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。     

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。     

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。     

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。     

江西南城醉仙湖河口组地层沉积特征及景观成因分析

江西南城东南部地区广泛发育上白垩统河口组巨厚红层,丹霞丘陵地貌被翠绿的湖水分割为众多岛屿,形成了"绿水绕红山"的独特景象,是醉仙湖景区的主要地貌景观。关于丹霞地貌景观的成因机制,不同区域往往主控因素也不一致。为了增强地质公园建设过程中的科普价值,就需要对红层成岩-成景过程中的地质作用有着详细的了解。本文按控制红盆成景的主导动力因素,将研究区醉仙湖内发育的丹霞地貌详细划分为丹霞构造地貌、丹霞水蚀地貌、丹霞风蚀地貌、丹霞盐风化地貌等多种类型。通过对研究区红层的岩石学特征、沉积相带划分以及景观地貌特征等因素的分析,笔者认为研究区成景地层主要为一套白垩系红层辫状河相砂砾岩,为丹霞地貌的形成奠定了物质基础,成岩期后的内外动力作用对景观成因有着重要的约束作用。     

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。     

陕北黄土覆盖型丹霞地貌特征及成因

丹霞地貌在中国东南湿润地区研究程度较高,但西北干旱-半干旱地区的研究资料较少。西北丹霞地貌在形态特征和形成过程等方面独具特色,对其研究有利于提高对丹霞地貌共性特征的认识,具有重要理论意义。陕北甘泉大峡谷地处黄土高原中部,是黄土覆盖型丹霞地貌的典型代表,具有明显波状起伏的峡谷特征,对该地区的研究有利于更好地认识黄土高原丹霞地貌的演化过程。本文采用野外考察、施密特锤岩石原位硬度测量、样品薄片偏光显微镜和扫描电子显微镜观察及地理信息系统(ArcGIS)中面积高程积分等多种方法,探究陕北地区丹霞地貌的造景岩石特征、演化阶段及其控制因素。研究结果表明：(1)研究区的造景岩石为洛河组砂岩,发育大型风成交错层理,孔渗性较好,长石、岩屑及钙质胶结物含量较高,岩石抗风化能力较弱,在流水侵蚀和盐风化作用下形成峡谷密布的丹霞地貌。(2)甘泉大峡谷与桦树沟的面积高程积分值分别为0.51和0.49,指示该地区的地貌演化阶段为壮年期,流水侵蚀为地貌演化的主要控制因素。(3)研究区丹霞地貌于新近纪晚期之前可能已经形成,随后第四纪气候变干,风成黄土堆积在丹霞山峰之上和峡谷之间,流水溯源侵蚀使峡谷进一步加深变长,形成了...     

中国丹霞地貌研究进展

从本世纪３０年代阵国达提出“丹霞地形”的概念以来,中国学者经历了初创、成型和发展三个阶段的研究,作为地貌学一个新领域的丹霞地貌研究已日趋成熟。“红色陆相碎屑岩”作为丹霞地貌的物质基础和“陡崖坡”作为形成２限定为大部分学者所接受。“顶平、身陡、麓缓”的坡面组合,是丹霞地貌 的基本形成特征。目前所发现的红层均早于中生代;大部分丹霞地貌发育在红色砾岩、砂砾岩、砂岩的地层组合上,而相对软弱的粉沙质和泥质岩     

陕西省丹霞地貌景观特征、空间分布与形成机理初探

陕西省共有丹霞地貌54处,分布在鄂尔多斯盆地渭北隆起和伊陕斜坡。正、负丹霞地貌兼具,沿西南—东北方向呈现明显的区域分异规律;风成沙漠相砂岩丹霞分布面积最广,以狭缝型沟谷丹霞、波浪型丹霞、彩色丘陵为特色,多数处于发育青年期。运用最邻近点指数法、核密度分析法研究得出,陕西省丹霞地貌分布的空间结构类型为凝聚型,出现2个高密度区（延安甘泉—志丹—安塞—富县丹霞片区和榆林靖边丹霞片区）、1个中密度区（照金—旬邑—彬县丹霞片区）和2个低密度区（宝鸡九龙山片区、神木公格沟—府谷莲花辿片区）。从形成机理看,鄂尔多斯盆地中生代沉积奠定了丹霞地貌的物质基础,燕山晚期以来的地势格局控制着正、负地貌的分布,节理和裂隙特征对丹霞地貌景观格局起关键性作用,水蚀、风蚀等为主导营力塑造出丹霞地貌景观形态。     

