關于福建主要巖石地貌特征的分析及對比

胡 杰

(福建師范大學 地理科學學院，福建 福州 350007)

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關于福建主要巖石地貌特征的分析及對比

胡 杰

(福建師范大學 地理科學學院，福建 福州 350007)

為了更加深入了解福建主要巖石地貌特征，通過實習機會到永安桃源洞，永安鱗隱石林，平潭將軍山進行了實地考察，在實習前預先掌握巖石地貌特征的基礎上，對考察點地貌進行了特征分析，并采集巖石標本，通過第一手資料對這三種巖石地貌進行了對比。

福建；丹霞地貌；喀斯特地貌；花崗巖地貌；對比

1 引言

近年來，眾多學者對中國各地的巖石地貌進行了很深入的研究探討。發表的論文主要是兩個方向，其一是對某一研究區的某一種巖石地貌進行微觀分析研究；其二是對中國的巖石地貌進行宏觀上的特征分析及對比。但值得注意的是，國內目前對于某一區域多種巖石地貌類型的對比分析還很欠缺。這項研究的開展具有三大貢獻，一是對巖石地貌特征更加全面細致地分析對比，有助于更好地了解各種巖石地貌之間的聯系與差異；二是對特定區域的古地理環境有了更全面的認識；其三是對研究區巖石地貌發育過程深入分析，以便更準確地推斷該區域巖石地貌的未來發育趨勢，為人類的生產生活提供有用的參考資料。本次實習地點的地貌類型涵蓋了福建主要的3種巖石地貌，且地貌特征極具代表性。通過實習期間走訪研究區，觀察各種地貌景觀，采集典型巖石標本，獲得的第一手資料對這3種巖石地貌特征進行全面的分析對比。

2 地貌概況

2.1 丹霞地貌概況

丹霞地貌是由紅色砂礫巖在流水作用、風化作用、重力作用以及其他外動力作用下形成的一種巖石地貌類型。在我國，典型丹霞地貌景觀發育的砂礫巖層形成年代一般不早于中生代，其中又以白堊紀紅層最多。巖層產狀一般較平緩，遭受侵蝕后多呈頂平、坡陡、麓緩等形狀奇特而多樣化的地貌景觀。不同地區因巖性差異風化作用而形成眾多不同丹霞地貌[1]。丹霞地貌在中國的分布最廣泛，熱帶、亞熱帶濕潤區，溫帶濕潤-半濕潤區、半干旱-干旱區和青藏高原高寒區均有該地貌類型。

2.2 喀斯特地貌概況

喀斯特地貌是可溶性巖石在水的溶蝕與沉淀、侵蝕與沉積以及重力崩塌、坍陷、堆積等多重作用下形成的一種巖石地貌類型[1]。喀斯特地貌的發育年代在25萬年以上，形成時間在中更新世以來。喀斯特地貌形成的巖石基礎是石灰巖，而石灰巖形成環境是淺海環境。中國的喀斯特地貌主要分布在亞熱帶季風氣候區，

2.3 花崗巖地貌概況

花崗巖地貌是在花崗巖石體基礎上，各種外動力形成的形態特殊的的一種巖石地貌類型。由于花崗巖屬于深成侵入巖，并沒有巖層產狀之說。花崗巖形成位置位于地表一下3～5 km，向下延伸厚度至30 km，而花崗巖地貌形成于地表以上。中國是世界上花崗巖分布最廣的國家之一, 花崗巖面積90.9萬km2, 約占全國面積的10%左右[2]。不同于丹霞地貌和喀斯特地貌，花崗巖的暴露時間不一樣，它受的構造營力和外營力的性質不一樣，后期受自然風化和人為破壞的情況不一樣，這就導致了它的差異性和復雜性。

3 結果與分析

3.1 野外觀察結果

為了更好地分析福建主要巖石地貌的特征，本次野外實習觀察選取了研究福建巖石地貌最典型的3個考察點。選定以永安桃源洞作為福建丹霞地貌的研究對象，以永安鱗隱石林作為福建喀斯特地貌的研究對象，以平潭將軍山作為福建花崗巖地貌的研究對象。在每個觀察點都拍攝了大量樣張，從中精選了若干張具有代表性的照片進行展示與分析，宏觀與微觀樣張對比分析。

