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张家界峰林地貌的成因分析

发布时间:2019-07-04 11:46 来源:未知 编辑:admin

  张家界峰林地貌的成因分析_电力/水利_工程科技_专业资料。典型的地貌景观及其成因 通过各种文献,图片,案例分析数据,实践调查文献的文章分析,得出如下结论: 张家界 峰林地貌是石英砂岩峰林地貌, 岩层产状平缓,地壳水平上升,流水沿构造破裂面的节理侵蚀 及重力崩

  典型的地貌景观及其成因 通过各种文献,图片,案例分析数据,实践调查文献的文章分析,得出如下结论: 张家界 峰林地貌是石英砂岩峰林地貌, 岩层产状平缓,地壳水平上升,流水沿构造破裂面的节理侵蚀 及重力崩塌作用造就了石英砂岩峰林地貌的基本形态。地貌形态的物质基础是特定的岩性。 石英砂岩峰林地貌主要由方山、台地、峰墙、峰丛、峰林、石门、天生桥及峡谷、嶂谷等构 成。 其岩石胶结良好,刚性强,节理发育。 物理风化很强烈,风化物和土壤十分疏松,内聚力小, 抗蚀能力弱。存在着水土流失的潜在地质条件。【1】另外,石英砂岩峰林地貌本身的地貌特 点,水文气象要素都促使其山体风化、崩塌,景观的形成与及成熟后的消亡 张家界峰林地貌是一种由石英砂岩构成的峰林景观。它的奇峰异石、深峡危崖的风貌特 征颇与卡斯特峰林、丹友峰林,以至美国的科罗拉多峰林相类似。故曾一度对其成因和类型 归属有过争论.但实际上它是一另种的峰林地貌类型.由于它藏在深山, 直到 20 世纪 80 年代, 才引起众多的旅游者和地貌学者的注意.它既是具有高度吸引力的旅游胜地,又是饶有科学 研究价值的地貌新类型, 经于 1992 年 12 月 7 日被联合国教科文组织批准列入世界自然遗产 名录,正式被承认为世界级的重点保护地区。的确,只要是进入这个充满奇幻垅界的人,无 不被那些千姿百态、形神兼备的石峰石柱,与乎曲径通幽、密林芳草的深壑狭谷所组成的清 静画境所陶醉。【2】本文试从景观地貌学的角度,探究张家界峰林地貌的成因,及其形成 的大地构造历史背景和环境条件. 张家界峰林地貌简介 发育于张家界的峰林,按其岩石可分为二种:一种为石英砂岩峰林,另一种为石灰岩。但 是大家所说的张家界的峰林一般都是说武陵深峰林, 她是仅指前一种。 陈国达老先生于 1986 年作为科学顾问参与北京科教电影厂摄制峰林电影片,初次考察时,曾依其岩石命名为“砂 岩峰林”。后来进一步研究结果,考虑到仍以其标准地命名更为全面和确切,故另用今名。 至于区内的石灰岩峰林,则属于卡斯特地貌范礴,已为人所熟识,不入本文探讨之列【3】. 张家界具有独特的石英砂岩峰林地貌景观,有“三千翠微峰,八百琉璃水”(“峰三千,水八 百”)之称【4】。“峰三千”指泥盆纪(距今 3·5 亿~4 亿 a)厚层石英砂岩风化侵蚀形成的 三千余座笔直的石峰组成的峰林【5】。 “海陆从来无静止,风云自古永流迁。”陈国达教授在《武陵源峰林及溪洞成因浅说》一 文中,以科学的道理,依据自然界的从不间断的变化,作了令人心服口服的解说。他肯定地 说:武陵源峰林,它集中了丹霞、科罗拉多、卡斯特、玄武岩、土林、风蚀石林等六大峰林 之精华,其科学价值属六大峰林之首【6】。 2 内力作用基础 引起各种地貌形成及发展的动力就是地质作用。