第十二章碎屑巖貌課件

第十二章碎屑巖地貌主要內(nèi)容：第一節(jié)丹霞地貌第二節(jié)砂巖峰林第三節(jié)嶂石巖地貌

碎屑巖是由于機(jī)械破碎的巖石殘余物，經(jīng)過搬運、沉積、壓實、膠結(jié)，最后形成的巖石。碎屑巖中碎屑含量達(dá)50%以上，除此之外，還含有基質(zhì)與膠結(jié)物。

按碎屑顆粒大小可分為礫巖、砂巖、粉砂巖等。第十二章碎屑巖地貌主要內(nèi)容：碎屑巖是由1第一節(jié)丹霞地貌

丹霞地貌是以廣東仁化丹霞山命名的地貌，有“色如渥丹，燦若明霞”之意。廣義的丹霞地貌概念指：由紅色砂礫巖構(gòu)成的，以丹崖赤壁為主要特色的一類地貌，總稱為丹霞地貌。丹霞地貌最基本的特征可以概括為“頂平、身陡、麓緩”。廣東丹霞山地貌景觀典型的丹霞地貌特征第一節(jié)丹霞地貌丹霞地貌是以廣東仁2二、丹霞地貌的分類劃分依據(jù)指標(biāo)特征類型典型地貌地層傾角巖層傾角>10°近水平丹霞地貌坪石金雞嶺巖層傾角10°~30°緩傾斜丹霞地貌武夷山鷹嘴崖巖層傾角30°~70°陡傾斜丹霞地貌康樂王家溝門巖層傾角>70°近垂直丹霞地貌四川蘆山有無蓋層裸露的紅色碎屑巖典型丹霞地貌金雞嶺紅色碎屑巖上覆其他蓋層類丹霞地貌大沙溝氣候因素濕潤區(qū)丹霞地貌武夷山半濕潤區(qū)丹霞地貌炳靈寺半干旱區(qū)丹霞地貌坎布拉干旱區(qū)丹霞地貌梨園河谷地貌發(fā)育階段幼年期丹霞地貌貴州赤水壯年期丹霞地貌丹霞山老年期丹霞地貌江西龍虎山是否喀斯特化沒有喀斯特地貌現(xiàn)象非丹霞喀斯特地貌資源八角寨有丹霞熔巖等現(xiàn)象丹霞喀斯特地貌北流銅石嶺形態(tài)分類宮殿式（柱廊狀、窗欞狀）、方山狀、峰叢狀、峰林狀、巖墻狀、巖堡狀、殘峰孤峰獨石狀丹霞地貌組合結(jié)構(gòu)高原峽谷狀、山嶺狀、峰叢狀、孤峰狀、丘陵狀丹霞地貌受人工改造明顯人工丹霞地貌番禹采石場

由于丹霞地貌發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)、構(gòu)造條件、外動力因素等差異，形成了豐富多彩的丹霞地貌類型。二、丹霞地貌的分類劃分依據(jù)指標(biāo)特征類型典型地貌地層傾角巖層傾3三、丹霞地貌的形成條件與影響因素（1）物質(zhì)基礎(chǔ)：丹霞紅層

形成丹霞地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)是紅色的碎屑巖，包括角礫巖、礫巖、砂礫巖和細(xì)粒碎屑巖等。

由于沉積環(huán)境的差異和后期地質(zhì)作用的改造，紅層的顏色還有棕黃、褐黃、紫紅、褐紅、灰紫等偏紅色調(diào)。

紅層一般沉積在古熱帶和亞熱帶盆地中，紅層的紅色主要是高價鐵（Fe3+）相對富集而成，這個富集的過程需要有足夠的淋溶作用并保持長時期的氧化環(huán)境。

影響丹霞地貌形成發(fā)育的主要條件包括：巖石（物質(zhì)基礎(chǔ)）、內(nèi)外營力等。三、丹霞地貌的形成條件與影響因素（1）物質(zhì)基礎(chǔ)：丹霞紅層4（2）構(gòu)造影響：地質(zhì)構(gòu)造的控制①區(qū)域構(gòu)造控制了紅層盆地的分布中生代以來，我國許多在海西運動后穩(wěn)定的陸臺發(fā)生活化，東部地區(qū)受太平洋板塊影響，形成一系列北東-北北東向的隆起帶與拗陷帶西部地區(qū)受印度板塊擠壓，從北向南漸次成陸并形成若干盆地；中部則形成一個北東向的壓扭性地帶。②斷層節(jié)理控制了山塊的格局

