丹霞山世界地質(zhì)公園地貌景觀控制因素與景觀類型研究

郭福生，凌媛媛，陳留勤，周萬蓬，李宏衛(wèi)，程亮開，吳志春，黎廣榮，國 振，李 斌

(1.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013；2.廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東 廣州 510080)

0 引 言

自從馮景蘭等[1]建立“丹霞層”、陳國達等[2]提出“丹霞地形”以來，丹霞地貌已有近一個世紀的研究歷程。其中，中國東南部濕潤氣候的丹霞地貌研究程度最高。在中國東南地區(qū)中新生代沉積盆地內(nèi)，丹霞地貌的空間分布、形態(tài)特征及演化過程受到構(gòu)造、巖性和氣候等因素的影響[3-10]。構(gòu)造影響表現(xiàn)為通過地殼抬升、斷裂切割控制了夷平面及丹霞地貌的空間分布[6-7，10]，巖石物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致其抗風(fēng)化能力變化以及造成多變的微地貌景觀，降水和溫濕條件等氣候因素決定侵蝕和風(fēng)化速度，并對微地貌景觀產(chǎn)生深刻影響[11-17]。曾昭璇等[3]、黃進[18-19]和彭華等[5，20]對廣東丹霞山丹霞地貌的特征進行了詳細描述和分析，積累了大量基礎(chǔ)資料，為丹霞地貌深入研究奠定了基礎(chǔ)。郭福生等[21-24]對江西省丹霞地貌進行資源調(diào)查和旅游開發(fā)工作，并對丹霞地貌的基本定義、分類問題及控制因素進行了深入探討。彭華[25]對丹霞地貌多年的觀察描述和成因分析推動了丹霞地貌學(xué)科體系的發(fā)展。隨著世界地質(zhì)公園和“中國丹霞”世界自然遺產(chǎn)地的確立，丹霞地貌已成為地貌研究、地質(zhì)遺跡保護與旅游開發(fā)的前沿陣地。本文根據(jù)粵北丹霞盆地上白堊統(tǒng)長壩組和丹霞組巖石學(xué)特征對比及斷裂構(gòu)造體系研究，闡釋該區(qū)地貌形成和演化的控制因素，并對該區(qū)丹霞地貌景觀類型和成因類型進行詳細劃分。

1 地質(zhì)背景

丹霞山位于南嶺山脈南坡，屬中亞熱帶南緣的季風(fēng)性濕潤氣候。年平均氣溫19.7℃，最冷月1月份平均氣溫9.5℃，最熱月7月份平均氣溫28.3℃，無霜期為263天，年均降雨量1715 mm，夏天多雷暴雨，冬季有霜雪。區(qū)內(nèi)河流屬湞江水系，其中大部分又屬湞江一級支流的錦江水系。錦江由東北進入丹霞盆地，在盆地內(nèi)長約40 km，至本區(qū)南緣匯入湞江。錦江水量豐富，多年流量為45.8 m3/s，徑流總量達14.4×108m3。

丹霞盆地是華夏造山系東南沿海陸緣弧的一個陸相斷陷盆地(圖1(a))。盆地充填有下白堊統(tǒng)傘洞組火山噴發(fā)沉積、馬梓坪組濱淺湖相碎屑巖以及上白堊統(tǒng)長壩組和丹霞組紅色碎屑巖，盆地邊緣主要為沖積扇沉積，中部為湖盆沉積。丹霞盆地面積為522 km2，其中傘洞組、馬梓坪組、長壩組和丹霞組出露面積分別為20 km2、34 km2、229 km2和173 km2(圖1(b))。長壩組分為4段，第一、第三段多為紫紅色砂巖，第二、第四段主要為紫紅色細粒碎屑巖；丹霞組分為3段，第一段(巴寨段)主要為紫紅色厚層狀礫巖夾砂巖，第二段(錦石巖段)主要為褐紅色具大型交錯層理的中-細粒鈣質(zhì)長石巖屑砂巖，第三段(白寨頂段)為褐紅色塊狀礫巖和砂巖[26-27]。

圖1 丹霞盆地的大地構(gòu)造位置(a)和白堊紀紅層分布圖(b)Fig.1 Tectonic location (a)and distribution of Cretaceous red beds (b)in Danxia Basin

在1:5萬數(shù)字地形圖上統(tǒng)計了相對高差大于100 m的制高點有347個，頂部地層全部由丹霞組構(gòu)成，高大山峰集中發(fā)育在丹霞組的分布范圍內(nèi)(表1)。可見，丹霞山的成景地層都是丹霞組。長壩組雖然出露面積更大，但不存在相對高差大的山峰，也罕見絕壁陡崖。

