国内外红层分布及其地貌发育的对比研究

为了解全球红层的时空分布规律及其地貌发育的差异,对国内外红层的分布、形成年代、地质构造背景、古地理环境、岩性和地貌特征等进行了对比研究。结果表明：国内红层主要分布于东南、西南、西北等地区,形成年代主要为中生代,尤以白垩纪为主,构造环境主要为古陆块活化时形成的断陷/拗陷盆地;沉积环境几乎全部为陆相,形成于干旱或半干旱古气候条件;岩性复杂,兼具砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩,发育了丹霞地貌、红层高原、红层山地和红层丘陵等多种地貌类型。国外红层的形成年代跨度很大,从前寒武纪到新近纪均有发育,呈现出从老陆块向新陆块扩展的趋势;构造环境分为山前/山间拗陷堆积、地台拗陷堆积、裂谷盆地堆积和弧后盆地堆积;沉积环境以陆相为主,兼具滨-浅海相和海陆过渡相,也形成于干旱、半干旱气候;岩性以砂岩、粉砂岩和泥岩为主,砾岩较少;发育的地貌类型相对单一。     

中国南方湿润区红层荒漠化问题

通过回顾国内外荒漠化概念的演变和国内对荒漠化问题的研究,认为发生在湿润区和半湿润区的极端土地退化也是一种特殊的荒漠化。中国南方湿润区的红层分布区由于岩性的特殊性,在人类的不合理开发利用影响下,产生了一种特殊的土地退化现象,暂称之为红层荒漠化。作为对该问题研究的初步成果,本文提出了红层荒漠和红层荒漠化的概念,重点阐述了红层软岩区荒漠化的地貌特征、生态特征和土壤特征。然后以南雄盆地为例,分析了劣地式红层荒漠的分布特征及盆地尺度的荒漠化格局,认为红层荒漠最初以点状揭露的方式形成,然后发展为呈斑块状分布;劣地式荒漠化基本都发生在盆地中部由软岩构成的缓丘和岗地区域。在面上调查和案例地深入研究的基础上,从岩石特性、自然影响和人为干扰等方面探讨了劣地式红层荒漠化的形成机理,劣地式红层荒漠化过程的诱发因素较复杂,主要是人为影响,可概括为：粗放开垦、林地过火、旱地退化、人为取表土以及村庄内的多因素干扰。红层暴露后在自然力和人为作用下都可能发生荒漠区扩展。     

美国西部丹霞地貌特征及演化过程研究——以犹他州Zion国家公园为例

丹霞地貌是一种重要的风景地貌,研究其地貌特征和演化过程可以为保护与利用这一地质遗迹提供科学支持。中生代红层是我国丹霞地貌发育的物质基础,在美国西部的科罗拉多高原亦有大量分布。为增进国内同行对美国西部红层与丹霞地貌的了解,以犹他州Zion国家公园为例,通过实地考察,岩样理化性质测试,并结合GIS和DEM分析,对其地貌特征和演化过程进行探讨。结果表明:区域构造方面,Zion公园红层沉积于大型的弧后盆地——西部内陆盆地,盆地抬升时形成的节理群对丹霞地貌发育具有控制作用;红层岩性方面,Zion公园发育丹霞地貌的红层以风沙沉积为主,岩性为细砂—粉砂岩,但不同段的风成砂岩在胶结特性和岩石强度上存在较大差异;地貌特征方面,Zion公园整体为高原—深切峡谷景观,其中高程为1800～2000 m的部分占比最大,公园南部比北部切割侵蚀程度更高,形成的单体地貌以块状山崖—沟谷组合为主,同时还因地下水的基部渗流侵蚀和风蚀作用在崖壁上发育有各种洞穴景观;演化过程方面,Zion公园丹霞地貌发育经历了构造盆地形成—红层堆积—地壳隆升—外力塑造四个阶段,三叠纪末期形成的西部内陆盆地为红层堆积提供了相对稳定的沉积环境,侏罗纪期间干旱的气候环境下形成了大规模的风沙沉积,白垩纪末期科罗拉多高原的抬升及形成的节理裂隙为外力侵蚀提供了条件。其中,强烈的流水下切是该地区丹霞地貌发育的主导外营力,并一直持续至今。     

