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1、王光明：茶陵永兴红层盆地的丹霞地貌及其发育条件分析 99茶陵永兴红岩盆地的丹霞地貌及其发育条件分析王光明(湖南师范大学资环系 长沙 410006) 提 要 本文叙述了茶陵永兴红岩盆地内主要的丹霞地貌类型，分析了丹霞地貌发育的地质条件及外力影响因素。 关键词 茶陵永兴红岩盆地 丹霞地貌 地质条件1 湖南茶陵永兴红岩盆地 茶陵永兴红岩盆地是一个断拗型构造盆地，南起郴州市苏仙区和郴县许家洞一线，总体呈NE20-25方向延伸，经永兴、安仁、往北止于茶陵高陇、古城一带，长约150km，宽10km20km，面积2230km2。盆地内广泛分布着白垩系上统戴家坪组(K2d)和下第三系古新统东塘组(E1)的红色
2、陆相碎屑岩层，二者厚度之和近3000m。此外，在盆地南端的两侧有白垩系下统东井组和神皇山组的红色陆相碎屑岩层出露，厚约800余米。1.1 茶陵永兴红岩盆地内的地层 盆地内分布范围最广，厚度最大的地层是白垩系上统(K2)。白垩系下统(K1)主要分布于盆地的南端，其它各地偶见。下第三系古新统(E1)的出露面积亦较广，在茶陵、安仁两县接界处一带连片分布，永兴柏林市有小片出露，盆地内的地形自下而上为：1.1.1 白垩系下统(K1) 东井组，厚104m，底部为灰色砾岩，下部为浅灰色长石石英砂岩、紫红色粉砂质泥灰岩；上部为紫红色粉砂质泥灰岩。 神皇山组，厚774.5m，下部为紫红色细中粒含砾灰质长石石英砂
3、岩、紫红色粉砂质泥岩；中、上部为紫红色细粒含灰质长石石英砂岩、紫红色粉砂质泥岩，含纤维状石膏。1.1.2 白垩系上统(K2) 戴家坪组，厚2880m，底部为长石石英砂岩；下段为棕红色块状砾岩；中段为紫红色砂岩类砂砾岩、含砾砂岩；上段为紫红色砂岩夹钙泥质砂岩、砂质泥岩，泥岩中见纤维状石膏多层。 本组砾岩中的砾石成分复杂，有石英、燧石、砂岩、石英砂岩、石灰岩、花岗岩等，分选差或较差，砾石直径大者可达40cm左右，小者直径不足1cm，一般2cm-10cm。1.1.3 下第三系古新统(E1) 东塘组，厚142m，下部为灰紫、紫红、砖红色的豹斑(白色斑块)状厚层含钙质粗砂岩或细砾岩，夹灰绿、灰褐色含砾粗
4、砂岩；中部为褐红、浅棕红色粉砂质泥岩；上部为紫红色粉砂质泥岩、泥岩、夹粉砂岩、含石膏。 地质资料依据：湖南省地质局区测队，1：200,000攸县幅、永兴幅矿产图，1970。1.2 茶陵永兴红岩盆地的构造1.2.1 节理 白垩系红色岩层中广泛发育有四个方向近于直立的节理，即270、360；351、45。实为两组共轭节理。1.2.2 断裂 茶陵永兴红岩盆地的西缘是规模较大的茶陵郴县断裂带，该断裂带由数条次级断裂组成，往南经骑田岭、临武进入广东，断续长200余km，总体走向为NNE1525，倾向NW，倾角6080。这条断裂带在加里东运动后就已出现，它控制了晚古生代和中、新生代地层的沉积，是一条多期活
5、动的区域性大断裂。 盆地的东缘是规模较大的三都断裂带，同样由数条次级断裂带组成，总体呈NNE 20方向延伸，经东坡、鲤鱼江、三都，直到盆地的东缘，断续长100余Km。单个断裂长一般只有20km65km，它们相互平行排列，切割了震旦系、上古生界，侏罗系和白垩系地层。该断裂带的北段多倾向NW，南段多倾向SE，倾角6070。1.2.3 褶皱 盆地内中、新生代地层的褶皱不发育，白垩系地层为单斜构造，地层倾向310，倾角515，一般10；下第三系古新统发生了褶皱，形成了一个宽缓的向斜，向斜的两翼均向盆地中间倾斜，倾角平缓，一般10。2 茶陵永兴红层盆地的丹霞地貌 盆地内红色岩层出露的标高多在240m35
