥质盐类及膏盐类物质,在降水过程中形成泥浆,顺陡壁流下而黏附其上,形成泥钟乳,如甘肃大红山及梨园河谷。

(2)窗棂状:陡崖上红层是岩性软硬相间的互层,差异风化形成水平状凹凸延伸,其延伸长度一般在凹凸间距的3倍以内,被垂直节理形成的悬沟或泥状物质形成的泥幕、泥钟乳所切,显示长方形方格状,因似窗棂而得名。

(3)叠板状:如临洮红旗镇高灵寺,有高达130m的崖面,有如成堆的木板凹凸有序地叠放在一起。

(4)陡崖状:黄河北岸,兰州西固区,以新近系中新统咸水河组的陡斜状丹霞地貌为典型。视倾角达63°,陡崖壮观鲜明。

(5)宫殿状:张掖丹霞、临潭冶力关丹霞等,以兰州安宁堡的大沙沟内发育最为典型。构成此类丹霞地貌的新近系甘肃群红色岩层较为疏松,与其上黄土共同形成雄伟的宫殿状外貌,因为其上有一坚硬的砾石层的保护,岩石的风化、崩塌进行缓慢,陡峭得以保存,呈现丹霞的外貌形态。同样,随着砾石层的不断破坏,雄伟的宫殿式外貌逐渐为亭台楼阁所取代,再演变为蘑菇群或红色丘陵。

(6)蜂窝状:临潭冶力关、永靖炳灵寺一带,赤壁上有许多洞穴,高低不等,大小不一,相互混杂遍布于崖面使崖石状若蜂窝。

三、甘肃省丹霞地貌典型代表

现批准建设的甘肃省地质公园中,以丹霞地貌为主要地质遗迹的有天水麦积山国家地质公园、张掖丹霞国家地质公园、平凉崆峒山国家地质公园、临潭冶力关国家地质公园、炳灵丹霞国家地质公园、景泰黄河石林国家地质公园、贵清山-遮阳山国家地质公园、兰州天斧沙宫省级地质公园。

(一)天水麦积山国家地质公园

天水麦积山国家地质公园位于甘肃省天水市麦积区东南的西秦岭地段,中心园区西北距天水市(秦城区)约41km,总面积约366km2,是一座以丹霞地貌、地质构造剖面、花岗岩地貌、峡谷地貌等为主体的大型地质公园。麦积山位于中国秦岭-祁连-昆仑构造带与贺兰-川滇南北构造带的交接复合部位。区域的岩层构造由红色砂砾岩层、浅色变质岩及花岗岩构成。麦积山体的岩层是沉积年代较年轻的古近系的陆相地层,由砖红色、紫红色砂砾岩组成;仙人崖的地质构造与麦积山体相同;石门景区的岩性属中生代中期花岗岩和闪长岩类,呈岩株状出露,形成山岳地形。

1.麦积山丹霞地貌形成条件及过程

1)物质基础:上白垩统麦积山组砂砾岩

麦积山组广泛分布于园区北部,集中、层厚、近水平产出,以陈家庄-阮家沟剖面出露最好(图4-4),下部为紫红色砾岩与含砾粗砂岩、砂质泥岩互层;上部以紫红色厚层状砾岩为主,偶夹砂粒岩,厚度大于482.5m。根据所发育的平行层理、大型斜层理及紫红色等特征,推断该套岩层形成于陆间(山前)河湖相沉积环境。

图4-4 陈家庄-阮家沟(麦积山组K2m)实测地层剖面图

2)内力作用:构造运动

麦积山国家地质公园在地区构造上处于中国东西中央造山带(昆仑-祁连-秦岭)与南北构造带(贺兰-川滇)的交汇部位,华北板块与扬子板块的结合部,西秦岭东段(图4-5),公园是研究秦岭造山带形成、发展、演化过程的天然实验室。麦积山的红色砾岩大致分布在党川-土桥断裂以北和马家坡-康家崖-土桥断裂西北的一定地区。

中生代三叠纪中晚期的印支构造运动后,区域结束海侵历史,进入陆地环境。到了距今约1.0亿~0.66亿年的晚白垩世时,全省受燕山运动Ⅳ幕的影响,大部分成山,仅东部天水以南及兰州以西形成大小不等的内陆山间湖盆地,接受并沉积较厚的山麓及河流相沉积。由于渭河大断裂,党川-甘泉寺断裂与李子园-元龙大断裂带的相互制约、强烈活动,麦积山—石门山一线之西的内陆盆地进一步扩大,东南升而西北降,故在麦积山及仙人崖一带的盆地内沉积了晚白垩世的巨厚层陆相红色砂砾岩层,并被命名为麦积山组(图4-6),构成了麦积山风景名胜区的主要景观和载体。同时,地壳强烈褶皱上升,使得天水地区由内陆山间湖盆地转化为山地,并遭受剥蚀。新构造运动阶段以来,天水麦积山地区以断块差异性升降运动为主。西秦岭阶段性的上升并最终构成我国南、北方自然地理天然屏障的雏形,渭河及嘉陵江已经定型并开始垂向深切为谷,奠定了区域主要地貌景观格局。