地质作用是指引起地壳组成物质、地壳的 构造和地表形态等不断的形成和变化的作用。地质作用分为内力地质作用和外力地质作,即 内营力和外营力两种类型。地貌的形成与发展是内营力与外营力相互作用的结果。【7】 张家界的峰林地貌之代表要数武陵源。武陵源位于东亚亮体南段.云贵地洼区的湘西晰东 地奇列的东北端。构成上述蜂林的岩石为时代属于晚泥盆世的地台构造层的石英砂岩。这种 砂岩为本区地台阶段和级期的产物.由于它所具有的稳定区型沉积建造特征所决定.其物质 组份单纯.较度和园度也分选性好, 质地致密坚硬.同时又因其所在的部位受中生代地佳阶段 造山运动的摺级作用影响较弱.创立于一个宽展型向斜层轴部的末端, 岩层产状尚保持平级. 而垂直节理及断层却十分发育,遂于第四纪新构造运动期内上升过程中,在风化、水蚀及重 力的综合作用配合下,形成了这样奇丽的峰林景色【8】。 2.1 大地构造作用 武陵源地区内的盛行构造为褶皱,其主体为桑植一石门复向斜,包括大庸一保靖断 裂以北的整个湘西北地区,构成了 wsw 一 ENE 构造系的一部分。它是由地台构造层展旦系 一古生界所组成.地台构造层与下伏的地柑构造层新元古界为明显的不整合关系。该不整合 面代表本区地槽阶段结束时期,雪峰期造山运动的记录。另一方面,地台构造层与上夜的地 洼构造层侏罗系及白里系之间,也都是强烈的不整合关系,依次代表早、中燕山期造山运动 在本区的记录。桑植一石门复向斜的形成,以燕山运动早期为开端,燕山运动中后期时进一 步加强。今天所见的构造格局,基本上定型于燕山运动中后期。它是地洼阶段的地洼型造山 作用改造先成地台构造层的结果。 武陵深峰林发育地区位于桑植一石门复向斜中的三官寺向 斜,属于短线状宽展形的向斜构造.两翼倾斜和缓,轴部宽广平坦,为武陵深峰林的发育提 供了墓本的构造条件(褶皱特征条件),该峰林就是产生子三官寺向斜轴部的西段末端,那里 的地层倾角只有 7o 一 8。与三官寺向斜伴生的其他构造有断层和节理。断层在峰林发育地 区,主要有二组,一为 NW,一为 NE,与区内盛行的沟壑方向一致。在三官寺向斜轴部西端 的上泥盆统云台观石英砂岩层中;与向斜伴生的构造节理十分发育。 主要的有 Nw 及 NE 二组, 产状皆直立或近于直立。上述的断层和节理,均是武陵源峰林产生的构造因素之一。 大地构造部位在《亚洲陆海大地构造图》(l/800 万)[1”2,陈国达等〕及《中国大地构 造图》(l/月 00 万)[1977,陈国达等」中,武陵源地区位于东亚壳体南段,云贵地洼区的湘 西黔东地弯列东北端。该处在新元古代时为一优地槽的所在。经雪峰运动(8 士亿年前)地槽 回返之后进入地台阶段,成为杨子古地台的东缘增生扩大部分.地台体制延续很长,至三叠 纪末才结束。燕山运动早期(1.95 亿年前)本区开始进入地洼阶段。以上几个不同的大地构 造发展阶段,分别为武陵漂峰林地貌的形成作出各自的贡献【9】。 2.2 物质基础 构成张家界砂岩峰林地貌的岩石,主要有两种:单一的石英砂岩和石英砂岩夹页岩层。 前者 为巨厚层,质纯,岩层厚度520 m,石英含量 75%~95%,其胶结物多为铁质、硅质等,岩石化学 性质在表生环境下十分稳定,具较强的抗蚀性。同时,这种岩石具有坚硬的物理特性,因此构 成峰柱的基座很坚固。 