6、0m左右，流水的切割深度一般为20m50m。在温暖湿润的气候条件下，形成了多种类型的丹霞地貌。2.1 丹霞单面山岭脊 在永兴鲤鱼塘及其以南一带，由白垩系的红色碎屑岩所形成的岭脊，均为单面山，顺岩层倾向的坡度一般在10左右，倾向NW310；而逆倾向坡的坡度常在5060以上，甚至常见沿垂直节理发育的赤壁陡崖，有时四周都见有高度不等的陡崖。这些丹霞单面山岭脊常为三角形或球面三角形，呈层状，多层次展布；脊部又多出现齿状分割。岭脊走向北东。2.2 丘陵丹崖 由红色砂砾岩组成的山丘，相对高度多在40m60m，红岩中垂直节理发育，流水沿节理对岩层进行侵蚀、溶蚀，再加上重力作用，岩层发生崩塌，形成了丘陵丹崖。
7、2.3 河谷及沟谷丹崖 由于地壳抬升，侵蚀基准面下降，山地的河流、溪涧常沿岩层中的节理切割山体；但有时也顺着河流的流向侵蚀、溶蚀岩层；当河流在前进方向上遇到另一山脊走向不同的山包阻隔，河流不能流过时，只得拐弯沿另一个方向的裂隙发育，或沿追踪张裂隙发育，侵蚀、溶蚀岩层，形成河谷及沟谷丹崖。这种丹霞地貌在荣陵高陇河一带可见。2.4 方山丹崖 从永兴鲤鱼塘至资兴的公路旁，有一个樟田村，从樟田村往西远眺，可见两座顶平、四壁陡峭的方山。陡峭的四壁是沿两个方向的节理(360、270)发育而成的，有棱有角，山上有缓缓倾斜且又似“盖有绿瓦的屋顶”，远看，疑似两座绿瓦红墙的“宫殿”。2.5 岩柱 区内岩柱很少见
8、，只在浣溪镇北，洣水右侧不远处，见有一个高约15m左右的岩柱，是沿270和360两个方向的垂直节理发育而成的，岩柱的棱角和顶部均已圆化。2.6 天生桥(石梁岩) 在茶陵县石陂北侧，在南北向分布的两个平行分布的赤壁陡崖之间，横亘着一条东西向的岩墙，岩墙长约45m，厚15m左右，地势北高南低，水流自北向南流，长期冲击、溶蚀、侵蚀岩墙下部的钙质砂岩、粉砂岩、泥质砂岩和泥岩，并在重力作用的配合下，岩层顺层面垮塌，逐步形成穿洞，形成了现在所见的天生桥。该天生桥高10余米，桥宽约15m，桥厚25m左右，跨度30余米，颇为雄伟壮观，被360年前到此游览考察的明代著名地理学家徐霞客称之为此地灵岩八景中第一的“
9、石梁岩”。2.7 围椅形(玦状)地貌 这是茶陵永兴红岩盆地中比较多见的一种丹霞地貌类型，在茶陵严塘灵岩山一带发育得尤为典型。在由产状平缓的白垩系上统红色陆相碎屑岩所形成的丘顶浑圆、丘体脉络不明显，地表分割破碎，溪谷众多的丘陵地貌的基础上，在大自然鬼斧神工的雕塑下，在灵岩山方圆10余里的范围内，形成了众多三面陡崖，一面开口的围椅形(玦状)丹霞地貌，有时在围椅两侧也可见到陡崖，而在陡崖的中、下部又常见有由流水侵蚀、溶蚀岩层，以及岩层在重力作用下顺层面或其它裂隙崩塌而成的洞穴，有名的“灵岩古寺”就建在进深70余米，高约15m，宽40m左右的灵岩石洞中。此外，尚有对狮岩(上下两层洞穴，又名老灵岩)、伏
10、虎岩、碧泉岩、石梁岩、学堂岩、观音显影岩和会仙寨等名胜。徐霞客在其楚游日记中，将这些景点概括为“灵岩八景”，并生动地描述了这一带的自然风光：“石崖盘亘，堆环呈垒。或三面回环如玦者，或对垒如门者，或高峙成岩其中空如洞者，每每而是。蜿蜒盘绕的赤壁陡崖，突兀的峭石似蟠龙欲腾，似猛兽欲跃，似雄关屹立。2.8 “峰丛”山地 在鲤鱼塘及郴县一带，在长条形的单面山的山梁上，有时可见两个或两个以上的锥状小山峰，小山峰的峰间垭口相连，峰顶至垭口的距离接近单面山高度的三分之一，类似岩溶地貌中的峰丛山地。3 丹霞地貌发育的地质条件及外力影响因素3.1 地质条件3.1.1 褶皱 前已述及，红岩盆地内褶皱不发育，白垩系
