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1、 81 霄 地 质 论 评 G E O L O G I C A L R E V I E w V o 1 5 8 N o 4 J u ly 2 0 1 2 大型 帐篷构造对贵州天星桥 喀斯特石林 形成演化 的控制作用 文 雪 峰 史 振 华 田 明 中 杨 瑞 东 喻 美 艺 1 中国地质大学 北京 地球科学与资源学院 北京 1 0 0 0 8 3 2 贵州省地质调查院 贵 阳 5 5 0 0 0 4 3 贵州大学资源与环境学院 贵阳 5 5 0 0 2 5 内容提要 贵州黄果树天星桥景区下三叠统安顺组白云岩广泛出露 分布有连片水上石林 其发育在下三叠世 台地相与深海盆地过渡的台地边缘相带上 这
2、里海水进退频繁 古海岸带暴露面上大型帐蓬构造十分发育 碳酸盐 岩古暴露带这种岩性特征 一则导致岩石充满裂隙及孔洞 极有利于大气降水入渗及地下水的赋存和运移 另则导 致岩体软弱结构面密布 岩石的力学强度降低 在构造应力作用下极易产生节理裂隙 进而为大气降水入渗及地下 水运移开拓出大量通道 通过实地考察 结合前人资料 本文试图探讨大型帐篷构造对该区喀斯特石林形成演化的 控制作用 关键词 大型帐篷构造 喀斯特石林 形成演化 控制作用 贵州天星桥 石林是 由密集林立的锥柱状 锥状 塔状岩体组 成的景观 是一种形态高大的石牙 国外称为针状喀 斯特 p i n n a c l e k a r s t 作为
3、与锥状喀斯特 塔状喀 斯特并列的中国三大喀斯特类型中一种体量较小的 地貌形态 对石林 的形成机制 控制 因素及发育演化 历史进行研究 无疑将丰富喀斯特地貌学 的内容 对 于提高喀斯特地貌的研究水平有着重要 的科学意 义 在中国 除了少数学者对个别 石林 永安鳞 隐 石林 进行过科学考察 外 张捷等 1 9 9 4 许德祥 1 9 9 9 几乎所有关于石林 的研究都集 中于路南石 林 彭建 2 0 0 2 因此 可以说路南石林 的研究 现 状和进展代表了中国石林 的研究现状和进展 而对 其他地区发现的石林研究较少 帐篷构造在我 国不同时代 的地层中多处见及 但到 目前为止仍以贵州三叠纪地层 中的
4、大型帐篷构 造最为发育 主要 见于三叠纪浅海碳酸盐 台地与深 海沙泥质沉积盆地的过渡带中 如分布于青岩之西 黄果树碑林一贵黄公路两侧早三叠世地层中的大型 帐篷构造 以及青岩之北及关岭扒子场之西 兴义泥 凼之北中三叠世地层 中的大型帐篷构造 它是古海 陆变迁 的重要证据 在岩层平缓地区 帐篷构造多 形成石林和奇形怪状 的山石 具有较高的美学价值 本文就以黄果树天星桥地区为例 探讨大型帐篷构 造对其石林形成演化的控制作用 l 贵州天星桥石林概况 1 1 交通位置 贵州天星桥石林位于贵州省黔 中高原西部 安 顺 以西 4 5 k in 距 贵 阳 1 2 8 k m 地 理 坐标 为 东 经 1 0
5、 5 3 7 1 0 5 4 8 北纬 2 5 4 0 4 0 2 6 0 1 5 平均 海拔约为 1 3 9 0 m 黄果树地区属三岔河与北盘江分 水岭地带 其流域面积主要包括镇宁 关岭两县 区 内交通便捷 3 2 0国道 贵 阳 黄 果树 高等级公 路贯通全境 图 1 1 2地形地貌 本区沉积岩 特别是碳酸盐岩发育 地质构造复 杂多样 给现代岩溶发育提供了必要的条件 中 晚 更新世以来 该地区较老的岩溶地貌受新构造运动 影响而抬升 并为其后 的造貌作用所改造 故而形成 峰丛深洼 间列式脊峰洼地溶蚀地貌类 型 区内峰 顶高程多样 最低一级在黄果树瀑布 附近 为 1 3 5 0 1 4 0 0