3.1.1 永安桃源洞丹霞地貌

永安桃源洞面積37 km2，因景區內有桃花澗而得名，又有“小武夷”之稱。桃源洞典型的景觀特征是“赤壁丹崖”廣泛發育，崖廊洞穴、桌狀“方山”、一線天、臺柱、石峰、石堡等是桃源洞典型的造型地貌。桃源洞的景點眾多，有象鼻巖、桃花澗波狀崖壁、隱象崖、梟眼洞、百丈崖、斜線天、翡翠谷、望象臺、一線天等18景。最著名的是一線天，如圖1所示，懸巖斷壁上一隙通明，全長120 m，高40 m，寬僅盈尺，最窄處只可側身而過。

永安桃源洞巖層屬于白堊紀紅層盆地崇安組，發育基礎以紫紅色厚層礫巖、砂礫巖為主，夾有泥巖，粉砂質泥巖[3]。圖2一組樣張展示了丹霞地貌的主要巖石特征，并以此推斷其形成時的古環境。

圖1 桃源洞“一線天”

如圖2(a)所示，該樣張表現了清晰的巖層成層現象，層理分明，粗礫巖和砂礫巖交替堆積，很好地反映了巖層發育的過程。巖層顏色以赤紅色、紫紅色為主，外表面由于長期風化和苔蘚、地衣和菌類的生長變成了灰綠色。根據樣張可以推斷出，桃源洞形成于干旱炎熱的古環境中。巖層厚薄變化的表現反映了干濕季交替的氣候古環境，巖層厚的地方是由于濕季流水搬運堆積時水量大，泥沙從物源區通過短距離搬運到此地，巖石粒度大，棱角狀居多，堆積時間較短；而巖層薄的地方是由于干季水量較小，流水搬運堆積的巖石粒度小，體現了沉積旋回的搬運堆積過程。

如圖2(b)所示，該樣張反映了地層中粉紅色粉砂巖出現了尖滅現象，尖滅是巖層的厚度在沉積盆地邊緣變薄以至消失的現象。沉積層向著沉積盆地邊緣，其厚度逐漸變薄直至沒有沉積。尖滅一端處于河口位置。

圖2(c)展現的是地層中石灰石的白色尾跡。河流在搬運堆積時夾有白色的石灰石，這些石灰石隨著固結成巖過程之后鑲嵌在地層中，有些暴露在巖層表面，由于長期的雨水沖刷，導致石灰石發生溶解作用，鈣質流失，部分鈣質滲入巖層中，形成了石灰巖的白色尾跡。

圖2(d)表示的是含礫砂巖，中間粉紅色粗礫是正長石，含礫砂巖在桃源洞丹霞地貌中非常常見，需要注意的是，同一片巖層的命名可以因劃定區域的不同而不同，若該樣張劃定的區域不包含這塊正長石，該巖石則命名為砂巖。