11、地层呈倾向NW(310)的单斜构造，在地貌上形成较低矮的单面山，常见沿垂直节理发育而成的赤壁陡崖。 下第三系古新统的红色岩层形成了宽缓的向斜，流水的切割深度一般不足10m，在地貌上一般呈顶部浑圆，山体脉络不明显的丘岗地貌，丹霞地貌不发育。3.1.2 断层 燕山运动早期(侏罗纪)所发生的三幕构造运动，导致了湖南全省许多北北东向断裂的形成和发展，除了一些古老断裂在燕山早期有继承性活动以外，还产生了许多北北东向的断裂带。在茶陵永兴红岩盆地内产生了茶陵郴县断裂带和三都断裂带，分别位于红层盆地的西缘和东缘。组成这两个断裂带的次级断层，既有正断层，也有逆断层，但以高角度的正断层为主。这两条断裂带控制了茶陵
12、永兴红层盆地的形成和展布，为白垩系和下第三系红色相碎屑岩的沉积提供了广阔的场地，也为丹霞地貌的发育提供了必要的地质条件和物质基础。3.1.3 节理 在盆地内的陆相红色碎屑岩中，测量到四个方向的垂直或近于垂直的节理，即270、360、315、45。丹霞地貌的发育，在较大程度上受到节理的控制：其中方山、岩柱等，往往是沿互相垂直的两组节理发育而成的；陡崖、岩墙、洞穴、天生桥等，则往往是沿一个方向的节理发育而成的，如石梁(天生桥)即是在东西向岩墙的基础上，经流水的侵蚀、溶蚀和岩层在重力的作用下顺层面崩塌而成的；灵岩是在沿南北向垂直节理发育而成的赤壁陡崖的基础上，经流水长时间的侵蚀、溶蚀和岩层在重力作用
13、下顺层面或其它裂隙崩塌而成的。3.1.4 岩性 丹霞地貌是岩石地貌中的一种，一般是指在陆相红色碎屑岩的基础上，发育有赤壁陡崖的岩石地貌。既然是岩石地貌，就必然要受到岩性的控制。只有在中、新生代的陆相沉积盆地内，沉积了厚度大，出露面积广的红色碎屑岩，并随着地壳的不断抬升，流水的切割深度不断加大，才有可能形成更雄伟壮观、类型多样的丹霞地貌。 茶陵永兴红岩盆地内的陆相红色碎屑岩的沉积厚度尽管很大，近4000m，但因地壳抬升的幅度不够大，红色岩层出露的标高一般只有240m350m左右，流水的切割深度仅20m50m左右，因而丹霞地貌的类型相对较少，且欠雄奇险峻。 既然丹霞地貌的发育要受到陆相红色碎屑岩的
14、控制，相应的，也要受到地质时代的限制，至少在我国是如此。从我国各大地构造单元的地质发展史来看，除个别地方以外，印支运动几乎使各地三叠系及其以前的地层均发生了褶皱，地壳上升为陆，基本结束了海侵的历史。在山间盆地内沉积了陆相红色碎屑岩，其中侏罗系是含煤岩系，所以就地层而言，主要是指白垩系和第三系的陆相红色碎屑岩。3.1.5 岩层组合及岩层的单层厚度 盆地内白垩系和下第三系的陆相红色碎屑岩中，有砾岩，砾状砂岩、钙质砂岩、泥质砂岩、石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、泥岩等岩石类型。在这些岩石类型中，或因矿物成分不同、含量不同(如石英的含量不同)；或因胶结物的种类不同(如铁质胶结、钙质胶结、泥质胶结等)；
15、或因单层厚度不同、软硬不同等原因，各种岩石及不同的岩层组合，其抵抗风化剥蚀的能力强弱也不同。例如：硅质、铁质胶结的石英砂岩坚硬，抗风化剥蚀的能力强；泥质胶结的砂岩、粉砂岩、以及泥岩等，比较软，抗风化剥蚀的能力弱；方解石胶结的长石砂岩，在暖湿气候条件下易遭到化学风化剥蚀，也易在流水的溶蚀作用下发生解离。单层厚度大(厚层、块状)、胶结紧密的砂砾岩，可以承受较大的压力，并可保护夹在其间薄而软的岩层，使其不致在短时间内顺层崩塌；而单层厚度小，薄层的岩层，即使较坚硬，也易在重力作用下顺层崩塌，若为软岩层，则更易崩塌。 茶陵永兴红岩盆地内在许多丘陵陡崖下，常发育有形态各异、大小高矮不同的洞穴。这些洞穴的成因，多是流水冲刷、掏蚀、侵蚀软岩层，形成向崖壁内凹进的洞穴，而洞顶的薄层砂岩、泥岩则在重力作用下顺层崩塌，借以时日，便可以形成较大的洞穴；有时随着地壳的抬升，侵蚀基准面的下降，在两层厚而坚硬的岩层之间，可以形成上、下两层洞穴，如茶陵灵岩山的对狮
