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地质公园概论:岩石地貌景观与丹霞层景观

时间:2024-09-15 百科知识 版权反馈
【摘要】:第六节地貌景观类一、岩石地貌景观(一)花岗岩地貌景观花岗岩是地面上最常见的酸性侵入体。它质地坚硬,岩性较均一,垂直节理发育,多构成山地的核心,成为显著的隆起地形,在流水侵蚀和重力崩塌作用下,常形成挺拔险峻、峭壁耸立的雄奇景观。其中许多已成为国家风景名胜区和自然保护区。冯景兰意识到这是一种独特的地貌景观,并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层。

地质公园概论:岩石地貌景观与丹霞层景观

第六节 地貌景观类

一、岩石地貌景观

(一)花岗岩地貌景观

花岗岩是地面上最常见的酸性侵入体。它质地坚硬,岩性较均一,垂直节理发育,多构成山地的核心,成为显著的隆起地形,在流水侵蚀和重力崩塌作用下,常形成挺拔险峻、峭壁耸立的雄奇景观。表层岩石球状风化显著,还可形成各种造型逼真的怪石(图3-17、图3-18),具较高的观赏价值。

我国的花岗岩山地分布广泛,集中分布在云贵高原和燕山山脉以东的第二、三级地形阶梯上。以海拔2 500m以下的中低山和丘陵为主,其他一些山地也有分布。中国的许多名山,如东北的大、小兴安岭,辽宁千山、凤凰山,山东的泰山、崂山、峄山,陕西的华山、太白山,安徽的黄山九华山、天柱山、司空山,浙江的莫干山、普陀山天台山,湖南的衡山九嶷山,江西的三清山,河南的鸡公山,福建的太姥山鼓浪屿,广东的罗浮山,广西的桂平西山、猫儿山,湖北的九宫山、黄冈陵,江苏的灵岩山、天平山,天津的盘山,北京的云蒙山,河北的老岭,宁夏的贺兰山,甘肃的祁连山,四川的贡嘎山,海南的大洲岛、铜鼓岭、七星岭、五指山等,几乎全部或大部分为花岗岩所组成。其中许多已成为国家风景名胜区和自然保护区

图3-17 山西石鼓祠西花岗岩地貌(石鼓石)

图3-18 位于安徽省岳西县境内的花岗岩体——司空山(世界第一大佛)

花岗岩由于节理风化、崩塌等作用,常形成峭壁悬崖、孤峰擎天、石柱林立等奇特景观,著名的如黄山莲花峰(图3-19)、炼丹峰和天都峰三峰鼎立,华山的东西南北中五峰相峙;天柱山的天柱峰(图3-20),九华山的观普峰也非常典型。

球形风化景观,著名的有海南的天涯海角、鹿回头、南天一柱,浙江普陀山的师石,辽宁千山的无根石,安徽天柱山的仙鼓峰和黄山的仙桃石等。

图3-19 黄山典型花岗岩地貌景观——莲花峰

图3-20 安徽天柱山天柱峰

(二)碎屑岩地貌景观

碎屑岩是由于机械破碎的岩石残余物,经过搬运、沉积、压实、胶结,最后形成的新岩石。又称陆源碎屑岩。碎屑岩中碎屑含量达50%以上,除此之外,还含有基质与胶结物。基质和胶结物胶结了碎屑,形成碎屑结构。按碎屑颗粒大小可分为砾岩、砂岩、粉砂岩等。

按物质来源可分为陆源碎屑岩和火山碎屑岩两类。火山碎屑岩按碎屑粒径又分为集块岩(>64mm)、火山角砾岩(2~64mm)和凝灰岩(<2mm)。陆源碎屑岩按碎屑的粒径,可分砾岩(角砾岩)、砂岩和粉砂岩。砾岩有棱角者称角砾岩,按砾石大小又可细分为巨砾岩(>256mm)、粗砾岩(64~256mm)、中砾岩(4~64mm)、细砾岩(2~4mm)。砂岩按砂粒大小可细分为巨粒砂岩(1~2mm)、粗粒砂岩(0.5~1mm)、中粒砂岩(0.25~0.5mm)、细粒砂岩(0.1~0.25mm)、微粒砂岩(0.062 5~0.1mm)。粉砂岩按粒度可分为粗粉砂岩(0.031 2~0.062 5mm)、细粉砂岩(0.003 9~0.031 2mm)。碎屑岩主要由碎屑物质和胶结物质两部分组成。

1.丹霞地貌

1)名称起源

1928年,获美国哥伦比亚大学地质硕士学位的矿床学家冯景兰,在我国粤北仁化县注意到了分布广泛的第三纪(165万~6 500万年前)红色砂砾岩层。在丹霞山地区,厚达300~500m的岩层被流水、风力等风化侵蚀,形成了堡垒状的山峰和峰丛,千姿百态的奇石、石桥和石洞。冯景兰意识到这是一种独特的地貌景观,并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层。而“丹霞”一词源自曹丕的《芙蓉池作诗》“丹霞夹明月,华星出云间”,指天上的彩霞。