图4-5 天水麦积山国家地质公园区域大地构造位置示意图

图4-6 麦积山组巨厚地层
(刘超摄)

3)外力塑造:暖温带半湿润气候

麦积山国家地质公园属暖温带半湿润气候区,植被覆盖率较高,具有冬无严寒、夏无酷暑,春温高于秋温,四季分明、季风气候明显的特征。区内年均降水量为519mm,最大降水量在900mm以上,降水量年际变化较大,降雨集中,夏季降水占全年雨量的50%左右,季节性洪流冲蚀作用非常强烈,对地表不断进行雕琢,有助于形成多彩的丹霞地貌。同时,在风力非常强劲、物理风化作用突出的西部地区,半湿润的气候条件(因陇山阻挡),使得公园有别于西北区域更为干旱的张掖丹霞地貌,比较接近湿润的南方丹霞地貌特征。

2.麦积山丹霞地貌类型特征

麦积山丹霞地貌位于渭河河谷,多姿多彩,属于壮年期丹霞地貌。

依据基本形态特征,可将麦积山丹霞地貌划分为:正地貌(丹霞长崖、石墙、方山、丘陵、锥状尖峰、峰丛、崩塌堆积地貌)、负地貌(丹霞岩槽、蜂窝状洞穴等)。其中锥状丹霞地貌和由锥状丹霞地貌组成的丹霞峰林地貌最为奇特、罕见,是不可多得的风景地貌景观(图4-7、图4-8)。锥状丹霞地貌四面较陡,峰顶尖锐,都以峰群形态出现。当地壳抬升至侵蚀基准面之上,流水沿网格状断裂侵蚀,麦积山组红色碎屑岩层中沿节理或裂隙侵蚀尚未下切至侵蚀基准面时,一般形成根部相连的峰丛,当流水下切到侵蚀基准面时,以侧向侵蚀为主,则常形成根部不相连的峰林。

图4-7 锥状丹霞与丹霞峰林地貌(由锥状丹霞组成的丹霞峰林地貌)(程璜鑫摄)

图4-8 麦积山石窟与丹霞长崖(程璜鑫摄)

(二)张掖丹霞国家地质公园

张掖丹霞地质公园位于甘肃省张掖市,总面积529km2,由丹霞园区、彩色丘陵园区、丹霞石窟艺术园区、大地构造遗迹园区和科教实习专属区组成。张掖丹霞地质公园是我国干旱地区最典型和面积最大的丹霞地貌景观,丹霞地貌主要分布于白庄子、冰沟、大肋巴沟、刀山、芦苇河和敖河,由白垩系砂砾岩、泥岩构成。红色砂岩经过长期风化剥离和流水侵蚀,加之特殊的地质结构、气候变化以及风力等自然环境的影响,形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石。丹霞园区肃南(白庄子)被誉为“窗棂状宫殿式丹霞地貌中国第一”;彩色丘陵园区内的彩色丘陵地貌发育良好、规模宏大,堪称“彩色丘陵中国第一”,有七彩霞、七彩塔、七彩屏、七彩练、七彩湖、火海、刀山、大扇贝、彩色丘陵等多处奇观(图4-9)。

图4-9 七彩丹霞(程璜鑫摄)

1.成景机制

丹霞地貌是指由红色砂岩经长期风化和流水侵蚀,形成孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石,是巨厚红色砂、砾岩层中沿垂直节理发育的各种丹霞奇峰的总称。主要发育于侏罗纪至第三纪的水平或缓倾的红色地层中,也就是“红色砂砾岩”。

1)地层特征

张掖丹霞地貌发育地层为中下白垩统碎屑岩地层。张掖地区在白垩纪早期,盆地下沉扩大,沉积了大量碎屑岩石沙土。白垩纪中期,湿热和干燥相互交替的气候环境使本区处于还原环境中,盆地继续缓慢下降,沉积条件转变为湖泊沉积,沉积了红色、黄绿色、紫红色、灰黑色、灰绿色等杂色砂质泥岩、泥岩细颗粒地层,分布于环状内部,相当于中沟组。由于当时不同沉积环境,沉积物中的铁离子不停地进行交替氧化还原,因而形成了岩性各异、色彩不同的层状地层,并广泛分布,为张掖丹霞地貌和彩色丘陵的形成提供了雄厚的物质基础。