2 樣品信息和研究方法

本項研究主要開展野外路線地質(zhì)調(diào)查，采集巖石樣品在光學(xué)顯微鏡下進行巖礦鑒定和粒徑分析。本次用于巖礦鑒定和粒度分析的樣品總共26個，其中長壩組一段4個樣品、二段2個樣品、三段5個樣品、四段3個樣品，丹霞組巴寨段3個樣品、錦石巖段6個樣品、白寨頂段3個樣品。首先將長壩組和丹霞組的巖石成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和力學(xué)性質(zhì)差異進行對比，從而剖析丹霞地貌發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)特性。使用蠟封法進行巖石樣品的密度測試。為了反映巖石的抗壓強度，利用施密特錘(Proceq Original N型)在野外對巖石露頭進行直接彈擊測量回彈值，所測回彈值越大，反映巖石硬度越高，抵抗外力作用的能力越強。實驗過程中避開地衣、苔蘚和裂縫等明顯軟弱結(jié)構(gòu)的部位。共測試了33個巖石露頭，每個測點測量15個回彈值。

遙感地質(zhì)解譯的數(shù)據(jù)源主要為高分一號衛(wèi)星(GF-1)影像數(shù)據(jù)，并結(jié)合Landsat 7的ETM+影像和Google Earth軟件影像。主要根據(jù)影像中的色調(diào)、地貌、水系和綜合景觀等標(biāo)志，采用直接判讀法、對比法、邏輯推理法和信息復(fù)合法進行線性構(gòu)造遙感解譯，并對遙感解譯結(jié)果進行了野外實地驗證。

3 研究結(jié)果

3.1 巖石類型與碎屑物粒徑

長壩組和丹霞組巖石類型差異較大。長壩組總體以砂巖和泥巖為主，在長壩組一段和三段也發(fā)育礫巖，但層厚較小，常與細粒的砂巖和泥巖互層，總體抗風(fēng)化能力較弱。丹霞組以礫巖和砂巖為主，巖層厚度較大，總體抗風(fēng)化能力較強。長壩組與丹霞組巖石粒徑統(tǒng)計見表2。

3.2 單層層厚

長壩組和丹霞組的單層厚度變化很大，有小于10 cm的薄層泥巖，也有單層厚度達8 m的風(fēng)成砂巖。丹霞組的單層一般厚于長壩組，丹霞組錦石巖段風(fēng)成砂巖的單層厚度往往超過2 m，夾中-厚層狀礫巖和泥質(zhì)巖(表3)。

3.3 砂巖填隙物成分

砂巖樣品偏光顯微鏡鑒定結(jié)果表明，研究區(qū)砂巖具有以下特點：一是填隙物主要為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)及少量泥質(zhì)，多數(shù)為孔隙式膠結(jié)，少數(shù)為基底式膠結(jié)，鈣質(zhì)膠結(jié)物主要充填在顆粒間，而鐵質(zhì)膠結(jié)物主要覆蓋在顆粒邊緣呈薄膜狀，也有少數(shù)呈團塊狀(圖2)；二是丹霞組泥質(zhì)雜基比較少，碎屑顆粒結(jié)構(gòu)成熟度較高，自生黏土礦物較多；三是長壩組某些層位的湖相細粒沉積鈣質(zhì)含量較高，露頭上表現(xiàn)為薄鈣板層，顯微鏡統(tǒng)計方解石含量可達40%(表4)?；瘜W(xué)分析結(jié)果也顯示丹霞組砂巖鈣鎂含量總體上比長壩組低(表5)。因此，從填隙物角度考慮，丹霞組的抗風(fēng)化能力較強。

表4 丹霞盆地砂巖樣品填隙物占比(%)統(tǒng)計

表5 丹霞盆地砂巖樣品鈣和鎂含量(%)統(tǒng)計

圖2 丹霞盆地砂巖樣品偏光顯微鏡照片F(xiàn)ig.2 Polarizing microscopic photos of sandstone samples in Danxia Basin(a)膠結(jié)物以鈣質(zhì)為主，局部連片分布，顆粒邊緣具有鐵氧化物薄膜(鐵質(zhì)膠結(jié)物)；(b)膠結(jié)物以鐵質(zhì)為主，主要呈團塊狀和薄膜狀，也有鈣質(zhì)膠結(jié)物。Cal. 鈣質(zhì)膠結(jié)物；Fe. 鐵質(zhì)膠結(jié)物；Kfs. 鉀長石；L. 巖屑；Pl. 斜長石；Qm. 單晶石英；Qp. 多晶石英

3.4 密 度

密度反映了巖石緊密程度，密度大說明孔隙少，抗風(fēng)化能力強。研究區(qū)長壩組和丹霞組樣品的密度實驗分析結(jié)果見表6。長壩組巖石的干密度在1.82～2.13 g/cm3之間變化，丹霞組在2.24～2.64 g/cm3之間。丹霞組干密度普遍高于長壩組，指示丹霞組顆粒之間的接觸更緊密，抗風(fēng)化能力較強。