2)分布区域

丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧澳大利亚等地,以中国分布最广。到2008年1月31日为止,中国已发现丹霞地貌790处,分布在26个省区。广东省韶关市东北的丹霞山以赤色丹霞为特色,由红色沙砾陆相沉积岩构成,是世界“丹霞地貌”命名地,在地层、构造、地貌、发育和环境演化等方面的研究在世界丹霞地貌区中最为详尽和深入。在此设立的丹霞山世界地质公园,总面积319km2,2004年经联合国教科文组织批准为中国首批世界地质公园之一。

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-干旱区和青藏高原高寒区。福建泰宁、武夷山连城永安,甘肃张掖(张掖市临泽县和肃南裕固族自治县),湖南怀化通道侗族自治县东北部万佛山、邵阳新宁县崀山(位于湖南省西南部,青、壮、晚年期丹霞地貌均有发育),云南丽江老君山贵州赤水(约有1 300km2),江西龙虎山鹰潭弋阳上饶、瑞金、宁都,青海坎布拉,广东仁化丹霞山、坪石镇金鸡岭、南雄县苍石寨、平远县南台石和五指石,浙江永康、新昌,广西桂平的白石山、容县的都峤山,四川江油的窦圌山、成都都江堰市的青城山,重庆綦江的老瀛山,陕西凤县的赤龙山以及河北承德等地,是中国丹霞地貌的典型地质地貌。

3)中国最美七大丹霞地貌

2005年,在《中国国家地理》杂志举办的“选美中国”活动中,评选出了“中国最美的七大丹霞”,名称与当时标注的所属地分别如下(标注双市名的后者为县级市):

第一名:丹霞山(广东省韶关市仁化县);

第二名:武夷山(福建省南平市武夷山市);

第三名:大金湖(福建省三明市泰宁县);

第四名:龙虎山(江西省鹰潭市);

第五名:资江-八角寨-崀山丹霞地貌(包括广西壮族自治区桂林市资源县的八角寨与湖南省邵阳市新宁县的崀山,实际上这两处景观基本在一起,因为均地处湘桂两省交界处);

第六名:张掖丹霞地貌(甘肃省张掖市临泽县和肃南裕固族自治县);

第七名:赤水丹霞地貌(贵州省遵义市赤水市)。

4)丹霞地貌与世界遗产

中国2009年世界自然遗产提名项目目前已经正式确定为“中国丹霞地貌”,此次申报,首次由6个丹霞地貌风景地共同提出。此次申遗的6个提名地分别是:湖南崀山、广东丹霞山、福建泰宁、江西龙虎山、贵州赤水、浙江江郎山。总面积82 151hm2,缓冲区总面积136 206hm2。

中国丹霞是一个由陡峭的悬崖、红色的岩石、密集深切的峡谷、壮观的瀑布及碧绿的河溪构成的景观系统,天然森林广泛覆盖。典型景观可以用丹山、碧水、绿树、白云几个词概括。

2010年8月5日,湖南崀山、广东丹霞山(图3-21)、福建泰宁、江西龙虎山、贵州赤水、浙江江郎山(图3-22)。因“色如渥丹,灿若明霞”而命名的丹霞地貌,被联合国世界遗产委员会一致同意列入《世界遗产名录》。

2.张家界地貌

张家界地貌是砂岩地貌的一种独特类型,它是“在中国华南板块大地构造背景和亚热带湿润区内,由产状近水平的中、上泥盆统石英砂岩为成景母岩,以流水侵蚀、重力崩塌、风化等营力形成的,以棱角平直的高大石柱林为主,以及深切嶂谷、石墙、天生桥方山、平台等造型地貌为代表的地貌景观”。

张家界在区域构造体系中,处于新华夏第三隆起带,在漫长的地质历史时期内,大致经历了武陵-雪峰、印支、燕山、喜山及新构造运动成了本区域的基本构造地貌格架,而喜山及新构造运动是形成张家界奇特的石英砂岩峰林地貌景观的最基本的内在因素。而外力地质活动作用的流水侵蚀和重力崩塌及其生物的生化作用和物理风化作用,则是塑造张家界地貌景观必不可少的外部条件。因此,它的形成是在特定的地质环境中内外力长期相互作用的结果。

图3-21 广东丹霞山典型丹霞地貌景观

晚古生代中晚泥盆纪时期,湖南西北地区地壳下降,发生大面积海浸,成为一片汪洋。张家界处于川湘凹陷地带之深海处,靠近古陆,接纳了由流水源源不断地从邻近古陆搬迁来的大量松散碎屑物质,经过沉积和漫长而又复杂的成岩过程,形成厚达500多米的石英砂岩。经过漫长的流水切割、差异风化、重力崩塌等外营力作用,便形成了现在所看到的怪诞诡谲的峰林峡谷。石英砂岩峰林景观标新立异,独树一帜,具有极高的旅游观光价值和科研价值。