圖2(e)是已風化的外表層剝落而露出的粉色泥質粉砂巖，該巖層的質地軟，顆粒細，很容易被沖刷掏蝕形成大大小小的洞穴，而粗顆粒部分相對不易沖刷走，因而形成凸起部分。

圖2 桃源洞丹霞地貌細節

白堊紀以來，桃源洞巖層發育成丹霞峰叢、石堡、石墻、石柱、殘峰、低丘等正地貌和線谷、巷谷、峽谷、峽谷曲流等負地貌以及丹霞洞穴，目前丹霞地貌發展已處于中年期階段，丹霞地貌各種基本類型發育良好，是中年期丹霞地貌的典型代表和寶貴的地質遺跡。風光旖旎的桃源洞丹霞地貌是開展中年期丹霞地貌科考和旅游的良好場所[3]。地殼每次抬升，流水侵蝕、風化剝蝕、重力崩塌等作用逐漸改造前期形成的地貌，重塑成適應各種外營力作用的新地貌。最有特色、最能反映該地貌發育過程的景點有兩處，其一是桃花澗波狀崖壁。如圖3(a)所示，此處的崖壁呈波狀起伏，這是水流對崖壁側蝕形成的波狀崖壁。水流側蝕可以改造溪流兩側崖壁的形態，在不同的河段，流水的側蝕作用不相同，不同階段的水流側蝕使崖壁在縱向上也形成“S”形，于是整個崖壁就被雕塑成波狀起伏的形態。其二是圖3(b)的象鼻巖，巖石巨大的象鼻狀是因為紫紅色砂礫巖層發育近平行排列的裂隙，經風化剝蝕，流水侵蝕和重力崩塌，逐漸形成長條形的石墻。石墻頂部被球狀風化剝蝕成渾圓狀，神似大象的象鼻，故稱“象鼻巖”。

圖3 桃花澗波狀崖壁與“象鼻巖”

3.1.2 永安鱗隱石林喀斯特地貌

永安鱗隱石林座落在福建省永安市大湖鎮西北角一座相對高度不足50 m的石灰巖小丘上，出集鎮北界向西北行數分鐘就可到達山麓。鱗隱石林有火焰狀石芽、石洞寒門、通天槽、石破人不驚、刺破青天、霸王別姬、石猴抱桃等景點。石林景觀特征復雜眾多，主要歸類于地表喀斯特地貌和地下喀斯特地貌中。在地表喀斯特地貌中，有典型的峰叢、峰林、孤峰、石林。典型地下喀斯特地貌當數溶洞及溶洞內的次生化學沉積物，溶洞分為洞穴系統，地下河系統以及干溶洞。洞頂滴水中的CaCO3因環境條件改變發生次生化學沉積，在洞頂形成向下增長的石鐘乳，洞底則形成自下而上增長的石筍，石鐘乳與石筍相接則形成石柱，還有石簾、石幔、石瀑布、石葡萄、石花等景觀也堪稱鬼斧神工[1]。

鱗隱石林所在的丘陵整體屬于石炭系船山組灰巖[4]，圖4的一組樣張展示的是喀斯特地貌主要巖石特征，并以此推斷鱗隱石林形成時的古環境。

圖4 鱗隱石林喀斯特地貌細節

圖4(a)是地表喀斯特地貌的石芽，因造型像燃燒的火焰，故命名為“火焰狀石芽”。火焰狀石芽是由灰巖發育而成的。2.3億年以前，鱗隱石林這一帶處于長期濕熱環境，石灰巖層經構造抬升，暴露在地表風化、淋溶，地表水沿石灰巖縱橫交錯的節理、裂隙溶蝕、下切，形成放射狀V形溶溝和火焰狀石芽。

圖4(b)中可以看到石灰巖層中夾有黃色，紅色物質，這是由于河流泥沙沖到喀斯特地貌中，河流快速干涸，泥沙固結成巖，形成樣張中的特殊形態。

圖4(c)是鱗隱石林的十八洞里拍攝的，圖中可以看到兩個明顯的同心圓，石鐘乳和石筍的橫剖面都具有同心圓結構，這兩個同心圓可能是石鐘乳或石筍斷裂后的遺跡。

圖4(d)展現的是灰巖地層中石灰石的白色尾跡。與丹霞地貌中的石灰石白色尾跡相比，從外觀上相差無幾，但仍有一些明顯的區別。從規模上，喀斯特地貌的石灰石白色尾跡數量更多，尾跡更長更寬，這是由于喀斯特地貌以灰巖為主，整體受到雨水沖刷形成，而丹霞地貌是部分地層嵌有石灰石，經雨水沖刷形成。值得注意的是，部分偏黃的尾跡可能是因為風化而發生顏色改變。

