地貌景觀變化
1. 典型地貌景觀的成因分析
雲台山世界地質公園中各類地貌景觀幾乎都是多種內、外地質營力作用密切相關。探討典型地貌景觀的形成條件和成因對於挖掘各類景觀的科學內涵、普及地質公園的科學意義都十分重要。這里將從第四紀地質與地貌學的角度對該區主要造景地貌的形成進行初步分析。
1.造境地貌形成的主要控制因素
綜合各景區中各類地貌景觀的特點和分布規律可以發現,影響各類地貌景觀發育的主要因素包括構造背景、岩石地層的分布、古氣候變化、重力崩塌作用和水動力條件等。
(1)構造背景
景區整體上位於華北地台中南部太行山復式大背斜中北北東走向的林州任村-輝縣上八里復式背斜的西南翼。太古宙至早元古代期間是該區的變質基底形成階段。中元古代—二疊紀期間,在該區發育了厚層的海相和海陸交互相沉積蓋層。在侏羅-白堊紀期間的燕山期造山運動中,來自華北地台東側、由於太平洋板塊向西低角度俯沖所產生的強大的北西—南東向擠壓作用形成了北東—北北東走向的太行山復背斜以及其中的任村-上八里復背斜。新生代的喜馬拉雅運動期間,太行山周緣轉入伸展變形階段。在北西—南東向的拉張變形中,華北裂谷帶開始發育。在太行山的東、南麓,北西向的張裂作用形成了北北東向、正傾滑的太行山山前大斷裂和近東西走向、左旋正傾滑的盤古寺斷裂。新生代期間,特別是晚新生代,山前正斷裂帶的垂直活動引發了太行山斷塊的持續隆升,造成了華北地區西高東低的地勢和太行山東南麓與東側華北平原之間高差達千米左右的巨大地勢落差。正是在山脈隆升的背景下所形成的山地與平原之間巨大的地勢落差是塑造該區峰谷交錯、崖台梯疊和群峽間列的雄奇險峻的地貌景觀的重要前提條件。如雲台天瀑、紅石峽、峰林峽、青龍峽和青天河峽谷等都是在山脈隆升過程中所形成的特徵性的地貌景觀。
另外,在中-新生代構造活動期間,該區還發育了近東西向和近南北向的兩組近直立的構造節理。河流、沖溝或大氣降水對透入性的構造節理的侵蝕切割對該區各種石牆-石壁型的長崖和石峰-石壁型的峰林、峰從地貌景觀的形成起到了重要的控製作用。
(2)岩石-地層因素
位於復背斜西南翼的雲台山世界地質公園中主要出露的岩石地層從老到新包括構成地台基底的太古代變質岩、以石英砂岩為主的中元古界雲夢山組、以碳酸鹽岩層為主的寒武紀和奧陶紀地層和以砂頁岩、泥岩為主的石炭-二疊紀地層等。該區岩石地層的整體產狀平緩,多傾向西或西南,傾角一般不大於15°。其中太古宙變質岩和石炭-二疊紀地層僅在該區零星分布,前者主要在個別景區的河谷底部或下部少量出露,後者主要出露在山麓地帶以及河谷分水嶺的峰頂面附近,在地貌景觀塑造過程中的作用不大。與該區主要地貌景觀密切相關的是中元古界雲夢山組石英砂岩和寒武系與奧陶系的碳酸鹽岩層。
地表觀察和前人對該區岩石地層分布特徵的總結表明(高林志等,2004;樊克鋒,2004),中薄層的相對軟弱岩層與中厚層的堅硬岩層的互層分布和中薄層隔水地層與中厚層含水層的互層分布的特點是該區層狀地貌景觀形成的重要物質基礎。
其中的中元古界雲夢山組為一套整體上抗侵蝕能力很強、且常構成區域內隔水層的中厚層狀的紫紅色石英岩狀砂岩夾中薄層紫紅色或灰黑色頁岩地層,層厚100~150m。該套地層主要分布在該區的溫盤峪、百家岩和葫蘆峪附近,與下伏的太古代岩石呈角度不整合接觸,構成雲台山一帶中山的山基。由於極強的抗侵蝕能力,在子房河和百家岩其構成了河谷縱向上的第一級岩坎或河流裂點。並形成該區的紅石峽和赤壁長崖地貌景觀。
該區的寒武紀地層出露完整,總厚度400~600m左右。主要分布於該區中北部中山區的中-下部。自下而上包括辛集組、硃砂洞組、饅頭組、張夏組、崮山組、炒米店組和三山子組等。其中下部的辛集組、硃砂洞組和饅頭組是一套岩性以抗侵蝕能力和含水性較強的中薄層碳酸鹽岩與薄層的抗侵蝕能力差和基本不透水的砂頁岩和泥頁岩的不等厚互層為特點,總厚度220m左右的地層。在雲台山景區可以觀察到,由於透水性、抗剝蝕能力不同的不等厚地層的互層分布,該套地層在地貌上常構成U形谷下部的基岩斜坡以及谷坡兩側懸泉湧出的部位。寒武系中-上部的張夏組、崮山組、炒米店組和三山子組是一套岩性以中厚層或巨厚層的白雲岩夾中薄層泥灰岩、灰岩的碳酸鹽岩地層,總厚度420m左右。其中的張夏組中-上部發育了中厚層的疊層石藻灰岩與中薄層的灰岩、泥灰岩的互層地層。該段地層中均勻的厚層碳酸鹽岩常構成該區河谷的陡坡地貌。如青龍峽中游段的隘谷-嶂谷地貌、子房河的嶂谷-圍谷和支谷溝頭高達300m左右的河流裂點及發育在其上的雲台天瀑都發育在該套地層中。另外,在神農山和青天河景區,以含水性不同的中厚層白雲岩化鮞粒灰岩與中薄層泥灰岩互層為特點的張夏組中下段還是發育近水平的溶洞的重要部位。在青龍峽景區,張夏組中-上段抗侵蝕能力不同的碳酸鹽岩互層分布則是河谷中發育層層疊瀑的重要原因。
該區奧陶紀地層以馬家溝組為主,主要分布於山麓、低山丘陵區和中山區的山體上部。該套地層總厚度達450m左右,包含了7段特點不同的岩層。其中底部、以發育「賈旺頁岩」和中薄層泥質白雲岩為主,岩性較軟弱,厚20m左右。中-下部以中厚層泥質灰岩和白雲岩為主,厚200m左右。中-上部以中厚層—厚層白雲岩和藻灰岩夾泥灰岩為主,厚約250m。由於該套地層底部為薄層的軟弱岩層,中上部是厚度巨大、總體上抗侵蝕能力較強,並且常發育在山體的中上部,再加上構造節理較為發育,該地層在地表水侵蝕、切割和重力崩塌作用下塑造出了山體上部的陡崖、山峰、石柱和石峰等陡峻地貌。如神農山的龍脊長城、青天河谷地上部的長崖和雲台山海拔1308m的茱萸峰都是該套地層在外動力作用下的產物。
(3)古氣候、水動力作用和重力崩塌等因素
