魯中南岱崮地貌的成因及演化
——以抱犢崮為例解析

安仰生,張旭,孫茂田,梁棟彬

(山東省魯南地質工程勘察院,山東兗州 272100)

魯中南岱崮地貌的成因及演化
——以抱犢崮為例解析

安仰生,張旭,孫茂田,梁棟彬

(山東省魯南地質工程勘察院,山東兗州 272100)

魯中南抱犢崮地區,山體陡峭挺拔,風景秀麗,以有魯南小泰山之稱的抱犢崮為代表,山體頂部主要由古生代寒武紀九龍群張夏組灰巖組成,其下分布由長清群饅頭組砂巖、砂質頁巖、泥質灰巖、薄層灰巖及朱砂洞組灰巖、泥質灰巖等。“崮”的成因主要是古生代寒武紀灰巖經受了強烈的地殼切割和抬升運動,并遭受長期的侵蝕、溶蝕、重力崩塌和風化剝蝕等多重地質作用而形成抱犢崮所具有的岱崮地貌,作為地質遺跡和地質地貌景觀,具有重要的地學研究價值,也是潛力巨大的旅游資源。

岱崮地貌;成因及演化;抱犢崮;山東棗莊

抱犢崮位于山東省棗莊市的北部 10 km處,山亭區的南東部。1992年 9月,抱犢崮被林業部批準為國家級森林公園,2001年 12月,抱犢崮—熊耳山被國土資源部批準為國家地質公園[1]。抱犢崮這一特有的岱崮地貌作為地質遺跡和地質地貌景觀被保護,是山東省罕見的帶有亞熱帶常綠闊葉樹種的天然雜木林匯集區①山東省第二地質礦產勘查院,山東省棗莊熊耳山國家地質公園總體規劃報告,2001年。。該地質遺跡是在地球演化的漫長地質歷史時期由于內外動力的地質作用,形成發展并遺留下來的不可再生的潛在資源,是生態環境的重要部分,具有極高的科學研究價值,也是潛力巨大的旅游資源。

1 區域地質特征

抱犢崮地區大地構造位置,位于華北板塊 (Ⅰ)之魯西隆起 (Ⅱ)、泰山-蒙山斷隆 (Ⅲ)、尼山-平邑平行斷拱(Ⅳ)之尼山-蒼山弧狀背斜斷凸 (Ⅴ)的東南緣。區內出露地層為古生代寒武紀長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組,九龍群張夏組、崮山組、炒米店組。其中九龍群張夏組為岱崮地貌的主要層位。寒武紀地層為一套濱-淺海相碳酸鹽巖建造,局部夾砂頁巖、砂巖巖石組合,它不整合于新太古代泰山巖群之上。主要發育NW,NWW向及近SN向斷裂,其中NWW向的長龍斷裂從公園北部通過。新太古代黑云母花崗閃長巖、石英閃長巖侵位于泰山巖群地層中,經歷了一系列區域變質變形作用,形成區內結晶基底[2](圖 1)。

抱犢崮地區屬低山區,溝谷發育,地形切割深度大,山體陡峭,裂隙發育,巖石破碎且在巖性組合上具上硬下軟的差異陡崖,是崩塌易發部位。抱犢崮國家地質公園內的“龍抓崖”,就是典型的由崩塌形成的自然地質景觀。由于該區巖石節理裂隙發育,節理、裂隙、風化變松的巖石及山坡、溝谷風化碎屑堆積有利于地下水的賦存與運移。由于地表水的滲入溶蝕、冰劈及風化剝蝕和重力地質作用,上部灰巖巖石節理裂隙發育多形成溶洞,又因下部巖石組合多為頁巖、泥灰巖 (隔水層),即易于在低洼處接觸帶附近裂隙發育處外涌成泉,遂構成洞泉相依的地貌景觀。

2 抱犢崮地貌形態

抱犢崮的地貌形態十分奇特,整個山體地勢陡峭,坡度均勻似日本的富士山,一般在 20°～35°之間,接近崮頂基部可達 45°以上,高近百米的崖壁,仿佛刀削斧砍一般峭立,立峭壁下仰瞻崮頂,猶如一座威武雄壯的萬仞山城[3]。

圖 1 抱犢崮地區地質略圖1—第四系;2—寒武紀九龍群炒米店組;3—寒武紀九龍群崮山組;4—寒武紀九龍群張夏組;5—寒武紀長清群饅頭組;6—寒武紀長清群朱砂洞組;7—寒武紀長清群李官組;8—中太古代花崗閃長巖;9—中太古代石英閃長巖;10—燕山早期石英正長斑巖;11—地質界線;12—角度不整合界線;13—實測及推測斷層;14—地層產狀

