火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌特征及其對(duì)比研究

邵爭平 陳兆杰 宋旭東 王朝斌

[摘要]火焰山，位于中國的新疆吐魯番盆地，屬于亞歐大陸腹地，氣候特征炎熱干旱，其地貌特征和南方的丹霞地貌，北方的雅丹地貌有一些形同之處；2011年12月，以火焰山為核心地質(zhì)景觀，整合葡萄溝自然景觀及柏孜克里克千佛洞人文景觀被國土資源部授予國家地質(zhì)公園資格，但火焰山自身的地貌特征鮮明，有其獨(dú)特之處，作者在主持火焰山國家地質(zhì)公園申報(bào)及火焰山國家地質(zhì)公園總體規(guī)劃期間，通過地貌形態(tài)、物質(zhì)成分、氣候條件等諸多方面進(jìn)行對(duì)比研究，探討火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌與南方丹霞地貌、雅丹地貌相同和不同之處。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)公園 火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌 南方丹霞地貌 雅丹地貌 特征

[中圖分類號(hào)] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-8-3

1火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌特征

火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌景觀分布于整個(gè)吐魯番火焰山國家地質(zhì)公園火焰山景區(qū)，呈近東西向展布，東西長約100km，南北寬約10km，主要有以下一些特征：

1.1物質(zhì)組成和成景作用

火焰山出露的地層為中生代和新生代的陸相碎屑巖。

火焰山出露的地層巖性主要有：侏羅系的泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、粉砂巖、石英長石砂巖、礫巖互層；白堊系的泥巖、泥砂巖、粉砂巖、細(xì)礫巖與礫巖；古近系砂巖、泥巖、砂泥巖、礫狀砂巖、礫巖；新近系的砂巖、砂質(zhì)泥巖與礫巖互層。

主要成景作用是距今70萬年以來的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使火焰山地區(qū)隆起，并發(fā)育倒轉(zhuǎn)背斜，形成火焰山山體。隆起過程中，山體發(fā)育東西向和南北向兩組斷裂和一些不規(guī)則的裂隙，這些斷裂在后期流水等外力作用下形成峽谷和斷崖絕壁；另外，雨水沖蝕作用明顯，在巖體表面形成沖溝、一線天等景觀。山體表面的沖溝，狀若熊熊燃燒的火焰，之所以被稱為火焰山，跟這些沖溝有直接的關(guān)系。

1.2巖石顏色豐富，炫麗

火焰山出露的地層巖石顏色多達(dá)十多種：有紅色、紫色、綠色等深色調(diào)；有桔紅色、黃綠色、黃褐色、棕紅色、櫻紅色、咖啡色、土黃色等雜色系；還有灰紫色、灰綠色、灰黃色、灰藍(lán)色等灰色調(diào)。從侏羅紀(jì)晚期開始，巖石的顏色逐漸變得豐富起來，一直到古近紀(jì)后結(jié)束，之后巖石回復(fù)到單一的土黃色。說明從距今1.5億年左右的侏羅紀(jì)晚期開始，火焰山地區(qū)的古氣候由溫暖濕潤逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檠谉岣稍铮柚鸩轿s，沉積物也逐步過渡到以紅層為主。一直到2300萬年前的古近紀(jì)后，才結(jié)束這種紅層的沉積。

1.3地層產(chǎn)狀較陡

受構(gòu)造作用影響形成的火焰山，是一個(gè)背斜山，故火焰山地區(qū)的地層產(chǎn)出都比較陡。背斜核部，即火焰山的最高峰一帶，地層很陡，傾角高達(dá)70°以上。以此為中心，向南北兩側(cè)逐漸變緩，一般傾角在30°--50°，多形成一面是絕壁，一面緩坡的單面山景觀。到火焰山的最西端，即葡萄溝一帶最緩，傾角變成5°左右。

1.4構(gòu)造斷裂形成高大絕壁，基本無丘陵存在

在構(gòu)造作用下，火焰山地區(qū)的山體主要形態(tài)為“身陡、麓緩、單面山”，總體形態(tài)不是“頂平、身陡、麓緩”或圓形頂?shù)那鹆?，而是大多只有兩個(gè)面，一面是陡崖絕壁（身陡），另一面是較陡的山坡面（單面山），形成一面是高大直立的陡壁，另一面是斜坡的單面山景觀（圖1）。

