張家界砂巖地貌成因分析

呂金波，陳文光，王純君

（1.北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京 102206；2. 湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，長(zhǎng)沙 410007）

張家界砂巖地貌成因分析

呂金波1，陳文光2，王純君1

（1.北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京 102206；2. 湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，長(zhǎng)沙 410007）

張家界砂巖地貌特點(diǎn)是：天子山周邊，峰叢林景觀；赤鐵礦紅頂，泥盆系砂巖。即：天子山向斜周邊為泥盆系地層，下部云臺(tái)觀組和上部黃家磴組構(gòu)成張家界地貌的母巖地層，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)隆升形成的峰林景觀呈現(xiàn)了張家界地貌，石英砂巖頂部堅(jiān)硬的赤鐵礦保護(hù)了張家界地貌的形態(tài)。張家界地貌形態(tài)按照由老到新的發(fā)育次序，依次為夷平面、方山、石墻、穿洞、天生橋、峰叢和峰林。印支運(yùn)動(dòng)形成NEE向的索溪峪向斜，燕山運(yùn)動(dòng)形成NNE向的天子山向斜，張家界地貌圍繞天子山向斜周邊及索溪峪向斜南東翼發(fā)育。

張家界地貌；石英砂巖峰林；泥盆系砂巖；云臺(tái)觀組；黃家磴組

張家界地貌以石英砂巖峰林稱奇，位于貴州高原與湘西北低山過渡帶，屬武陵山脈中低山區(qū)，地勢(shì)西北高、東南低。區(qū)域外圍最高點(diǎn)屬巖溶地貌穿洞（天門山），海拔1518.6m。石英砂巖景區(qū)最高處位于西北部昆侖峰海拔1282m，最低處位于東北部的吳家峪，海拔230m。石英砂巖峰林面積達(dá)86km2，共有峰林3103個(gè)，峰林相對(duì)高差10～300m。

張家界地區(qū)一級(jí)構(gòu)造單元為羌塘—揚(yáng)子—華南板塊，二級(jí)構(gòu)造單元為揚(yáng)子陸塊，三級(jí)構(gòu)造單元為湘北斷褶帶和雪峰構(gòu)造帶，四級(jí)構(gòu)造單元為武陵斷彎褶皺帶和石門—桑植復(fù)向斜。自震旦紀(jì)以來，以陸源建造和碳酸鹽建造為主，地層接觸關(guān)系以整合或假整合為主[1]。自三疊紀(jì)末以來，經(jīng)歷了以NEE向構(gòu)造形跡為主的印支運(yùn)動(dòng)，以NNE向構(gòu)造形跡為主的燕山運(yùn)動(dòng)，以差異性隆升為主的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，最終形成具有赤鐵礦紅頂?shù)氖⑸皫r峰林——張家界地貌。

石英砂巖峰林發(fā)育地層為泥盆系云臺(tái)觀組和黃家磴組。構(gòu)造單元為東西兩個(gè)相鄰的向斜，即：索溪峪向斜和天子山向斜。峰林集中發(fā)育于兩大區(qū)域，一是索溪峪向斜的東南翼泥盆系地層區(qū)，二是天子山向斜翼部的泥盆系地層區(qū)（圖1）。

圖1 張家界石英砂巖峰林分布

索溪峪向斜，軸跡NEE向，核部為三疊系和二疊系地層，兩翼為泥盆系地層，北西翼地層產(chǎn)狀25°～35°,南東翼地層產(chǎn)狀10°～15°。天子山向斜，軸跡NNE向，核部地層為二疊系碳酸鹽巖，兩翼為泥盆紀(jì)石英砂巖，外圍為志留系砂頁(yè)巖，巖層產(chǎn)狀4°～6°。

東部地貌以NEE向的索溪河谷為軸，南北兩側(cè)山地向河谷傾斜，索溪峪河谷為澧水的二級(jí)支流，在水繞四門以上稱金鞭溪，海拔300m左右。西部地貌以天子山為中心，向四周降低，形成放射狀分流水系，最高點(diǎn)昆侖峰。

