大別山北麓丹霞地貌的地學背景與景觀特征研究

張廣勝，郝李霞，譚綠貴，莫林麗，胡 超，陳文明，李 志，王石磊

（皖西學院資源環境與旅游管理學院，安徽 六安237012）

0 引言

丹霞地貌是一種具有很高美學價值和科學價值的地貌類型，目前已成為地貌學研究的一個重要分支和熱點問題［1-6］。特別是自2010年8月聯合國教科文組織將中國的廣東丹霞山、湖南崀山、福建泰寧、貴州赤水、江西龍虎山、浙江江郎山等6處丹霞地貌景區組成的“中國丹霞”列為世界自然遺產以來，中國丹霞地貌的研究邁向了一個新的高度。

關于丹霞地貌的概念，一直是丹霞地貌研究中最受關注的問題之一。1988年黃進［7］曾將之定義為發育于侏羅紀至第三紀的水平或緩傾斜的厚層紫紅色砂礫巖層之上，沿巖層的垂直節理由水流侵蝕及風化剝落和崩塌后退，形成頂平、身陡、麓緩的方山、石墻、石峰、石柱等奇險的丹崖赤壁地貌稱為丹霞地貌；黃進于1991年綜合各地丹霞地貌的特點，將有陡崖的以砂礫巖為主的紅色碎屑巖地貌稱為丹霞地貌［8］；1994年彭華［9］將丹霞地貌定義為發育在紅色陸相碎屑巖基礎上，以赤壁丹崖為特征的一類地貌稱為丹霞地貌。由此可見，丹霞地貌定義的外延在不斷擴展，一定程度上為丹霞地貌的研究奠定了理論基礎，開拓了更廣闊的視野。

從前期的丹霞地貌研究成果來看，學者們對丹霞地貌的概念、成因機制、年代學、巖石學特征、景觀開發等已進行了大量研究，很多從理論上已經逐步達成共識，這為推動和指導其他地區丹霞地貌的研究提供了思路和方法。本文是在前人研究方法的基礎上，對大別山北麓地區丹霞地貌的地學背景和景觀特征研究的一種嘗試，為今后開展該地區丹霞地貌的深入研究打下基礎。

1 大別山北麓丹霞地貌概況

1．1 研究區地理位置

大別山位于中國安徽省、湖北省、河南省3省交界處，橫跨鄂豫皖3省，呈東南往西北走向，介于北緯30°10′～32°30′，東經112°40′～117°10′，西接桐柏山，東延為霍山（也稱皖山）和張八嶺，東西綿延約380 km，南北寬約175km，是長江、淮河的分水嶺。西段作西北-東南走向，東段作東北-西南走向，平均海拔500～800m，山地主要部分海拔1 500m左右。其中大別山北麓地區主要包括安徽省六安市境內的廣大區域，也是本文的研究區所在地（圖1）。

1．2 丹霞地貌的分布及其特征

本文研究的大別山北麓丹霞典型地貌主要分布在3處，即皖西大裂谷、大別山石窟區、嵩寮巖（圖2）。

圖1 大別山北麓造山帶地質圖

圖2 大別山北麓丹霞地貌分布圖

皖西大裂谷丹霞地貌是一處發育在山前盆地的紅層裂谷，其主要表現為丹霞裂谷、丹霞赤壁、洞穴、象形石等為主要特征的丹霞地貌景觀；大別山石窟區是一處發育在丹霞紅層以洞穴群、丹霞赤壁等為主要特征的丹霞地貌景觀；嵩寮巖是一處發育在紫紅色長石石英砂巖、砂礫巖和礫巖中典型的老年晚期丹霞地貌，以孤峰、單面山、殘丘和洞穴等景觀為主要特色（表1）。

表1 大別山北麓丹霞地貌景觀特征一覽表

該地區3處丹霞地貌景觀分布相對比較集中，根據其形成作用機理，可以劃分為水流沖刷侵蝕型、崩塌殘余型、風化剝蝕型、溶蝕風化型等4種地貌類型，而在每一處丹霞地貌區，這幾種類型都存在。它們具有相同的構造背景和物質基礎，可能局部的微構造導致目前丹霞地貌形態的差異。