美国西部红层地貌发育及与中国东南部丹霞地貌的对比

美国西部和中国东南部都是世界上中生代红层的主要分布区,形成了以赤壁丹崖为特征的地貌景观,具有很高的对比研究价值。通过地质资料分析和野外考察,对美国西部红层的分布和形成年代,地质构造背景,岩性和地貌特征等进行梳理,并和中国东南部丹霞地貌进行对比。结果表明：美国西部红层地貌和中国东南部丹霞地貌都是发育在红层基础上的侵蚀地貌,都有显著的红色陡崖坡,但受控于区域地质构造、物质基础、及主导外营力等因素的差异,两地具体的地貌特征并不完全一致。美国西部红层主要形成于三叠纪和侏罗纪,红层堆积的构造环境为大型弧后盆地,沉积环境复杂多变,以陆相为主,尤以风沙沉积最为典型,岩性以细砂—粉砂岩和泥岩为主,砾岩很少,主导外营力为流水下切,红层发育的地貌类型相对单一,总体以高原—峡谷景观为主。中国东南部丹霞地貌区的红层多形成于白垩纪,构造环境为内陆中小型断陷/拗陷盆地,沉积环境全部为陆相,以粗碎屑混杂堆积为主,主导外营力以流水冲刷侧蚀为主,发育的地貌类型较为多样,整体以簇群式峰丛—峰林景观为主。     

龙虎山世界地质公园丹霞地貌特征及与国内其他丹霞地貌的对比

江西龙虎山世界地质公园丹霞地貌景观发育于信江盆地中生代红层中,以发育老年早期孤峰、峰林、残丘类地貌景观为特征,是我国丹霞地貌发育最好的地区之一。断裂切割、岩性差异、流水侵蚀和重力崩塌作用,是造成丹霞地貌景观差异的主要原因,同时由于所处盆地内位置、出露的红层性质以及构造发育特征的不同,也影响地貌发育的特色。目前国内所发现的丹霞地貌主要分布于东南、西南和西北地区。由于它们所处的大地构造位置、地壳活动特征、自然地理条件的不同,丹霞地貌的成因机制也不相同。阐述了龙虎山世界地质公园丹霞地貌景观类型及其特色,并着重研究丹霞地貌景观的成因机制,以及与其他地质公园、遗产地进行比较研究。     

红层盆地岩性差异对丹霞地貌发育的控制

陆相红层盆地的岩性在横向上和纵向上都有比较明显的变化,导致发育的丹霞地貌形态迥异。本文以赣东北信江盆地、粤北丹霞盆地、陕北地区为例,采用对比分析、数值模拟等研究手段,总结了红层盆地中常见的岩石及地貌类型,提出岩性在丹霞地貌坡面演化过程中的关键作用。在信江盆地中,龙虎山、龟峰等挺拔高耸的山峰主要发育在盆地南缘的河口组厚层砾岩中,而盆地中部贵溪、弋阳地区的近圆形山丘则产在塘边组大型交错层理风成砂岩中;与其类似,丹霞山的赤壁陡崖主要发育在丹霞组厚层砾岩夹风成砂岩中;相反,陕北地区波浪状地貌主要发育在洛河组风成砂岩中。利用河道-山坡综合地形演化(CHILD)地貌模拟软件,假设在同样的构造抬升和河流侵蚀作用下,分别模拟了细砂岩、细砾岩、中砾岩构成的山体坡面的演化过程。模拟结果显示,细砂岩山体易形成较为平缓的坡面,中砾岩易形成陡峻崖壁和巷谷,而介于二者之间的细砾岩则形成较为明显的沟壑系统。CHILD模拟结果与实地观测一致。因此,红层岩性差异在丹霞地貌演化过程中扮演了重要的角色,也是未来地貌定量模拟研究中需要考虑的关键因素。     

江西信江盆地丹霞地貌形成机制分析

信江盆地是我国丹霞地貌发育最典型的区域之一。由于影响丹霞地貌演化的成景系统诸要素具有不同特征,信江盆地内不同部位丹霞地貌经历了不同的演化进程,不同发育阶段的丹霞地貌在盆地内成带状分布。盆地边缘由于受红层岩性、断裂构造及信江支流等因素影响,地表剥蚀速率快,丹霞地貌演化已步入壮年晚期至老年早期阶段,以丹霞石林、峰林、峰丛、崖壁以及各种类型的造型石为特征;盆地中部虽然断裂构造发育程度较弱,但受信江流水侵蚀,丹霞地貌演化也步入青年期至壮年早期阶段,以低矮的圆丘状丹霞石峰及岩洞为特征;而中部过渡地带,由于构造、水系发育均较弱,地貌演化速率慢,丹霞地貌演化处于幼年期至青年早期阶段,以石寨、巷谷、岩崖等景观为特征。     