1 造景巖石

張家界地區(qū)的地層除志留系上統(tǒng)、泥盆系下統(tǒng)、石炭系外，從元古代板溪群至白堊系均有出露。其中寒武系、志留系和三疊系分布較廣，總厚度約12000m，以碳酸鹽巖為主，碎屑巖次之。構(gòu)成張家界地貌的地層是泥盆系云臺(tái)觀組與黃家磴組，由濱?！獪\海相碎屑巖組成，SiO2含量75%～95%，地層巖性穩(wěn)定，厚度變化大[2]。

云臺(tái)觀組為俞建章和舒文博于1929年在湖北省鐘祥縣云臺(tái)觀所創(chuàng)“云臺(tái)觀石英巖”。為一套灰白色中至厚層或塊狀石英巖狀細(xì)粒石英砂巖夾灰綠色泥質(zhì)砂巖。區(qū)域上有時(shí)帶紫紅或肉紅色，夾薄層粉砂巖或泥巖，底部具底礫巖、含礫砂巖或粘土巖[3]。

黃家磴組為楊敬之和穆恩之于1951年所創(chuàng)“黃家磴層”，正層型剖面位于湖北省長(zhǎng)陽縣馬鞍山黃家磴。敖振寬和楊昌權(quán)于1959年沿用于湘西北。以黃、灰、灰綠色頁(yè)巖與砂質(zhì)頁(yè)巖和砂巖為主，時(shí)夾鮞狀赤鐵礦層。含植物和腕足類化石。與下伏云臺(tái)觀組呈整合接觸[4]。

1.1 巖石剖面

上覆地層：二疊系棲霞組：

上部為厚層狀泥晶灰?guī)r；

中部為中厚層狀泥灰?guī)r；

下部為黑色煤層，有的地方相變?yōu)殇X土礦或黃鐵礦層，在天子山和觀音山等地有開采黃鐵礦的老坑。

-----------------平行不整合-----------------

黃家磴組 總厚度5.3～40.6m

頂部見2m厚的赤鐵礦層。

鐵礦層下為中薄層鐵質(zhì)細(xì)粒石英砂巖，含云母石英粉砂巖，夾淺肉紅色、灰白色中厚層狀細(xì)粒石英砂巖，薄層狀粉砂巖。含腕足類化石Tenticospirifer cf tenticutum, cyrtospirifer sp

——整合——

云臺(tái)觀組 總厚度526.2m

上部: 灰白色厚層細(xì)粒石英砂巖，夾薄層狀細(xì)粒砂巖，粉砂巖呈透鏡體狀產(chǎn)出；

中部：淺肉紅色厚層狀細(xì)粒石英砂巖，夾紫紅色薄層狀泥質(zhì)粉砂巖；

下部：紫紅色厚層狀含鐵細(xì)礫巖，夾黃綠色薄層狀粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，含砂質(zhì)管狀體；

底部：有一層很薄的含礫砂巖，厚度5～10cm。

-----------------假整合-----------------

下伏地層：志留系小溪峪組

上部：灰綠色層狀粉砂巖、石英粉砂巖，夾石英砂巖

中部：灰綠色層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖

下部：紫紅色薄層狀含鈣質(zhì)泥巖、粉砂巖

1.2 巖石產(chǎn)狀對(duì)地貌的影響

張家界石英砂巖峰林發(fā)育于中上泥盆統(tǒng)石英砂巖地層中，在索溪峪向斜北西翼沒有發(fā)育峰林，是因?yàn)閹r層產(chǎn)狀達(dá)到25°～35°，傾角太大，形成峻峭的鋸齒狀單面山地貌。同樣在索溪峪南部往東，巖層產(chǎn)狀逐漸變陡，石英砂巖峰林也逐漸消失。

因巖層產(chǎn)狀不同，索溪峪南部和天子山周圍的石英砂巖峰林也有明顯的區(qū)別。索溪峪南部巖層產(chǎn)狀10°～20°，峰體多呈一面直一面斜的三角狀，構(gòu)不成峰林。天子山周圍巖層產(chǎn)狀不超過10°，峰林密集、高大?？傊?，當(dāng)巖層產(chǎn)狀超過20°時(shí)，難以發(fā)育峰林地貌。