崮頂巖石為九龍群張夏組厚層鮞粒灰巖,下部為長清群饅頭組砂巖、泥質灰巖、粉砂質泥灰巖及頁巖。兩組巖石接觸界面明顯,界面以上巨石覆蓋,巖石裸露,垂直節理發育,四周峭壁如削。界面以下的山坡中段,坡度由陡到緩,一般在 20°～35°以上,巖石松軟,為粉砂質泥灰巖、頁巖,易風化剝蝕,水土流失嚴重;山坡下段,坡度顯著減小,一般 8°～10°,巖石為砂質頁巖。

3 岱崮地貌的成因及演化

從地貌學上講,岱崮地貌屬于構造地貌中的桌狀山或方山[4]。放眼遠眺,山頭高高突起,四壁陡峭險峻,有的像一座座城堡,有的像雞冠、像駝峰、像道士帽……形象逼真,素有沂蒙七十二崮之稱。該區的崮多集中分布、規模大、數量多,形態獨特,堪稱山東獨有,為全國罕見的岱崮地貌奇觀,這一奇特的地質地貌景觀,是構造作用、沉積作用、風化剝蝕作用和各種內外營力的相互作用累積疊加的結果。它的形成過程與該區沉積的地層巖性、構造運動及其風化剝蝕作用密切相關。

3.1 地層剖面及其巖石組合

古生代早寒武世開始遭受海侵,接受沉積,形成了淺海陸棚沉積組合。即早寒武世—中寒武世早期,以陸源沉積物為主,為具障壁的混合水體環境,以砂坪相、泥坪相為主,屬具障壁的潮坪-漹湖體系。中寒武世晚期—晚寒武世,沉積物以碳酸鹽巖、鮞粒灰巖相、礁灰巖相及灰巖相為主。為臺地邊緣礁、灘—淺海陸棚沉積環境及開闊臺地沉積環境。其沉積建造為碳酸鹽巖、陸源碎屑巖。地層巖性為朱砂洞組下灰巖段含生物碎屑灰巖及砂屑灰巖,余糧村段含云母粉砂質頁巖,上灰巖段厚層云斑泥晶灰巖、生物碎屑灰巖、鮞粒灰巖、礫屑灰巖等;饅頭組石店段薄層泥紋—泥質條帶泥晶灰巖,下頁巖段含云母粉砂質頁巖夾砂屑灰巖、鮞粒灰巖,洪河段含海綠石粉—細砂巖;張夏組下灰巖段厚層鮞粒灰巖,上灰巖段藻灰巖、生物碎屑灰巖;崮山組疙瘩狀泥質灰巖;炒米店組薄層灰巖等巖石地層剖面組合。其中張夏組厚層鮞粒灰巖,鮞粒以變晶鮞為主,云化鮞次之,具亮晶方解石膠結,鮞粒形成環境與沉積環境一致,生物化石豐富,有大量的無脊椎動物——三葉蟲,厚層鮞粒灰巖是形成岱崮地貌的主要巖石層位。至晚奧陶世中期加里東運動使魯西地區上升為陸,長期遭受風化剝蝕。雖經加里東運動的抬升,但構造活動相對平穩。總之,該區在古生代海侵期形成了巨厚的沉積蓋層:灰巖—砂質頁巖夾灰巖—厚層鮞狀灰巖、生物碎屑灰巖等特征的地層剖面。

3.2 新構造運動

中生代是全球性的造山運動階段。由于受印支、燕山運動的影響,華北板塊與揚子板塊碰撞,形成郯城-廬江左行走滑斷層,魯西地區形成一系列近EW向的隆起和凹陷,魯西地塊發生 NW向張裂作用,形成一系列NNE向斷裂構造。新生代喜馬拉雅期差異性升降活動加強,構造活動主要沿沂沭斷裂帶兩側發生,表現為頻繁的地震運動[5-7]。

3.3 岱崮地貌的演化

新生代由于受喜馬拉雅運動的影響,地殼活動加強,該區沉積的碳酸鹽巖、砂質頁巖、巨厚的張夏組(鮞狀灰巖)地層逐漸被抬升遭受風化剝蝕,以至暴露地表。鮞狀灰巖巖石脆性大、顆粒粗,顆粒之間具方解石膠結,加之獨特的構造位置,多期次疊加的構造應力作用,形成了極其發育的節理裂隙,加速了厚層鮞狀灰巖的破裂,在之后的漫長地質歷史演化過程中,遭受長期的地表水的侵蝕、滲入溶蝕、酸雨、冰劈、河流切割、沖刷及風化剝蝕和重力崩塌等多重地質作用,巖石分裂。厚層鮞狀灰巖主要成分是CaCO3,在一定的環境下 CaCO3將轉化為 Ca (HCO3)2(溶于水)而流失,鮞狀灰巖層理、節理、微裂隙發育,既是含水層又是透水層,其下部砂巖、頁巖為隔水層,形成崮、溶洞、裂谷、泉等地貌景觀。其巖石化學動態過程為:

