张家界特载

科考文献(九)

更新时间:2018-03-19 12:10:20 来源:www.okzjj.com 编辑:okzjj.com 已被浏览 查看评论
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试从构造角度探讨青岩山风景区砂岩峰林的成因    唐贵智 (宜昌地质矿产研究所)   

[摘要]青岩山风景区依照地质构造背景可划分为三个砂岩峰林区:    (1)呈东西展布、单向倾斜、不对称的索溪峪峰林区;    (2)近南北展布呈对称排列的十里画廊峰林区;    (3)以黄狮寨为中心呈环带状展布的黄狮寨峰林区。    湘西北自中生代以来,经历了三次大规模的造山运动,依次为印支运动。燕山运动和喜山运动、前者以地块旋卷运动为主,形成了八面山帚状构造;次者以地块扭动为主,形成了新华夏构造体系而末次则以断块升降运动为主。使中泥盆世厚层坚脆的石英砂岩在多次构造应力作用下,产生了性质复杂、规模大小、形态各异的构造破裂系统。然后,在外力作用下逐渐形成今日奇特的砂岩峰林。    +1984年9月应湖南省地质学会的邀请,参加了关于青岩山砂岩峰林成因学术讨论会,曾作了一些野外考察,现将所得整理于下,以求教于同行,不当之处希指正。    青岩山绵延于湘西大庸慈利桑植三县之间,面积达二百八十平方公里。其名称因地而异,在大庸县称为“张家界”,慈利县叫做“索溪峪”,而桑植则谓“天子山”。笔者十分赞赏“青岩山”这一富有诗情画意的名称,并建议成立“青岩山国家公园”。    虽然“青岩山”到处都是奇峰异景,风光妩媚妖娆,但仔细观赏,却又各有千秋。按峰林组合关系、发育程度、水系展布和地质背景的因素,可概括分为三个不同的砂岩峰林区:(一)索溪峪峰林区.(二)十里画廊峰林区,(三)黄狮寨峰林区。    索溪峪峰林区    本区在青岩山的东部索溪水南岸,东西长8公里,总的地势是南高北低呈单斜式倾斜,峰顶联线由900余米降至500米,北缘突然中断,没于索溪水河谷冲积平原(军地坪)之下。    从远处眺望,只见千姿百态的峰林东西成行,南北成列作有规则排列,宛如方阵。峰林带又被数条近南北向的弯弯曲曲的沟谷所分割。较大的有黑草沟、史家峪和百丈峡,峡谷呈槽形,底宽70 - 150米,其中史家峪已建成为美而幽静的人工“天池”。    十里画廊峰林区    它位于青岩山的中部,大致呈南北向条带状展布,长9公里,宽4至5公里。峰林云集成海,大体左右对称。峰林以十里画廊最为秀丽。十里画廊由廊道干溪和两侧峰林组成。主干千沟里北西走向,谷底平坦,宽200米至500米,两旁峰林拔地而起,比高为150米至300米。以沟为中线显示左右对称,即从溪边起逐渐向两旁升高。主沟两侧还发育若干条短促坡陡的小支沟。诸沟源头多为弧形断壁环抱,壁上悬挂着一系列沿灰岩和砂岩界面分布的飞泉和瀑布,每当雨后,白练成群,别有一番景色。    黄狮寨峰林区    黄狮寨是一座高耸于群峰之上的小园山,高程900~1100米,山顶平坦略向东倾,四周都是悬崖峭壁。围绕黄狮寨的砂岩峰林呈环带状展布,环带宽1.5 - 2.5公里不等(图4).是本风景区精华之所在,著名的金鞭岩就在它的东南角。穿流于环带峰林中的水系也同样作环形分布。始于黄狮寨西南脚下的琵琶溪流至林场(老磨湾)后始称金鞭溪,由此曲折向东北伸延至紫草潭与来自西北的畲刀沟汇合折向东流至水绕四门;纳北来的矿溪和南来的楠竹溪自此以下则称为索溪水。    为什么在一个小小的范围内会出现三种不同的峰林景观呢?从控制地貌的发生和发展而论,不外岩性、地质构造和外力作用这三种基本因素。第一和第三两因素前人谈的很多,本文只略为提一下,主要是想从地质构造角度探讨一下本区峰林的形成。    首先从构成砂岩峰林的物质基础——岩性说起,构成青岩山峰林的岩石是一套泥盆纪滨海三角洲相的厚层石英砂岩。砂岩总厚度达500余米,岩层层理清晰,有时夹有少量薄层砂质页岩,层理中斜层理和波痕十分发育,根据二者判断,当时河流的流向是从南向北流的。砂岩质地均匀,以中——粗粒石英砂为主,砂岩下部为铁质胶结故呈紫红色,上部由钙质胶结呈灰白色。    外力作用比较复杂,除水流侵蚀和重力崩塌作用外,第四纪冰期(尤其是大姑冰期)的冰冻冰劈作用是不可忽视的。大姑冰期的冰川在中国东部分布很广,它的持续时间也较长,因此,当时的冰冻的深度一定很深,冰冻作用使岩石裂隙中地下水冻结膨胀,将岩石壁成条条块块,其后解冻,发生大量的岩崩,为峰林的形成起到劈开先锋作用。