如果說山地隆升是地貌景觀發育的前提條件、岩石地層分布是其發育的物質基礎,那麼古氣候、水動力與重力崩塌作用等則是地貌景觀形成的塑造者。南太行山地區位於暖溫帶半濕潤-半乾旱氣候區,發育森林-草原植被。上新世以來,特別是第四紀期間該區和中國的其他地區一樣經歷了多期的冰期-間冰期氣候旋迴變化。冷、暖和干、濕氣候的變化直接影響著區域內的大氣降水量的多少和風化作用的進程。在暖濕氣候中,河流的侵蝕和下切作用會大大加強,紅石峽的發育便與區域性河流侵蝕作用增強有關。因此,第四紀期間暖濕與乾冷氣候的交替變化對該區的岩溶作用的發育有著重要影響,在氣候溫暖濕潤時,由於大氣中的CO2濃度增加,同時大氣降水增加,便會促進地表和地下岩溶的發育。乾冷氣候階段,則恰恰相反。另外,以冷乾和暖濕氣候交替變化為特點的第四紀氣候還會影響重力崩塌作用的進行。在乾冷氣候中,岩石的物理風化作用加劇,會促使岩塊的崩裂或破碎化。隨後的暖濕氣候中,河流侵蝕作用的加強則可加速碎裂岩塊的崩塌。
大氣降水是雲台山地區的主要水源,年平均降水量為750mm左右。由於該區發育厚層的碳酸鹽岩層,因此地表水和地下水作用構成該區水動力作用的主要方式。其中前者以片流、洪流和河流等3種形式在地表對山地進行沖刷、磨蝕和下切;二後者主要以隙流和管流的形式在可溶性岩塊的內部或表層進行沖刷和溶蝕。前者是該區山嶽地貌景觀發育的主要方式,後者僅為輔助作用。長崖、峽谷、類峰林-峰叢和天瀑的形成主要與前者密切相關,岩溶洞穴、谷坡懸瀑和各類岩溶堆積的發育則與後者關系密切。
重力崩塌堆積作用在雲台山地區石牆、石壁或長崖、圍谷、石柱、石峰或類峰林-峰叢等地貌景觀形成過程中起著重要作用。該作用下所形成的崩塌地形和崩積物在該區河谷中區非常普遍,它們是陡峭山坡上部岩塊順構造節理的強烈風化、剝蝕或河流掏蝕岸坡致使岩塊本身的穩定性失衡,在重力作用下快速下墜所形成的地形和堆積物。另外,在落差巨大的河流裂點附近,崩塌作用還是河流溯源侵蝕的重要方式之一。在青天河景區中,由陡峭谷壁構成的青天河大佛的形成也與谷坡崩塌作用密切相關。
2.典型造景地貌的成因機制
雲台山地區最典型、最具代表性的地貌景觀基本上可用雲台八景來概括。即雲台山之紅石峽與雲台天瀑、青龍峽之幽谷疊瀑、峰林峽、神農山之龍脊長城、雲台山之赤壁丹崖、青天河之鯨魚灣和雲台山之龍鳳壁。如前所述,影響地貌景觀形成的因素有很多,但各類景觀的形成實際上都是多重地質因素共同作用的結果。下面以上述典型地貌景觀為主來重點探討該區造景地貌的成因,並對其他類似或相關的地貌景觀成因機制給予初步解析。
(1)山地抬升與「赤壁丹崖」和「龍脊長城」景觀的發育
雲台山地區在晚新生代期間經歷了階段性山脈隆升過程,發育在雲台山地區的高聳的「卧虎崖」(屬於深切嶂谷的谷壁)、「赤壁丹崖」(屬於斷層崖的崖坡)和「龍脊長城」(屬於峽谷上部的陡峭谷壁)等極為壯觀的地貌景觀都是在山地隆升的背景下經河流下切、重力崩塌和斜坡後退等過程逐漸塑造而成的(圖1-62)。
雲台山山麓地帶至少發育了兩條近平行分布的北東東—北東走向、傾向南側的正斷層(圖1-62)。從斷裂的分布及所錯動的地貌面分析,西北側正斷層的活動主要集中在太行期夷平面形成之後和唐縣期夷平面解體之前,垂直活動幅度可達500m左右。靠近盆地側正斷層的垂直活動主要發生在唐縣期夷平面形成之後,垂直活動幅度在300~400m左右。平行分布正斷裂的垂直活動將該區分割成了地勢從西北向東南逐漸降低、宏觀上呈階梯式分布的三個地貌單元。包括峰頂面海拔集中在1200~1400m左右的中山、峰頂面海拔集中在500~700m左右的低山區和海拔在200m以下的平原或盆地面。
前述的「卧虎崖」、「赤壁丹崖」和「龍脊長城」等地貌景觀雖然屬於不同的地貌形態,但無一例外都發育在正斷層下盤側的最高一級地貌台階中,因此,正斷層的垂直活動是它們形成的構造基礎。因為斷裂的垂直活動造成了兩種效應:首先斷裂活動促使了與斷裂帶近於直交的河流水系的發育、河流的強烈下切以及上遊河谷中高度不等的河流裂點的發育。其次斷裂活動造成北側地層抬升造成了中元古界和寒武系與中奧陶統的斷層接觸關系,使得該斷裂帶北側河谷中得以出露中元古界厚層的相對堅硬的石英砂岩和以下部發育中薄層泥灰岩、砂頁岩、中-上部發育厚層的灰岩、白雲岩為特徵的寒武系,而南側僅僅分布岩性以相對均勻的中厚層灰岩、白雲岩為主的中奧陶統(圖1-62)。也正是由於上述因素造成了斷裂南北兩側地貌發育方式以及所形成的地貌景觀的不同。其中在斷裂南側,由於地表分布厚度為400m左右、岩性相對均一的碳酸鹽岩,因此山地河谷和坡地在後期的侵蝕過程中主要傾向於以斜坡坡面的平行下降和相對均勻的後退形式為主進行,即山坡演化中的坡面平行下降模式(圖1-62),形成了該區相對寬緩的谷底、地勢起伏相對均一的山地和區域均衡的斜坡等。在斷裂北側的上升盤,由於岩石硬度的明顯差異,在河流的下切或側蝕過程中,山地剝蝕以側向不均侵蝕和縱向不均勻下切為特徵,同時坡地發育已伴隨崩塌作用和河流溯源侵蝕的山坡平行後退模式為主(圖1-62)。此時常形成河床裂點發育的深切峽谷、谷坡兩側的陡峭崖壁和山前高聳的斷層崖等壯觀的地貌景觀。雲台山紅石峽溝口高20多米的河流裂點和百家岩高100多米的赤壁丹崖都是在斷層崖基礎上發育起來的斷層型河流裂點地貌景觀。子房河谷地兩側的卧虎崖和神農山的龍脊長城也是在斷裂上升盤一側,因河流下切過程中伴隨谷壁斜坡平行後退發育而成的地貌景觀。
圖1-62 雲台山山前地貌演化過程示意圖
圖1-63 雲台山峰林峽景區河流切割近水平地層形成峰林景觀
(2)深切曲流的發育與「鯨魚灣」和峰林峽景觀地貌的形成