1.3 巖石厚度對(duì)地貌的影響

天子山南北峰林發(fā)育差異明顯，南部黃石寨—金鞭溪一帶是最典型的峰林發(fā)育區(qū)，而北部峰林呈現(xiàn)矮小、稀散的老年期形態(tài)。重要原因是巖層厚度不同。區(qū)域上，中上泥盆統(tǒng)地層沉積厚度最大，黃石寨—金鞭溪一帶厚度超過500m，但天子山以北只有200～300m，巖層厚度小，峰林發(fā)育沒有足夠的垂直空間，未得到充分發(fā)育就老年期了。

1.4 巖石節(jié)理裂隙對(duì)地貌的影響

造景巖石剛性強(qiáng)，在地應(yīng)力作用下，不易變形而多破裂，巖層厚度愈大，剛性愈明顯，因而在同一區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)，石英砂巖總是比其它碎屑巖或碳酸鹽巖表現(xiàn)出斷裂構(gòu)造更加發(fā)育。峰林就是在這些節(jié)理裂隙的切割下發(fā)育而成。有一定厚度、產(chǎn)狀平緩的石英砂巖是張家界地貌發(fā)育最本質(zhì)的因素。有了這個(gè)基本條件，地殼隆升和外力侵蝕搬運(yùn)就可能塑造張家界地貌。

表1 張家界石英砂巖峰林統(tǒng)計(jì)

1.5 石英砂巖峰林統(tǒng)計(jì)

張家界峰林發(fā)育密集，通行困難，視野受限，常規(guī)野外調(diào)查無法弄清峰林的數(shù)量、高度和分布情況。利用航片和高分辨率衛(wèi)片，宏觀上可圈定峰林發(fā)育地層和分布范圍，了解總體發(fā)育特征和分區(qū)情況；微觀上可判讀峰林個(gè)體數(shù)量、分布位置、形態(tài)特征和高度差異等。結(jié)合1:10000地形圖和部分實(shí)地驗(yàn)證，可確定峰林的高度級(jí)別。

通過遙感解譯，獲得張家界峰林?jǐn)?shù)量、高度和分布的詳細(xì)信息（表1）。

統(tǒng)計(jì)表明，張家界石英砂巖峰林發(fā)育面積82.8km2，共發(fā)育峰林3103個(gè)，平均發(fā)育密度為37.5個(gè)/km2。峰林相對(duì)高度從幾十米到數(shù)百米不等，其中100m以下的占2/3，100～200m之間的占1/4，兩者合計(jì)（即200m以下的峰林）共占92.1%。300m以上的峰林45個(gè)，高度可達(dá)440m。從泥盆系最大厚度526m分析，峰林的這一高度基本達(dá)到極限。

從區(qū)域差異來看，索溪峪南部峰林發(fā)育面積占29.5%，峰林?jǐn)?shù)量占22.4%，平均發(fā)育密度為23.5個(gè)/km2。天子山周圍峰林發(fā)育面積占53.3%，峰林?jǐn)?shù)量占77.6%，平均發(fā)育密度為45.2個(gè)/km2。

索溪峪南部F區(qū)（百丈峽—寶峰湖一帶）峰林發(fā)育最好，平均發(fā)育密度為37.4個(gè)/km2。

天子山南部的A區(qū)（楊家寨、黃石寨、金鞭溪—水繞四門一帶），是峰林發(fā)育最密集、高度最大的區(qū)域，峰林平均發(fā)育密度達(dá)59.2個(gè)/km2，100m以上的峰林超過一半。張家界300m以上的峰林幾乎都集中在A區(qū)，特別是金鞭溪兩側(cè)高大峰林眾多，如金鞭巖高達(dá)380m。