盆地內(nèi)部的構(gòu)造線格局是控制丹霞地貌山塊格局乃至山塊形態(tài)的基本因素。

大的構(gòu)造線控制山塊總體排列方向，小的構(gòu)造則控制山塊走向、密度和平面形態(tài)。（2）構(gòu)造影響：地質(zhì)構(gòu)造的控制①區(qū)域構(gòu)造控制了紅層盆地的分布5

圖12-4龍虎山局部構(gòu)造線和山塊分布

圖12-5網(wǎng)格狀斷裂構(gòu)造切割控制丹霞地貌景觀圖12-4龍虎山局部構(gòu)造線和山塊分布圖16（3）外力條件：流水、風(fēng)化、重力等作用

直接影響丹霞地貌發(fā)育的外動力主要有流水、風(fēng)化和重力等作用，其中流水是塑造地貌的主動力。在干旱區(qū)，風(fēng)力對于外表形態(tài)的塑造具有不可忽視的作用；在濕潤區(qū)，生物對于風(fēng)化作用具有一定的影響。

③巖層產(chǎn)狀控制了坡面的形態(tài)

一般而言，近水平巖層上發(fā)育的丹霞地貌具有“頂平、身陡、麓緩”的坡面特征；緩傾斜巖層上發(fā)育的丹霞地貌則“頂斜”，具有單面山的特點；

④地殼升降控制了地貌發(fā)育進(jìn)程

地殼升降的影響體現(xiàn)在紅層盆地必須是后期上升區(qū)，以便為侵蝕提供條件。（3）外力條件：流水、風(fēng)化、重力等作用③巖層產(chǎn)狀控制了坡7四、丹霞地貌的演化階段圖12-6丹霞地貌發(fā)育演化基本過程四、丹霞地貌的演化階段圖12-6丹霞地貌發(fā)育演化基本過程8流水侵蝕和風(fēng)化作用引起的坡面不穩(wěn)定現(xiàn)象流水侵蝕和風(fēng)化作用引起的坡面不穩(wěn)定現(xiàn)象9中國各省、市、自治區(qū)丹霞地貌一覽表世界上丹霞地貌主要分布在中國、美國西部、中歐和澳大利亞等地，而以我國分布最廣，類型最齊全。

我國丹霞地貌分布廣泛，在亞熱帶濕潤區(qū)，溫帶濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)、半干旱和干旱區(qū)，青藏高原高寒區(qū)都有分布，除個別省市以外幾乎全國所有省份都有分布。省區(qū)處數(shù)省區(qū)處數(shù)省區(qū)處數(shù)省區(qū)處數(shù)省區(qū)處數(shù)四川117青海34云南11山西3黑龍江1江西96貴州32新疆10河北3海南1甘肅85福建30湖北8安徽2西藏1廣東64重慶26內(nèi)蒙4河南2浙江59廣西14寧夏3遼寧1湖南44陜西13江蘇3吉林1合計668處，分布在全國27個省市自治區(qū)直轄市的多個不同氣候區(qū)五、丹霞地貌的全國分布與南北比較中國各省、市、自治區(qū)丹霞地貌一覽表世界上丹霞地10我國丹霞地貌發(fā)布圖據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的丹霞地貌有668處，從區(qū)域空間分布來看，主要集中在廣東、江西、浙江、福建、安徽、湖南等東南地區(qū)、四川、重慶、貴州等西南地區(qū)，以及甘肅、寧夏、青海等西北地區(qū)。我國丹霞地貌發(fā)布圖據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的丹霞11

丹霞地貌南北差異比較分區(qū)地貌類型所屬地貌單元地殼抬升外力條件主要特征人文景觀東南區(qū)低海拔臨水型江南丘陵區(qū)速度較慢流水作用臨溪峰一線天天生橋寺觀、石窟、書院、棧道、懸棺、古寨西南區(qū)高原山地峽谷型黔北與四川盆地交接處最為強(qiáng)烈流水侵蝕重力崩塌丹崖陡壁、急流瀑布西北區(qū)高寒干旱山地型青藏高原東北黃土高原西部差異升降幅度較大崩塌風(fēng)化作用黃土蓋窗欞狀、迭板狀寺觀、石窟、雕像從形態(tài)特征來看：