丹霞山顺层洞穴风化特征的试验研究

以丹霞盆地丹霞组2段顺层洞穴为研究对象,探讨不同岩性红层抗风化能力的差异,重点关注软岩夹层的风化特征及其对顺层洞穴发育的影响。在野外考察的基础上,选择3个典型顺层洞穴为案例,采集了洞穴剖面不同岩性红层的岩样及夹层水样品,进行一系列的岩矿理化测试和水样分析实验。结果表明：洞穴剖面岩性的不均一性及软岩夹层的风化凹进是形成丹霞山顺层洞穴的主要原因。顺层洞穴发育的软岩夹层一般是粉砂质泥岩,粘土矿物含量高,以泥质胶结为主,吸水性较强,开型空隙率较大,抗压强度小,易于风化破碎;上下岩层主要是砂岩和砂砾岩,以钙质和铁质胶结为主,吸水性较弱,开型孔隙率较小,抗压强度较大,风化速度较慢。在洞穴岩层风化过程中,粘土矿物的胀缩、钙质胶结物的溶解, 及铁质胶结物的水化作用等是导致岩体结构破坏的重要因素,但促使不同岩性红层风化的主导因素有所差别。粉砂质泥岩的风化以粘土矿物的胀缩作用为主,砂岩和砂砾岩的风化则以钙质胶结物的溶解作用为主。此外,酸性雨水渗入岩体后与各种矿物进行的一系列离子交换作用也促进了顺层洞穴岩层的风化。     

广丰盆地丹霞地貌遥感影像特征

江西广丰盆地红层发育于早白垩世晚期至晚白垩世,盆地内发育石寨、石峰、峰林和峰丛等丹霞地貌景观.通过遥感影像目视解译,建立丹霞地貌遥感影像解译标志,解译出8处丹霞地貌区,归纳为5种丹霞地貌遥感影像特征.丹霞地貌区节理构造发育,节理走向受边界断裂控制,揭示了断裂构造对丹霞地貌发育特征和发育类型的控制作用.     

陕北丹霞地貌特征及国内外对比研究

通过野外考察,并结合地质资料和样品分析,对陕北丹霞地貌形成的地质构造背景、红层岩性、形态特征、演化过程等进行系统阐述,并与中国东南部湿润区及国外的典型丹霞地貌进行对比,总结其共性和差异。结果表明：陕北丹霞地貌形成的构造环境为大型内陆坳陷盆地——鄂尔多斯盆地,主要成景地层为洛河组紫红色中-细粒长石石英砂岩,形成于早白垩世的干旱沙漠环境,发育大型交错层理,其碎屑颗粒分选性和磨圆度较好,但结构松散,胶结程度较弱,颗粒表面有碟形撞击坑等典型风成砂岩特征。陕北丹霞地貌最显著的特征是顶部有第四纪黄土盖层,形成覆盖型丹霞,地貌发育总体上处于青年期,整体为高原-峡谷景观,发育密集的沟谷群和连续的丹霞崖壁,但孤立的单体地貌较少。陕北丹霞地貌演化过程可划分为早白垩世红层沉积-晚白垩世红层盆地构造抬升和古丹霞发育-古近纪以来间歇式抬升-第四纪黄土覆盖等4个阶段。国内外对比方面,陕北丹霞与中国东南部湿润区的丹霞地貌在构造环境,物质基础,地貌特征等方面差异较显著,但与美国西部的丹霞地貌存在许多相似性。     

广东省丹霞地貌的地质构造背景和分区研究

广东省共有丹霞地貌 67 处,分布在 22 个断陷盆地中,主要受古近纪―新近纪抬升区、5 条北东向深大断裂和 1 条东西向深断裂控制,地层层位以丹霞组和南雄群为主,岩性以砾岩、砂砾岩、砂岩为主。古近纪―新近纪地壳升降运动控制了丹霞地貌在区域上的总体分布,大致以 22.5°N 为界线,以北为抬升区,发育丹霞地貌,以南为沉降区,不发育丹霞地貌;晚更新世以来的地壳升降运动,造成不同地区丹霞地貌的数量和规模有所区别：粤北、粤东北为抬升区,发育数量多、规模较大;粤中为沉降区,发育数量少、规模较小。深大断裂控制断陷盆地的分布,从而控制丹霞地貌具体的发育位置。根据地质构造背景和丹霞地貌发育特征,可将广东省划分为 4 个丹霞地貌发育区：粤北区、粤中区、粤东北区和粤西区。     