2 造貌構(gòu)造

張家界地區(qū)的造貌構(gòu)造按照時(shí)間分為印支運(yùn)動(dòng)形成的索溪峪向斜、燕山運(yùn)動(dòng)形成的天子山向斜、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的石英砂巖峰林——張家界地貌。圖2中，D（泥盆系）所在區(qū)域?yàn)閺埣医绲孛卜植紖^(qū)（圖2）。

圖2 張家界地區(qū)構(gòu)造綱要圖

2.1 印支運(yùn)動(dòng)形成的索溪峪向斜

三疊紀(jì)末，印支運(yùn)動(dòng)形成NEE向的索溪峪向斜。北西翼窄，南東翼寬，為一寬緩向斜，NEE向展布于毛家塔—三官寺一線，核部地層為三疊系。北西翼巖層產(chǎn)狀25?～35?，南東翼巖層產(chǎn)狀10?～15?（圖2）。

2.2 燕山運(yùn)動(dòng)形成的天子山向斜

侏羅紀(jì)末，燕山運(yùn)動(dòng)形成NNE向構(gòu)造，把NEE向的索家峪向斜分成東西兩部分，西部為天子山向斜，東部為喻家咀向斜。

天子山向斜軸向NNE，為一開闊平緩的向斜，延伸約10km，核部地層為二疊系棲霞組石灰?guī)r，兩翼巖層產(chǎn)狀對(duì)稱，巖層傾角4 ?～6 ?（圖2）。

2.3 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成石英砂巖峰林

新近紀(jì)以來的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，張家界地區(qū)間歇性隆升，形成4級(jí)夷平面，即古近紀(jì)湘西期、新近紀(jì)天子山期、更新世溶洼期和全新世灃水期。

張家界地貌——具有赤鐵礦紅頂?shù)氖⑸皫r峰林，發(fā)育在泥盆系砂巖區(qū)，圍繞天子山一圈及索溪峪以南的王家峪—黑草溝一帶，面積82.8km2，共有石英砂巖峰林3103個(gè)[5]。

3 石英砂巖峰林地貌

張家界地貌類型以石英砂巖峰林為主，主要由夷平面、方山、石墻、穿洞、天生橋、峰叢、峰林和孤峰構(gòu)成，2004年被聯(lián)合國(guó)教科文組織評(píng)為世界地質(zhì)公園。

造景巖石所屬巖石地層主要是中泥盆統(tǒng)云臺(tái)觀組、黃家蹬組。云臺(tái)觀組為濱海相石英砂巖，黃家蹬組為石英砂巖夾頁(yè)巖。巖層較厚，300～400m。巖層傾角一般0?～5?，使得巖層之間不易產(chǎn)生重力滑動(dòng)，巖層穩(wěn)定性較好，有利于形成峰林地貌。

構(gòu)造經(jīng)歷了印支、燕山、喜馬拉雅（包括新構(gòu)造）運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)使湘西北大面積隆升，造成新近紀(jì)地層缺失。特別是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以來，間歇性隆升使原來的準(zhǔn)平原變成具有不同夷平面的高山，至今這里的地殼仍在隆升。地殼的隆升導(dǎo)致侵蝕基準(zhǔn)面的下降，水動(dòng)力作用加劇，流水最終切穿高角度的節(jié)理或構(gòu)造裂隙軟弱帶，形成今日之石英砂巖峰林地貌。

造貌構(gòu)造的主因是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，間歇性隆升、掀斜，使得張家界山體遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕。流水侵蝕，生物化學(xué)及根劈等多種外營(yíng)力的作用，造成重力崩塌。坍塌物因節(jié)理發(fā)育而易解體碎裂。張家界風(fēng)化作用的主動(dòng)力是流水。流水通過下切和側(cè)蝕作用，不斷蝕去坡面上的風(fēng)化產(chǎn)物，使風(fēng)化得以順利進(jìn)行；流水的側(cè)蝕作用往往在坡腳掏出水平洞穴，使上覆巖塊懸空，為重力崩塌提供了可能。巖性的差異性風(fēng)化，常使硬巖層相對(duì)突出而成順層巖額或巖脊，軟巖層凹進(jìn)而成順層巖槽或巖洞，順層巖洞的風(fēng)化加深為上覆巖層的崩塌創(chuàng)造了條件。長(zhǎng)期的風(fēng)化作用，構(gòu)成了張家界頂平、坡陡、麓緩的基本地貌特征。