图3-22 浙江江郎山丹霞地貌景观

2010年11月9日-11日张家界砂岩地貌国际学术研讨会暨中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会第25届年会在张家界举行。国际地貌学家协会副主席彼得·米根等来自新西兰、英国、波兰、澳大利亚、美国、德国日本7个国家的16位国外地貌学权威,以及中国科学院院士李廷栋、刘嘉麒等中国大陆、台湾香港的20多位知名地质地貌学专家参加了会议。与会专家在进行了实地考察,并听取研究课题组关于张家界地貌特征与演化过程的主题报告后,将张家界特征鲜明、规模巨大的独特砂岩地貌类型确定为张家界地貌(图3-23),凡在世界任何国家和地区发现类似张家界石英砂岩峰林的地貌,都可统称张家界地貌。自此,张家界地貌获得国际学术界认定。

图3-23 典型张家界地貌景观

(三)可溶岩地貌(喀斯特地貌)景观

1.基本情况

喀斯特地貌(karst landform)是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称岩溶地貌。除溶蚀作用以外,还包括流水的冲蚀、潜蚀,以及坍陷等机械侵蚀过程。喀斯特(Karst)一词源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的名称,意为岩石裸露的地方,喀斯特地貌因近代喀斯特研究发起于该地而得名。喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。

可溶性岩石有3类:①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩泥灰岩等);②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝);③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。可溶性岩石占地球总面积的10%。从热带到寒带、由大陆到海岛都有喀斯特地貌发育。中国喀斯特地貌分布广、面积大,主要分布在碳酸盐岩出露地区,面积约91万~130万km2。其中以广西、贵州、云南和四川青海(即云贵高原)东部所占的面积最大,是世界上最大的喀斯特区之一。西藏和北方一些地区也有分布。

按出露条件,喀斯特地貌可划分为裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。按气候带可分为热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特。按岩性可分为石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。此外,还有按海拔高度、发育程度、水文特征、形成时期等不同的划分。由其他不同成因而产生形态上类似喀斯特的现象,统称为假喀斯特,包括碎屑喀斯特、黄土和黏土喀斯特、热熔喀斯特和火山岩区的熔岩喀斯特等。它们不是由可溶性岩石所构成,在本质上不同于喀斯特。

按发育演化,喀斯特地貌可分出以下6种。

(1)地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟(或溶槽),原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。

(2)地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀,超过100m深后形成落水洞。

(3)从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动,形成溶洞

(4)随地下洞穴的形成地表发生塌陷,塌陷的深度大面积小,称坍陷漏斗,深度小面积大则称陷塘。

(5)地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用,形成坡立谷和天生桥。

(6)地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林。

云南路南的石林是上述第一阶段(溶沟阶段)的产物,这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山,则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内,经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞,俗称神女镜或仙女镜。

溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙(CaCO3),在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO32],后者可溶于水,于是有空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型,所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称为喀斯特地貌。

2.我国著名喀斯特地貌景观

我国喀斯特地貌分布广泛,造物主为中华儿女精雕细刻了许多天然的屏风,喀斯特地貌为我国的旅游业带来无限生机,并且我国喀斯特地貌类型多样,是进行科学研究的宝贵财富。

我国著名的喀斯特景观名胜区分布如下。

广东:肇庆七星岩有7座石灰岩山峰形如北斗七星,山前星湖潋滟,山多洞穴,洞中多有暗河、各种奇特的溶洞堆积地貌。

广西:桂林山水阳朔风光主要是以石芽、石林、峰林、天生桥等地表喀斯特景观著称于世(图3-24),并且是山中有洞,无洞不奇。以岩洞地貌为主的芦迪岩洞景观,景观内有各种奇态异状的溶洞堆积地貌,形成了碧莲玉笋的洞天奇观;七星岩石钟乳构成的地下画廊,琳琅满目;武鸣伊岭岩、北流漏洞柳州都乐岩、兴平莲花岩、兴安乳洞、永福百寿岩、宜山白龙洞、凌云水源洞、龙州紫霞洞等也都是著名的溶洞景观区。

图3-24 广西典型喀斯特地貌景观

云南:路南石林风景区地表峰林奇布,主要为高大巨型石芽群景观,大部分灰岩山峰分布在河谷两侧,各种形态的石峰似人似物,形态逼真、栩栩如生。溶洞景观有泸西阿庐古洞、奇风洞、玉溪溶洞,建水燕子洞,九乡溶洞。

贵州:有兴义尼函石林、修文石林等石林区;中国最大瀑布——黄果树瀑布岩壁为瀑布华地貌;溶洞地貌较多,主要有黄果树瀑布附近龙宫洞、贵阳地下公园、镇宁犀牛洞、镇远的青龙洞、龙山的仙人洞、贵州的织金洞、黔灵山麒麟洞。

四川:九寨沟钙华滩流属于水下地表堆积地貌,如珍珠滩瀑布;黄龙风景区钙化池(图3-25)、钙化坡、钙化穴等组成世界上最大而且最美的岩溶景观;石柱县新石拱桥为喀斯特天生桥地貌。