地貌學上將曲流河劃分為自由曲流和深切曲流,後者又可進一步區分為嵌入式曲流和內生曲流。內生曲流可以在深切曲流的基礎上由於河流進一步側向侵蝕發育而成,也可以是原來相對順直的河流在下切入基岩之後,在河流基準面保持長期相對穩定的情況下,由於岩石的抗侵蝕能力的差異或地質構造因素的影響再經長期側向侵蝕作用而形成。總的來看,內生曲流常表現為彎曲度較小的順直型河谷與曲度較大的曲流交替分布的特點。如子房河上游段發育在裂點之上的長1~2km的曲流段和下游近出山口一帶的曲流段、青龍峽和峰林峽谷地中的局部發育的曲流形態大都屬於此類。嵌入曲流的發育先後經歷了自由曲流和深切曲流兩個階段,並能夠基本保持原生的曲流形態,因此常表現為蜿蜒迂迴的河曲形態,即常說的「九曲十八彎式」的河流峽谷地貌。沁河、丹河和峪河中的曲流形態基本上都屬於該類,其中丹河水域青天河景區的鯨魚灣則是該類地貌景觀的典型代表。
在深切曲流發展過程中,伴隨河流的側向侵蝕和遷移不僅直接形成了像鯨魚灣一類的迂迴彎曲的峽谷地貌,而且還會在河谷中及其兩側形成離堆山、牛軛湖和形態各異的石峰、峰牆和一些類似峰林的地貌景觀。如在以發育類似峰林-峰叢的石峰-石牆類地貌景觀為特徵峰林峽景區(圖1-63),河谷呈現出內生曲流形態,在河流的中上游相對順直的河谷與彎曲度很大的河谷相間分布,並且在上游的影寺一帶可以見到典型的高位廢棄曲流和離堆山。地表調查可知,該區景觀的發育主要與曲流河下切之後的側蝕、下切和遷移密切相關,同時受到了岩層分布和構造節理發育的影響。因為該區主要分布寒武-奧陶紀岩層,該套地層以相對軟弱的中薄層的頁岩、泥岩和泥灰岩與相對堅硬的、但構造裂隙相對發育的厚層的灰岩、白雲岩相間產出為特點。在內生曲流發育的中、後期,當河流下切至軟弱岩層中時,便轉為以側向侵蝕作用為主的階段。河流對軟弱岩層的側向侵蝕或掏蝕會促使上層岩塊的崩塌,同時再加上地表水沿岩層中近東西向和近南北向兩組構造節理的侵蝕、切割,便在河谷中及其兩側塑造出形態各異的、類似峰林-峰叢的多種石峰-石牆類地貌景觀。如果河流繼續下切,早期形成的石峰、石牆等便會遺留在高出河谷數十至數百米的地貌部位,成為高位的石峰-石牆類地貌景觀。類似的地貌景觀在青龍峽、青天河都有不同規模的發育。當然發育在一些山脊長崖或絕壁之上的石峰、石柱和石牆也大都是在河流下切之後,地表水順構造節理侵蝕、切割並誘發崩塌作用的綜合作用結果。
(3)河流裂點、岩坎和「雲台天瀑」、「幽谷疊瀑」等景觀的形成
河流裂點是河流基準面下降所引起的河流下切和溯源侵蝕過程中所達到的那一段河床縱向上的陡坎或坡折地貌(圖1-64),它在地貌上可表現為河床縱向上的高數米至數百米、甚至上千米不等的陡坡地貌。在雲台山地區,不同類型的河流裂點地貌極為發育,並形成了獨具特色的地貌景觀。根據成因不同,可初步歸結為斷裂型裂點和溯源-崩塌型裂點等3類。雖然裂點的直接成因不同,但實際上它們都是構造活動、溯源侵蝕和崩塌等多種因素綜合作用的結果。下面對各種裂點的特點和成因進行簡單分析。
圖1-64 河流裂點形成示意圖
雲台山地區最為壯觀的是溯源-崩塌型裂點,其可以子房河上游各支流深達500~600m左右的嶂谷溝頭高260~360m不等的高大河流裂點為代表,河流從裂點之上飛瀉而下便形成了所謂的「雲台天瀑」奇觀。該裂點的形成是河流在溯源侵蝕過程中岩塊崩塌的結果,至今仍可見到溝谷中分布著許多從上部崩落下來的巨大岩塊。同時,應該知道溝谷溯源侵蝕與岩塊崩塌的發生又與該區的構造活動和岩層分布特點密不可分。因為地表觀察可以看到,裂點發育的溝谷中主要出露寒武紀地層,其下部以發育抗侵蝕能力較弱的中薄層的砂岩、泥岩或頁岩與灰岩、白雲岩互層為特點,而中-上部以發育抗侵蝕能力較強、而近直立的構造裂隙比較發育的厚層白雲岩和灰岩為主。如前所述,在太行期夷平面形成之後,該區的黑龍王廟斷層曾經有過幅度至少為300m的垂直活動,斷裂帶的垂直活動必然造成上升盤一側河流的強烈下切。子房河上游各支谷即在此構造背景下開始強烈下切,同時河流發生的溯源侵蝕。當河流下切至相對較軟弱的寒武紀下部地層中時,河流的側向侵蝕或掏蝕作用和地表水沿近垂直裂隙的侵蝕會促使上部厚層岩塊的崩塌,進而加速河流側蝕和溯源侵蝕速度,並形成高數百米的陡峭嶂谷以及溝頭的高大裂點和從裂點之上飛流直下的「天瀑」。
斷裂型裂點主要以紅石峽溝口白龍潭處高20多米的裂點和百家岩孝女塔北「天門瀑」所在的高120m左右的赤壁丹崖為代表。該類型的裂點之形成與斷裂活動的關系最為密切,因為裂點南側或不遠處即為傾向南側的北東東向黑龍王廟正斷層通過之處。正是該斷裂在晚新生代的垂直活動,造成了北側堅硬的中元古界厚層石英砂岩與南側相對軟弱的中厚層灰岩、白雲岩夾薄層泥灰岩的中奧陶世地層呈並列式的斷層接觸,而斷層兩側可侵蝕能力的顯著差異直接導致了雲台山紅石崖和天門瀑一帶發育在厚層紫紅色石英砂岩中的河流裂點及相關景觀。因此稱其為斷裂型裂點。
除了顯著的河流裂點地貌,由於岩層抗侵蝕能力差異,在河床上還常見到類似裂點的規模不等的岩坎地貌,這在雲台山的小寨溝和青龍峽景區較為發育。其中一級級高1~3m乃至5~10m的不等的河床岩坎,時而集中分布,時而分散出現,形成河谷中精巧雅緻的崖台梯疊、層層疊瀑、潭瀑相連的河床地貌景觀,這些景觀主要發育在厚度為200m左右的中寒武統張夏組中。以青龍峽景區為例,在其中海拔600~750m左右的河谷段為以厚層疊層石與中薄層的泥灰岩互層為特徵的中寒武統張夏組,由於前者抗剝蝕能力相對較強,而後者相對較弱,因此在河流下切過程中,當遇到軟弱岩層時,便會促使河谷加寬和溯源侵蝕的發生,容易形成平坦和較為開闊的河灘而一旦遇到相對堅硬的厚層疊層石,便會阻礙溯源侵蝕的進行從而形成岩坎地貌。由於張夏組厚度可達190m左右,其中包含了眾多厚度不等的軟、硬地層(圖1-65),因此便在河谷中形成了現在所見到的由多達數十個大小不同的岩坎和瀑布所構成的層層疊瀑景觀。