其它外營(yíng)力起輔助作用。張家界位于澧水3條支流的分水嶺，朔源侵蝕作用旺盛，為深切峽谷、嶂谷和錯(cuò)落柱峰的產(chǎn)生提供了條件。山峰石柱之巔、懸崖峭壁之上的青松、灌木，其根系深深扎進(jìn)巖石裂隙之中，并產(chǎn)生有機(jī)酸，不斷分解著巖石。隨著植物的生長(zhǎng)，根系擠壓產(chǎn)生機(jī)械崩解，發(fā)育峰林。

總之，石英砂巖峰林地貌的演化發(fā)育，是在特定的地層構(gòu)造，尤其特定的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和外力作用條件下，形成的一種罕見的新型地貌，可命名為張家界地貌。它經(jīng)歷了夷平面→方山→石墻→穿洞→天生橋→峰叢→峰林→孤峰的演化發(fā)育過程。

4 張家界地貌形態(tài)分類

張家界地貌特點(diǎn)是：天子山周邊，峰叢林景觀；赤鐵礦紅頂，泥盆系砂巖。即：天子山向斜周邊的泥盆系下部云臺(tái)觀組和上部黃家磴組構(gòu)成張家界地貌的母巖地層。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)隆升形成的峰叢林景觀呈現(xiàn)了張家界地貌之美，石英砂巖頂部的赤鐵礦紅頂保護(hù)了張家界地貌的形態(tài)，一旦云臺(tái)觀組底部地層被切穿，張家界地貌將不復(fù)存在。張家界地貌形態(tài)，按照由老到新的發(fā)育次序，依次分為夷平面、方山、石墻、穿洞、天生橋、峰叢、峰林和孤峰等。即古近紀(jì)形成夷平面，新近紀(jì)形成方山和石墻，早更新世形成穿洞和天生橋，中更新世形成峰叢，晚更新世以來形成峰林，全新世開始出現(xiàn)孤峰。

4.1 夷平面

張家界地貌形成前的地貌形態(tài)為夷平面，夷平面形成于古近紀(jì)，頂部平坦，今天海拔1000m左右，邊緣陡峭，高差40～400m，夷平面由黃家磴組頂部的赤鐵礦層組成（圖3）。夷平面分布在天子山邊緣，南部最為發(fā)育，總面積約3km2，典型的夷平面為松子崗，寬600m，面積0.70km2，南緣以380m高的陡壁延伸至金鞭溪[5]。

圖3 夷平面（上部石灰?guī)r、下部石英砂巖）

4.2 方山

方山指頂平如桌面，四周被陡崖圍限的山體[6]。方山是在夷平面的基礎(chǔ)上，沿著北東向、北西向、南北向和東西向等幾組裂隙切割分離而成（圖4），典型形態(tài)——黃石寨和腰子寨等，四周為石英砂巖陡壁。黃石寨方山的面積達(dá)0.20km2。

圖4 方山

4.3 石墻

在方山的基礎(chǔ)上沿著北東和北西兩組裂隙進(jìn)一步崩塌，形成了石墻。石墻呈長(zhǎng)條狀，多數(shù)呈北東向延伸，少數(shù)呈南北向延伸，極少數(shù)呈北西向延伸，僅有一條呈東西向延伸。東西向和南北向延伸是受印支運(yùn)動(dòng)影響，北東向和北西向延伸是受燕山運(yùn)動(dòng)影響。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)隆升后，先沿著北東向裂隙崩塌，后沿著其它裂隙垮落，形成了不同方向延伸的石墻（圖5）。石墻有屏狀、片狀等形態(tài)。屏狀主要沿著一組節(jié)理劈開成石墻，繼而沿其它方向節(jié)理裂開成峰，典型地貌形態(tài)—五女出征中的高聳石屏。片狀主要沿著一組垂直節(jié)理劈開成薄狀石墻—御筆峰。