南方（東南、西南）地處濕潤、半濕潤區(qū)，流水作用在丹霞地貌塑造中起著主導(dǎo)作用，往往形成典型的“頂平、身陡、麓緩”的丹霞地貌，且呈帶狀分布、個體規(guī)模較大；

北方干旱、半干旱區(qū)，溫差風(fēng)化與鹽風(fēng)化比較強(qiáng)，層狀或片狀剝落明顯，表面粗糙，往往形成泥乳狀、窗欞狀、迭板狀、波浪狀及陡斜狀等特殊類型，并且色調(diào)會呈現(xiàn)灰黃色。丹霞地貌南北差異比較分區(qū)地貌類型所屬地貌單元地殼抬升外力條12

第二節(jié)砂巖峰林地貌一、峰林地貌的定義與形態(tài)特征

張家界地貌是砂巖地貌的一種獨特類型，它是以侵蝕構(gòu)造為主導(dǎo)作用，由石英砂巖形成的砂巖峰林地貌。

具體是指“在中國華南板塊大地構(gòu)造背景和亞熱帶濕潤區(qū)內(nèi)，由產(chǎn)狀近水平的中、上泥盆統(tǒng)石英砂巖為成景母巖，以流水侵蝕、重力崩塌、風(fēng)化等營力形成的，以棱角平直的高大石柱林為主，以及深切嶂谷、石墻、天生橋、方山、平臺等造型地貌為代表的地貌景觀”。第二節(jié)砂巖峰林地貌一、峰林13圖

張家界峰林與石柱景觀圖張家界峰林與石柱景觀14二、峰林地貌的形成條件

張家界石英砂巖峰林的形成與特定的巖性產(chǎn)狀、節(jié)理發(fā)育、構(gòu)造運動、流水侵蝕、風(fēng)化作用等條件有關(guān)。（1）物質(zhì)基礎(chǔ)：中上泥盆統(tǒng)巨厚海相石英砂巖（2）構(gòu)造條件：近于直立的節(jié)理裂隙區(qū)域發(fā)育了四組X型交叉而近于直立的節(jié)理裂隙（見下表），它將巖層切割成方形、菱形，構(gòu)成“棋盤式”構(gòu)造，造就以柱狀為主的峰林景觀。（3）氣候因素：亞熱帶溫暖濕潤多雨裂隙走向NW330°SW255°NE50°SE20°裂隙面傾角85°87°88°85°裂隙密度（條/km2）

1100510800600二、峰林地貌的形成條件張家界石英砂巖峰林的形成15三、峰林地貌形成時代與演化階段張家界砂巖峰林是以3億多年前形成的泥盆紀(jì)砂巖為物質(zhì)基礎(chǔ)，進(jìn)行“雕刻”的。據(jù)平亞敏等（2011）最新的研究，張家界峰林最早形成于中更新世（約50~70萬年），即在索溪河流的下切期，中更新世以來氣候的冷暖交替導(dǎo)致多次的河流下切遺跡以及伴隨而來的重力崩塌作用，塑造了世界罕見的獨特砂巖地貌形態(tài)。其形成演化大體經(jīng)歷了：原始構(gòu)造面→臺地、方山嶂谷地貌→峰叢、峰林嶂谷地貌→斜坡殘余峰林→新剝蝕地貌的發(fā)展過程，主要可以分為以下幾個階段。三、峰林地貌形成時代與演化階段張家界砂巖峰林是以316圖12-10張家界地貌結(jié)構(gòu)剖面圖圖12-9張家界峰林地貌形成演化圖圖12-10張家界地貌結(jié)構(gòu)剖面圖圖12-9張家界峰林地貌形17第三節(jié)嶂石巖地貌嶂石巖地貌（ZhangshiyanLandforms）是上世紀(jì)八九十年代郭康等首先在河北贊皇縣內(nèi)嶂石巖地區(qū)發(fā)現(xiàn)的，并受到極大關(guān)注的一種新型、獨特的石英砂巖地貌。其無論在形態(tài)、物質(zhì)組成方面，還是成因、演化階段方面，都不同于與其相近的其他砂巖地貌。作為一種壯觀、獨特的景觀地貌資源，嶂石巖地貌具有極大的旅游開發(fā)價值和學(xué)術(shù)研究價值，它既豐富了地貌學(xué)的研究內(nèi)容，也開拓了應(yīng)用地貌學(xué)的實踐步伐，更是增添了地質(zhì)公園遺跡類型、科學(xué)內(nèi)涵。第三節(jié)嶂石巖地貌嶂石巖18一、嶂石巖地貌的形態(tài)特征及分類