圖1-65 青龍峽谷地中層層疊瀑的成因示意圖
2. 景觀地貌的分布
與雲台山地區河谷地貌特點類似,該區主要造景景觀的分布也呈現出垂迴向上的層狀梯級答分布和縱向上的交替分布特點。不同類型地貌景觀在垂向上可與山地中的層狀地貌相對應。在太行期夷平面上發育了雲台山之茱萸峰、方山和平頂山等景觀;在切割了太行期夷平面的「盤狀」寬谷上是龍脊長城、長崖峰叢和峰牆等;盤狀谷之下的「U」形寬谷的谷壁則對應於赤壁丹崖、卧虎崖、雲台天瀑、圍谷和青天河大佛等嶂谷-谷壁型地貌景觀;「U」形谷的谷底聳立著一些峰林-峰叢景觀,如母雞峰;切割「U」形谷的「V」形谷對應於紅石峽和青龍峽下部谷地等隘谷-嶂谷型景觀、谷壁上的懸泉、流瀑等「水」景和谷底的層層疊瀑、曲徑幽灘等景觀(圖2-14)。
圖2-14 子房河「U」形寬谷與紅石峽「V」形隘谷組合的「谷中谷」地貌
在各個景區,從河谷的中游向上遊行進會看到不同類型的谷地及景觀在縱向上逐漸變化的特點。在雲台山子房河,中游段是紅石峽和卧虎崖,上游段是疊瀑幽潭和雲台天瀑。青龍峽中游是隘谷曲徑,上游是嶂谷疊瀑。青天河中游是峽谷和迂迴曲流,上游是嶂谷幽潭。
3. 地貌景觀類型與分布特徵
太行山南段地區晚新生代期間階段性的山脈隆升過程、周期性的氣候波動和軟硬差異明顯的近水平分布的中厚層砂岩、碳酸鹽岩層以及中薄層泥頁岩與碳酸鹽岩層互層的地層分布格架決定了該區雲台地貌及其景觀形成演化的階段性、多層性、多成因和多元化特點。
1.地貌景觀的類型與特徵
據對雲台山地區主要地貌景觀的調查可以發現,該區地貌景觀主要由「山」、「水」和岩溶景觀三部分構成。其中「山」景包括峰頂面、崖、峰、谷和溝等中地貌形態和坎、柱和槽等微地貌形態;「水」景包括懸泉、瀑布、潭和水庫等自然與人造水景;岩溶景觀主要包括岩溶洞穴及其中的各類岩溶堆積物。其中山、水以及兩者相結合所構成的地貌景觀在該區最具代表性,也是雲台地貌的核心。下面從地貌學角度對其典型地貌景觀進行簡要的歸類總結。
(1)「山」景
如前所述,在隆升山地之中,經河流的長期侵蝕過程,同時疊加地表風化剝蝕和山體崩塌等地質作用,必然會塑造出由山峰、山壁、山崖等高聳的高地貌和隘谷、嶂谷、峽谷等低窪的低地貌組合而成的地勢跌宕起伏的山嶽地貌景觀。雲台山世界地質公園中著名的雲台三百家岩的赤壁丹崖、神農山的龍脊長城、雲台山的茱萸峰和方山、子房河的卧虎崖、峰林峽以及關山一帶的各類石峰(圖1-54)、石壁、石牆和峰林-峰叢等地貌景觀都屬於山嶽地貌之「山」景中典型的正地貌形態。這些巍峨壯觀的山崖、石壁和石峰等地貌景觀都是在河谷強烈下切之後由於河穀穀坡或山地斜坡的崩塌後退(局部受到早期斷崖的影響)所形成的,總體上都可歸屬為河流侵蝕-谷坡崩塌型地貌形態。
圖1-54 河南雲台山地區關山景區內河流侵蝕切割形成的小型峰林地貌
雲台山地區的青龍峽谷地、紅石峽、小寨溝、鯨魚峽、峰林峽谷地和各種小型的溝谷景觀等則屬於典型的負地貌形態,其中著名的河谷型景點包括紅石峽、青龍峽、峰林峽、青天河的鯨魚灣大峽谷等。其中紅石峽為典型的隘谷-嶂谷型的河谷,青龍峽則屬於嶂谷-峽谷型河谷,峰林峽和青天河屬於狹義的峽谷型河谷。另外還有一類根據河谷彎曲程度劃分的重要河谷形態———深切曲流型峽谷。深切曲流型河谷具有蜿蜒彎曲的河谷形式,最典型的是位於丹河流域青天河景區中的鯨魚灣峽谷,其中迂迴曲折、灣灣相連的河谷形態展示出典型的深切河曲地貌。規模較小的,但玲瓏別致的曲流型河谷形態在峰林峽景區(圖1-55)、雲台山子房河上游支谷和青龍峽景區內也可見到。
(2)「水」景
水景包括人造水景和自然水景兩部分。前者主要是分布在各景區內的水庫,如青天河的紅旗水庫(大泉湖)、雲台山子房河的馬安石水庫(子房水庫)和峰林峽的群英水庫等。後者包括了發育在河流裂點、河床岩坎和河谷陡壁上的各類瀑布、懸泉以及河床上的潭、灘、灣和溪等。其中最著名的雲台山景區內水流落差達314m的雲台天瀑是河流在河床的高大裂點上飛瀉而下的結果(圖1-56),類似的瀑布在百家岩也可見到(天門瀑)。青龍峽景區青龍洞河谷地中的層層疊瀑(幽谷疊瀑)是河床中存在眾多基岩岩坎的結果,類似的景觀還有雲台山小寨溝中的群瀑爭流和「丫」字瀑(圖1-57)、青天河上游地段的九連瀑。懸泉是景區各河流谷地中一些裂隙泉、岩溶泉從谷壁之上瀉流直下的產物。在青龍峽和小寨溝最獨特的是在一級級的河床岩坎上發育而成的瀑、潭相接和瀑由溪連的秀美景觀(即所謂的三步一泉、五步一瀑和十步一潭)。另外一類代表性的水景是深切曲流景觀,最典型的是青天河景區的鯨魚灣景觀和峰林峽景區中的河流截彎取直景觀。
圖1-55 河南雲台山峰林峽景區中河流截彎取直後遺留的古河曲地貌景觀
圖1-56 河南雲台山景區中順高大河流裂點形成的瀑布景觀
2.地貌景觀的分布特徵
正如雲台山地區河谷地貌的層狀分布特點,該區主要造景景觀的分布同樣呈現出垂向上的層狀梯級分布和縱向上的交替分布特點。不同類型地貌景觀在垂向上可與山地中的層狀地貌相對應。在太行期夷平面上發育了雲台山之茱萸峰、方山和平頂山等景觀;在切割了太行期夷平面的「盤狀」寬谷上是龍脊長城、長崖峰叢和峰牆等;盤狀谷之下的U形寬谷的谷壁則對應於赤壁丹崖、卧虎崖、雲台天瀑、圍谷和青天河大佛等嶂谷-谷壁型地貌景觀;U形谷的谷底聳立著一些峰林-峰叢景觀,如母雞峰;切割U形谷的V形谷對應於紅石峽和青龍峽下部谷地等隘谷-嶂谷型景觀、谷壁上的懸泉、流瀑等「水」景和谷底的層層疊瀑、曲徑幽灘等景觀。另外,在各個景區,從河谷的中游向上游溯源而上,可經常看到不同類型谷地及地貌景觀在河流縱向上交替出現和逐漸變化的現象。如沿雲台山子房河,中游段是紅石峽和卧虎崖,上游段是疊瀑幽潭和雲台天瀑。沿青龍峽,中游是隘谷曲徑,上游是嶂谷疊瀑。沿青天河,中游是峽谷和迂迴曲流,上游是嶂谷幽潭。