2)构造条件

张掖丹霞构造上位于祁连造山带山前断裂带附近。在喜马拉雅造山运动中,由于地层不同程度地抬升,产生了大量的断裂和褶皱构造。伴随着构造活动,在中下白垩统下沟组的厚层状砾岩夹砂砾岩、紫红色砂岩的坚硬地层中,形成了发育成熟的两组垂直节理,其中一组节理为NE方向,另一组节理与NW向构造线方向大体一致,风化剥落、流水侵蚀和崩塌等外动力作用沿节理和断裂进行,对丹霞地貌的发育起重要的作用。伴随着区内活跃的新构造运动,以区域不均匀升降运动为主的活动特征,主要表现为盆周山区与盆缘山麓地带震荡性上升以及盆中地面缓慢沉降。

2.地质遗迹景观资源的类型

该地质公园以丹霞地貌和彩色丘陵地貌类型为主体。其中,窗棂状宫殿式、柱状和峰林状、叠板状、陡斜状、泥乳状、蜂窝状、劣地式七种形态奇特的丹霞地貌,不仅地质特征明显,而且还构成一幅幅形象逼真、优美动人的特别景观,特别是与人文景观——丹霞石窟群完美融合。如白庄子的“赤壁丹崖”和“恐龙雕像”景点,冰沟的“仙驼迎客”“金蛇探头”“仙山古堡”“长城”“蘑菇石”“擎天一柱”及“一线天”“巷谷”景点,大肋巴沟景区的“城堡挽歌”景点,刀山的“悬崖峭壁”景点,芦苇河—敖河一带的“彩色长廊”“盼郎归”“灵芝湾”“神仙宫”“双龟聚首”“凝固的瀑布”“千佛洞”“凝固的乐章”等景点。

(1)窗棂状宫殿式丹霞地貌:肃南县境内的大红山(白庄子)是窗棂状宫殿式丹霞地貌的命名地,其整体结构如宏伟的宫殿建筑,为西北干旱区特有的丹霞地貌形态。是水平及缓倾斜红色岩层的硬岩和软岩夹层受到流水及风力共同作用形成的楼体状、格子状宫殿式丹霞地貌(图4-10)。

图4-10 窗棂状宫殿式丹霞——赤壁丹崖(宋鄂平摄)

(2)叠板状丹霞地貌:在高达数十米的崖面上(如冰沟),可以看到有如木板平行叠放而成的景观,叠缝处凹凸有序,构成一幅观赏性极强的画面。

(3)蜂窝状丹霞地貌:陡峻的赤壁上分布高低错落的凹穴,大小、形状各异,致使崖面状若蜂窝(图4-11)。

(4)柱状和峰林状丹霞地貌:以冰沟最为典型,为水流或风力沿构造线或垂直节理侵(剥)蚀而成柱状、台状,观赏性较强(图4-12、图4-13)。

(5)陡崖状丹霞地貌:以刀山、大肋巴沟最为典型。刀山处景观雄伟,岩层倾角40°~50°,崖面高度100余米,崖壁直立,刚劲挺拔如刀削斧劈一般。

(6)泥乳状丹霞地貌:以芦苇沟、肃南大红山为代表,在半温润区黄土覆盖条件下,能造浆的泥质岩类及包括黄土在内的膏盐类物质,在降水过程中形成泥浆顺势下流,多层黏附堆积叠合,呈现泥乳状。

(7)劣地式丹霞地貌:芦苇沟、冰沟至213省道北侧一线发育较为典型。泥岩组成的坡面,在缺乏坚硬盖层保护的状况下,经水流侵蚀形成许多沟纹,犹如紫红坡面上发育的水系。

图4-11 蜂窝状丹霞地貌与马蹄寺石窟(宋鄂平摄)

图4-12 廊柱状丹霞地貌——
擎天一柱(宋鄂平摄)

图4-13 廊柱状丹霞地貌——仙山古堡(宋鄂平摄)

(8)彩色丘陵地貌:受中下白垩统中沟组地层的控制,基本呈环状分布。薄层状泥岩、砂质泥岩及页岩互层,紫红色、灰绿色、黄绿色、灰黑色等杂色疏密相生,组合有序,极富韵律感和层次感(图4-14)。

3.公园规划布局

图4-14 彩色丘陵倾斜岩层地貌地质遗迹景观(程璜鑫摄)