圖5 石墻

4.4 穿洞

圖6 穿洞與天生橋

穿洞一詞為巖溶學(xué)術(shù)語，指抬升脫離地下水位的或大部分已脫離地下水位的地下河、地下廊道、伏流或洞穴，其兩端成開口狀并透光者[6]。引入張家界地貌，稱為石英砂巖穿洞（圖6）。典型形態(tài)——南天門，是在兩組斜交裂隙的引導(dǎo)下，從巖墻中部薄層松軟巖石處開裂崩落而成。南天門高15m，底部寬10m。

4.5 天生橋

天生橋一詞為巖溶地質(zhì)學(xué)術(shù)語，指地下河與溶洞的頂板崩塌后，橫跨河谷的殘留頂板，其兩端與地面連接，中間懸空而成橋狀。廣義地說，一切橫跨溝谷或河流上的巖體都可稱天生橋[6]。引入張家界地貌，稱為石英砂巖天生橋。張家界有3座天生橋，由堅(jiān)硬的紅色赤鐵礦層構(gòu)成，典型代表——天下第一橋，橋長(zhǎng)40m，寬2～5m，橋拱高300m（圖6）。

4.6 峰叢

石墻形成后，沿著其它裂隙進(jìn)一步崩塌，形成了頂部分離、底部相連的石英砂巖峰叢，使得張家界地貌美麗壯觀（圖7）。峰叢一詞是中國(guó)巖溶工作者通用的熱帶巖溶地貌名詞，指連坐的峰林，峰與峰之間常形成“U”形的馬鞍形地[6]。將“峰叢”引入到張家界地貌，主要是取其形態(tài)的相似性，可以稱為石英砂巖峰叢。典型形態(tài)——手掌峰，主要沿著一組垂直節(jié)理發(fā)育成石墻，頂部沿著其它方向的節(jié)理略為裂開。

圖7 峰叢

4.7 峰林

峰叢進(jìn)一步沿著不同方向的垂直裂隙崩塌，形成了四面臨空的柱狀形態(tài)，成為石英砂巖峰林。峰林圍繞天子山周邊的泥盆紀(jì)砂巖發(fā)育，面積約85.90km2，共有大小峰林3103個(gè)（圖8），相對(duì)高度20～400m，發(fā)育密度37.50個(gè)/ km2，海拔高度700～1100m[5]。

圖8 峰林

峰林一詞是中國(guó)巖溶工作者通用的熱帶巖溶地貌名詞，在國(guó)外也有音譯fenglin而加以使用者，稱為中國(guó)式喀斯特，指高聳林立的石灰?guī)r山峰，分散或成群出現(xiàn)在平地上，遠(yuǎn)望如林，其個(gè)體為石峰，峰體相對(duì)高差100～200m[6]。引入張家界地貌，湖南省的地質(zhì)工作者稱為石英砂巖峰林地貌。峰林地貌主要受節(jié)理和軟硬砂巖組合的影響，常見的有：

堡狀：裂隙之間的距離較大，上部崩塌后呈古堡狀，典型地貌景觀——古堡群雕；

方柱狀：由兩組相互垂直的節(jié)理控制，典型地貌景觀——金交椅；

棱柱狀：沿著多組垂直節(jié)理崩裂，典型地貌景觀——石佛；

錐狀：一面沿著垂直節(jié)理崩塌，另一面沿略傾斜的節(jié)理垮落，典型地貌景觀——插旗峰；

針狀：頂部由密集節(jié)理破裂構(gòu)成，典型地貌景觀——黃龍泉將軍巖；

螺狀：生成在軟硬巖石互層處，典型地貌景觀——海螺峰；

檐狀：由于頂部堅(jiān)硬的赤鐵礦層殘留而成，典型地貌景觀——老鷹嘴；

棒槌狀：由厚層砂巖構(gòu)成，底部巖層較軟，形成上粗下細(xì)的棒槌狀，如南天一柱。

4.8 孤峰

峰林進(jìn)一步崩塌，形成了四面臨空的孤峰（圖9），為峰林發(fā)展的最后階段。

圖9 孤峰

5 張家界地貌與其它地貌的對(duì)比

在中國(guó)有以桂林盆地為代表的巖溶地貌，有以廣東韶關(guān)丹霞山為代表的丹霞地貌，還有以新疆風(fēng)蝕壟槽為代表的雅丹地貌。張家界地貌均與上述3種地貌有差別。