圖1-57 河南雲台山景區在軟硬相間的近水平岩層中發育的岩坎和跌水
4. 地貌景觀形成過程中,能量主要來自於地球內部的是
考點: 地表形態變化的原因和地質構造 專題: 分析: 此題考查地質作用與地表形態的變化.內力作用能量來源於地球內部放射性元素衰變產生的熱能,主要表現為地殼運動、岩漿活動和變質作用,它使得地表變得高低起伏.外力作用能量來源於地球外部的太陽輻射能和重力能,主要作用要素有溫度、流水、風、海浪、冰川等,主要表現為風化作用、侵蝕作用、搬運作用、堆積作用、固結成岩、重力作用和化學作用,它使得地表趨於平坦.根據圖中的景觀分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蝕作用形成的.能量來源於地球的外部. ②是斷層構造,是岩層受到擠壓力過大或者張力作用,使得岩層發生斷裂,出現斷裂面,並且在斷裂面兩側的岩層有錯動和位移形成的,是地殼運動的結果,能量來源於地球內部. ③是風力侵蝕形成的蘑菇.能量來自於地球外部. ④是火山地貌,是內力作用的表現,所以能量是來源於地球內部. A.②是斷層構造,是岩層受到擠壓力過大或者張力作用,使得岩層發生斷裂,出現斷裂面,並且在斷裂面兩側的岩層有錯動和位移形成的,是地殼運動的結果,能量來源於地球內部.④是火山地貌,是內力作用的表現,所以能量是來源於地球內部.故正確; B. ③是風力侵蝕形成的蘑菇.能量來自於地球外部.故不符合題意; C.根據圖中的景觀分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蝕作用形成的.能量來源於地球的外部. ③是風力侵蝕形成的蘑菇.能量來自於地球外部.故不符合題意; D.根據圖中的景觀分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蝕作用形成的.能量來源於地球的外部,故不符合題意. 故選:A. 點評: 此題考查地質作用與地表形態的變化.區別內外力作用對地表的影響,結合題中的信息解題,難度一般.
5. 如圖所示地區地貌景觀變化的主要地質作用是()A.流水侵蝕作用B.風力侵蝕作用C.流水堆積作用D.地
從圖中可知:從早期、中期、晚期這三個階段,岩層在不斷的變薄,是屬於侵蝕作用;從圖中可知,地表河流密布,因此圖中所示地區地貌景觀變化主要是流水侵蝕作用.
故選:A.
6. 中國地貌對自然景觀形成的作用及其在國民經濟發展中的意義
中國地貌復雜,地勢高度相差很大,高原與山地佔有面積甚廣,平原遼闊,因此,作為自然地理物質基礎的地貌,對中國自然景觀的形成與演變有著深刻的影響。
1.地貌輪廓及其組合形式是自然區域特徵形成發展的主要因素之一,同時對自然區域分異也有其重要作用。
廣大的青藏高原聳立於我國西部,形成具有高寒特徵的自然區。並且通過對氣流運行的阻礙或加強作用和作為江河源地,影響到我國廣大范圍內的自然地理過程;在我國西北部,高大山嶺與盆地相間的形式使盆地更為乾旱,而山地有冰雪積累,形成徑流,下注盆地,提供了水源,造成荒漠大盆地自山麓洪積平原至盆地中心的景觀結構圖式;我國東部地區,地勢比較低平,低山丘陵分布甚廣,只在較小的范圍內影響到景觀的分異;但一些山脈如南嶺、秦嶺、大興安嶺等,往往導致了兩側氣候條件的差異,而成為區域分異的明顯界限。山地對生物、氣候有深刻影響,形成自然能景觀垂直帶譜。我國山地垂直帶譜類型十分復雜多樣,大大地豐富了自然地理的內容,而且與水平帶相互交錯,加強了我國自然景觀地域分異的復雜性。
2.我國山地由於具有多旋迴性的地質歷史發展過程,在不同時代的地殼運動中有大量火成岩體侵入,形成及其豐富而多樣的金屬礦產資源。一些大型坳陷和盆地中,堆積了巨厚的沉積層,蘊藏著十分豐富的石油和天然氣。
3.我國山地和丘陵面積廣大。山地有利於土地利用的多種經營和農、林、牧合理結合;平原地表平坦,土壤肥沃深厚,水網發育,在我國勞動人民長期耕作經營下,成為糧食和多種經濟作物的主要產區。此外,我國西高東低的地勢,特別是西南地區的巨大的垂直高差,使河流水力資源十分豐富,有多級開發利用水能的條件。
4.地貌條件對經濟建設的不利影響主要表現在:山地崎嶇,交通建設困難;岩溶地區地表水大量滲漏,地下溶洞有坍陷危險;荒漠地區風沙活動危害生產;黃土及紅壤地區易被暴雨沖刷,造成水土流失等方面。
7. 景觀變化的因素
當自然界里的景物和自然現象和諧地統一在一起時,就有可能形成一個具有美感的畫面,我稱之為自然美。通過手中的相機,表現自然美,這是風光攝影愛好者的追求。自然美中的景物,一般可以分為兩部分;
一部分是相對靜止的物體,比如山、石、樹、河流等等;
還有一部分是自然現象,處於不斷地運動和變化的狀態之中,比如陽光、海浪、飛鳥、閃電、雲霧。盡管構成景物的物體沒有改變,但是由於後者那些可變因素的影響,那麼景物就可能會呈現出各種各樣不同的效果。
氣候的變化在風光攝影中是一個十分重要的可變因素,不少優秀的風光攝影作品,就是攝影者在氣候變化過程中捕捉到的以短暫狀態或瞬間狀態存在的自然美。由於這種流動變化的自然美,只是在特定的氣候條件下才會出現,加上難以預知,因此帶有一定的突發性,而且是可遇而不可求的,這也是自然賜給攝影者的機遇,當機遇