张掖丹霞地质公园着重建设“一廊两区三点”旅游区,即梨园河丹霞地貌旅游景观走廊,丹霞奇观区和彩色丘陵区以及刀山(东部端点)、大肋巴沟(南部端点)、大红山(西部端点)。以北岸的肃南大河乡冰沟-神鹰大峡谷-榆木沟丹霞地貌小区、南岸的肃南康乐乡大小肋巴沟丹霞地貌小区、肃南白银乡熬河彩色丘陵-芦苇沟丹霞地貌复合景观小区、肃南红湾寺镇白庄子大红山丹霞地貌小区、临泽南台子丹霞地貌小区为主要资源依托,推出丹霞地貌系列旅游产品,将张掖丹霞地貌区建设成为中国第一个干旱区丹霞地貌精品景区和开放式丹霞地貌科考研究基地,成为张掖乃至整个“丝绸之路”的旅游新亮点。

(三)平凉崆峒山国家地质公园

崆峒山国家地质公园位于甘肃省平凉市城西15km处,总面积83.6km2,主峰海拔2123m。地质遗迹以丹霞地貌为主,分布范围达20多平方千米(图4-15),规模宏大且集中连片,是西北黄土高原上罕见的、不可再生的自然地理、地貌景观。崆峒山属六盘山支脉,受差异风化、水冲蚀、崩塌等外动力作用,形成了孤山峰岭,峰丛广布,方山洞穴发育,怪石突兀,山势险峻,气势雄伟奇特的丹霞地貌景观。这种以下白垩统浅紫红色调为主的巨厚层砾岩自然地貌,是受我国少有的南北向构造主导、新构造运动频繁作用形成的,是国内丹霞地貌类型中形成时代较早的,是大面积黄土高原上独有的自然奇观。崆峒山虽与广东丹霞山、福建武夷山一样同为典型的丹霞地貌,但由于崆峒山地处高海拔地区,显得尤为珍贵(黄进等,2005)。

图4-15 崆峒山丹霞地貌(冯文浩摄)

崆峒山形成于新生代初期的喜马拉雅运动。主要地层为白垩系紫红色、灰绿色、浅黄色砂砾岩,受区域构造应力的影响,发育有多组节理、裂隙及小型断层。在流水、重力作用的雕琢下,形成以石峰、峰林为主的丹霞地貌。

1.地质遗迹的形成

崆峒山位于北祁连褶皱带东缘,鄂尔多斯盆地西侧,贺兰山褶皱带的南段,区内未见岩浆活动的痕迹。崆峒山为太统山复式背斜的西南翼,受强烈的构造运动影响,区内地层特别是白垩系发生了一系列的断裂和褶皱,派生节理十分发育,主要的5组节理构成“X”型节理组合,将岩体切割成不同的块体,形成陡壁悬崖,为地质遗迹的形成奠定了基础。出露不同时代的地层岩性差异较大,软硬相间,砾岩成分多为石灰岩,胶结不均匀,使岩石抗风化能力和抗溶蚀能力差异较大,为地质遗迹的塑造起了重要的作用。

因白垩系砂岩、砂砾岩构造裂隙、节理十分发育,在风化作用下崆峒山形成众多的峰林、石柱等丹霞地貌景观。由于沉积环境的不同,形成了砂泥岩中不同色调的平行层理,成为独特的具有较高观赏价值的地质遗迹。崆峒山分布着诸多的峰林石柱、陡壁悬崖,在降水、风化等外动力地质作用下,发生崩塌,巨大的岩块堆砌在一起,形成堆积地质遗迹。

2.公园景点分区

崆峒山地质公园主要分七大景区:后峡地质旅游景区、五台-隍城景区、香山地质旅游景区、崆峒水库地质旅游景区、太统山地质旅游景区、西山地质旅游景区、十万沟-大阴山地质旅游景区。丹霞地貌主要分布在后峡地质旅游景区、五台-隍城景区、香山地质旅游景区。

(1)后峡景区:以丹霞地貌地质景观为主,海拔1700~2000m,分布有诸多的峰林、石柱,如群峰争艳石柱群,形态各异的石柱如双石塔、姊妹峰、玉帝柱等(图4-16)。同时还展示了众多的造型山如大象山、“龟蛇对峙”等,以及沿节理风化形成的洞穴,如三珠洞、通天洞。

图4-16 姊妹峰(左)、双石塔(中)、玉帝柱(右)(陆媛媛摄)

(2)五台-隍城景区:以人文景观和丹霞地貌地质遗迹景观为主,以中台为游览中心,可依次游东台“卧观平凉”“云鹤归宋”,南台蜡烛峰,北台一线天、药王洞等,沿途自然景观优美,人文景点较多,庙宇较多。

(3)香山景区:以丹霞地貌地质景观和地质构造地质遗迹为主,可以参观白垩系砂砾岩形成的峰林、石柱,苍松翠柏,如入崆峒仙境。同时可以看到断层、节理和泥裂(龟裂纹)地质构造遗迹,陡壁悬崖,孤峰石柱等奇异百态的自然景观。