根據前人通過實驗數據及區域地質、水文地質條件分析得到的結果來看，鱗隱石林的發育過程如下：從石炭紀晚期到古近紀，永安地區遭受海侵、海退、巖漿侵入和構造隆起，永安盆地成為封閉的內陸盆地，在盆地內堆積了數百至千余米的內陸河湖相紅色地層。這個時期，碳酸鹽巖遭到埋藏，無法發育成石林。進入更新世后，永安盆地轉變為開放的外泄盆地。中更新世以來，永安盆地繼續間歇性抬升運動，侵蝕強度不斷增大，地表水的侵蝕搬運能力也在不斷增強。受強烈剝蝕作用，地表水、地下水的垂向侵蝕作用不斷增強，地下水沿石灰巖的裂隙、節理進行溶蝕，不斷形成深切的溶溝、石芽地形，并將風化和溶蝕的殘余物質堆積于溶溝中，這樣就形成了埋藏石芽。伴隨著地下水垂直下滲和地下生物作用，垂向溶蝕作用不斷加強，石芽逐漸形成石柱，進而形成了石林地貌。因永安地區地殼仍在繼續緩慢抬升，目前石林仍在不停地拔高發育[7]。能反映石林仍在拔高的典型景點是刺破青天，如圖5所示，這把“利劍”是流水作用沿石灰巖垂直裂隙溶蝕、侵蝕，形成了高36 m的溶柱，溶柱上清晰可見近水平狀的節理。溶柱的高度仍在上升，但拔高作用十分緩慢[5]。

圖5 刺破青天

3.1.3 平潭將軍山花崗巖地貌

將軍山坐落于平潭海壇島，以山險、石奇、洞幽、林茂著名。將軍山有磊石洞、一線天、南風窗、望歸巖、摩崖石刻等景點。將軍山花崗巖地貌屬于海蝕崖、柱、穴花崗巖地貌。靠近海岸或海島地區的花崗巖體, 因海蝕作用形成海蝕柱、海蝕崖、海蝕洞等造型地貌，另外還有一線天、石嶺、石梁、石柱、懸壁、深谷、石蛋、崩塌疊石以及小型的造型山石，聳立在山頂的有棱有角的尖峰是最具特色的景觀。

將軍山花崗巖原本來自于地表以下3～5 km的位置，向下厚度可到約30 km。這些距今1.4～1億年的花崗巖是在距今約1.3億年的燕山晚期形成的。花崗巖是火成巖中的酸性深成侵入巖，造巖礦物主要是石英、長石、黑云母，石英含量一般在20%以上。圖6樣張作為巖石特征的分析依據，并推斷其形成時的古環境。

圖6 平潭將軍山花崗巖地貌細節

圖6(a)是典型的花崗巖石蛋卸荷風化作用，在白堊紀早期，即燕山運動晚期，花崗巖在地表以下3～5 km的位置冷凝成巖，上層巖石經過長期風化剝蝕，花崗巖最終出露地表，受到的壓力大大降低，由于石英、長石的膨脹系數不同，相差接近一倍，在熱脹冷縮過程中不斷破碎，花崗巖被一層層剝離形成石蛋，從圖中可以清楚看到花崗巖被層層剝離后留下的遺跡，如此堅硬的花崗巖最終都將被剝離成顆粒。花崗巖是火成巖，不能反映古環境。如今將軍山處于亞熱帶高溫氣候，巖層變紅現象將持續進行。

從圖6(b)可以看出，花崗巖在長期風化過程中，在棱和角的地方，由于巖石的自由表面積最大，首先遭受風化，棱角逐漸消失變成球形，從棱角狀變成圓狀或次圓狀，即球狀風化。因此，在將軍山上形成了大量的石蛋地貌，基本上沒有棱角狀巖石。