表6 丹霞盆地巖石密度

3.5 硬 度

本次回彈值測量結(jié)果(表7)表明：整體而言，丹霞組測點的回彈值較長壩組高，說明丹霞組巖石的硬度更大，抗風(fēng)化能力更強。長壩組巖性差別明顯，回彈值也差異較大，長壩組三段砂巖和礫巖的回彈值較高。

3.6 斷裂構(gòu)造格局

丹霞山溝壑縱橫，大多數(shù)地方通行條件差，許多山頭和峽谷無法到達，斷裂構(gòu)造的野外研究難度很大，而遙感地質(zhì)解譯可以克服這一困難。

對研究區(qū)的斷裂構(gòu)造進行遙感解譯，并通過野外驗證，獲得區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造空間分布特征。本區(qū)斷裂構(gòu)造非常發(fā)育(圖3)，按其規(guī)模與級別，可以細分為區(qū)域性斷裂、主干斷裂和次級斷裂。其中，規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂有2條，主干斷裂有38條，次級斷裂數(shù)量眾多。

圖3 丹霞盆地斷裂構(gòu)造分布圖Fig.3 Distribution of fractures in Danxia Basin

4 討 論

4.1 丹霞組較長壩組更耐風(fēng)化

巖石性質(zhì)對地貌演化具有重要的控制作用[28]，粒徑粗大的巖石比粒徑細小的巖石抗風(fēng)化能力強[5，7，10，23]。在丹霞山，礫巖抗風(fēng)化能力最強，砂巖次之，泥質(zhì)巖的抗風(fēng)化能力最弱。硬度是巖石抵抗外力作用能力的直接標(biāo)志。

丹霞組三段(白寨頂段)發(fā)育礫巖，抗風(fēng)化能力強。丹霞組二段(錦石巖段)風(fēng)成砂巖厚度大，橫向延伸較遠，砂巖顆粒分選性和磨圓度好而且膠結(jié)致密，以鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)物為主。錦石巖段頂部，在厚層-塊狀風(fēng)成砂巖之上發(fā)育中-薄層互層產(chǎn)出的砂巖和泥巖，與覆蓋其上的丹霞組三段(白寨頂段)礫巖形成鮮明對比(圖4)。山體頂部堅硬的礫巖為下伏砂巖崖壁的發(fā)育提供了保護作用。所以，丹霞組容易形成高峻的山峰和陡崖，具有很好的觀賞性。當(dāng)山峰頂部沒有白寨頂段礫巖時，山峰的風(fēng)化剝蝕速率變快，尤其當(dāng)山峰頂部面積較小時風(fēng)化更快，易形成頂部較圓滑的石柱，如陽元石和混元石景觀。

圖4 丹霞山長老峰山頂白寨頂段礫巖保護下伏砂巖陡崖的發(fā)育*該照片由丹霞山瑤塘村張建斌于2023年6月拍攝。(海拔高度：錦江水面81 m，巴寨段頂162 m(錦石巖寺大雄寶殿地面)，錦石巖段頂306 m(海螺巖底晚秀巖)，海螺峰362 m) Fig.4 Baizhaiding Member conglomerates at summit protecting the underlying sandstone cliffs at Zhanglaofeng Peak in Danxiashan②

長壩組一段和三段中有部分砂巖、礫巖單層厚度較大，大多數(shù)為中層-厚層，薄層泥巖夾層發(fā)育，總體泥質(zhì)含量高于丹霞組，所以風(fēng)化后常形成低矮的丘陵地貌，成為上覆丹霞組中發(fā)育的丹霞地貌的基座，但長壩組本身基本上不能形成丹霞地貌常見的方山和陡崖。

4.2 丹霞組沖積扇體對丹霞地貌的控制作用

據(jù)本文研究團隊資料，在丹霞組巴寨段和白寨頂段沉積時期各有3個沖積扇，發(fā)育沖積扇根和扇中沉積相。丹霞地貌景觀集中分布于沖積扇復(fù)合體的北部、西部和東部邊緣(圖5)。在丹霞組沉積時期，盆地中部和南部，扇緣、風(fēng)成沉積和河流沉積物比較細小，容易風(fēng)化剝蝕，很少保留丹霞陡坡，并沿著早期斷裂發(fā)育成南北向的錦江及泛濫平原。在白寨頂段沉積時期的3個沖積扇中，海螺峰沖積扇控制了長老峰、僧帽峰和姐妹峰等景觀，白寨頂沖積扇控制了白寨頂、金龜巖等景觀，燕巖沖積扇控制了燕巖、巴寨、茶壺峰和茨梁巖等景觀。

圖5 丹霞盆地丹霞組沉積中晚期巖相古地理簡圖Fig.5 Simplified lithofacies paleogeographic map during the middle to late depositional stage of Danxia Formation in Danxia Basin

