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中美岩石地貌的比较观察
——兼顾丹霞地貌相关联想

发布时间:2007-11-15 阅读次数:

崔之久1张威2陈艺鑫1
1北京大学城市与环境学院; 2辽宁师范大学资环学院

摘要:丹霞地貌的旅游开发进展良好,然丹霞地貌的定义和范围、地层年代、岩性等却都时有要求进一步拓宽、加深、研究之呼声。作者曾著文谈到过岩石地貌的命名问题,深知此问题之复杂。此次,在美国先后考察了7个州,11个国家公园,大部分都有各种岩石地貌的良好表现,涉及玄武岩、花岗岩、砂岩、石灰岩、泉华岩、火山岩等等。然而,印象最深刻的还是在犹他州和亚利桑那州的三个国家公园看到的,看似丹霞地貌又不完全是丹霞地貌的岩石地貌。Bryce国家公园的石林(颇像元谋土林),在一整套科罗拉多高原岩层的顶部;Zion国家公园则在一整套沉积岩层的中段,切成深400~500m的峡谷;而科罗拉多大峡谷(Grand Canyon)则切得最深(1600~2400m),造成上、中、下三套风格迥异的岩石地貌组合。它们很像丹霞地貌,但又不完全符合丹霞地貌的要求,如有古生代海相地层垫底,中部均为红色砂岩,顶部又有白色泥质灰岩,时代已到6500万年,底和顶又有玄武岩出露……岩性、时代都有出入,整体地貌类型基本类同,怎么办?丹霞地貌要走向世界,首先研究丹霞地貌的人要走向世界。这就是我的体会。

关键词:岩石地貌、砂岩地貌、碎屑岩地貌、丹霞地貌、美国国家公园、流水侵蚀、盐风化

1 

  作者于2007年6月间先后考察了美国西部七个州内8个国家公园,这些国家公园都有专门的岩石地貌可看,如夏威夷州的活火山和玄武岩地貌,加州的花岗岩地貌,内华达州的玄武岩台地(干旱湖盆),爱达荷州石灰岩山地冰川地貌,怀俄明州的黄石公园的温泉和泉华地貌等,其中犹他州和亚利桑那州干旱环境下的Bryce、Zion、Grand Canyon三大国家公园的砂岩地貌是本次考察的主要研究对象。通过考察,扩大了眼界,找到了更好的研究砂岩地貌的视角。中国研究丹霞地貌时,有让丹霞地貌走向世界的提法,其实作者认为,更应该说“走出去看看外面的丹霞地貌”,会很有收获。

2 砂岩地貌的特征、演化与主导因素

  广义中国砂岩地貌或碎屑岩地貌(包括部分含泥灰岩)的特征、演化、主导因素应从宏观区域着眼。如美国干旱内陆三大国家公园岩石地貌仍是抬升-流水切割和盐风化为主,但降水少(降水300~400mm/年),水网密度小,切得深源于持续抬升,但下切展不开源于水网密度小,溶蚀作用也难展现(地表有蜂窝状水溶坑)。

  而中国季风区由东南到西北展现巨大差异:

  ①丹霞山地区:降水量大于1500mm/a,切割最破碎,难见台地。
  ②张家界地区:降水量较大,可达1000mm/a,多见塔、柱,切割破碎,可见台地。
  ③嶂石岩地区及乐山大佛地区:降水量较小,为600~700mm/a,多见墙、柱,切割较破碎,多大型石墙,有台地。
  ④甘肃张掖及鄂尔多斯-陕北地区:降水量少,为300~400mm/a,大面积平坦地面与丘陵,河网密度小,未切开(大河边沿除外),有深巷状深切峡谷(陕北),部分与美国西部Zion相似(中、下部),部分与美国西部Grand Canyon相似(顶部)。

3 砂岩地貌的分类、分期与分区

  砂岩地貌(包括砂砾岩、石英砂岩、石英岩(含泥灰岩等))可按区域类型和发育分期划分为:

  丹霞型(Bryce型)——壮年-老年期发育型
  张家界型——壮年期发育型
  嶂石岩型(Zion型)——青年期发育型
  鄂尔多斯型(Grand Canyon型)——雏型

  开始发育时间可能相同或相近,但发育阶段可能相差甚远,这就是地貌演化时区域分异规律。

4 美国犹他-亚利桑那州三大岩石地貌国家公园

  美国犹他-亚利桑那州三大岩石地貌公园的地貌研究也已有百年以上历史,他们没有提出相似的专门命名,为什么?