6、 m 其上者为黄果树西北 1 6 0 0 m 向西南逐 渐 减至 1 2 0 0 m 溶蚀负地貌在黄果树一带为 l O 0 0 m左 右 相对高差一般为 2 4 0 3 0 0 m 注 本文为中国地质大学 北京 中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目 编号 2 0 1 1 Y Yt 0 1 6 的成果 收稿日期 2 0 1 1 1 0 1 9 改回日 期 2 0 1 2 0 4 2 7 责任编辑 章雨旭 作者简介 文雪峰 男 1 9 8 2年生 博士研究 生 第 四纪 地质学专 业 主要从 事第 四纪地 质及旅游 地质研 究 E m a i l w e n x u e f e n g 1 0
7、 4 y a h o o c o m o n 第 4期 文雪峰等 大型帐篷构造对贵州天星桥喀斯特石林形成演化的控制作用 7 0 3 1 0 5 5 7 5 图 1贵州天星桥石林交通位置 图 Fi g 1 Lo c a t i on ma p o f t h e Ti a n x i ng qi a o S t o n e F o r e s t Gu i z h o u 1 5 地质背景 贵州天星桥石林位于扬子准地台内的上扬子台 褶皱 属于贵州西部挽近活动明显 的威宁北 西向构 造变形区 贵州省地质矿产局 1 9 8 7 其 出露地层 主要为下三叠统安顺组 白云岩夹石灰岩 区内断层 发育规律明
8、显 大致为一组平行的高角度冲断层 并 呈一束弧形向 N E突出 断层面 向北东倾斜 倾角约 为 6 0 近至直立 区内断裂 的主体方 向呈 N W3 1 0 3 2 0 延伸 一般为坡度较陡的压扭性断层 自西 向东 计有坝陵河一打邦河断层 凡化一 巴林一岩脚 寨一穿洞断层 新寨一小抵拱一下慕役一长冲断层 除上述三条初始断层带外 它们夹持 的岩块 内还 发 育 了许 多小断层 计有 N N E N WW N E E E w 四 类走向 杨汉奎 1 9 8 4 天星桥石林发育在北西向 断层形成的夹块 中 图 2 2 天星桥喀斯特石林成生类型及发育 分布特征 1 3水 文 区内水系发育 水 网密度达
9、 3 5 0 r n k m 有常年 性流水 地下水埋藏浅 一般 3 0 m 1 4 气候环境 贵州天星桥石林地处副热带 气候温和 雨量充 沛 光照适 中 雨热 同季 属亚热带湿 润季风气候 由于区内地势高 差大 地形 复杂 因而气候呈 多样 性 具有 十里不同天 的气候特点 该地区处于 中 国云量分布的高值区 因此 云量多 太 阳辐射总量 和 日照总量少 现年平均气温 1 3 5 l 5 3 c I 最冷 月 1月 平均气温多在 3 3 5 7 最热月 7月 平均气温在 2 1 2 2 2 7 无霜期 2 7 0 3 0 0天 该区的降水主要来 自孟加拉湾的西南季风和南 海的南亚季风 冬季有
10、少量的西伯利亚水汽 年平 均降雨量 1 1 0 0 1 3 9 8 m m 属于降水量比较丰沛的 地区 其中4 月 9 月降雨量占全年降雨量的7 5 8 2 且多为阵性降水 暴雨多 强度大 天星桥石林位于黄果树瀑布南 5 k in的喀斯 特 峡谷中 发育在打邦河峡谷裂点带上 面积 1 k m 墩 状石柱 曲折狭窄的廊道及残存 的亚热带原生林木 组成奇奥幽深的墩状石林景观 李兴 中等 2 0 0 9 按 喀斯特石林形成 的地貌及水文地质条件 将其归类 为峡谷裂点型 该段河谷横穿贵州西部十分醒 目的 威宁一水城北西向活动构造带 新构造间歇性 差异 性抬升及河流溯源侵蚀 形成了喀斯特峡谷 古河谷 盆
11、地 河谷裂点 伏流 溶洞及瀑布等纷繁庞杂的水 文地貌 墩状 石林 发育在伏流 顶部的古河谷盆 地 中 是河流侵蚀基准面迅速下降 地表水与地下水强 烈交替侵蚀溶蚀而成的产物 属于渗 流带 阶段的石 林形态 此种石林成生的水文地貌环境 还局部残 存着亚热带喀斯特森林古色古香 的原始风貌 山雄 水奇 峡谷幽深 石林美景别具洞天 图 3 a 3 帐篷构造及其对石林形成演化的控 制作用 3 1帐篷构造的概念 帐篷 构造 t e p e e s t r u c t u r e 于 1 9 5 0年 首 先 由 A d a ms和 F r e n z e l 1 9 5 0 提出 他们发现一种在海底 硬底