图3-25 四川黄龙钙化池景观

湖南:武陵源黄龙洞冷水江波月洞,都是奇特洞溶洞景观,各种堆积地貌罗列其中,如神仙府洞,奥妙无穷。

江西:鄱阳湖口石钟山景区绝壁临江洞穴遍布;彭泽龙宫洞长2 000m,洞内可泛舟观景,堪称地下艺术宫殿。

浙江:瑶琳仙境位于桐庐县,是浙江省规模恢弘、景观壮丽的岩溶洞穴旅游胜地,也是浙江迄今发现的最大洞穴;洞长1 000m,共有6个洞天,以“雄、奇、丽、深”闻名于世。

江苏:宜兴石灰岩溶洞有“洞天世界”的美称,善卷洞、张公洞、灵谷洞又称“三奇”,洞壑深邃,多奇石异柱,泛舟其中如入海底龙宫。

吉林:通化鸭园溶洞,有4个大厅,洞内满布石柱、石笋、石钟乳、石瀑、石帘、石莲花、石幔等堆积景观,并且深处有溶岩潭,深不可测,无法前往。

辽宁:本溪水洞,属于大型充水溶洞。水洞全长5 800m,现已开发2 800m,面积3.6万平方米,空间40余万立方米,最开阔处高38m,宽70m。本溪水洞是目前发现的世界第一长的地下充水溶洞。河道曲折蜿蜒,河水清澈见底,洞内分三峡、七宫、九弯,故名九曲银河。洞内钟乳石、石笋与石柱多从裂隙攒拥而出,不假雕饰即形成各种物象。大连冰峪沟,是黄河以北罕见的保存完整的喀斯特地貌。经地质专家的多次考察,这里的地质是第四纪冰川期形成的,并在这里发现了多种冰川遗迹。这里植被丰富,森林覆盖率达90%以上。

这些地方既可以进行旅游观光又可以进行科研考察,是旅游观光的明珠,是科学研究的宝库

(四)黄土地貌景观

中国是世界上研究黄土地貌最早的国家。2000多年前就有“天雨黄土、昼夜昏霾”涉及黄土地貌堆积过程的记载;800多年前,北宋沈括对河南、陕西一带的黄土侵蚀地貌形态作了生动描述;历代在治理黄河下游河患方略的讨论中,已认识到黄土高原侵蚀产沙是其根源。19世纪后期至20世纪前期,许多中外学者发表了研究中国黄土地貌的论著,并与欧洲黄土进行对比。

黄土在世界上分布相当广泛,占全球陆地面积的1/10,成东西向带状断续地分布在南北半球中纬度的森林草原、草原和荒漠草原地带。在欧洲和北美,其北界大致与更新世大陆冰川的南界相连,分布在美国、加拿大、德国、法国、比利时、荷兰、中欧和东欧各国、白俄罗斯和乌克兰等地;在亚洲和南美则与沙漠和戈壁相邻,主要分布在中国、伊朗、俄罗斯的中亚地区、阿根廷;在北非和南半球的新西兰、澳大利亚,黄土呈零星分布。

中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家,其范围北起阴山山麓,东北至松辽平原和大、小兴安岭山前,西北至天山、昆仑山山麓,南达长江中、下游流域,面积约63万平方千米。其中以黄土高原地区最为集中,占中国黄土面积的72.4%,一般厚50~200m(甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到336m),发育了世界上最典型的黄土地貌。

地貌类型主要有黄土沟间地、黄土沟谷和独特的黄土潜蚀地貌(图3-26)。

图3-26 黄土地貌景观

二、火山地貌景观

火山地貌是由地壳内部岩浆喷出堆积成的山体形态。(www.xing528.com)

1.形态结构

火山通常由火山锥、火山口和火山喉管3部分组成。

火山锥指火山喷出物在火山口附近所堆积成的锥状山体。根据内部构造和组成物质,火山锥分为4类。

(1)火山碎屑锥。由固体喷发物(火山灰、火山砂、火山砾)与炽热气体一起喷出,在空中飞腾、冷却变硬降落堆积而成。外形呈圆锥形,由成层的火山碎屑组成。上部坡度较陡,下部坡度较缓,锥顶端有一个火山口或破火山口。

(2)熔岩锥。坡度很小的熔岩堆积体,由流动的熔岩形成,又称盾形火山。

(3)混合锥。由熔岩和火山碎屑交互成层组成。

(4)熔岩滴丘。体积不大、周边较陡的熔岩锥,由黏性很高的熔岩喷发后急剧冷却形成。

火山口是火山锥顶部喷发地下高温气体和固体物质的出口。平面呈近圆形,大部分火山口是一个漏斗形体,也有底部是平的。有些火山口底部呈坑状,为固结的熔岩,称为熔岩坑;坑口常能积水成湖,成为火山口湖(或称天池),如中国东北长白山上的天池。一些大型火山口常具缺口,称为破火山口,形成原因是:①火山再次爆发崩毁了火山口的岩石,形成爆发破火山口;②火山再次喷发使火山口周围上覆体失去下层支撑引起崩塌,形成崩塌破火山口;③火山口受流水侵蚀破坏,形成侵蚀破火山口。