丹霞地貌与岩溶地貌旅游景观之比较研究

对丹霞地貌与岩溶地貌的旅游景观进行系统比较,揭示两者在发育条件及分布特点、自然及人文旅游景观方面的相似性与差异性.在发育条件上,两者的岩性、构造环境和主要外营力均存在显著差异;另一方面,两者的发育又都依赖于一定的水热条件和密集的节理裂隙.在空间分布上,两者发育最典型的地区均在我国南方亚热带、热带湿润区;其中,东南地区尤以丹霞景观见长,西南地区更以岩溶景观取胜.自然景观方面,丹霞景观与岩溶景观在类型、外形、组合上有较多相似之处;两相比较,岩溶风景胜在山奇洞奥,而丹霞风景则胜在赤壁丹崖.人文景观方面,丹霞地貌     

国内外红层与丹霞地貌研究述评

在中国丹霞地貌走向世界,开始一个新的发展阶段的时候,回顾并评述国内外红层和丹霞地貌的研究进展十分必要。国内在该领域的研究长期集中在红层特性、工程地质、丹霞地貌特征及发育的基本问题等方面,但对红层的地质和地貌融合研究不足,对不同红层的岩性差异及其在外动力条件下的地貌表现和地貌发育过程缺乏深度研究;国外还没有红层地貌和丹霞地貌的专门研究,学者们主要关注红层形成的地质背景,有关红层地貌的研究多分散在砂岩地貌中,但其在微观、定量、实验研究方面值得借鉴。本文认为当前有关红层和丹霞地貌的研究大多为单因子研究,缺乏系统的思想方法,各学科研究存在多张皮的问题。提出应明确红层和丹霞地貌的学科归属,深化基础研究,加强各学科之间的融合,并推动国际交流和对比研究。     

丝绸之路中国段佛教石窟差异性 及其与丹霞地貌的关系

作为佛教东传的主线,沿丝绸之路中国段留存了大量的佛教石窟,其分布与该区域丹霞地貌的分布大致重叠。由于各地区地质地貌条件以及岩性的差异,石窟在分布、形制以及艺术表现手法上也存在差异。本文以沿丝绸之路主线佛教东传的路线为基础,分别阐述丝绸之路天山北线、河西走廊、陇东、河湟谷地以及陕西彬县丹霞地貌区的佛教石窟以及敦煌石窟的特点,分析各地石窟形成自身特点的自然原因。文章分析了丝绸之路沿线石窟分布、形制以及艺术特色与丹霞地貌的内在联系,认为除宗教政治因素外,丹霞地貌是丝绸之路石窟分布的决定因素之一,也是石窟形制和艺术表现手法的重要影响因素。文章比较了其他类型地貌与丹霞地貌在开凿石窟方面的优劣,认为丹霞地貌拥有最适合开凿石窟的地貌形态与岩性。综上,文章认为丹霞地貌的存在是丝绸之路沿线出现大量佛教石窟的最重要的自然条件。     

丹霞地貌概念讨论

关于丹霞地貌概念上的不同意见,主要是：①岩性岩相上是较单一的“陆相碎屑岩”还是涵盖多种岩性岩相的“沉积岩”;②地貌上是“丹崖”,还是“赤壁丹崖”,或是“赤壁丹崖群”。根据目前已知的中外丹霞地貌的基本特征,初步认为,丹霞地貌是由砂岩砾岩为主的沉积岩经侵蚀作用所形成的赤壁丹崖群地貌。近10a来,一些丹霞地貌概念,基本上属于“中国丹霞地貌”的概念,不完全符合世界丹霞地貌的实际情况。     

广东丹霞地貌分类研究

在前人研究的基础上,以物质基础、地质构造、主导动力、地貌形态、发育阶段等为分类依据,探讨了丹霞地貌的分类系统.针对广东丹霞地貌发育状况,根据丹霞地貌分类系统,对广东发育的丹霞地貌进行了各自的分类研究.