嶂石巖地貌是以階梯狀長崖（見下圖）和半圓形圍谷或深切嶂谷為主要形態(tài)，具有頂平、身陡、麓陡等基本特征的濱海-淺海相石英砂巖地貌，主要發(fā)育地層為中元古界。圖12-11丹崖長壁

圖12-12階梯狀陡崖

一、嶂石巖地貌的形態(tài)特征及分類嶂石巖地貌是以階梯狀長19嶂石巖地貌在形態(tài)上的五大基本特征：（1）丹崖長壁延續(xù)不斷，如一幅幅張開很長的壯美畫卷；（2）階梯狀陡崖貫穿全境，嶂石巖地貌在垂直橫剖面上呈現(xiàn)明顯的二棧、三棧等階梯狀；（3）“Ω”形嶂谷相連成套，成群出現(xiàn)，構(gòu)成了三棧牽九套的景觀地貌大框架；（4）棱角鮮明的塊狀結(jié)構(gòu)，是因其堅硬的巖性和十分發(fā)育的節(jié)理所致；（5）溝谷垂直自始至終，嶂石巖地貌的坡面發(fā)育從垂直的溝縫開始，到垂直的溝谷終止。嶂石巖是一種典型的旅游景觀地貌，以其獨特的造型景觀吸引游客到來。不同的學(xué)者，從不同的角度出發(fā)，產(chǎn)生了不同的嶂石巖地貌分類體系和分類結(jié)果，并且隨著嶂石巖地貌分布地域的不斷發(fā)現(xiàn)和研究的深入，其地貌類型也將不斷豐富。嶂石巖地貌在形態(tài)上的五大基本特征：嶂石巖是一種典型的旅游景觀20巖性成因形態(tài)演化階段類型石英砂巖侵蝕地貌正地貌幼年期陡壁類大墻型棧垴類長垴、長棧、平垴、宮堡型臺柱類石坑型、看臺型青年期方山型壯年期塔柱型、斷墻型老年期殘柱型負(fù)地貌幼年期溝谷類裂隙谷型、隘谷型洞穴類巖洞型、巖龕型、巖廊型水景類裂隙泉型青年期溝谷類嶂谷、蛇谷、甕谷、懸谷型洞穴類天橋型、象鼻型水景類龍灘瀑布型壯年期溝谷類寬谷型、豁口型、石炕型剝蝕殘積類階地型、盤谷型夷平地貌均衡地貌老年期山頂夷平面型、山麓剝蝕面型、準(zhǔn)平原型堆積地貌正地貌堆積類巖堆型、坍塌型、泥石流型、坡積型、河灘型剝露微觀地貌層面剝露類沙波型、龜裂型、可疑化石型表

嶂石巖地貌綜合分類表巖性成因形態(tài)演化階段類型石英砂巖侵蝕地貌正地貌幼年期陡壁類大21二、嶂石巖地貌的形成條件及發(fā)育模式（1）形成條件①物質(zhì)基礎(chǔ)：產(chǎn)狀平緩、裂隙發(fā)育的砂巖構(gòu)成嶂石巖地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)是石英砂巖，其產(chǎn)狀平緩，傾角一般不超過10°，易保持平臺狀，形成棧垴、方山、臺柱等地貌形態(tài)；巖石發(fā)育北西向為主的三組垂直裂隙，易崩塌、巖墻后退；其地貌結(jié)構(gòu)剖面見下圖。