火山喉管是火山作用时岩浆喷出地表的通道,又称火山通道。呈圆筒状,有的呈长条状或不规则状,前者多由中心喷发形成,后者常与裂隙喷发有关。火山喉管中的火山碎屑物和残留岩浆冷却后,凝结在火山管道内成为近于直立的圆柱状岩体。如上层的熔岩被侵蚀,火山颈成为突出地面的柱状山,称为颈丘。

2.类型

根据火山喷发的特点和形态特征,划分为以下类型。

(1)盾形火山。多由熔岩组成,因坡度平缓、顶部平坦宽广而命名。夏威夷岛和冰岛都有熔岩构成的盾形火山,夏威夷的是多中心喷发而成,冰岛的是裂隙喷发形成。夏威夷岛冒纳罗亚火山是典型的盾形火山,所以盾形火山又称夏威夷型火山。

(2)穹形火山。由熔岩组成,多形成在原先的火山口内或火山锥旁侧的喷火口上,由火山喷出极黏稠的熔岩堵塞在火山口内,进而向上隆胀形成。

(3)锥形火山。由火山碎屑组成或由火山碎屑和熔岩混合组成,呈圆锥形,又称维苏威式火山。由火山碎屑组成的称为火山渣锥,由火山碎屑和熔岩混合组成的称为混合锥。由于火山多次喷发,火山锥的内部形成由火山碎屑或由碎屑和熔岩组成的层状构造。在规模较大的火山锥顶常有平底的大火山口,下一次喷发时,在此火山口内可形成一个新火山锥,其周围是老火山口形成的环形外轮山,新火山锥与环形外轮山之间是一个环形洼地,这种火山称为叠锥状火山。意大利的维苏威火山就是典型的叠锥状火山。有些火山锥上坡发育一些小火山锥,称为寄生火山锥,意大利西西里岛上的埃特纳火山有数百座寄生火山锥。

(4)马尔式火山。只有低平火山口、没有火山锥的火山,多因水蒸汽爆炸而成。喷发中只有少量火山碎屑在火山口周围堆积,形不成火山锥,火山口常积水成湖。

3.我国的火山地貌

我国火山活动可分为东部活动带和西部活动带:东部活动带的火山有五大连池火山群、长白山火山、大同火山群、大屯火山群、广东雷琼及安徽、江苏等地区的火山;西部活动带的火山包括腾冲火山群、新疆等地区的火山。

1)黑龙江五大连池火山群

五大连池火山群位于黑龙江省德都县,在约600km2范围内主要分布有14座火山。这群火山是至今仍在活动的火山,其中老黑山和火烧山在1719-1721年曾喷发大量熔岩,现在仍可看到火山喷发形成的熔岩地貌,比如有绳状、枕状和球状等形态。

这群火山大多呈现出截顶圆锥形(图3-27),少数为复合截顶圆锥形。火山锥的海拔为355~597m。比高(相对高度,即超出当地河沟标高的高度)为60~147m,火山口直径约240~500m,火山口的边部大多有缺口,火山的规模一般较小。其中,药泉山火山周围,至今仍涌出多处含硫、氡等物质的泉水。这种泉水能有效地治疗肠胃病、皮肤病、脱发等多种疾病,当地人称为“药泉”。

图3-27 黑龙江五大连池火山口

1719-1721年(清康熙五十八年至六十一年)在老黑山火山和火烧山火山喷发期间,喷溢出的熔岩流,将流经火山附近的白河截为五段,形成了5个熔岩偃塞湖。这5个湖大小、深浅不同,但断续相连,故被称为五大连池,并成为中国东北部著名的火山群,与中国西南部著名的腾冲火山群遥相呼应。

图3-28 云南腾冲火山群景观

2)云南腾冲火山群

腾冲火山群位于云南省的西部,横断山脉南端的高黎贡山西侧,火山锥及其喷出物分布在南北长约87km、东西宽约33km的地带中,这些火山分布比较集中的地方是腾冲县城至马站街一带。

腾冲地区的火山有70余座,可见到明显火山口的火山有30余座(图3-28)。其中呈截锥形的火山,一般顶部有漏斗状火山口,火山底部直径由数百米至1km左右,高10余米至数百米。火山口的深度数十米之百余米。此类火山有黑空山、打鹰山、城子楼、小空山等。

近期腾冲地区火山活动的形式,主要表现为强烈的水热活动。据1974年的不完全统计,全县79个泉群(包括汽泉、热泉、温泉)中,温度在90℃以上的有10处,每处多有若干个汽泉、沸泉、热泉及喷汽孔,它们都分布在近期火山的边缘。

热海热田是腾冲地热区的高温中心,它的天然热流量达2 000 000J/s秒以上,相当于每年燃烧21万吨标准煤产生的热量。在热泉喷出的气体中,有大量的水蒸气、二氧化碳、硫化氢、二氧化氮等气体。在喷泉、喷气活动的同时,经常发生水热爆炸、地吼、地哼和泥火山喷发、泥塘翻滚等现象。