沖積扇的扇根和扇中沉積物顆粒粗大，一般為細礫巖和粗卵石礫巖，抗風(fēng)化能力強。在斷塊抬升過程中受到直立節(jié)理切割，發(fā)生崩塌、風(fēng)化，形成典型的丹霞地貌景觀。所以，沖積扇礫巖或者頂部覆蓋有沖積扇礫巖層的山體容易形成典型的具有絕壁陡崖的丹霞地貌，沖積扇體范圍是丹霞地貌景觀的集中分布區(qū)。

4.3 丹霞組錦石巖段風(fēng)成砂巖的造景優(yōu)勢

丹霞組錦石巖段主要為單層厚度較大的風(fēng)成砂巖，發(fā)育大型交錯層理，結(jié)構(gòu)均勻，顆粒磨圓程度和分選性較好，以鈣質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)為主，所以在它的基礎(chǔ)上形成的陡崖坡面較光滑，受到坡面流水侵蝕形成的細溝微地貌形態(tài)規(guī)則且優(yōu)美，具有較好的觀賞性，如陽元山北坡的曬布崖(圖6(a))。

圖6 丹霞山陡崖上的直立細溝和層控洞穴Fig.6 Vertical rills on cliff and beding-controlled caves in Danxiashan(a)發(fā)育在丹霞組錦石巖段風(fēng)成砂巖中的陡崖，其上布滿流水侵蝕形成的直立細溝(曬布崖)；(b)丹霞組錦石巖段與白寨頂段分界線處的順層洞穴，照片中右側(cè)為崩積巖塊

在丹霞組三個巖性段的界線附近常見大型層控洞穴。發(fā)育在巴寨段與錦石巖段分界線的洞穴代表有錦石巖、噴玉巖和夢覺關(guān)，在錦石巖段與白寨頂段分界線的代表有晚秀巖、火燒巖和混元洞等(圖6(b))，它們都指示了由巖性變化引起的差異風(fēng)化作用。在差異風(fēng)化作用下，中-薄層砂巖、泥巖風(fēng)化凹進，洞穴頂部礫巖發(fā)生崩塌，使洞穴體積擴大。

錦石巖段由于具有層厚大、顆粒細小與結(jié)構(gòu)均勻的特點，易于自然和人工雕刻。經(jīng)受長期風(fēng)化剝蝕作用可形成象形石，象形似物，惟妙惟肖(圖7(a))。丹霞山的摩崖石刻，主要分布在該段砂巖崖壁上，最具代表性的為長老峰紫玉臺《丹霞山記》及“丹霞”“到此生隱心”“法海慈航”“誕先登岸”和“聳秀爭奇”等(圖7(b))。錦石巖寺和獅子巖廟等著名寺廟也是依托錦石巖段的原始洞穴，經(jīng)過歷代加工拓寬而成的。

圖7 丹霞山砂巖天然雕飾和人工雕刻Fig.7 Sandstone shaping by natural and human forces in Danxiashan(a)象形石(陽元石)；(b)摩崖石刻

4.4 盆地隆升與斷裂構(gòu)造

在內(nèi)動力條件中，盆地隆升和斷裂構(gòu)造是兩個相互關(guān)聯(lián)的重要因素。在紅層形成過程中，除了有同生斷裂活動之外，還發(fā)育成巖裂隙和節(jié)理。而成巖期后隆升過程中產(chǎn)生的北東向斷裂構(gòu)造，切割了早期的北北東向和東西向構(gòu)造，使地層因破裂而呈塊狀聚集。在中生代基本構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上，喜馬拉雅構(gòu)造運動使丹霞盆地呈整體上升，由于地層傾角平緩，一般在8°～15°之間并向盆地中心傾斜，而同沉積斷裂及抬升運動中產(chǎn)生的系列北東向斷層和北北東向、北西向及近東西向節(jié)理，形成階狀排列的網(wǎng)狀地塊，構(gòu)造破裂面受到各種侵蝕作用和崩塌作用而出現(xiàn)山峰和峽谷，地形反差加大，最后形成了陡崖發(fā)育的丹霞地貌[29]。

4.4.1 盆地隆升

區(qū)域上紅層盆地在始新世停止沉降，漸新世末期發(fā)生區(qū)域構(gòu)造抬升[30-31]。從丹霞盆地發(fā)育多級夷平面情況來看，該區(qū)曾發(fā)生多期次的隆升作用。在構(gòu)造抬升過程中，張性斷裂發(fā)育，尤其發(fā)育北東向和近東西向高傾角至直立的斷層和節(jié)理，導(dǎo)致紅層山體切割破碎，在風(fēng)化、崩塌作用下形成一系列北東走向及近東西走向的山峰、巖墻等丹霞景觀。由于斷裂構(gòu)造發(fā)育的差異性，尤其是位于仁化—韶關(guān)斷裂西側(cè)的區(qū)域整體地形比東部高，形成以巴寨為代表的最高峰。