5.1 與巖溶地貌的對(duì)比

凡地表水和地下水對(duì)可溶性巖石的破壞和改造過程中形成的地表形態(tài)和地下形態(tài)統(tǒng)稱為巖溶地貌，如溶芽、溶溝、溶斗、峰林、溶洞等。中國(guó)巖溶地貌分布極廣，但因氣候條件和巖性差異，造成不同特性的巖溶地貌，如華南地區(qū)氣候濕熱，厚層灰?guī)r出露區(qū)，巖溶充分發(fā)育，多形成以峰林為代表的裸露型巖溶地貌；而華北地區(qū)因氣候干燥，厚層可溶巖區(qū)多形成以常態(tài)山為代表的巖溶地貌[6]。

張家界地貌造景巖石為非可溶性的石英砂巖，與巖溶地貌的可溶性巖石有著本質(zhì)的區(qū)別。雖然有著相似的形態(tài)，但成因明顯不同。巖溶地貌為溶蝕成因，張家界地貌為崩塌成因。

5.2 與雅丹地貌的對(duì)比

雅丹地貌，又名白龍堆。雅丹為維吾爾語，意思是風(fēng)蝕壟槽。在干涸湖底或河、湖堆積階地上，定向風(fēng)沿著干縮裂隙吹蝕。裂隙逐漸擴(kuò)大，使平坦的地面逐漸形成與主風(fēng)向略成平行的不規(guī)則的相間排列的鰭形壟脊和寬淺溝槽。塔里木盆地的羅布泊地區(qū)最為典型[6]。

張家界地貌是在夷平面的基礎(chǔ)上，沿著構(gòu)造形成的節(jié)理，在崩塌的作用下形成的。而雅丹地貌為定向風(fēng)沿著干縮裂隙吹蝕形成的，為典型的風(fēng)蝕地貌。

5.3 與丹霞地貌的對(duì)比

丹霞地貌：層厚產(chǎn)狀平緩、節(jié)理發(fā)育、鐵鈣質(zhì)混合膠結(jié)不勻的紅色砂礫巖、在差異風(fēng)化、重力崩塌、侵蝕、溶蝕等綜合作用下形成的城堡狀、寶塔狀、針狀、柱狀、棒狀、方山狀或峰林狀的地形。在廣東省仁化縣附近的丹霞山發(fā)育典型而得名。此外，在廣東省北部的羅昌、坪石、南雄一帶；福建省的永安、泰寧，浙江省永康的方巖也有發(fā)育。湘西泥盆紀(jì)砂巖風(fēng)化呈峰叢狀，稱張家界地貌[6]。

張家界地貌為泥盆紀(jì)的砂巖地貌，因與丹霞地貌較為接近，被寫入《地質(zhì)科學(xué)大辭典【丹霞地貌】》條目中[6]，但有區(qū)別。相同點(diǎn)：均為水平層理的紅色砂巖。不同點(diǎn)：丹霞地貌多呈方山狀和城堡狀分布，頂部沒有赤鐵礦層，母巖時(shí)代為白堊紀(jì)—古近紀(jì)；張家界地貌多呈峰林狀分布，頂部有堅(jiān)硬的赤鐵礦層，母巖時(shí)代為泥盆紀(jì)。

6 結(jié)論

在中國(guó)，桂林盆地代表巖溶地貌，韶關(guān)丹霞山代表丹霞地貌，新疆風(fēng)蝕壟槽代表雅丹地貌。張家界地貌均與上述3種地貌有差別。巖溶地貌為可溶性巖石形成的地貌，雅丹地貌為風(fēng)蝕地貌。丹霞地貌與張家界地貌相同點(diǎn)為具水平層理的紅色砂巖；張家界地貌多呈峰林分布，頂部有堅(jiān)硬的赤鐵礦層，母巖時(shí)代為泥盆紀(jì)。