三、冰川地貌景观

冰川地貌景观是由冰川作用塑造的地貌,属于气候地貌范畴。地球陆地表面有11%的面积为现代冰川覆盖,主要分布在极地、中低纬的高山和高原地区。第四纪冰期,欧、亚、北美的大陆冰盖连绵分布,曾波及比今日更为宽广的地域,给地表留下了大量冰川遗迹。

冰川是准塑性体,冰川的运动包含内部的运动和底部的滑动两部分,是进行侵蚀、搬运、堆积并塑造各种冰川地貌的动力。但它不是塑造冰川地貌的唯一动力,是与寒冻、雪蚀、雪崩、流水等各种应力共同作用,才形成了冰川地区的地貌景观。

冰川地貌广泛分布于欧洲、北美洲和中国西部高原山地,分现代冰川地貌和古代冰川地貌两种。前者仅限于约占陆地面积10%的现代冰川分布区;后者主要指第四纪古冰川(最大覆盖范围占陆地面积的32%)塑造的地貌。

冰川地貌是鉴别冰川作用范围和性质的标志,对研究古地理和古气候环境的变迁有重大意义。因冰碛物的工程地质特性不同于其他沉积物,故研究冰川沉积地貌有较大实践意义。

1.分类

冰川地貌按成因分为侵蚀地貌和堆积地貌两类。

现代冰川作用区的冰体部分按形态分为以下3种。

(1)大陆冰盖。面积>50 000km2的陆地冰体,如南极冰盖和格陵兰冰盖。

(2)冰帽。数千平方千米至50 000km2的陆地冰体,规模巨大的山麓冰川和平顶冰川都可发育为冰帽。

(3)山地冰川。分为冰斗冰川、悬冰川、谷冰川、平顶冰川和山麓冰川等。冰川消融可形成冰面河流、冰塔林和表碛丘陵等冰川融蚀地貌。

冰川侵蚀地貌一般分布于冰川上游,即雪线以上位置,形态类型有角峰、刃脊、冰斗、冰坎、冰川槽谷及羊背石、冰川刻槽等磨蚀地貌。冰川(包括冰水)沉积地貌分布于冰川下游,形态类型包括终碛垅、侧碛垅、冰碛丘陵、冰碛台地、底碛丘陵和底碛平原、鼓丘与漂砾扇,以及由冰水沉积物组成的冰砾阜、蛇形丘、冰水阶地台地和冰水扇等。大陆冰盖和山地冰川的地貌组合有较大差异。前者冰体从中心向四周流动,以冰盖前缘广泛发育冰碛(尤其是终碛)、冰水堆积地貌和大面积的冰蚀凹地为特征,没有侧碛垅,只有在孤立的冰原岛山地区才出现冰蚀地貌。

山地冰川受地形限制,与周围基岩接触面大,造成的冰蚀地貌类型众多。此外,山地冰川地貌的分带性也比大陆冰盖和冰帽的地貌分带性强,有明显的垂直分带和水平分带。在冰川纵剖面上,从山体中心到冰川外围,依次为角峰、冰斗、冰坎、羊背石、磨光面、底碛平原或丘陵、终碛垅、冰水扇;在横剖面上,从高到低依次为刃脊、槽谷肩、冰蚀崖、侧碛垅、冰床(底碛平原或丘陵)。山地冰川地貌的发育程度与气候条件、原始地形和新构造运动有关。在海洋性气候条件下,山地新构造强烈,地形陡峻,则冰蚀作用强盛,冰蚀地貌和冰碛地貌较发育,但因冰期后流水作用较强,破坏较严重;在大陆性气候条件下,地形较和缓,则冰蚀地貌和冰碛地貌发育较差,但后期流水侵蚀弱,冰川地貌易于保存。

2.冰川地貌景观

大陆冰盖很少受下伏基岩地形的控制,冰盖形态单调,其塑造的地貌景观也不甚复杂。从冰盖中心到外围,冰川地貌作有规律的带状分布:最内部是侵蚀区,出现大量的冰蚀湖泊,如芬兰曾是第四纪时期冰盖的中心,有“千湖之国”之称;此带之外鼓丘成群出现;鼓丘带之外为散乱的冰碛丘陵和冰砾阜景观,蛇形丘也分布其中;再外即为标志着古冰川边界的终碛系列和宏伟的外冲冰水平原。

山岳冰川地貌的规模不及大陆冰盖地区,但更为复杂。因为还受山地地形以及冰缘雪蚀、雪崩和寒冻风化作用的影响。这里由上到下可分几个垂直带:雪线以上是以冰斗、刃脊和角峰为主的冰川和冰缘作用带;雪线以下和终碛垅以上为冰川侵蚀-堆积地貌交错带;最下部为终碛和谷地冰水平原(阶地)带。

四、流水地貌景观

1.简介

地表流水在陆地上是塑造地貌最重要的外动力。它在流动过程中,不仅能侵蚀地面,形成各种侵蚀地貌(如冲沟和河谷),而且把侵蚀的物质,经搬运后堆积起来,形成各种堆积地貌(如冲积平原),这些侵蚀地貌和堆积地貌,统称为流水地貌。流水地貌及其堆积物的研究,对于水利、工程建筑、道路桥梁建设、农田基本建设、河运航道等均有重要意义。