燕山運動時期以來的多次地殼構造運動決定了島礁的輪廓和島上地貌單元的基本骨架。由于受到世界洋面起伏和新構造運動的影響，曾一度沉淪海中的平潭島嶼直到第四紀中更新以后才又隆升出海面。不同于喀斯特地貌與丹霞地貌，花崗巖地貌沒有堆積成層現象。花崗巖巖漿冷凝成巖并隆起成山, 大致可分為冷凝成巖和深成階段，上升接近地表風化階段，出露地表剝蝕階段。其中，出露地表之后的剝蝕階段可分為三種情況：①慢速上升緩慢剝蝕情況，花崗巖體出露地表后上升速度較慢時，在很厚的風化殼中石蛋會相互壘砌起來，并形成石蛋壘砌而成的山丘 , 稱之為“花崗巖石蛋地貌”。②快速上升強烈剝蝕情況，出露地表的花崗巖快速上升形成高峻的山峰，流水的侵蝕沖刷掉了幾乎所有花崗巖基巖上的風化殼與石蛋, 流水繼續沿近于直立的節理、斷裂沖刷下切，將花崗巖體切割成一個個陡峻的山峰，稱之為 “花崗巖峰林地貌”。③快速度上升較強烈剝蝕情況，花崗巖體形成較高的山丘，較強的流水侵蝕作用將大量的石蛋沖刷到山澗溝溪之中，仍有較多的石蛋出露在山丘、山峰的頂部，一部分地段花崗巖基巖上的石蛋全部被沖刷走，流水繼續沿直立的節理裂隙沖刷，形成陡峻的山峰。該地貌是花崗巖峰林地貌與花崗巖石蛋地貌之間的中間過渡類型[1]。將軍山上的“海枯石爛”就是屬于這種類型的地貌，如圖7所示。堅硬巨大的花崗巖由于原先存在一條直立的節理，隨著巖石反復的熱脹冷縮，雨水的不斷沖刷，以及強烈的風蝕作用使得節理裂隙越來越大，最終順著節理崩裂成兩塊巖石。

圖7 海枯石爛

表1 福建主要巖石地貌特征對比

3.2 研究區地貌對比分析

在逐個分析完三個研究區地貌概況之后，借助采集的巖石標本，以研究區地貌為主要研究對象，選取14個主要的、可比較的特征進行列表分析對比。從表1上可以看出，三種巖石地貌在礦物、膠結物、顏色、粒度、圓度、結構、構造、古環境、最初巖石發育位置、構造運動、發育受控因素、景觀類型以及發育趨勢都有十分顯著的差異。

為了更好地認識三種地貌類型的特征，根據以下對比結果，總結出了一套對于三種巖石地貌類型的辨別方法。

從宏觀尺度上看，花崗巖地貌的所屬巖類為火成巖，不同于其他兩種地貌的沉積巖，火成巖呈塊狀構造，而沉積巖的層理構造顯著，因此通過結構構造的判斷可以區分出花崗巖地貌。

從微觀尺度上看，喀斯特地貌的主要礦物是方解石，不同于其他兩種地貌的石英、長石，方解石呈青灰色，石英、長石呈灰白，肉紅色，從顏色上就有鮮明的對比，不同的礦物成分使得不同地貌發育受到的驅動力效果與侵蝕程度不同。三種地貌類型中只有含有可溶性石灰巖的喀斯特地貌能形成石芽、石林等特殊景觀，因而所表現出的景觀類型具有突出的特色。

4 結語

通過查閱前人對巖石地貌的研究成果與永安桃源洞、永安鱗隱石林和平潭將軍山的實地考察相結合的方法，使得福建主要巖石地貌特征之間的聯系與差異變得更加清楚了，也一定程度上彌補了這一巖石地貌研究的空缺。本次研究思路可為其他學者提供借鑒參考。

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Analysis and Contrast on Characteristics of the Main Rock Landforms in Fujian

Hu Jie

(CollegeofGeographicalSciences,FujianNormalUniversity,Fuzhou，Fujian350117,China)

To learn more about the landforms’ characteristics, a field survey to Yongan Taoyuan Cavern, Yongan Linyin Stone Forest and Pingtan General Hill was paid. Based on the previewedknowledge of the characteristics of rock landforms, the characteristics of three landforms was analyzed and the rock specimens were collected.The study contrasted the three landforms by using first-hand information.

Fujian; Danxia landform; karst landform; granite landform; contrast

2016-07-22

胡 杰(1994—)，男，福建師范大學地理科學學院學生。

P931

A

1674-9944(2016)18-0155-05