4.4.2 巖層產(chǎn)狀

巖層產(chǎn)狀平緩是形成丹霞地貌的有利條件。盆地隆升過程中斷塊整體被抬升，而不發(fā)生褶皺作用或者地層傾斜，導(dǎo)致地層產(chǎn)狀總體平緩，稀疏式峰叢、城堡形態(tài)得以形成。研究區(qū)一般為水平巖層，最大傾角小于15°，四周產(chǎn)狀向內(nèi)，可能與盆地地層的原始傾斜有關(guān)。局部地方特別是大斷裂旁，巖層產(chǎn)狀會出現(xiàn)傾斜，最大傾角達24°。在隆升過程中紅層保持產(chǎn)狀總體平緩，產(chǎn)生一系列垂直節(jié)理，沿節(jié)理、裂隙發(fā)生風(fēng)化剝蝕和崩塌作用，山麓形成崩塌堆積，這就是丹霞山體“頂平身陡麓緩”[18]的由來。沿最初的斷裂風(fēng)化剝蝕而成的谷地不斷變寬，山體就形成了稀疏式峰叢、城堡等地貌形態(tài)。

受近水平層面控制，山頂一般是平緩坡面，中間稍微上凸。山體四周是沿垂直斷裂崩塌形成的陡崖坡，山腳下則為崩塌堆積形成的緩坡。所以最常形成自上而下“頂平、身陡和麓緩”的坡面形態(tài)組合(圖8(a))。丹霞山的丹霞地貌具有典型的“頂平身陡麓緩”特征，這也是黃進[18]提出這一丹霞地貌特征的發(fā)源地。

但是，“頂平身陡麓緩”既不是丹霞地貌的充分條件，也不是必要條件。很多方山型地貌如寒武紀灰?guī)r形成的“岱崮地貌”(桌狀山)也具有頂平身陡麓緩的特征。在丹霞山地層產(chǎn)狀平緩地區(qū)，除了陽元山那種具有平坦山頂?shù)牡は嫉孛餐?，亦可見山頂呈近圓形(圖8(b))、緩傾斜或塔狀的丹霞地貌(圖8(c))。

當(dāng)紅層發(fā)生傾斜時可形成“頂斜”丹霞地貌(圖8(d))，此類丹霞地貌常呈單面山形態(tài)，水流容易灌入傾斜層面向下運動并沿著軟弱層發(fā)生順層滑坡，因此該類山峰一般更容易被剝蝕夷平。在仁化—韶關(guān)斷裂帶西側(cè)的上天龍地區(qū)，丹霞組巖層產(chǎn)狀為300°∠24°，這一較高的巖層傾角是斷層西盤(上盤)的逆沖作用造成的。東部周田鎮(zhèn)南側(cè)靈溪河一帶，丹霞組巖層產(chǎn)狀280°∠21°，也是受其北西側(cè)周田—大橋斷層的影響所致。這些地方的丹霞地貌都具有“頂斜”特征。

若在相當(dāng)長一段時間內(nèi)不發(fā)生崩塌作用，風(fēng)化剝蝕強時可把頂面、崖壁兩種坡面交接處的棱角逐漸圓化，形成“頂圓”形態(tài)(圖8(b))。長時間不發(fā)生崩塌作用，且地面水流侵蝕作用比較發(fā)育時，山腳下堆積的碎屑物少，也可以不存在“麓緩”的特征。因此，頂平身陡麓緩是丹霞地貌的常見形態(tài)，但不是其判別依據(jù)。

4.4.3 區(qū)域性斷裂

兩條區(qū)域性斷裂是丹霞盆地和丹霞地貌的主要控制因素。其中控制著盆地西部邊界的盆緣斷裂為河邊廠—云頂車站斷裂，走向南北傾向東，屬陡傾斜的正斷層。而盆地中部的仁化—韶關(guān)斷裂是吳川—四會斷裂的一部分，北北東—南南西走向(圖3)。該斷裂形成于前印支期[29，32]，經(jīng)歷了長期多期次活動。早白堊世裂陷形成了丹霞盆地，并導(dǎo)致中基性火山噴發(fā)活動。新構(gòu)造運動時期表現(xiàn)為逆斷層性質(zhì)，并有左行特征，傾向北西西，傾角60°～70°，貫穿整個盆地。斷層兩側(cè)高差明顯，西部比東部高近200 m。沿斷裂形成陡崖、線狀洼地，發(fā)育錦江。斷層北西側(cè)的次級山體為東西走向，而南東側(cè)的山體走向為北東和近南北走向。