(我們也常常稱做「運氣」)
一旦出現時,能否迅速做出反應,以敏銳地判斷和動作捕捉眼前突然出現,並很快就會改變的美景,則要靠攝影者自身的素質。有一年,我從新疆阿爾泰的哈那斯返回烏魯木齊,一路上都是陰天,還下著小雨,連續數百公路的路程都沒有拍到一張片子,行至烏爾合風城時已是傍晚時分,日落方向的雲層裂開了一條縫隙,一道幾乎與地面平行的紅光射向風城,把那裡的雅丹地貌抹上了一層絢麗的橘紅色,真是天賜良機,我讓司機立即停車,迅速地找到一個比較高的拍攝點,為了不失時機,先用掛在身上的135相機拍了幾張,然後架上120相機,只拍了兩張照片的工夫,陽光一下又縮回了雲中,整個過程不到5分鍾,最後得到的一幅作品可以說全靠運氣。當然,在我的攝影經歷中,也出現過由於反應慢而坐失良機,後悔莫及的事。
對自然景觀產生較大影響的除了光線就是雲霧了,雲霧的變化是中國的風光攝影里很重要的組成部分,這可能與中國的水墨畫有很大的關系,因為中國人都比較喜歡含蓄的表達方式,「藏而不露」、「猶抱琵琶半遮面」,這樣的作品更有韻味,這與西方人喜歡直白的風景照片有所不同。盡管光線的變化常常能給風光作品帶來戲劇性的效果,但是,觀看眾多的風光攝影作品我們可以發現,僅僅有奇特的光線是不夠的,成功的風光攝影作品往往還有雲霧出現,雲霧作為畫面的組成部分,能營造一種氣氛,使一覽無余的自然景觀變得含蓄而富於變化。雲霧有時運動十分緩慢,有時卻瞬息萬變。由於雲霧無窮的變化,景物時隱時現,即使在同一拍攝位置,也會形成不同的畫面。有人說風光攝影屬於靜態攝影,這是不符合實際的,因為風光攝影也有一個選擇和把握攝影時機的問題:
拍攝處於運動和變化之中的景物時,常常幾分之一秒的差別,就可能決定作品的成敗。
對於攝影者來說,要善於通過自己的觀察、感受、發現自然美的存在。特別要善於從一般中發現不一般,從平凡中發現不平凡,從大家司空見慣的景物中,發現前人和別人未曾發現的自然美。人們常說的獨具慧眼就是這個意思。從這個意義上講,攝影可以說是一門發現的藝術,這不僅要求攝影者具有較高的藝術修養和藝術敏感,還要求攝影者滿懷激情地全身心投入大自然的懷抱,用心靈去感受大自然。否則面對客觀景物,可能什麼也沒有發現,或者只是重復別人的發現。我個人認為一張好的風光攝影作品,應該具有一種品格,這種品格應該是:
沒有重復前人或者別人的,也是別人無法重復的。
8. 人類活動對地貌產生的變化和影響
一、深圳市土地開發利用對地貌產生的影響
(一)土地開發利用規劃
深圳市根據土地資源、地形地貌特點、土地利用的現狀和土地利用分區的原則,制定了深圳市1996~2010年土地利用總體規劃,將全市1948.69km2面積的土地劃分為農業保護區、水源保護區、組團隔離區、休閑旅遊區、郊野遊覽區、自然生態保護區、遠景發展備用區和城市建設區等8個分區。
全市規劃期內用於城市建設的控制用地規模為478.73km2,佔全市土地總面積24.6%。總體要求建立市域范圍合理的地域結構和功能布局,促進全市城建的平衡有序發展。
總體規劃劃定農業保護區總面積為274.95km2,佔全市土地總面積的14.1%。其中特區內的面積為17.5km2;龍崗區面積為117.04km2;寶安區面積為40.41km2。建立農業(包括蔬菜、水果、水產、畜牧等農副產品)生產基地。
水源保護區主要包括深圳水庫-東深供水渠、鐵崗水庫、石岩水庫、西麗水庫、長嶺皮水庫、梅林水庫、西坑水庫、松子坑水庫、赤坳水庫、清林徑水庫、龍口水庫、打馬壢水庫、紅花嶺水庫、大山陂水庫、礦山水庫、黃竹坑水庫、崗頭水庫、炳坑水庫、羅屋田水庫和白石塘水庫。劃定水源保護區總面積565.98km2,佔全市土地總面積的4.3%。
休閑旅遊區主要是指以人工開發為主的旅遊、休憩療養及體育活動場所,主要包括微縮景觀風景區、旅遊度假村、高爾夫球場等,東部以南澳、大鵬、東部華僑城等為主體;西部以華僑城人文景觀區、西麗、海上田園等為主體。控制區范圍面積為44.94km2,佔全市土地總面積的2.3%。
郊野遊覽區是自然景觀為主的旅遊區,包括郊野公園、國家地質公園和風景名勝區,東部以大鵬半島、梧桐山風景區為主體;西部以羊台山,鳳凰山,內伶仃島和大、小南山為主體。控制用地面積為248.57km2,佔全市土地面積的12.8%。
自然生態保護區是指目前尚無條件開發的森林山體和自然植被區,包括應恢復植被的空地、裸地,是城市外圍總體生態環境最主要的組成部分和最重要的生態實體,亦是城市生態環境可持續發展的基礎。全市劃定自然生態保護區控制范圍面積為629.98km2,佔全市土地總面積的32.3%。
組團隔離區和休閑旅遊區、生態保護區等一起用於阻止城市用地的無序蔓延,特別是防止城市建設沿路伸展的情況,防止城市環境的惡化。全市共安排組團隔離區用地面積68.4km2,占土地總面積的3.5%。其中特區古10.1km2,安全區佔15.3km2,龍崗區佔43km2。
遠景發展備用區是指與城市遠景發展緊密相關的部分可建設用地,全市共劃定該備用區面積119.26km2,佔全市可建設用地的13%,佔全市土地總面積的6.12%。其中特區佔22km2,寶安區佔62km2,龍崗區佔45km2。
(二)土地開發利用對地貌產生的影響