1.5炎熱干旱的氣候，是形成火焰山碎屑巖地貌形態(tài)的外部因素之一

素有火洲之稱的吐魯番，唐朝詩人岑參曾用“火山突兀赤亭口，火山五月火云厚，火云滿山凝未開，飛鳥千里不敢來”和“火山六月應(yīng)更熱，赤亭道口行人絕”來形容，形象地描繪了“火焰山”的情景。《隋書》作赤石山。夏季，地表最高溫度多在70℃以上，沙表最高溫度有時(shí)竟高達(dá)82.3℃?！段饔斡洝分忻枋龅幕鹧嫔匠Ｄ暄婊鸩幌?，熾熱氣流滾滾而上，宛如萬道烈焰。

火焰山就處于極干旱、極炎熱的暖溫帶大陸性氣候區(qū)----亞歐大陸腹心地帶，這個(gè)氣候區(qū)和溫暖濕潤的南方的丹霞分布區(qū)完全不同是。這里的山體中寸草不生，完全裸露。沒有植被的遮擋，沒有枯枝落葉覆蓋，也沒有腐殖質(zhì)的染色，其巖石的本色，能夠清晰的看到。

1.6山體表面遍布火焰狀沖溝，是火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌獨(dú)有特征

由于氣候炎熱干旱，降雨少而集中，寸草不生，巖體完全裸露?；鹧嫔缴襟w表面被那少量且集中的降水，沖刷出萬條溝壑。這些溝壑的深度和寬度恰到好處，讓人們從火焰山前觀察時(shí)，感覺它們就像熊熊大火的火焰（圖2）。

通過上述對(duì)比，火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌特征可以概括為：發(fā)育于褶皺構(gòu)造的中新生代陸相彩色碎屑巖，在干旱氣候條件和季節(jié)性水流作用下形成的，頂斜、身陡、麓緩，表面發(fā)育火焰狀沖溝微地貌的城堡式山嶺。這種地貌更接近于南方丹霞地貌。

2典型丹霞地貌特征

2.1丹霞地貌的由來與定義

丹霞地貌以方山地形和赤壁丹崖地貌而聞名于世。1938年，陳國達(dá)提出“丹霞山地形”的地貌學(xué)名詞。1961年，黃進(jìn)首次提出“丹霞地貌是由水平或變動(dòng)很輕微的厚層紅色砂巖、礫巖所構(gòu)成，因巖層呈塊狀結(jié)構(gòu)和富有易于透水的垂直節(jié)理，經(jīng)流水向下侵蝕及重力崩塌作用形成陡削的峰叢或方山地形”。1992年，黃進(jìn)又把定義簡化為“由紅色砂礫巖形成的丹崖赤壁及其有關(guān)地貌”或“紅色碎屑巖陡崖及其有關(guān)地貌”。1994年，彭華提出對(duì)紅色碎屑巖應(yīng)加“陸相”的限定，為“發(fā)育在紅色陸相碎屑巖基礎(chǔ)上，以赤壁丹崖為特征的一類地貌”[1]。1995年黃進(jìn)將定義改為“有丹崖的紅色陸相碎屑巖地貌” [2]。1996年黃可光定義為“由紅色陸相碎屑巖組成的、具有陡峻坡面的各種地面形態(tài)” [3]。經(jīng)過幾年的討論，意見逐步趨于統(tǒng)一，“紅色陸相碎屑巖”作為丹霞地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)和“赤壁丹崖”或“陡峻坡面”作為形態(tài)限定為大部分學(xué)者所接受。

丹霞地貌的定義可以表述為：“以赤壁丹崖為特征的紅色陸相碎屑巖地貌”。不言而喻，“赤”與“丹”即紅色色調(diào)是丹霞地貌的突出特征，“壁”與“崖”即峭壁陡崖是丹霞地貌的形態(tài)特征；“紅色陸相碎屑巖”是形成丹霞地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2丹霞地貌的類型

黃進(jìn)等（1992）曾以地層傾角大小、紅層之上有無蓋層、氣候條件、發(fā)育階段、形態(tài)特征和有無喀斯特化現(xiàn)象等六個(gè)方面的依據(jù)對(duì)丹霞地貌進(jìn)行不同系列的分類（表1）。顯然，這套分類系統(tǒng)是否合適，還需在實(shí)踐中檢驗(yàn)。

2.3丹霞地貌的形態(tài)特征

丹霞地貌最基本的形態(tài)特征：頂平、身陡、麓緩。這三種坡面也是丹霞地貌中最基本、最簡單的坡面類型。

緩傾斜丹霞地貌坡面，除山頂為向一方作緩傾斜的微凸形頂坡外，其他坡面特征與水平巖層構(gòu)造的坡面類型基本相同。即緩傾斜頂坡四周常發(fā)育陡崖坡，而崖麓則形成崩積緩坡，形成“頂平、身陡、麓緩”的坡面特征（圖3）。