由于水和二氧化碳的長期作用,留下許多現今的“裂谷”和溶洞。“裂谷”和溶洞是岱崮地貌形成過程的一個階段,加以冰劈、酸雨等自然作用。上部張夏組厚層鮞粒灰巖堅硬,節理裂隙發育,長期的雨水侵蝕及風化剝蝕往往形成陡立狀或刀砍狀特有地貌,下部饅頭組粉砂質泥灰巖及頁巖軟弱,易遭受風化剝蝕,水土流失嚴重,上部灰巖的臨空面逐漸擴大,形成桌狀山或方山,外形似崮。在重力作用下易導致墜落,或經過地殼運動及內外地質營力作用,加速了上部巖石的傾倒、墜落,形成崩塌、滑坡(圖 2)。

圖 2 抱犢崮岱崮地貌成因示意圖

崮頂灰巖越來越少成為必然的趨勢。在該地區可以看到岱崮地貌發展的全過程。崮→裂谷→孤立的石柱(當地人稱天門),最后灰巖全部崩塌、滑坡掉,是研究岱崮地貌及自然地質景觀的最好場所。

4 結語

該文以抱犢崮為例分析了魯中南地區岱崮地貌的區域地質特征、地貌形態、巖石組成,指出崮頂巖石為九龍群張夏組厚層鮞粒灰巖,下部為長清群饅頭組砂巖、泥質灰巖、粉砂質泥灰巖和頁巖,崮頂四周形成峭壁,峭壁下面坡度由陡到緩。其演化過程是喜馬拉雅運動抬升地殼,上部灰巖主要遭受化學風化作用,下部山坡主要由于風化剝蝕,水土大量流失,崮頂灰巖的崩塌、墜落,最后形成現在的岱崮地貌。

5 致謝

該文由山東省魯南地質工程勘察院副院長唐好生研究員、韓廷寶高級工程師審閱并給予悉心指導,謹此致以誠摯的謝意。

[1] 安仰生,張旭,陳希武,等.山東棗莊熊耳山崮形地貌成因及地質景觀保護[J].山東國土資源,2007,23(6-7):61-63.

[2] 宋明春,李洪奎.山東省區域地質構造演化探討[J].山東國土資源(原山東地質),2001,17(6):12-21.

[3] 孫天勝,王恒君,李芳.魯南奇峰抱犢崮[M].濟南:山東省新聞出版社,1991.

[4] 地貌奇觀——岱崮地貌[J].山東國土資源,2008,24(3):60.

[5] 楊輝民,方維宣.大西溝—銀硐子超大型礦床成礦物質來源,成礦堆積環境及成礦作用[J].西北地質科學,2000,21(1): 53-61.

[6] 邱慶倫,燕長海,陳瑞保,等.小秦嶺—熊耳山地區燕山期大規模成礦的地球動力學背景[J].地質找礦論叢,2008,23(4): 281-286.

[7] 霍光輝,王海芹,王仁祥,等.郯廬斷裂帶中南段重磁特征與深部構造[J].山東國土資源,2009,25(8):9-13.

O r igin and Evolution of Fla t Slope Landscape in M idd le and South Par t of Shandong Prov ince——Setting Baodugu asan Exam p le

AN Yangsheng,ZHANG Xu,SUN M ao tian,L IANGDongbin
(Lunan Geo-engineering Exp loration Institute,Shandong Yanzhou 272100,China)

Baodugu area inm idd le and south partof Shandong p rovince has talland straight steepmountain scenery.It is known as sm all Taishanmountain.The upper partof themountain is composed of lim estone.Its peak is flat,and form edm etersof scarp s.In this paper,by setting Baodugu area as an exam p le,o rigin and evo lu tion of flat slope landscape inm idd le and south of Shandong p rovince are exp lained.Ithas importantgeo logical value and academ ic value.

Flat scope landscape;origin and evo lution;Baodugu area;m idd le and south region of Shandong p rovince;Shandong p rovince

book=2,ebook=79

P542

A

2009-04-09;

2009-12-25;編輯:陶衛衛

安仰生(1971—),男,山東金鄉人,工程師,主要從事礦產地質勘查工作;E-m ail:anyangsheng@126.com。