在大庸东北丘陵区曾发现大量冰碛砾泥和漂砾,这就是有力的证据。    湘西北的地质构造发展史上,自中生代以来经历了三次比较重要而强烈的构造运动,即印支期构造运动、燕山期构造运动和喜山期构造运动。    印支期构造运动,除造成三叠系与侏罗系间假整合至不整合接触(不整合接触见于东部石门幅)外,还在湘川鄂边界出现一个独立的构造体系,这就是八面山帚状构造。被它卷入的地层包括晚三叠世以前的全部地层。构成八面山帚状构造为一系列弧形褶皱和相应的断裂构造,从西南的近南北向八面山向斜构造起,至东北末端的近东西向三官寺向斜构造止,依次从南向北、东北撒开,向南至西南收敛。构造排列,指示其外旋层向北至北东方向作顺时针方向扭动,而内旋层则作反时针方向扭动。    褶皱两翼具不对称倾斜,通常是向斜的西北翼岩层倾角较大,而东南翼岩层倾角较缓。如桑植附近,向斜的东南翼地层以25。向西北倾斜,而西北翼岩层以65。向东南倾斜。伴随着褶皱还出现不少的与褶皱轴平行的弧形逆冲断层。    索溪峪峰林位于八面山帚状构造东部三官寺向斜的南翼,这里的岩层走向近东西,倾向北,倾角8°~12°,成一局部单斜构造。黄狮寨峰林位于该向斜掀起的西端,因受其它构造的影响,地层从四周向中央倾斜,倾角5。~8。,很像一个碟状构造。而十里画廊则居二者之中,自成一格,即具有向斜和背斜的混合特征。    当三叠纪末八面山构造开始发生时,东西向三官寺向斜在南北向主压应力作用下,开始出现北东和北西两组近于直交的垂直节理系统。当主压应力进一步作用时,地层缓缓倾斜,同时产生了东西和南北向的局部拉张应力,由此将已有的二组节理进一步改造为较长、较大和连续性较好的张性追踪节理,这就是索溪峪峰林所以形成东西成行,南北成列,犹如刀削般的剑峰和南北向嶂谷原因。    印支期构造运动结束后不久,晚白垩世开始之前,曾发生了一次席卷整个亚洲东部的翻天覆地的造山构造运动——燕山期构造运动。本区也不例外,在产生白垩系与以前地层强烈的角度不整合接触的同时,还出现了一系列穿越或横跨早期构造上的强大走向北北东构造体系——新华夏构造体系。在新的应力场作用下,产生了这样一些构造形迹:(一)改造原有的北东和北西两组节理转化为北北东向和近东西向的节理或产生新的近南北向和东西向的节理系统;(二)改造或产生北西向和北北东向张性追踪节理;(三)使八面山帚状构造中的褶皱末端发生偏转成为近南北向的弯头,而且在褶皱群中还出现近南北向的横跨或穿切褶皱。十里画廊就是在这种北北东向“郑家峪”背斜和三官寺向斜复合的部位形成的。从而使这里的峰林显示以沟溪为中线呈左右对称排列的特点。    黄狮寨则介于东西向斜和南北诸背斜交汇之中,所以呈现环形碟状构造,碟心为二叠纪灰岩,成为帽盖式的方圆山,碟的周边为泥盆纪石英砂岩环绕,砂岩中放射状节理十分发育,于是外力作用沿着各不同方向的放射状节理和环状追踪节理进行侵蚀破坏,乃形成今天所看到的无与伦比的群峰潮涌和溪谷环绕的秀丽景色。    新生代喜山期构造运动,本区进入大幅度的抬升,尤以上更新世以后为最,在地块抬升(或地壳上隆)过程中,原有的节理进一步拉张,把砂岩切割分裂为大大小小不等、形态各异的柱体,在外力作用下,最终形成举世闻名的砂岩峰林奇观。    值得指出的本区地壳近期似乎处于“相对稳定”状态中亦是峰林发育重要条件之一,因为只有在地壳“稳定”条件下才有利于外力夷平作用。本区地壳近期“稳定”的证据如下:    (一)索溪河谷坡度:从余家咀东北罗公坪到军地坪相距约60公里,坡降为8‰,上游从干沟口至老磨湾(即林场管理所)在120公里长度内,尽管溪谷在峰林中弯弯曲曲迂回转折,其坡降也只有12%0,沿途河床未见有跌水或跳坎现象。    (二)索溪河谷横切面,不论主流段或支谷中,都是谷底开阔平坦;两岸岸峰对峙的槽形谷,而那种V型幼年谷仅见于溪谷源头或短小端流冲沟等地方。    (三)索溪沿岸的军地坪是一个开朗的河谷平地,索溪水迂回其间,在它的南面,从峰林中流出来的小溪溪口都有一个形态完整的冲积扇。扇的面积约一平方公里,彼此联结成裙。    以上事实充分地说明本区地壳近期处于“相对稳定”状态。    青岩山砂岩峰林区,不但风景秀丽如画,而且对研究自然科学也是一个很有价值的园地。然而在某些地方已出现人为破坏的迹象,长此以往令人十分担忧,为此希望广大爱国者都来关心它、爱护它,使青岩山这块风景明珠永放光彩。    本文写作中,曾参阅了胡家让、王根贤两位工程师的文章,谨此表示感谢。

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