12、中呈对称且 垂直于层面发育 的倒 V 字形 构 造 其形态类似美国印第安人的帐篷 t e p e e 而命名 为帐篷构造 此后 S m i t h 1 9 7 4 N e w e l l 1 9 5 3 等人 的研究表明 A d a ms 和 F r e n z e l 所描述的只是一种理 想形态 多数情况下 帐篷构造是不规则的 形态类 地质论评 T T 夫 P f 黄 累 N 个 l 一一一一 1 6 3 F打翁 曰 团 下 田 黧 曰 Fault 圈 S燃trati grapnic 囹 Stone fore st 删 囤 A蜊 cien务t Valle 因 S tr状ik 峡 Va 谷 l
13、 l e 圈 K ars 伏流 及 入 I I Un d e r gr o un d s t r e a m a nd i t s e n t r a n c e 喀斯 特 岭 从 Co ne Ka r s t 喀 斯 特 丘峰 Ka r s t h i J S 河流 及 流 Ri v e r a n d i t s f l O W 图 2贵州天星桥石林地质地貌 图 Fi g 2 Ge o l o g i c a l a nd g e o mo r p hi c a l ma p o f Ti a n x i ng qi a o S t o n e Fo r e s t Gu i z h o
14、u 似于矮山脊状 而不是圆锥状 类似的构造从新元 古代至现代第四纪碳酸盐沉积中都有发育 帐篷构 造曾被认为是反映 了热带潮坪或是滨海沉 积环境 T u c k e r a n d Wr i g h t 1 9 9 0 P r a t t e t a 1 1 9 9 2 并在现 代热 带 滨 海 区 附 近发 现 了类 似 的构 造 D a v i e s 1 9 7 0 Ev a my 1 9 7 3 W a r r e n 1 9 8 2 F e r g u s o n a nd B u r n e 1 9 8 2 H a n d f o r d e t a 1 1 9 8 4 但也有学者认
15、 为帐篷构造是一种不反映成 因 仅是纯几何学上的 表述 K e n d a l l a n d Wa r r e n 1 9 8 7 在海 相 潮缘相 湖相到陆相都有发育 3 2 帐篷构造的形成环境 贵州天星桥石林位于下三叠世 台地相与深海盆 地过渡的台地边缘相带上 这里海水进退频繁 帐篷 构造与鸟眼构造 干裂痕等暴露相关的构造伴生 属 潮缘带帐篷构造 这里的帐篷构造分布密集 甚至 彼此包容 联合发育 由于潮缘带的水动力条件较 强 帐篷构造为多期次破碎和充填胶结 虽然帐篷 构造与暴露有关 暴露却不是帐篷构造的主要成因 圈 回 囡 图 第 4期 文雪峰等 大型帐篷构造对贵州天星桥喀斯特石林形成演
16、化的控制作用 7 0 7 2 0 0 9 采取岩石化学样 其化验 鉴定结果是 岩石 化学 成分 C a O为 3 0 6 5 Mg O为 2 0 0 7 C a O Mg O比值 为 1 5 3 4 2地层产状 该区位于为 N W 向堕脚背斜南东倾 没端 产状 平缓 有利于高大石柱的形成 4 3地质构造 1 断裂对石林成生环境的控制 天星桥石林 区南北两侧发育一 系列北西 向活动性 断裂 打邦河 自北 而南穿过该 区 形成河谷裂点段 创造出地下水 位急剧下降的喀斯特水动力环境 从而在峡谷伏流 的顶部形成别具洞天的石林景观 2 断裂及节理裂 隙对石林形态 的影响 夹持 在北西向断裂之间的天星桥石林 区 陡立平直 的两 组扭裂面将岩体分割成棋盘格式构造 从而促进 了 礅状石林景观 的形成 4 4 水文条件 区内水系发育 水 网密度达 3 5 0 m k in 有常年 性流水 地下水埋藏浅 一般 3 0 m 石林发育在伏 流顶部的古河谷盆地中 是河流侵蚀基准面迅速下 降 地表水与地下水强烈交替侵蚀溶蚀而成的产物 4 5 新构造与古水文网变迁 新构造大幅度大面积抬升 是云贵地区晚新生 代发生的