3.公园规划

按照创“旅游名牌产品”战略和“大旅游、大市场、大产业”的发展格局,园区建设“两区”“一网”。“两区”是以国家重点风景名胜区崆峒山为中心,进行“东引、西延、南扩”,使崆峒山与龙隐寺、太统山、十万沟、弹筝湖、崆峒山后峡连成片,建成崆峒山道教圣地旅游区;以城区隍庙游乐城、柳湖公园、宝塔公园等景点为依托,联合各大旅游定点宾馆、饭店和定点文化娱乐、购物场所,建成市区文化、民俗、娱乐旅游区。“一网”是以崆峒山、王母宫为基地,东北接黄帝陵(黄陵县),东南接炎帝陵(宝鸡市),西南接伏羲、女娲陵等旅游胜地(天水、静宁),向东联通西安兵马俑、法门寺,向西联通“丝绸之路”河西景点,向西北联通西夏王陵、沙湖、须弥山,对外形成一个中华古文化游、汉唐文化游的旅游大网络。

(四)临潭冶力关国家地质公园

冶力关地质公园在临潭县境内,以临潭县冶力关为中心,分为莲花山、西峡、东峡和冶海湖四个景区。主要景观有莲花山、冶木峡、冶海湖、赤壁幽谷、巨型卧佛等景观。

1.公园景点分区

丹霞地貌主要分布在赤壁幽谷景区、小麦积景区、亲昵沟景区。赤壁幽谷景区为红色的砂砾岩形成错落有致的丹霞地貌奇观,谷内主要景点有圣旨崖、四屏峰、妖魔洞、伏蟒崖、蛤蟆石等。长崖(图4-17)、孤峰(图4-18)、方山(图4-19)、崖廊、石门(图4-20)、嶂谷、瓮谷分布于赤壁幽谷景区。

峰林(五子登科)分布于赤壁幽谷景区和小麦积景区;峰柱(图4-21)、残丘(图4-22)分布于赤壁幽谷景区和亲昵沟景区。

图4-17 丹霞长崖

图4-18 丹霞孤峰

图4-19 丹霞方山

图4-20 丹霞石门(张冉摄)

图4-21 丹霞峰柱

图4-22 丹霞残丘(张冉摄)

2.丹霞地貌的形成演化过程

早更新世早期,冶力关地区从干燥气候渐变为湿润的古气候环境,在这一变化过程中,降水形成的洪水沿北西向构造裂隙下蚀切割古近系砾岩组砂砾岩地层,在断裂与节理处,形成冲蚀凹槽和石芽,这就是水流的片蚀、纹蚀、细沟侵蚀阶段。至此,区内丹霞地貌初具雏形。

早更新世晚期,本区地壳进一步上升,随着时间的推移,流水垂直侵蚀作用加剧,伴随崩塌、滑坡的外动力地质改造,沟谷逐渐变深、加宽(图4-23),流水带走堆放于沟谷中的坍塌体,加之干燥、多风的气候,使沟谷两侧形成大量的石峰、石柱等微地貌,达到集中连片分布的状态。

全新世,随着地壳的进一部上升,气候变得温暖、湿润,流水作用更加强烈,坡流冲刷、溶蚀、风蚀共同作用显著,不断对前期侵蚀沟谷、峰柱、峰林进行改造,形成差异风化,使沟谷两岸侧壁上形成了大量的丹霞扁洞、圆洞,塑造出“古堡映辉”(图4-24)、“镇关雄柱”(图4-25)、“四屏风”“独石林”“笑面佛”“斩脉将军”等丹霞地貌景观。

综上所述,地质公园内丹霞地貌是内、外地质营力共同作用的结果。地质构造及新构造运动控制了景区内景点展布格局,流水冲蚀、风蚀及差异风化等作用塑造出了目前的丹霞地貌景观。

图4-23 小沟实测地质剖面图
1.泥岩;2.砂岩;3.砾岩;4.泉;5.地层产状

图4-24 “古堡映辉”

图4-25 “镇关雄柱”(田野摄)

(五)炳灵丹霞国家地质公园

炳灵丹霞国家地质公园位于甘肃永靖县城西南部杨塔乡,总面积26.64km2,平均海拔1783m,游览路线总长8km。园内集自然风光和人文景观于一体,保留着大量形成于白垩纪(距今约1.44亿~1.2亿年)的丹霞地貌,以及唐、明、清等历代佛教石窟和庙宇。

炳灵地质公园是由白垩纪紫红色细砂岩堆积而成的丹霞地貌,保存了大量造山带构造地质遗迹,蕴藏着丰富的地球科学信息,发育峡谷、石柱、峰林、丹山赤壁、天然蚀刻象形和造型,形成了规模宏大的丹霞式地貌景观,极具地学研究和旅游开发价值(图4-26、图4-27)。