圖

嶂石巖地貌結(jié)構(gòu)剖面圖二、嶂石巖地貌的形成條件及發(fā)育模式（1）形成條件圖嶂石巖22②內(nèi)力作用：快速的新構(gòu)造上升運動新生代以來的喜馬拉雅運動使得山地間歇性上升，而且又以第四紀(jì)以來的新構(gòu)造上升最為劇烈。整個太行山中南段，上升幅度為1080~1380m，上升速度為0.44~0.56mm/a。同時，嶂石巖所在區(qū)域位于新生代以來山西高原強(qiáng)烈隆起的邊緣，與下降的華北盆地形成鮮明的地勢高差，這為河流的強(qiáng)烈切割以及巖石的快速崩塌提供了有利條件。③環(huán)境條件：干、濕交替的氣候變化晚第三季的氣候已由亞熱帶向暖溫帶氣候過渡，干濕交替明顯，第四紀(jì)氣候更是冰期與間冰期頻繁交替的過程，這為地表的快速侵蝕、剝蝕創(chuàng)造了條件。

冰期氣候寒冷干燥，物理風(fēng)化強(qiáng)烈，崩塌的碎屑物質(zhì)大量提供，以粗粒為主，降水較少多為突發(fā)性暴雨洪水，河流溯源侵蝕及縱向切割強(qiáng)烈；

間冰期，氣候溫暖濕潤，以化學(xué)風(fēng)化為主，降水增加，流量較大且穩(wěn)定，以側(cè)蝕展寬為主。②內(nèi)力作用：快速的新構(gòu)造上升運動23（2）發(fā)育模式主宰嶂石巖地貌形成的是兩種特殊的坡面發(fā)育模式，（1）楔狀側(cè)切侵蝕過程，使得嶂石巖地貌區(qū)別其他類型的根本原因；（2）水平掏蝕卸荷崩塌過程，兩種動力合成造就壯闊奇特的嶂石巖地貌。①楔狀側(cè)切坡面發(fā)育模式它不同于丹霞、張家界地貌那樣將山體從上向下直接切割成塊狀形態(tài)，而是以豎直的溝縫從山體一側(cè)陡壁向里楔狀切入，并且自始至終保留著垂直的形態(tài)。圖

楔狀側(cè)切坡面發(fā)育演示圖（2）發(fā)育模式主宰嶂石巖地貌形成的是兩種特殊的坡面發(fā)24

②水平掏蝕坡面發(fā)育模式其發(fā)育過程大致經(jīng)歷四個階段：下覆松軟巖層的水平掏蝕→堅硬石英砂巖巖層開始卸荷崩塌→堅硬巖層大體量崩落→整體巖墻后退。一次大的陡壁后退可使掏蝕力度大為減少，整個山體又處于穩(wěn)定時期，同時也是水平掏蝕力度再次累積時期。③嶂石巖地貌的發(fā)育：兩種坡面發(fā)育的合成兩種坡面過程的合成，共同造就了獨特的嶂石巖地貌。楔狀側(cè)切坡面過程對嶂石巖地貌形成的貢獻(xiàn)主要是對總體格局系統(tǒng)的分割作用，肢解為似樹枝狀的大小不同山塊。水平掏蝕坡面過程主要起到對碎屑物質(zhì)的搬運作用，使崖壁不斷卸荷崩落，造成正地形總體積越來越小。②水平掏蝕坡面發(fā)育模式25三、嶂石巖地貌的形成演化階段嶂石巖地貌類型的演化，主要有三種：崩塌、深切-溯源侵蝕機(jī)制；側(cè)蝕、展寬、谷坡后退機(jī)制；夷平風(fēng)化機(jī)制。而地貌發(fā)育的不同階段，呈現(xiàn)著不同的地貌形態(tài)，具體來說，嶂石巖地貌有四個發(fā)育階段(見圖12-14），即幼年期、青年期、壯年期和老年期。圖12-14嶂石巖地貌旋回演化階段圖三、嶂石巖地貌的形成演化階段嶂石巖地貌類型的演化，主要有26第四節(jié)我國三大砂巖地貌對比

丹霞地貌、砂巖峰林地貌和嶂石巖地貌并稱為中國三大砂巖地貌，影響深遠(yuǎn)。然而三者存在著明顯的差異性，在相同的崖壁紅色渲染下，