丹霞

正丹霞是地理学上很重要的名词,它是指红色砂岩经长期风化剥离和流水侵蚀,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,以中国广东省北部丹霞山最为典型,故名。中国的丹霞地貌广泛分布在热带、亚热带湿润区,温带湿润——半湿润区,半干旱——干旱区和青藏     

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。     

以综合思维引领丹霞地貌与旅游地理研究创新——彭华先生的地理学思想与学术贡献

彭华先生长期从事丹霞地貌和旅游地理研究,为中国丹霞事业和旅游发展做出了突出贡献,是“把论文写在祖国大地上”的科学家的典范。作为中国丹霞地貌研究国际化阶段的代表人物,彭华先生在丹霞地貌分类系统、丹霞地貌发育过程、国内外红层分布及其地貌发育的对比等方面开展了系列研究,同时,针对中国南方湿润环境下红层区严重的地貌灾害和荒漠化问题,用跨学科的思维和方法,开展了红层区地质构造—岩石特性—地貌发育—自然灾害—水土流失—生态退化—综合景观—社会经济发展之间相互关系的综合地理学研究实践,将原来的红层地表研究拓展为“地下+地表+地上”（红层的地质问题+地貌与土地问题+生态问题）的一体化研究,为丹霞地貌的未来研究指明了方向。彭华先生在旅游开发实践中不断总结新思想、新方法和新理论,在旅游地开发、旅游文化、城市旅游、区域旅游发展和旅游规划理论研究方面取得了大量成果,所提出的“大旅游”理念在学界有重要影响。在“大旅游”理念基础上提出的旅游系统及动力机制、旅游地发展阶段论、旅游开发与城市建设一体化、市场分类研究法、产品—需求对应分析法等理论,创新意义显著。彭华先生的学术研究典型体现了地理学的综合性思维和系统性思维。     

"丹霞"概念应慎用

丹霞地貌作为一种自然景观,既具有极大的观赏价值,也对认识内外力作用下砂岩地貌演化过程和机理具有重要指示意义。然而,当前国内对丹霞地貌的命名和分布存在较大认识误区,人为扩大了丹霞地貌的涵盖范畴,将很多其他类型的砂岩红层地貌都定义为丹霞,既不利于对丹霞地貌的深入研究,也给普通游客传递了错误的知识。本文针对这一问题,重新梳理丹霞概念的由来和演化历史,并以近年来被媒体和游客普遍关注的陕北“波浪谷”为例,指出不应过分夸大丹霞地貌的界定范围。     

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。     

浙江江郎山丹霞地貌区岩性特征

对浙江江郎山丹霞地貌区主要岩层方岩组(K1f)的22块岩石标本进行常量元素、氧化物含量的X荧光和薄片偏光显微镜鉴定,分析了江郎山丹霞地貌发育的岩性特征与地貌成因的关系:(1)方岩组(K1f)砾岩中的火山岩砾石和岩屑含量普遍较高,SiO2含量普遍也很高(在44.90%～75.80%之间),表明岩性总体上抗风化能力强,这使江郎山丹霞地貌最具特色的"三爿石"历经沧桑仍能巍然屹立,江郎山也因此成为丹霞地貌发育晚年时期的典型代表.(2)方岩组(K1f)的砂岩抗风化能力相对较弱,其胶结物的主要成分为方解石,粒间孔隙约占20%～25%,局部可见方解石胶结物的溶蚀现象.岩石薄片鉴定可看出,其粒间孔隙很可能是方解石胶结物被溶蚀后的结果,而且构成砂岩的岩体的流纹岩岩屑等其本身就具有气孔构造,这些岩屑在显微镜下可见已经强烈泥化,岩体抗风化程度较低,这是构成该区地貌岩性之一的砂岩被侵蚀和风化程度较高的主要原因.(3)在江郎山丹霞地貌发育过程中方岩组(K1f)岩性对地貌的形成起了基础和决定性的作用.这种岩性的特征及抗风化能力的不同导致的差异风化现象,对该区丹霞地貌后期的微地貌发育具有重要的影响,岩性差异风化是江郎山山体崩塌、扁平状洞穴的形成的重要因素,这也为研究江郎山等丹霞地貌山区地质灾害的岩性特征奠定了基础.     