(六)景泰黄河石林国家地质公园

图4-26 柱状丹霞(宋鄂平摄)

图4-27 蜂窝状丹霞(程璜鑫摄)

黄河石林位于景泰县中泉乡龙湾村西岸,北临黄河干流龙湾河曲,南接连绵不断的侵蚀丘陵。景区占地面积34km2,其中古石林群为10km2,海拔1340~1600km,主要有气口沟、饮马沟、老龙沟、盘龙沟、豹子沟、金龙沟等八沟,地质遗迹中千米洞、盘龙洞等几十处洞穴的面积约50km2。黄河石林分布区的低点在黄河岸边,海拔为1340m左右,高点在黄河左岸饮马沟、老龙沟上游的山顶面,海拔一般为1700~1800m,切割深度可达400m左右。主要分布于饮马沟、老龙沟沟谷两侧的石林,其相对高度一般为60~200m,应属于峰丛、峰林、石柱等的地貌组合(图4-28)。石柱、石笋大多高达80~100m,最高可达200多米。盘龙洞深16m,宽13m,高3~4m,最高处达8m,洞内常年恒温在17℃左右。

图4-28 峰丛、石柱(刘超摄)

1.地质背景

1)地层与岩石

园区出露地层从老至新依次有奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。构成黄河石林的岩石是第四系下更新统五泉山组的砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、粉砂岩等(以下简称“五泉山砾岩”),为一套洪积相沉积,它是距今100多万年的早更新世时期在黄河一带的断陷盆地中堆积而成的。而后在数十万年前的中更新世,这套岩层因构造运动发生抬升、倾斜和断裂,并在流水侵蚀、重力崩塌和风蚀的共同作用下,逐渐形成现今的石林地貌景观。

2)构造

园区在大地构造上属祁连褶皱带,区域构造主要呈NWW向,次为NEE向,由一系列断层和褶皱组成。

由北向南依次为米家山-松山凸起,由古生界和火山岩系组成;脑泉凹陷,主要由新生界组成;南部为三台井-宋家梁凸起,由下古生界组成。

3)新构造运动

区内新构造运动活跃,其活动特点以地壳的差异垂直运动为主,并且具有继承性,主要表现为山区长期上升,山前与河谷地带震荡性上升,盆地沉降及褶皱、断裂、地震发育等。

2.形成过程

景泰黄河石林从成因上不是岩溶地貌,其形成过程和岩石组成与岩溶地貌截然不同,是内外力作用共同形成的。形成黄河石林的砂砾岩并不是通常的坚硬岩石,而是古河湖相沉积物随着地壳的下降逐渐堆积而成的,当河水流速较慢时沉积细粒黄土,当河水流速较快时沉积颗粒较粗的砾石,所以形成石林的岩层是黄土和砾石层交错分布。

黄河石林第四纪洪积砂砾岩最早形成于距今210万年的新生代第四纪早更新世。由于燕山运动、地壳上升、河床下切,加之风化(年均风速2.4m/s,一年中大风日27.9天,风力11级,沙尘暴日21.9~47天)、雨水侵蚀、重力坍塌形成了以黄褐色河湖相砂砾岩为主的石林地貌奇观。形成黄河石林的五泉山砾岩在成岩后受构造作用,产生了五组方向不同的垂直节理,当这些岩层上升至地表、特别是形成独立山体后,岩石中的裂隙处在松弛和自由空间的状态下,加上昼夜和季节温差变化、热胀冷缩、冰冻融化、雨水溶蚀、风蚀等物理、化学风化作用,使得岩石中的裂隙不断剥落、扩大,并向纵深发展,形成崖壁和石林。在地壳强烈的抬升之下,黄河河谷形成深切峡谷,使沟谷不断变宽,局部软弱层在水及重力作用下迅速下切,沿沟谷两侧形成大量的石峰、石柱,同时又受到风蚀作用的改造,在崖壁上形成了许多如窗棂的构造,形成了现在独特的景观。

3.景观分布

整个景区分为“一轴、三片、一带”和六个功能区(南山广场服务区、南湾服务区、龙湾古村休闲区、蟠龙洞景区、饮马大峡谷景区和夹滩娱乐区)。

(1)一轴:发展动力轴,根据地质公园发展所要依托的交通主轴线确定,行进方向为石林接待组团—龙湾村—浮桥—地湾。

(2)三片:地质公园的主要游览区,即饮马沟景区(石林景区)、观音崖-盘龙洞景区、地湾景区。

(3)一带:黄河在该区域形成的曲流。它是联系地质公园三个游览片区及三个接待组团的水上通道,也是除入口接待组团外,另一个交通换乘的主要区域。

4.地貌类型

黄河石林地貌是对其微地貌景观的总称,形态类型主要有:峰峦、峰墙、冲蚀凹槽和石芽、落水洞、天生桥、“一线天”、峰丛、峰林、孤峰、残丘、崩塌地貌景观。

(1)冲蚀凹槽和石芽景观:是砾岩沿着节理裂隙受雨水冲刷形成的凹槽,分布于沟谷最上游及沟岸两侧,砾岩被切割为半柱形,沟槽宽度不一,形态各异。在冲蚀凹槽间突起的部位称石芽,是石林地貌的初期形态。