流水作用包括流水的侵蚀、搬运和堆积。河流上游大多地处山地和高原,落差大,水流急,河谷深切而狭窄。

地表流水是一种非常重要的外力作用。即使在干旱少雨的荒漠地区、寒冷的高山高纬地区,它的作用也是不容忽视的。在陆地地貌的形成与发展过程中,地形流水是一个最普遍、最活跃的因素。地表流水主要来自大气降水,由于大气降水在地球上分布较普遍,所以流水作用形成的地貌在陆地表面几乎到处都有。大气降水受不同自然地理条件控制,各地降水的性质和强度差别很大,加上其他条件的影响,致使流水地貌形态十分复杂。

地表流水可分为暂时性流水和经常性流水,前者指降雨时或雨后(或融冰化雪时)很短时间内出现的流水,后者指终年保持一定水量的河流。两者不仅存在的时间有所差异,更重要的是水文状况不同,因此暂时性流水形成的地貌与河流地貌在形态上有明显的不同。根据流水在地表流动的方式可分为无槽流水和有槽流水两种。无槽流水指流水在地表流动时无固定明显的沟槽,如雨后斜坡上薄层片流和细小股流。有槽流水是指汇集在谷地中的流水,它包括暂时性流水的冲沟流水(洪流)和河流两种。由地表流水作用(包括侵蚀、堆积)所塑造的各种地貌,统称为流水地貌。流水侵蚀作用形成的地貌称为流水侵蚀地貌,流水堆积作用形成的地貌称流水堆积地貌。

片流在一般情况下并不形成明显的地貌,它只是把斜坡上的风化碎屑物质集中到低处,为其他外力作用提供可搬运的物质。洪流或冲沟流水侵蚀地貌主要是各种形式的冲沟,在半干旱和干旱的我国西北地区,这类地貌分布相当普遍,它的堆积地貌主要是分布在沟口的洪积锥(扇)和山麓倾斜平原。河流侵蚀地貌主要是各种类型的河谷,它的堆积地貌主要的有河漫滩、河流三角洲等。

2.流水地貌类型

1)河流阶地

河流两侧阶梯状的地形称为河流阶地。阶地在河谷地貌中较普遍,每一级阶地由平坦的或微向河流倾斜的阶地面和陡峭的阶坡组成。一条经历长期发展过程的河流,两岸常出现多级阶地,由河流河漫滩向谷坡上方,依次命名为一级阶地、二级阶地、三级阶地……。位置愈高的阶地形成的时间愈久,因而受破坏程度也愈大,反映在形态特征上也往往很不明显。阶地的形成,主要是因为河流在以侧向侵蚀为主扩展谷底的基础上,转为深向侵蚀为主加深河谷,前者形成河漫滩或谷底平原,后者将河床位置降低到河漫滩或谷底平原以下。因此,阶地面实质上是古老或早期的河漫滩,而阶坡则是河流深向侵蚀作用所形成的谷坡。河流侵蚀作用改变的原因往往是地壳运动或者相当大范围气候的变化。

2)河漫滩河谷

河流长期侧向侵蚀作用的结果使谷底加宽,形成河漫滩河谷。河流在谷底仅占一部分面积,其余都是河漫滩。河谷谷底宽度与河流大小、发育的时间长短、地壳运动稳定与否等许多因素有关。形成河漫滩河谷后,河流在自己形成的谷底平坦地面上蜿蜒流动,完全不受谷壁的限制,这种河曲称为自由河曲。

3)冲沟

冲沟是暂时性线状流水侵蚀作用所形成的一种狭窄的沟谷地形(图3-29),主要发育在植被稀少、物质疏松、地面有一定坡度的地方。冲沟的形态与本身发育时间性有关,而地面起伏形态(坡度、坡形)也直接影响冲沟的形态和冲沟的组合形状。

冲沟又名雏谷,它是暂时性有槽流水侵蚀的典型形态。冲沟横剖面呈陡峭狭窄的V字形,与两侧斜坡地面有非常明显的坡折,冲沟纵剖面与所在斜坡坡面明显的不一致,一般呈上陡下缓的凹形曲线。冲沟发展到衰老阶段称为坳沟或坳谷。此时,沟的横剖面V形明显加宽,两壁坡度变缓,沟缘转折已不明显,整个剖面呈线槽形,沟底平坦,纵剖面十分平缓。

初期阶段的冲沟是指由片流汇合而成细流切割坡面而成的细小沟谷,通常称之为两裂,在地貌学上称为细沟。其最主要特征是横剖面呈浅V字形,沟的纵剖面基本上与所在斜坡的坡面一致。航拍摄像片的山坡上条纹状影像就是细沟。在航片的右上方显示出许多条长度大的细沟的影像。

图3-29 浙江文成县铜铃山“壶穴奇观”