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。     

信江盆地丹霞地貌特征及其景观类型

信江盆地是我国丹霞地貌发育典型代表区域之一.通过对该盆地红层分布区遥感影像解译,并结合野外调查分析,总结出丹霞地貌遥感影像具有网格状、脑状、栅栏状、斑点状、斑块状和圆丘状6种影纹特征,表征不同的丹霞地貌景观类型,并在盆地内圈划出15个丹霞地貌集中分布区.野外调查识别出信江盆地丹霞地貌共8大类23种单体景观类型、4种组合类型.其在盆地内分布呈一定的规律性变化:盆地边缘,遥感影像成网格状的,网格的密度较大,以顶斜的峰林、峰从景观组合为特征,其演化处于壮年末期至老年早期阶段;盆地中央沿河流两岸,遥感影像上呈现大片红色,以圆丘状低矮的小石峰为特征,山顶植被稀少,岩石裸露,地貌演化处于幼年至青年阶段;中间过渡地带一般丹霞地貌不发育或成圆丘型丹霞地貌组合,只在少数地区由于发育断层或有信江支流流经之处发育,也以石寨、巷谷(一线天)岩崖等景观为特征,遥感影像上呈现条块状,崖壁延升较远,嶂谷发育,反映其发育处于青年晚期至壮年早期阶段.     

龙虎山世界地质公园象鼻山栈道洞穴地貌成因

龙虎山世界地质公园的丹霞地貌主要产于晚白垩世河口组红层中,分布在陡峻崖壁上的洞穴地貌,是丹霞地貌成景系统的重要组成部分。通过测量象鼻山栈道1个露头剖面和383个洞穴的大小、形态、岩性组成,认为大多数洞穴的形成主要受控于岩性不同而导致的差异风化作用。砾岩层中粗大砾石、筛状沉积的聚集状砾岩透水性强易于风化脱落形成洞穴雏形。夹于砾岩层之间的抗风化能力较弱的砂岩层易于风化凹进形成洞穴,横向上沿层理方向断续排列,持续风化可使其联结成为岩槽、扁平洞。暴雨天气顺陡崖壁倾泻而下的快速水流对洞穴形成具有重要影响,经冲刷等侵蚀作用,岩壁表面形成垂向分布的洞穴地貌。后期水流侵蚀、化学和物理风化、微观气候变化以及生物活动等使洞穴进一步扩大。在洞穴发展的晚期阶段,岩壁悬空而发生崩塌后退,形成新的赤壁丹崖。     

龙虎山世界地质公园丹霞地貌成景系统特征及其演化

龙虎山世界地质公园内分布着大量以石寨、石墙、巷谷、峰林、石峰、石柱、石崖、巷谷、一线天、造型石等景观类型,它们形成于晚白垩系龟峰群,是我国典型的丹霞地貌分布区之一.其形成不仅与红层、构造及流水等外营力等构成了丹霞地貌的成景系统因素有关,而且也与它们在信江盆地内的空间位置相关,共同制约着不同位置上丹霞地貌的演化进程及其景观总体特征.     

丹霞山国家珍稀濒危保护植物丹霞梧桐空间分布的微地貌环境特征研究

以广东丹霞山狮子岩—阳元山景区为研究地,以国家珍稀濒危保护植物丹霞梧桐(Firmiana danxiaensis)的空间分布为研究内容,通过实地考察获取其空间分布的数据（经纬度、海拔、坡度和坡向等）,利用ArcGIS10.0在精度为1 m的DEM地形数据上进行空间分析,总结丹霞梧桐空间分布的微地貌环境特征。研究发现：① 研究区丹霞梧桐主要分布在海拔180 m等高线穿过坡度60o附近的土壤比较贫瘠的垂直节理或水平层理比较发育的崖壁上,并与圆叶小石积(Osteomeles subrotunda)、忽地笑(Lycoris aurea)、卷柏(Selaginella tamariscina)等植物伴生,属于比较耐旱的崖壁植物;② 丹霞梧桐的空间分布不受坡向因素的严格制约,坡度和海拔是影响丹霞梧桐分布的2个重要因素。根据以上分布规律,可以推测180 m等高线穿过坡度60o地带的丹霞山其他崖壁地带,亦可能会有丹霞梧桐的分布,并建议在目前已经发现丹霞梧桐分布比较集中的狮子岩东南坡,设立国家珍稀濒危保护植物丹霞梧桐重点保护带。