張家界地貌的造景巖石為泥盆系的云臺(tái)觀組和黃家磴組，由濱?！獪\海相碎屑巖組成，SiO2含量75%～95%，地層巖性穩(wěn)定，厚度變化大。頂部見有約2m厚的赤鐵礦層。

張家界地貌的造貌構(gòu)造按照時(shí)間分為印支運(yùn)動(dòng)形成的索溪峪向斜、燕山運(yùn)動(dòng)形成的天子山向斜、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的石英砂巖峰林。張家界地貌在泥盆紀(jì)砂巖區(qū)，圍繞天子山一圈及索溪峪以南的王家峪—黑草溝一帶發(fā)育。

張家界地貌分布于天子山向斜周邊和索溪峪向斜南翼的泥盆系地層，下部云臺(tái)觀組和上部黃家磴組和構(gòu)成了張家界地貌的母巖。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)隆升形成的峰林景觀彰顯了張家界地貌之美，石英砂巖頂部堅(jiān)硬的赤鐵礦保護(hù)了張家界地貌的形態(tài)。地貌形態(tài)按照由老到新的發(fā)育次序，依次分為夷平面、方山、石墻、穿洞、天生橋、峰叢、峰林等。即古近紀(jì)形成夷平面，新近紀(jì)形成方山和石墻，早更新世形成穿洞和天生橋，中更新世形成峰叢，晚更新世以來形成峰林，全新世開始出現(xiàn)孤峰。

[1]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 湖南省區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京：地質(zhì)出版社，1988.

[2]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 湖南省巖石地層[M]. 北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.

[3]俞建章，舒文博. 湖北襄陽、南漳、宜城、荊門、鐘祥、京山等縣地質(zhì)[M]. 前國(guó)立中央研究院地質(zhì)研究所集刊，1929，第8號(hào)。

[4]楊敬之，穆恩之. 鄂西泥盆紀(jì)地層[J]. 古生物學(xué)報(bào). 1953，1(2).

[5]陳文光，王禮堯. 武陵源地貌[A]，湖南省武陵源砂巖峰林地質(zhì)自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察專題報(bào)告[R]. 1988.

[6]地球科學(xué)大辭典《基礎(chǔ)學(xué)科卷》編輯委員會(huì). 地球科學(xué)大辭典[M]. 北京：地質(zhì)出版社，2006，267～291.

Genetic Analysis of Zhangjiajie Sandstone Landform

Lü Jinbo1，CHEN Wenguang2，WANG Chunjun1
（1. Beijing Geological Survey，Beijing 102206；2. Hunan Geo-Environmental Monitoring Station，Changsha 410007）

The characteristics of Zhangjiajie landform are peak forest surrounding the Tianzishan, red top with hematitization and Devonian sandstone. The Tianzishan syncline was formed from Devonian System. The lower rock strata are Yuntaiguan Fm. and the upper Huangjiadeng Fm., which are forming the mother rocks of Zhangjiajie landform. The landform are composed of peak forests from Neotectonic Movement and protected by surmount hematite. According to growth from the early to late stage, Zhangjiajie landform is divided into planation surface, mesa, dike, light through cave, natural bridge, peak cluster and peak forest. The Suoxiyu syncline with NEE direction was formed in the period of the Indosinian Movement, and the Tianzishan syncline with NNE direction in the period of the Yanshanian Movement. The Zhangjiajie landform grew with these two synclines.

Zhangjiajie landform; Peak forest from quartz sandstone; Devonian sandstone; Yuntaiguan Fm.; Huangjiadeng Fm

P931

A

1007-1903（2015）03-0025-08

10.3969/j.issn.1007-1903.2015.04.006

呂金波（1956- ），博士，教授級(jí)高工，主要從事區(qū)域地質(zhì)、旅游地質(zhì)研究。