2 大別山北麓丹霞地貌地學背景探討

2．1 大別造山帶是丹霞地貌成因的動力基礎

大別山構造帶是北以固始—肥中深斷裂，南以襄樊—廣濟深斷裂為界，東止于郯城—廬江斷裂帶，西與秦嶺褶皺系相連，是由深大斷裂合圍的地質塊體，連接華北與揚子2個板塊，以桐柏—桐城剪切帶為界可進一步劃分為大別隆起構造帶和北淮陽褶皺構造帶2個次一級構造單元［10］。大別山特殊的地質構造，形成了皖西大別山北麓地區的3個構造層：上構造層的磨拉石盆地，中構造層的佛子嶺巖群綠片巖相-角閃巖相變質巖，下構造層的大別雜巖及其高角閃巖相、麻粒巖相變質相。大別山進一步隆升對山前盆地巨厚層堆積物的“拖曳”效應形成的山前盆地——鳳凰臺盆地，而該3處丹霞地貌區就是處在上部構造層的磨拉石盆地—鳳凰臺盆地中，這為丹霞地貌的形成奠定了基底。同時，由于大別造山帶的快速折返上升，巖層的冷卻和卸荷釋重效應，加速了山體剝蝕作用，為丹霞地貌的形成奠定了豐富的物源基礎。上述作用都是與大別造山帶的動力機制緊密聯系的，這也最終促使大別山北麓地區的合肥盆地西南緣，沉積一套中侏羅紀河湖相的紫紅色砂礫巖，成為了丹霞地貌集中分布區。砂礫巖層在后期經過地殼的緩慢抬升和長期的風化剝蝕，發育了目前較為典型的3處丹霞地貌出露區。

2．2 山前盆地構造是丹霞地貌的發育條件

造山帶和盆地是緊密相連的2個大地構造單元，2者具有密切的成因耦合關系。造山帶常常遭受強烈的剝蝕，而盆地接受著相鄰造山帶剝蝕的沉積物，相對完整地記錄了造山帶的早期演化歷史，這為人們研究造山帶的演變提供了一條較好的途徑［10］。大別山在隆升過程中，形成的“盆山組合”是區域重要的地貌特征之一。合肥盆地處于華北板塊南緣，為侏羅紀以來形成的陸相中、新生代坳陷—斷陷盆地，南以金寨—舒城斷裂為界與北淮陽褶皺帶—大別地塊接鄰，東以郯廬斷裂為界與下揚子板塊接鄰，北以壽縣—定遠斷裂為界與蚌埠隆起接鄰，西以吳集斷裂為界與長山隆起接鄰，盆地面積約2×104km2［11］。從區域大的構造格局來看，該區丹霞地貌位于合肥盆地的西南緣，也是山前盆地向山體過渡的邊緣地帶。

從局部地區來看，由于合肥盆地在近造山帶邊緣地區，又被切割為若干小型盆地，其中皖西大裂谷、大別山石窟和嵩嶚巖3處丹霞地貌發育在其中的中侏羅世山前盆地—鳳凰臺盆地沉積的砂礫巖與砂巖中。在1．6億年前，北淮陽構造帶隆起抬升，在一系列斷裂的控制下，發育并形成的鳳凰臺盆地。鳳凰臺盆地是皖西大別山的一個重要山前盆地，其上部沉積的是一套以砂礫巖為主的巨厚巖層。白堊紀早期，盆地在構造抬升中，經歷了節理發育階段，加速了對巖體的切割，以及巖體被切割后的崩塌和侵蝕過程，導致了丹霞地貌的發育。

2．3 鳳凰臺組（J2f）砂礫巖是丹霞地貌形成的物質基礎

皖西大裂谷等3處丹霞地貌發育的地層，是安徽境內大別山北麓發育的一套晚侏羅世厚度近2 000 m的巨厚礫巖層—鳳凰臺組。這是一個具有典型特征結構構造的沖積扇相沉積，沿山麓呈多個扇體相互疊笠狀分布［12］。鳳凰臺組出露在龍河口—響洪甸一線以北，巖性以厚層巨礫巖夾薄層砂礫巖、紫紅色砂巖為主，礫石呈次圓狀—次棱角狀，分選差、接觸式膠結，是典型的磨拉石建造、沉積環境多為山前洪積扇、河口三角洲相及河漫灘相。其成分主要由灰白色到灰紫色塊狀礫巖組成，礫石成分復雜，有榴輝巖、角閃巖、片麻巖、花崗巖等，多為卵石和巨礫，礫徑一般為10～30cm，最大達1m以上，為沖積扇根部相，礫石來源于大別造山帶［13］。鳳凰臺組時代歸屬為早白堊世早期或下延至晚侏羅世［14］。

根據金福全等［11］對落馬嶺—鳳凰臺剖面鳳凰臺組巖層剖面的測量，目前該區域出露的鳳凰臺組巖性是以灰綠色巨厚層礫巖夾紫灰色細礫巖、巖屑砂巖（總厚度200．8m）為主，從野外調查發現，皖西大裂谷、大別山石窟和嵩寮巖丹霞地貌是發育在該區鳳凰臺組（J2f）的巖層中，為一套灰紅、灰黃、紫紅色厚至巨厚層礫巖，鳳凰臺組砂礫巖是大別山北麓丹霞地貌形成發育的重要物質基礎。

3 大別山北麓丹霞地貌景觀特征

前期在對大別山北麓地區丹霞地貌進行實地調研的基礎上，對其沉積環境特征、構造特征以及景觀學特征等進行分析，并通過現場采樣、景觀對比、文獻檢索和圖件分析等，初步確立大別山北麓地區丹霞地貌的發育過程和地貌景觀特征。