(2)井状落水洞景观:主要分布于豹子沟、老龙沟等沟谷的源头,为雨水沿节理裂隙的冲蚀并伴随崩塌作用形成的产物。一般井壁陡直,深度达数十米。

(3)天生桥景观:分布于沟谷上游,是流水侵蚀或崩塌作用形成的类似桥梁的景观。

(4)“一线天”景观:分布在各沟谷上游,非常发育,是雨水沿五泉山砾岩中发育的断裂、节理侵蚀而形成的高差达数十米甚至百米以上、宽0.2~3.0m、长数百米、最长超过1500m的窄谷地貌。

(5)峰丛景观:主要分布在沟谷的中部,形态上表现为顶部呈尖锐或圆锥状的山峰,而基部相连成簇状,是石林发育中期的地貌形态。

(6)峰林景观:主要分布在沟谷下游两侧,形态上表现为圆柱状、圆锥状、笋状、蘑菇状、城堡状等,基部基本分离,形态奇特,形成各种造型,为石林发育成熟期的地貌形态。

(7)孤峰景观:主要分布于饮马沟、豹子沟上游,由峰林进一步发展而成,形态上为孤立的山峰,顶部多为圆锥形,相对高差较峰林低。为石林发育较晚期的地貌形态。

(8)残丘景观:为峰林和孤峰经后期侵蚀作用发展而成,呈较平缓的丘陵状,是石林发育晚期的地貌形态。

(9)崩塌景观:为峰林和孤峰经流水侵蚀、地震、暴雨等因素诱发形成的重力堆积物,体积变化较大,从数十立方米到数千立方米不等,是石林发育晚期的地貌形态。

四、甘肃省丹霞地貌特征对比分析

1.冶力关国家地质公园

冶力关地质公园虽然地处我国三大丹霞地貌地区之一的西北区,但其丹霞地貌类型更接近南方丹霞地貌“顶平、身陡、麓缓”的典型特征,发育规模较大的丹霞崖壁和丹霞群峰,气势雄伟,博大连续,兼有峰林、峰柱、长崖、方山、崖廊和嶂谷、瓮谷、湖泊等地貌类型。

丹霞地貌作为冶力关国家地质公园主要地貌类型之一,与西北区其他以丹霞地貌为主的国家地质公园相比较,由于园区水资源相对丰富,形成了嶂谷、瓮谷等深切峡谷景观,而峰林、峰柱、长崖、方山、崖廊等丹霞地貌也十分典型,气势磅礴。以地貌类型来看,冶力关地质公园涵盖了湿润、半湿润区完整系统的丹霞地貌类型。因此,在区域尺度上,冶力关地质公园的丹霞地貌丰富了西北区丹霞地貌的种类,并且对研究流水作用对我国北方丹霞地貌形成演化的影响具有非常重要的意义,使其具有一定的不可替代性。

与冶力关地质公园距离最近且丹霞地貌类型最相似的为天水麦积山国家地质公园(约相距141km),降雨量和降雨规律一致,同样经历了构造抬升、节理发育、流水侵蚀的内外动力地质作用,详见表4-5。

表4-5 冶力关国家地质公园丹霞地貌和麦积山国家地质公园丹霞地貌的对比研究

冶力关与麦积山分别位于西秦岭的东、西两段,在气候特征、地层特征、构造特征和内外力地质作用上有所差别。天水麦积山国家地质公园属于暖温带半湿润气候,只有一组北西西向的节理及构造断裂,因而形成了锥状丹霞地貌及其组成的峰林地貌(图4-29),锥状丹霞地貌四面较陡,峰顶尖锐,都以峰群形态出现,呈现“顶尖、檐突、身陡、麓缓”的特点。冶力关地质公园属于高寒湿润气候,发育冶木河沿北东向和北西西向的两组节理及构造断裂,形成了“顶平、身陡、麓缓”的丹霞地貌组合:“赤壁冰瀑”—“岳飞出征”—“古堡映辉”—“馒头山”—“四屏峰”(图4-30)—“双狮守门”。因较强的流水切割作用,沿河形成了赤壁幽谷式的丹霞地貌组合:“笑面佛”—小麦积(图4-31)—“石榴裙下”—“五子登科”。