4.4.4 主干斷裂

主干斷裂控制著丹霞地貌宏觀上呈塊狀分布的規(guī)律，稱為控塊斷裂。其中，東西走向的斷裂有6條，北東向19條，近北東向13條(北北東向9條，北東東向4條)。

東西向主干斷裂從北到南近似等間距排列，表現(xiàn)為線狀展布的陡崖、溝谷等，斷層北側(cè)和南側(cè)的丹霞地貌景觀類型和形態(tài)走向不同，斷層北盤垂直上升位移可達33 m。這是一組前中生代發(fā)育的斷裂[29]，具有繼承性特點，被北東向主干斷裂切割。

北東向、近北東向主干斷裂數(shù)量多，分布于整個盆地并貫穿南北，盆地北東部更為明顯。該類斷裂主要為近直立的正斷層，形成絕壁陡崖和深切峽谷，控制著區(qū)內(nèi)主要山脈的延伸方向。這是紅層成巖后隆升過程中產(chǎn)生的斷裂，也是控制丹霞地貌的主要斷裂。該組斷裂切割東西向主干斷裂，并被次級斷裂(主要表現(xiàn)為節(jié)理)切割，形成巖墻或者方山(圖9)。

圖9 丹霞盆地東北角主干斷裂遙感解譯圖Fig.9 Remote sensing interpretation map of major fractures in the northeastern corner of Danxia Basin

東西向、北東向(近北東向)主干斷裂將盆地分割成了許多斷塊，在不同斷塊內(nèi)次級斷裂延伸方向、規(guī)模、數(shù)量以及地貌景觀特征存在明顯差異。

北東向和北北東向主干斷裂夾持著山脈，與中間一條近東西向主干斷裂將整個山體分割成多個斷塊。每個斷塊內(nèi)次級斷裂都很發(fā)育，但方向不同，多數(shù)為北西向、近東西向和北東向，它們將山脈切割形成巖墻、方山和石柱等。

4.4.5 次級斷裂

次級斷裂主要是節(jié)理，也有規(guī)模較小的斷層，是本區(qū)的成景斷裂。它們走向多樣，但以北西—南東方向為主，與北東向主干斷裂近于垂直。次級斷裂將山脈切割成眾多巖墻、方山、峰林和峰叢等地貌景觀(圖8)。次級斷裂密集之處，巖石破碎，經(jīng)長期風(fēng)化剝蝕，殘留的堅硬部分構(gòu)成惟妙惟肖的象形石。

綜上所述，丹霞山地貌景觀的形成和演化，與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切。盆地中部錦江附近，是一條北北東向大斷裂(韶關(guān)—仁化斷裂)，切割深、活動時間長。丹霞盆地西部山頭比東部山頭高出200 m，是此斷裂西部上升造成的。丹霞山受到斷裂構(gòu)造交錯切割，山塊被溝谷隔離，形成離散的城堡狀、墻狀、柱狀和錐狀的孤立山塊。主要斷裂的走向多為北東向，控制著丹霞山山脈的延伸方向和形狀，這些山脈又被北西向斷裂分割，形成次一級山塊。在多次間歇性、差異性抬升過程中，形成多級夷平面，同一個山體上也因巖層軟硬相間而發(fā)育多層陡崖坡。因此，山群形成豐富的水平景觀層和垂直景觀層，構(gòu)成了簇群式峰林-峰叢丹霞地貌。

4.5 氣候和水文條件

丹霞山氣候濕潤，充沛的雨水非常有利于巖層的風(fēng)化剝蝕，對促進丹霞山地貌的形成起了重要的作用。雨水、地表水及地下水的侵蝕是丹霞景觀形成的重要外動力條件。河流對紅層的長期沖刷、側(cè)蝕和下蝕，形成了造型奇特的丹霞景觀。其中流水下切形成深邃峽谷，側(cè)蝕則不斷掏空坡腳，使巖塊懸空形成危巖，并進一步發(fā)生崩塌。

丹霞盆地地形較復(fù)雜，地域性氣候明顯，土壤的多樣性構(gòu)成了多種小生態(tài)環(huán)境，為多種植物群落的形成提供了條件，動植物種類十分豐富。低等植物如藻類、地衣和苔蘚等對丹霞山山體表面顏色和形態(tài)也有一定的影響[14]。例如藻類常呈黑色，形成黑色條帶，有如潑墨，如丹霞山錦石巖。

另外，陡崖上的洞穴微地貌的形成與溫暖濕潤的氣候環(huán)境密切相關(guān)。當(dāng)陡崖上的洞穴擴大到一定規(guī)模后，由于洞頂緣對陽光和氣流的遮擋，會在洞穴內(nèi)部形成一個不同于外部的微氣候，表現(xiàn)為相對濕度、溫度變化幅度小，風(fēng)速幾乎為零[12-13]。與直接暴露在空氣中蒸發(fā)作用強烈的陡峭崖壁表面相比，濕潤水汽更容易在洞穴中保持更長的時間，使洞穴內(nèi)部軟化，加速了風(fēng)化作用的進程[12-13]。