3典型雅丹地貌特征

3.1雅丹一詞的由來

19世紀(jì)末至此20世紀(jì)初，西方探險(xiǎn)家瑞典人斯文？赫定和英國人斯坦因，赴羅布泊地區(qū)考察，把羅布泊周圍的這種覆舟狀土丘，按當(dāng)?shù)鼐S吾爾的稱呼寫成Yardangs（意為陡峭的土丘），從此Yardang一詞便流傳于國外地學(xué)界，再譯回中文就成了“雅丹”。于是，“雅丹”一詞就成了世界上地理學(xué)和考古學(xué)的通用術(shù)語，專指干燥地區(qū)的一種特殊地貌。

3.2雅丹的定義及形態(tài)

雅丹，現(xiàn)泛指干燥地區(qū)一種風(fēng)蝕地貌。是一種比較軟的河湖相沙或土狀沉積物所形成的地面，經(jīng)風(fēng)化作用、間歇性流水沖刷和風(fēng)蝕作用，形成與盛行風(fēng)向平行、相間排列的風(fēng)蝕土墩和風(fēng)蝕凹地（溝槽）地貌組合。這種地質(zhì)現(xiàn)象在新疆羅布泊東北發(fā)育很典型。從定義中可以看出兩層意思：一是在形態(tài)上，雅丹是一種基本平行分布的槽壟，即一條溝槽，一條壟脊，相間分布（圖4）；二是形成雅丹的物質(zhì)基礎(chǔ)是尚未成巖的河湖相沉積物，顏色單一，以土黃色為主。

3.3雅丹地貌類型

一類是以風(fēng)力侵蝕為主形成的雅丹；還有一類則是風(fēng)力侵蝕和水流侵蝕共同作用形成的雅丹，這種雅丹地貌主要分布在鄰近山地的地區(qū)，羅布泊東部阿奇克谷地東段的三隴沙雅丹是這一類型雅丹的典型代表。

4對(duì)比研究

通過理論研究及特征對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)，火焰山與南方丹霞地貌及西部雅丹地貌相同和不同點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：

4.1物質(zhì)成分基本相同

都是陸相盆地的沉積，物質(zhì)成分為陸相碎屑巖。但南方丹霞的地層主要是中生代，巖石比較堅(jiān)固；雅丹的地層為新生代，巖石較軟；而火焰山包含中生代和新生代的地層，巖石的不如丹霞地貌的堅(jiān)固，但比雅丹地貌堅(jiān)固。

4.2巖石色彩不同

南方丹霞地貌的顏色為單一的紅色；雅丹地貌的顏色以土黃色為主，部分地方有雜色巖分布；而火焰山色彩除紅色外，還有黃、黑、綠、紫、灰、土黃等色多種顏色。

4.3地層產(chǎn)狀不同

南方丹霞地貌與雅丹地貌的巖層層理都很平緩，所以普遍形成較對(duì)稱的“頂平、身陡、麓緩”的山體；而火焰山的巖層相對(duì)較陡，火焰山地區(qū)的地層傾角一般40-50°，最高處達(dá)到76°，山體容易崩塌，形成單面山、金字塔型孤峰、古堡狀山峰、火焰狀沖溝等不同類型的地質(zhì)景觀；

4.4氣候條件不同

南方丹霞地貌大量分布在濕潤的熱帶、亞熱帶地區(qū)，而火焰山和雅丹地貌都是發(fā)育在極干旱的暖溫帶大陸性氣候區(qū)。不同的氣候條件，外動(dòng)力地質(zhì)作用不同，形成了不同特征的地貌形態(tài)。

4.5微地貌形態(tài)不一樣

火焰山地區(qū)主要以山岳、古城堡、絕壁、金字塔型孤峰、單面山、沖溝等類型為主。而南方丹霞地貌以柱狀方山、絕壁、峽谷為主，規(guī)模一般較大，呈簇狀、點(diǎn)狀彌散式分布；雅丹地貌常以長條形槽谷和壟崗為主，或陡壁小丘，多圓形，沿風(fēng)向呈柵欄狀相互平行排列。

5結(jié)論

通過對(duì)比，我們認(rèn)為吐魯番火焰山是目前中國西北干旱區(qū)已知的規(guī)模最大、色彩最豐富、造型最奇特、知名度最高、微地貌種類最齊全，既有“丹霞地貌”的特點(diǎn)，也有“雅丹地貌”的條件， 但更接近丹霞地貌的特征，因此成為獨(dú)具特色、獨(dú)樹一幟的類型，可以命名為“火焰山式干旱區(qū)丹霞地貌”。