图4-29 锥状丹霞组成的丹霞峰林地貌(麦积山)

图4-30 四屏峰(冶力关)(刘超摄)

除此之外,麦积山人文景观与自然景观完美结合,麦积山石窟(图4-32)是我国著名的四大石窟之一。而冶力关地质公园受到的人为改变少,保持了自然性和完整性,更易保护和开发;园区内除了森林植被外,沿着冶木河的草原植被也生长旺盛,植被覆盖率达30%~50%,生态完好,仿佛陇上绿洲。

图4-31 小麦积(冶力关)

图4-32 麦积山石窟(刘超摄)

与具有高寒干旱型丹霞地貌和彩色丘陵地貌的张掖丹霞国家地质公园进行对比(图4-33、图4-34)可以发现,张掖地区的砂砾岩经过风化剥蚀、溶蚀、风蚀作用而形成的丹霞地貌景观,有西北干旱区典型的丹霞地貌形态,如窗棂状宫殿式、柱状和峰林状、叠板状、陡斜状、泥乳状、蜂窝状、劣地式七种形态奇特的丹霞地貌,以及独特的彩色丘陵。从外动力作用来看,张掖的风蚀风化作用更为强烈(形成宫殿式、蜂窝状、多彩丘陵),干旱区的间歇性降雨也塑造了泥乳状丹霞。而冶力关则在构造作用、流水作用下塑造了屏风状、深切峡谷、柱状、峰林状、蜂窝状五大特征。如果说张掖丹霞展现的是大漠孤烟直的壮阔,那么冶力关丹霞展现的是雾锁层林烟笼山的悠远。

图4-33 张掖窗棂状宫殿式丹霞(左)与冶力关屏风状丹霞(右)的比较(刘超摄)

图4-34 张掖廊柱状丹霞(左)与冶力关柱状峰林丹霞(右)的比较(刘超摄)

综上所述,临潭冶力关丹霞地貌作为西北地区的高寒湿润型丹霞地貌的典型代表,完整系统的“笑面佛”—“小麦积”—“石榴裙下”—“五子登科”组合,赤壁幽谷及屏风状、柱状峰林组合代表了高寒山地区崩塌、风化作用、流水作用为主形成的丹霞地貌。紧邻河流以及半湿润的气候条件形成的我国南方丹霞地貌特有的“顶平、身陡、麓缓”特征,在整个西北地区别具一格。原始自然的丹霞地貌和生态环境组合,也是黄土高原上的一颗绿色明珠。天水麦积山国家地质公园属于暖温带半湿润气候,形成了峰顶尖锐、四面较陡的锥状丹霞地貌,以及其组成的丹霞峰林地貌,以峰群形态出现,呈现“顶尖、檐突、身陡、麓缓”的特点。

2.天水麦积山国家地质公园

麦积山国家地质公园位于中国南、北地理分界线上这个特殊的地理位置,使得公园内丹霞地貌发育特征与省内其他公园(如张掖)和中国东南部(如广东丹霞山)等区域发育的丹霞地貌都具有明显的差异性。同时,麦积山人文景观与自然景观完美的结合,麦积山石窟是我国著名的四大石窟之一,与其他石窟不同,它保存了中国历史上规模最大、年代最久远、艺术价值最高的泥塑、石雕和壁画。

在广泛发育的丹霞地貌基础上,甘肃省已经积极申报和建设了众多丹霞类地质公园,比如天水麦积山、平凉崆峒山、景泰黄河石林等国家地质公园,从岩性、时代、地貌特征等对比如表4-6所示。

2010年“中国丹霞”把全面展示丹霞地貌形成演化过程的6个丹霞地貌风景区“捆绑”成功申报自然遗产,它反映了亚热带湿润区6个发育最好的丹霞地貌区,构成了一个完整的演化序列。天水麦积山国家地质公园作为北方半湿润区的典型代表,处于壮年期,地貌类型多样、壮美,与世界遗产地中的丹霞地貌具有较大相似特征(表4-7),虽然在开发程度和旅游知名度上存在一定的差距,但若结合麦积山石窟这一重要景观,做好宣传工作、做大品牌,麦积山国家地质公园定能成为中外知名的旅游胜地和西北著名的地质科普教育基地。

表4-6 麦积山国家地质公园与甘肃省内其他地质公园砂砾岩岩石地貌对比

表4-7 麦积山国家地质公园与世界遗产地丹霞地貌对比

3.天斧沙宫地质公园

丹霞红盆内发育后构造抬升,经强烈的流水侵蚀切割形成“一线天”峡谷、石峰崖柱等丹霞和峡谷景观。与省内其他同级地质公园对比见表4-8。

表4-8 天斧沙宫丹霞与其他省级地质公园丹霞的对比

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