4.6 外力作用方式與景觀成因類型

丹霞山地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)，風(fēng)化剝蝕、崩塌、流水沖刷和巖溶等作用都是塑造該區(qū)地貌的主要外營力。按照外動力地質(zhì)作用方式和組合特征，將丹霞地貌成因類型分為5類。

4.6.1 崩塌沖刷型

崩塌作用是區(qū)內(nèi)丹霞地貌主要形成方式之一。丹霞組礫巖、砂巖中發(fā)育不同方向相互交切的斷層、節(jié)理或裂隙，經(jīng)長期流水侵蝕，下切形成溝谷后，山體底部被沖蝕掏空，由于支撐力失衡和自身重力作用引起崩塌作用。谷坡因卸荷作用產(chǎn)生平行于崖面的卸荷節(jié)理并沿此間隔性發(fā)生崩塌后退。當(dāng)沿斷裂帶崩塌、沖刷剝蝕形成溝谷、盆地后，形成了雄偉的山峰、陡崖和石柱等豐富多樣的丹霞地貌景觀(圖10(a))。

4.6.2 風(fēng)化剝蝕型

地表紅層巖石在溫度變化、水、空氣及生物的作用和影響下發(fā)生風(fēng)化作用，形成松散碎屑物。風(fēng)化產(chǎn)物被流水、風(fēng)等媒介剝蝕搬運，山體不斷變小變矮，棱角不斷圓化。沿著節(jié)理裂隙，風(fēng)化作用較為明顯，特別是加上水流沖刷可形成各種水平巖槽和豎狀洞穴。不同層厚、粒徑和成分形成的巖層組合，抗風(fēng)化能力差異明顯，軟弱巖層風(fēng)化速度大，在崖壁上形成凹槽、順層洞穴[5]。在結(jié)構(gòu)均勻的砂巖上常見龜裂微地貌(圖10(b))。

各種地貌景觀經(jīng)受著不同程度的圓化改造。山峰棱角處，由于受溫差、導(dǎo)熱性差異等因素影響，易發(fā)生張性破裂、片狀剝落，再加上流水的侵蝕和溶蝕作用，導(dǎo)致巖石表面不斷圓化，形成渾圓的山峰。特別是崩塌殘余的小山峰，在后期的風(fēng)化剝蝕、溶蝕作用下，常被塑造成千姿百態(tài)、栩栩如生的造型，成為象形石。

丹霞山的地形、氣候條件適宜，生物多樣性豐富，生物風(fēng)化作用顯著。根劈作用可使巖石破裂，一些低等植物如藻類、地衣和苔蘚等對巖石的溶解及表面顏色變化具有很大影響。錦石巖寺大型扁平洞穴內(nèi)的龍鱗片石景觀是由密集發(fā)育的小型蜂窩狀洞穴組成的，泥蜂破壞砂巖結(jié)構(gòu)、加速風(fēng)化作用，而藍綠藻附著減緩了砂巖風(fēng)化作用，對蜂窩狀洞穴結(jié)構(gòu)起到了保護作用[14]。

4.6.3 崩塌堆積型

從崖壁上崩塌下來的巖塊、巖屑常堆積于山腳，崩積物可構(gòu)成各種地貌形態(tài)，包括崖麓崩積緩坡、崩積巖塊和崩塌洞穴三種(圖6(b))。

4.6.4 河流侵蝕型

河流對紅層的機械侵蝕作用，在丹霞地貌區(qū)形成的典型景觀有河流凹岸、水蝕洞穴和壺穴。河流的側(cè)蝕作用形成河流凹岸，也可沖刷侵蝕成水蝕洞穴。

當(dāng)河床坡度較陡時，水流對河床上的凹坑進行沖刷、旋轉(zhuǎn)和剝蝕，可在河床形成大大小小的壺穴。丹霞山西部的飛花水一帶壺穴發(fā)育，在約250 m長的紅色砂巖河床上發(fā)育40～50個壺穴，最大者直徑和深度可達5 m[19]，有時多個壺穴相連，造型奇特(圖10(c))。

4.6.5 巖溶沉淀型

丹霞組巖石中碳酸鹽物質(zhì)豐富，砂巖中鈣質(zhì)膠結(jié)物含量占全巖6%～13%，礫巖層中灰?guī)r礫石占礫石總數(shù)的10%～15%。這些鈣質(zhì)成分與弱酸性地表水、地下水相遇時會發(fā)生溶解作用。巖石的滲透性較好，同時高傾角斷裂發(fā)育，增強了富含鈣、鈉等離子的鹽溶液在地層中的滲流[13]。在礫巖陡崖上，灰?guī)r礫石表面常見溶溝和石芽，其完全溶解、崩落后可形成小洞穴。當(dāng)這些鹽溶液遇到低滲透性的巖層時流出，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致碳酸鈣沉淀，形成石鐘乳、石柱、石窗簾和石幔等(圖11)。