顶部黄家磴组,主要由滨海—浅海相碎屑岩类组成,岩性为灰白—肉红色巨厚层细粒石英 岩状砂岩夹薄层状粉砂岩、页岩,含 1~3 层鲕状赤铁矿,形成砂岩峰柱的红色“铁帽”。后者 存在于巨厚层石英砂岩中,常呈若干薄层状,因其胶结物中含有钙质,抗风化侵蚀的能力较弱, 易于风化剥蚀,造成崩塌。崩塌的岩块性脆而易裂,易被洪水卷入河床带走,从而形成了坡积 物甚少的直立柱状峰林。 它一方面降低了峰柱的坚固程度,另一方面,也有利于单个峰柱的雕 塑造型,形成众多栩栩如生的拟人拟物的造型地貌。两者形成间层状层组结构,即厚层石 英砂岩、石英岩状砂岩夹薄层、极薄层绢云母粉砂岩或页岩。该层组结构从造型方面来看, 上部为中层和薄层居多,有利于雕塑造型【10】。 3 外力地质作用 张家界处于亚热带湿润性气候区,冬春温暖,气温较高,降水量大且集中。实测最大 24 h 降 水量 249 mm,3 d 降水量 312·8 mm。金鞭溪多年平均年径流量为 9 113·9×104m3,河川流 量 2·89 m3/s,历史上最大洪峰流量达 1 000 m3/s。 3.1 风化作用、 剥蚀作用、堆积作用 新构造运动的间歇性抬升、掀斜,使张家界山体遭受强烈风化剥蚀。流水侵蚀,冰期及间冰 期融冻作用,生物化学及根劈等多种外营力的作用,造成重力崩塌。 坍塌物因节理发育而易解 体碎裂。 张家界风化作用的主动力是流水。 流水通过下切和侧蚀作用,不断蚀去坡面上的风化产物, 使风化得以顺利进行;流水的侧蚀作用往往在坡脚掏出水平洞穴,使上覆岩块悬空,为重力崩 塌提供了可能。 岩性的差异性风化,常使硬岩层相对突出而成顺层岩额或岩脊,软岩层凹进而 成顺层岩槽或岩洞,顺层岩洞的风化加深为上覆岩层的崩塌创造了条件。陡崖坡的崩塌大多 是沿着某一破裂面的块状崩塌,到坡脚发生机械破碎,因而坡脚常堆积由巨大石块构成的崩 积物。风化作用的长期作用,形成了张家界高峻、顶平、壁陡、麓缓的基本地貌形态。与红 色砂砾岩组成的丹霞地貌相对比,其颜色没有它鲜艳。 但砂岩峰林由纯净石英砂岩组成,颜色 古朴,素雅,棱角分明,刚劲峥嵘,更具有自然审美价值。 风化剥蚀和流水侵蚀、搬运作用十分强烈。索水属暴雨中心区,水流迭加性好而易形成山 洪或泥石流,巨大的搬运作用,将碎裂物迅速携带而出峪口,形成冲洪积扇,故嶂谷、 峡谷中巨 大堆积物少,而形成“箱状”或“U”状谷,山体则按上式演化成峰林,且具“高峻、顶平、壁 陡、麓缓”等特点。 这一地区还是澧水三条支流的分水岭,溯源侵蚀作用旺盛,为深切峡谷、 嶂谷和错落的柱峰 产生提供了有利条件。 当地的生物繁盛,为岩石的风化剥蚀提供了有利条件。 该区从三叠纪到第三纪为干热气候, 第四纪以来,未受到冰川侵袭。 因而第四纪以前的某些生物得以保存和繁衍,形成许多南北生 物的汇聚场和古老生物的基因库。山峰石柱之颠、悬崖峭壁之上的青松、灌木,其根系深深 扎进岩石裂隙之中,并产生有机酸,不断分解着岩石。随着植物的生长,根系挤压产生机械崩 解,导致岩层从一种形态变成另一种形态,使石峰、石柱更露峥嵘【11】。 结 论 总之,武陵源峰林的形成过程,用陈国达先生的话来说最妙不过了:曾是地台浅海滨,沉 沙结石广平伸。造山揭出地洼带,褶断诞生节理纷。开露岩层遭水蚀,劈为崖柱顺裂纹,万 年雕镂功成渐,绣就图画稀世珍【12】。

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