3．1 丹霞地貌巖層沉積相變化特征

從野外調查的3個丹霞地貌典型出露區的海拔高度與丹霞地貌特征的關系來看，它們海拔高度分別是皖西大裂谷谷底25m、嵩寮巖山體165m、大別山石窟群山260m，從整個區域來看，丹霞地貌的組成物質由皖西大裂谷底部的砂礫巖（最大粒徑達到60×50cm）夾薄層粗砂巖，到嵩寮巖頂部巖層的粗砂巖和粉砂巖的互層，再到大別山石窟的砂礫巖和砂巖互層，局部還含有泥質膠結的細沙層，巖層中還有波痕存在。這反映了該區丹霞地貌沉積由早期的山前盆地快速湖相沉積向后期的流水搬運的扇緣相沉積過渡特征。

3．2 丹霞地貌發育的不同階段特征

從上述丹霞地貌的發育特征與過程來看，其形態特征表現為溝壑縱橫，流水作用切割較為明顯，重力崩塌和植物風化作用較為突出。這可能與郯廬大斷裂在此擦肩而過以及區域局部小斷裂較為發育有關，地質構造不穩定，地殼抬升促進外力對該地區丹霞地貌的作用，局部地區丹霞地貌已被切割為殘丘狀（嵩寮巖）。而隨著下切侵蝕作用的進一步增加，裂谷開始發育。上述因素造成了大別山北麓丹霞地貌是一處具有幼年期（皖西大裂谷）、中年期（大別山石窟群）和老年期（嵩寮巖）共存的復雜發育階段特征的地貌類型。

3．3 丹霞地貌景觀空間組合特征

從該地區丹霞地貌的形態來看，除了赤壁丹崖的特征以外，以丹霞裂谷、丹霞赤壁、扁平洞穴、順層巖槽等較為典型（圖3）。從規模上來說，尤其以丹霞地貌的裂谷、一線天和扁平洞穴較為發育。這可能與大別山北麓沉積的鳳凰臺組礫巖的垂直節理較為發育和巖層的膠結物特征有關，同時也與皖西大別山區的氣候濕潤和植被覆蓋好，提供較好的水侵蝕動力有關，這也揭示該區丹霞地貌發育的外動力機制主要為水力作用。

3．4 丹霞地貌微觀結構特征

大別山北麓丹霞地貌除了具有一般丹霞地貌的造景地貌特征外［15］，還具有層理、波紋、白斑［16］、蜂窩狀洞穴等微觀特征。但除此之外，隨著海拔高度的增加，該地區的丹霞地貌巖層中的透鏡體較為發育，其成分主要是細砂巖、泥質粉砂巖，在丹霞赤壁中表現尤為突出。部分透鏡體風化剝蝕后地貌景觀上主要表現為“眼球”狀扁平洞穴較為發育，規模大小不一，最大的眼球狀洞穴長度可達上百米（圖3D），這是該區丹霞地貌的一個顯著特征。透鏡體的發育可能指示水動力在近沉積扇端以碎屑流為主，說明該區丹霞地貌在流水搬運沉積過程中水動力與攜帶物質的變化，這為進一步研究該區丹霞地貌發育的時空規律提供了線索。

4 結論與討論

圖3 大別山北麓主要丹霞地貌景觀圖片

大別山北麓丹霞地貌發育較為典型，并與中國丹霞世界自然遺產地的其他丹霞地貌區具有可對比性。作者在對大別山北麓地區丹霞地貌進行實地調查和研究的基礎上，初步揭示了其形成的地學背景，認為大別造山帶的動力機制、山前盆地構造和鳳凰臺組（J2f）紅色砂礫巖物質基礎是該地區丹霞地貌發育的條件。從丹霞地貌的景觀形態及其組合上，闡述了大別山北麓地區丹霞地貌的宏觀發育規律與景觀特征。在此基礎上，通過對該地區丹霞地貌的形成機理和景觀分類，認為該區丹霞地貌具有沉積環境的變化、發育階段的多樣化、地貌景觀獨特組合典型以及獨特的透鏡體發育等特征，揭示了大別山北麓地區丹霞地貌特征的典型性。但由于要深入研究大別山丹霞地貌的成因機理，需要年代學、巖石學和沉積環境學等大量的實驗數據支撐，目前本文的研究主要停留在丹霞地貌成因的宏觀地質構造背景分析和丹霞地貌景觀的統計分析上。另一方面，丹霞地貌作為旅游資源開發，目前也是旅游學關注的重要內容之一，比較典型的有廣東丹霞山、浙江江郎山、江西龍虎山、貴州的赤水、安徽的齊云山等。大別山北麓地區丹霞地貌雖然在地貌景觀特征方面有其獨特性，但由于開發時間晚，存在丹霞地貌成因機理研究不夠深入以及丹霞景觀資源開發不足等現狀，尚有很多基礎工作需要去做。因此，今后需要從大別山北麓丹霞地貌的構造學、巖石學、沉積環境學特征和丹霞旅游開發等方面進行深入探討。

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