圖11 丹霞山小型喀斯特地貌Fig.11 Small-scale karst landforms in Danxiashan(a)陽元山北坡回春谷碳酸鈣石柱；(b)棺材寨山腳的石窗簾和石幔

與碳酸鹽巖地區(qū)相比，雖然丹霞地貌區(qū)的巖溶作用及地貌的規(guī)模都較弱小，但在上述崩塌沖刷、差異風(fēng)化成因類型中，紅層巖石中碳酸鹽物質(zhì)的溶蝕作用也發(fā)揮著重要作用，對風(fēng)化、侵蝕起到促進作用。

4.7 景觀形態(tài)類型

丹霞山地貌景觀形態(tài)多樣，絕壁陡崖、山峰和形態(tài)各異的洞穴蔚為壯觀，象形石惟妙惟肖。過去對丹霞地貌景觀形態(tài)分類，先區(qū)分正地貌和負地貌。本文認為，正地貌和負地貌的概念是相對的，這與觀察者所處的位置有關(guān)，不宜作為劃分地貌類型的首要因素。從丹霞地貌定義出發(fā)，絕壁陡崖才是構(gòu)成丹霞地貌景觀的最基本要素，不同數(shù)量和類型的崖壁組合成山峰和峽谷，依此建立了新的丹霞地貌分類方法[23]。根據(jù)這個分類原則，丹霞山地貌景觀可分為6大類22個類型，如表8所示。

表8 丹霞山地貌景觀的形態(tài)類型及其成因

5 結(jié) 論

(1)陸相紅層的巖石性質(zhì)是形成丹霞地貌的基本控制因素。丹霞山上白堊統(tǒng)丹霞組抗風(fēng)化能力大于長壩組。在構(gòu)造隆升、斷裂切割并經(jīng)受風(fēng)化剝蝕、崩塌作用后，丹霞組礫巖和砂巖更易形成具有絕壁陡崖特征的丹霞地貌景觀。丹霞組沉積時期盆地邊緣沖積扇粗碎屑巖是丹霞地貌集中分布區(qū)，扇緣河湖沉積粒徑細小，陡崖不發(fā)育。丹霞組中部的錦石巖段風(fēng)成砂巖層厚大，顆粒細小而結(jié)構(gòu)均勻，易于雕刻，是摩崖石刻的優(yōu)選層位，同時容易風(fēng)化形成象形石景觀。

(2)丹霞山絕壁陡崖和奇峰怪石的形成，是地殼抬升過程中斷裂切割以及隨后風(fēng)化和崩塌共同作用的結(jié)果。本區(qū)斷裂構(gòu)造可分為區(qū)域性斷裂(控盆斷裂)、主干斷裂(控塊斷裂)和次級斷裂(成景斷裂)3個級別，鑄就了本區(qū)山峰西高東低、溝壑間隔斷塊以及巖墻、城堡和石峰錯落有致的構(gòu)造格局。盆地中部的仁化—韶關(guān)斷裂在新構(gòu)造運動時期表現(xiàn)為逆斷層性質(zhì)，沿斷裂形成陡崖、線狀洼地，發(fā)育錦江，造成西部斷塊比東部高近200 m，兩側(cè)次級山體走向不一致。東西向、北東向(近北東向)主干斷裂將盆地分割成了許多斷塊，形成絕壁陡崖和深切峽谷，控制著區(qū)內(nèi)主要山脈的延伸方向。次級斷裂以北西—南東方向為主，將山脈切割成眾多巖墻、方山、峰林和峰叢等地貌景觀，巖體破碎處構(gòu)成惟妙惟肖的象形石。

(3)丹霞山地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)，風(fēng)化、崩塌、流水侵蝕、巖溶等都是塑造丹霞地貌的外動力作用。根據(jù)外動力作用方式和組合特性，將丹霞地貌成因類型劃分為崩塌沖刷型、崩塌堆積型、風(fēng)化剝蝕型、河流侵蝕型和巖溶沉淀型5類。

(4)陡崖是構(gòu)成丹霞地貌景觀的最基本要素，不同數(shù)量和類型的陡崖組合成山峰和峽谷。根據(jù)丹霞山陡崖組合及微觀特征，將景觀形態(tài)類型劃分為山峰、陡崖、崩塌體、峽谷、洞穴和其它等6大類，進一步細分為22個類型。每個形態(tài)類型都與某種成因類型有關(guān)，反映了紅層物質(zhì)基礎(chǔ)、斷裂切割內(nèi)動力和風(fēng)化剝蝕外營力之間的內(nèi)在聯(lián)系。

致謝：感謝韶關(guān)市丹霞山管理委員會在野外考察期間提供的熱情幫助，感謝審稿專家和編輯對本文提出的寶貴修改意見！