深圳市國土資源和規劃部門根據地形地貌特點和工程條件,從保護生態環境原則出發,結合深圳的地貌類型劃分,以大致高程100m,坡度12°為界,此線以上主要為低山、高低丘陵,部分高台地作為不宜建設用地,總面積大概為956.75km2;高程100m、坡度12°以下主要為低台地、階地和平原,少數高台地等作為適宜城市建設用地,總面積約991.89km2,其中尚有80.97km2已劃入一級水源區和農業保護用地。因此,城市不宜建設用地為1037.72km2,適宜建設用地為910.57km2。羅湖區和鹽田區不宜建設用地面積102.6km2,主要為區內的幾大山系與水體,其中主要包括深圳水庫-東深供水渠一級水源保護區為8.15km2,梧桐山國家森林公園24.19km2,梅沙尖三洲田庫區約40km2,銀湖周邊山地約8km2,其他為22.26km2 ;福田區的不宜建設用地面積20.44km2,主要為梅林、雞公山山地約12.5km2,筆架山公園約1.3km2,蓮花山公園約1.7kmm2,紅樹林自然保護區2.6km2,800m綠化隔離帶約1.5km2,其他為0.84km2 ;南山區的不宜建設用地面積90.29km2,主要是兩大板塊,即大南山、小南山、西麗湖及周邊山地,其中大南山和小南山近郊公園為6.61km2,羊台山風景區約15km2,塘朗山風景區約14km2,西麗湖-長嶺皮水庫一級水源保護區約5.48km2、灘塗水域19.32km2、西麗湖周邊丘陵山地景園林地約30km2;寶安區不宜建設用地面積為302.62km2,主要包括羊台山山地風景區(寶安部分)、鳳凰山山地風景區、阿婆髻山地、石岩水庫周邊山地、燕川山地、吊神山山地、觀瀾東面-打石坑山地等;龍崗區不宜建設用地面積為521.77km2,其中包括梧桐山、梅沙尖、馬巒山、釣神山和田心山等山地,北面的青林徑水庫周圍山地、龍崗、坪地周圍山地、壩光筆架山山地、大鵬半島排牙山山地、七娘山山地及拋狗嶺山地等。
按照深圳市1996~2010年城市建設總體規劃和現時城市建設發展情況,深圳原有的地貌形態已發生了巨大的變化,譬如西部地區大體依照原始地貌類型的分布輪廓,從平湖、布吉、沙灣、羅湖、福田、南頭、西鄉、福永、沙井至光明以及中部的觀瀾、龍華、坂田等的部分低丘陵、台地、海岸平原,包括海成堆積階地、海河混合堆積平原、河成堆積階地,已開發建設成為近似環形的城市平原區;其間基本保留下來的部分高台地、低丘陵、高丘陵、低山等山地地貌多已成為山地旅遊風景區,如羊台山風景區、鳳凰山風景區、石岩溫泉度假村、塘朗山郊野公園、南山公園等等,至於原有的生物成堆積灘地,則成為福田紅樹林自然保護區;東部地區的西區橫崗排傍(坐標方格128-32)、荷坳(坐標方格128-36)、龍崗、坪地、南面的西坑(坐標方格128-28)、南約(坐標方格140-36)、同樂(坐標方格140-36)、坪山、坑梓及東南的葵涌(坐標方格152-28)等河流谷地階地、台地及部分低丘陵已開發建成城市平原區;基本保留下來的山地地貌或濱海地貌帶,則有梧桐山森林公園、仙湖植物園、梅沙尖三洲田、東部華僑城旅遊區、馬巒山風景區以及田心山、排牙山、壩光筆架山等山地。東南區則從沙頭角、鹽田、大梅沙、小梅沙、溪沖、上洞、下洞、迭福、南澳、東沖、西沖、大鵬澳等海灣,已分別建設成大港口、汽油庫、碼頭、濱海旅遊度假區、海灣城鎮建設區等。東部的大鵬半島山地海岸地貌,其東北角有大亞灣核電站,南半部則為大鵬半島國家地質公園。
全市土地的開發利用與地貌的改造帶來了巨大的經濟和社會的效益。從土地總體生產率來看,深圳市每平方公里土地可創產值3940萬元人民幣。據2004年有關資料統計,全市完成國土基金收入121.8億元人民幣,每平方公里土產出G D P1.7億元人民幣,居全國各大城市的前列。
二、人類活動使地貌改變引發的環境地質問題
人類各種經濟和建設活動對環境地質產生的影響,表現在某些地區地貌的改變,引發地質環境劇烈的變異,出現諸多環境地質問題甚至形成地質災害。例如據不完全統計,區內出現的滑坡、崩塌和土壤侵蝕(水土流失)大多發生在山地低丘陵區,少數在高丘陵或高、中台地附近,這是由於城市建設從平原、台地開發區向丘陵區擴展,大規模的各類工程活動加上環保意識的滯後,破壞了植被及自然邊坡,使岩土裸露並遭受風化剝蝕,引起邊坡不穩定,在雨水的侵襲下,加速了岩土體出現滑坡、崩塌、土壤侵蝕等地質災害;又如東部地區分布在河谷平原之下的隱伏岩溶區,自20世紀80年代大規模城市建設以來,因隱伏岩溶發育導致岩溶塌陷不下30餘處,其中包括龍崗、坪山石井、坑梓、橫崗西坑、葵涌等都發生過岩溶塌陷,因塌陷造成的損失大小不一,有的發生樓房倒塌,基坑涌水被掩,也有因塌陷導致道路局部破壞,民居房屋牆體開裂,民井井口懸空以及農田下陷等等。由於人為因素引發的岩溶塌陷,主要有建築物外加荷載、振動荷載、抽排地下水、開挖隧洞突水等;西海岸平原和台地丘陵區,在長期人類經濟活動的作用下,原始森林植被大部分已受到破壞,植被的覆蓋率已不足10%,其生境趨向乾旱,一方面土壤受沖刷嚴重,自然生態失調,再加上城市建設初期過量抽吸地下水,濱岸魚塘及陸地海產養殖,由於在濱海平原地下水泄流區附近,有一個海水與地下水混合的過渡帶,當濱海地帶地下水位下降後,海水向地下水含水層侵入,使地下水咸化。另一種因素是在潮汐作用下,潮流沿濱海河谷上溯,並向河流兩側滲入補給地下水,並使其咸化。如寶安與東莞交界的東寶河潮流上溯,從河口到遠至20km,據公明一帶鑽探揭露,大致以燕山至馬田一線為界,東面為淡水區,西面則為鹹水或微鹹水區。深圳海岸出現地下水咸化,以礦化度劃分大致可劃分為3區,礦化度大於10g/L為鹹水區,礦化度為3~10g/L為半鹹水區,礦化度為1~3 g/L為微鹹水區。西海岸深圳灣北岸,從沙頭一帶往西沿深南西路以南為鹹水區或微鹹水區。南頭、西鄉一帶海積沖積沉積層為微鹹水區,西鄉至福永一帶為半鹹水區,沙井一帶為鹹水區。東海岸大鵬及鹽田的陸域順河方向物探電法剖面探測,反映了鹹淡水界線距海邊1.2km左右。實際上東海岸的海灣及澙湖沉積層水質大部分已咸化成為鹹水或微鹹水區。