4)V字形河谷

V字形河谷是山区最常见的一种河谷,又称为峡谷。这类河谷具有V形河谷横剖面,谷地两壁险峻陡峭,谷底几乎全部被河流占据。谷地狭窄,深度大于宽度。其中,谷坡陡直、深度远大于宽度的峡谷称为嶂谷。从河流发育阶段看,V形谷属幼年河谷,它反映了河流处于幼年发育阶段,河流以加深河床的深向侵蚀为主,侧向侵蚀作用不明显。在构造运动上升区域,河谷谷坡由坚硬岩石组成的地段,当地面抬升速度与河流下切作用协调时,最易形成V形谷。河流上游深向侵蚀作用十分显著,河谷横剖面也多呈V字形。

5)洪积扇

洪积扇(图3-30)是暂时性流水作用在谷口形成的堆积地貌。它是半干旱、干旱地区山麓地带分布相当普遍的地貌。以谷口为顶点,向外围倾斜,坡度由大变小,逐渐过渡到周围平地。洪积扇上广泛发育放射状沟谷。这种地貌风化强烈,山地形态险峻。相邻洪积扇连接成倾斜平原,外缘呈波状弧形轮廓。

图3-30 洪积扇景观

五、海蚀海积景观

(一)海蚀地貌景观

海蚀地貌,是指海水运动对沿岸陆地侵蚀破坏所形成的地貌。由于波浪对岩岸岸坡进行机械性的撞击和冲刷,岩缝中的空气被海浪压缩而对岩石产生巨大的压力,波浪挟带的碎屑物质对岩岸进行研磨,以及海水对岩石的溶蚀作用等,统称海蚀作用。海蚀多发生在基岩海岸。海蚀的程度与当地波浪的强度、海岸原始地形有关,组成海岸的岩性及地质构造特征,亦有重要影响。所形成的海蚀地貌有海蚀崖、海蚀台、海蚀穴、海蚀拱桥、海蚀柱等(图3-31)。

图3-31 香港丰富多姿的海蚀地貌

(二)海积地貌景观

进入海岸带的松散物质,在波浪推动下移动,并在一定的条件下堆积起来的各种地形称海积地貌。其类型有水下堆积阶地、海滩、泻湖、水下沙坝等(图3-32)。由于地形气候等影响而使波浪力量减弱,海滨沉积物就堆积下来形成各种海积地貌。

图3-32 香港世界地质公园桥咀洲连岛沙洲景观

六、构造地貌景观

构造地貌(structural landform)由地球内力作用直接造就的和受地质体与地质构造控制的地貌。从宏观上看,所有大地貌单元,如大陆和海洋、山地和平原、高原和盆地,均为地壳变动直接造成。但完全不受外力作用影响的地貌,如现代火山锥和新断层崖是罕见的,绝大多数构造地貌都经受了外力作用的雕琢。故不论从构造解释地貌,或从地貌分析构造,都必须考虑外力作用的影响。

构造地貌分为3个等级:第一级是大陆和洋盆;第二级是山地和平原、高原和盆地;第三级是方山、单面山、背斜脊、断裂谷等小地貌单元。第一级和第二级属大地构造地貌,其基本轮廓直接由地球内力作用造就;第三级是地质构造地貌,或称狭义的构造地貌,除由现代构造运动直接形成的地貌(如断层崖、火山锥、构造穹窿和凹地)(图3-33)外,多数是地质体和构造的软弱部分受外营力雕琢的结果。如水平岩层地区的构造阶梯,倾斜岩层被侵蚀而成的单面山和猪脊背,褶曲构造区的背斜谷和向斜山,以及断层线崖、断块山地和断陷盆地等。不同大地构造单元的地貌形态有明显的差异。地台区以宽广的平坦地面为主,如非洲高原、蒙古高原、塔里木盆地和华北平原。地台区的山地也是宽缓的褶皱山和断块山,如中国太行山和鲁南山地。

图3-33 河南云台山世界地质公园断裂谷景观——红石峡

由于刚性地块的拱曲张裂,地台区常出现地堑型陷落盆地,如东非裂谷、莱茵谷地和中国的汾渭谷地。地槽区最主要的表现为狭窄带状、弧形转折、延伸数百以至数千公里的线性褶皱山脉。如喜马拉雅山脉、阿尔卑斯山脉和安第斯山脉等。它们都是年轻的地槽褶皱山脉。按板块构造学说,大陆和海洋的位置,从石炭纪以来,尤其是中生代以来,曾发生巨大变化。现代大陆是由统一的冈瓦纳古陆和劳亚古陆分裂而成的。地壳一面在新生,一面在消减。板块边界(海岭、转换断层、深海沟和地缝合线)是地震和火山活动、构造和地貌演化的主要场所。过去所说的地槽正是板块俯冲消减带——深海沟的位置。日本列岛-琉球-台湾-菲律宾-印度尼西亚岛弧-深海沟系正是典型的现代地槽。与板块运动相联系的新构造运动对现代地貌的形成起着重要作用。由于印度洋板块向欧亚板块俯冲,使青藏高原从第三纪末到第四纪初强烈隆起,在第四纪时期上升了3 000~4 000m,成为世界上最年轻的高原。

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