4.1 地层岩性沉积相简介

4.2 三大岩石地貌股价公园地貌类型、特征与比较

  上述美国的岩石地貌区内,最大特色是“拱门(Arch)”多,也有叫天然桥的,因为拱门地貌多不在河沟上。在上述三大岩石地貌国家公园北面,有专门的Arches国家公园,大大小小有两千处之多,最著名的有精美拱门(Delicate Arch)、格罗夫诺拱门(Grosvenor Arch)、威尔逊拱门,在Zion公园有大拱门(The Great Arch)。同时,类似拱门的还有石窗(Windows)、通天空洞、天使窗等。除一般物理风化和流水作用外,最大特点是盐风化导致的片状块体剥落,是造成拱门类地貌的主因。

5 中美砂岩地貌比较

  Grand Canyon, Zion, Bryce皆有方山、纸状山,平整切割密度小、稳定,Grand Canyon, Zion, Bryce皆有穿洞,以拱门为特色,盐风化作用。Grand Canyon有半圆形龛,拱门不在沟谷上,故不叫天然桥,Bryce总体展现丘陵状,切割不深,但极为破碎。Bryce谷扇处平台、墙为主,墙上时有塔状、柱状叠置(墙的再次演化),坡地上有柱、塔状或近谷地处,柱、塔状分离,各处顶部有崩塌。

6 相关联想

  考虑到国外类似丹霞地貌的砂岩地貌发育特点、分布规模及研究历史(美国西部在1889年就有地貌学创始人戴维斯和吉尔伯特的工作),我们现在所规定的定义和范围应有变动的必要。我认为以扩大为宜,包含的砂岩时代不限、颜色不限,把砂岩地貌(或碎屑岩地貌)作为基本类型,丹霞地貌可以无可争议地作为砂岩地貌发育盛期的代表,也可能在不断深入和外延研究的基础上,争取作为砂岩地貌的代表名称,这只能是努力工作的结果,不是主观愿望可以做到的。总之,丹霞地貌若真想走向世界,首先,研究丹霞地貌的人应该走出去看看,对比一下,只有放宽些,才能找到彼此合拍之处。譬如,美国科罗拉多高原,海拔2400~2700m,深切1600~2000余米,底部可见花岗岩、玄武岩,下、中、上部有海相、湖相、河相的砂岩及泥质灰岩,碎屑沉积岩时代从三叠-老第三纪(2.6亿~1.75亿年至6500万年),它不好拆开来谈哪一段呈丹霞地貌,可是它的主体地层、颜色、形态特征、演化过程等确实符合丹霞地貌的原有时代定义,但无法排除其他不符合因素。如有海相、有含泥灰岩、有浅白、浅黄颜色地层?!另从广义地貌演化规律看,在中国也同样。如张家界地貌、嶂石岩地貌,显然纳入不了丹霞地貌,但它们的形态特征、分布和演化则完全符合统一的岩石地貌规律。因此,可以考虑把丹霞地貌研究扩大为广义砂岩(砾岩、石英砂岩、石英岩)地貌或碎屑岩地貌。

参 考 文 献
[1] 冯景兰. 关于“中国东南部红色砂岩之划分”之意见[J]. 地质评论, 1939(6)
[2] 曾昭璇. 仁化南部厚层红色砂岩区域地形之初步探讨[J]. 国立中山大学地理集刊, 1943(12)
[3] 曾昭璇, 李国珍. 华南砂岩地形特点[J]. 地理知识, 1957:397~399
[4] 黄进主编, 第一届-第三届丹霞地貌旅游开发学术讨论会文集
[5] 彭华主编, 第四届-第六届丹霞地貌旅游开发学术讨论会文集
[6] 黄进. 中国丹霞地貌类型的初步研究[J]. 热带地貌, 1991增刊
[7] 崔之久. 岩石地貌的命名问题[C]. 第三届丹霞地貌旅游开发学术讨论会文集