因此,對該區地貌環境變化歷史研究和對未來地貌環境變化趨勢預測與對策研究,是一項很重要的工作。
9. 影響景觀地貌形成的主要因素
綜合各景區中各類地貌景觀的特點和分布規律可以發現,影響各類地貌景觀發育的主要因素,包括構造背景、岩石地層的分布、古氣候變化、重力崩塌作用和水動力條件等。
1.構造因素
景區整體上位於華北地台中南部太行山復式大背斜中北北東走向的林州任村-輝縣上八里復式背斜的西南翼。太古宙至新元古代期間是該區的變質基底形成階段。中元古代—二疊紀期間,在該區發育了厚層的海相和海陸交互相沉積蓋層。在侏羅—白堊紀期間的燕山期造山運動中,來自華北地台東側、由於太平洋板塊向西低角度俯沖所產生的強大的北西-南東向擠壓作用形成了北東—北北東走向的太行山復背斜以及其中的任村-上八里復背斜。新生代的喜馬拉雅運動期間,太行山周緣轉入伸展變形階段。在北西—南東向的拉張變形中,華北裂谷帶開始發育。在太行山的東、南麓,北西向的張裂作用形成了北北東向正傾滑的太行山山前大斷裂和近東西走向左旋正傾滑的盤古寺斷裂。新生代期間,特別是晚新生代,山前正斷裂帶的垂直活動引發了太行山斷塊的持續隆升,造成了華北地區西高東低的地勢和太行山與其東側華北平原之間高差達千米左右的巨大地勢落差。而山脈隆升的背景下所形成的山地與平原之間巨大的地勢落差,正是塑造該區峰谷交錯、崖台梯疊和群峽間列等雄奇險峻的地貌景觀的重要前提。如雲台天瀑、紅石峽、峰林峽、青龍峽和青天河峽谷等,都是在山脈隆升過程中所形成的特徵性的地貌景觀。
另外,在中—新生代構造活動期間,該區還發育了近東西向和近南北向的兩組近直立的構造節理。河流、沖溝或大氣降水對透入性的構造節理的侵蝕切割對該區各種石牆-石壁型的長崖和石峰-石壁型的峰林與峰叢地貌景觀的形成起到了重要的控製作用。
2.岩石-地層因素
位於復背斜西南翼的雲台山世界地質公園中出露的主要岩石地層,從老到新包括構成地台基底的太古宙變質岩、以石英砂岩為主的中元古代雲夢山組、以碳酸鹽岩為主的寒武紀和奧陶紀地層和以砂頁岩、泥岩為主的石炭紀—二疊紀地層等。該區岩石地層的整體產狀平緩,多傾向西或西南,傾角一般不大於15°。其中太古宙變質岩和石炭紀—二疊紀地層,僅在該區零星分布,前者主要在個別景區的河谷底部或下部少量出露,後者主要出露在山麓地帶以及河谷分水嶺的峰頂面附近,在地貌景觀塑造過程中的作用不大。與該區主要地貌景觀密切相關的是中元古界雲夢山組石英砂岩和寒武系與奧陶系的碳酸鹽岩。
地表觀察和前人對該區岩石地層分布特徵的總結表明(高林志等,2004;樊克鋒,2004),中薄層的相對軟弱岩層與中厚層的堅硬岩層的互層分布和中薄層隔水地層與中厚層含水層的互層的分布特點是該區層狀地貌景觀形成的重要物質基礎。
中元古界雲夢山組為一套整體上抗侵蝕能力很強且常構成區域內隔水層的中厚層狀的紫紅色石英岩狀砂岩夾中薄層紫紅色或灰黑色頁岩地層,厚100~150m。該套地層主要分布在該區的溫盤峪、百家岩和葫蘆峪附近,與下伏的太古宙岩層呈角度不整合接觸,構成雲台山一帶中山的山基。由於其極強的抗侵蝕能力,在子房河和百家岩構成了河谷縱向上的第一級岩坎或河流裂點,並形成了紅石峽和赤壁長崖景觀。
該區的寒武紀地層出露完整,總厚度400~600m左右,主要分布於中北部中山區的中-下部。自下而上包括辛集組、硃砂洞組、饅頭組、張夏組、崮山組、炒米店組和三山子組等。其中下部的辛集組、硃砂洞組和饅頭組,是一套以抗侵蝕能力和含水性較強的中薄層碳酸鹽岩與薄層的抗侵蝕能力差和基本不透水的砂頁岩和泥頁岩的不等厚互層為特點,總厚度220m左右。在雲台山景區可以觀察到,由於透水性、抗剝蝕能力不同的不等厚地層的互層分布,該套地層在地貌上常構成「U」形谷下部的基岩斜坡以及谷坡兩側懸泉湧出的部位。寒武系中—上部的張夏組、崮山組、炒米店組和三山子組,是一套以中厚層或巨厚層的白雲岩夾中薄層泥灰岩、灰岩的碳酸鹽岩地層,總厚度420m左右。其中的張夏組中—上部發育了中厚層的疊層石藻灰岩與中薄層的灰岩、泥灰岩的互層地層。該段地層中均勻的厚層碳酸鹽岩常構成該區河谷的陡坡。如青龍峽中游段的隘谷-嶂谷地貌、子房河的嶂谷-圍谷和支谷溝頭高達300m左右的河流裂點及發育在其上的雲台天瀑都發育在該套地層中。另外,在神農山和青天河景區,以含水性不同的中厚層白雲岩化鮞粒灰岩與中薄層泥灰岩互層為特點的張夏組中、下段,還是發育近水平的溶洞的重要部位。在青龍峽景區,張夏組中—上段抗侵蝕能力不同的碳酸鹽岩互層分布,則是河谷中發育層層疊瀑的重要原因。
該區的奧陶紀地層以中奧陶統馬家溝組為主,主要分布於山麓、低山丘陵區和中山區的山體上部。該套總厚度達450m左右的地層包含了7段特點不同的岩層。其中底部(一段)以發育「賈旺頁岩」和中薄層泥質白雲岩為主,岩性較軟弱,厚20m左右;中—下部(二至四段)以中厚層泥質灰岩和白雲岩為主,厚200m左右;中—上部(五至七段)以中厚層—厚層白雲岩和藻灰岩夾泥灰岩為主,厚約250m。由於該套地層底部為薄層的軟弱岩層,中、上部是厚度巨大、總體上抗侵蝕能力較強,並且常發育在山體的中、上部,再加上構造節理較為發育,故該套地層在地表水侵蝕、切割和重力崩塌作用下塑造出了山體上部的陡崖、山峰、石柱和石峰等陡峻地貌。如神農山的龍脊長城、青天河谷地上部的長崖和雲台山海拔1308m的茱萸峰,都是該套地層在外動力作用下的產物。另外,在該組地層中透水性差異較大的中厚層白雲岩與中薄層泥灰岩互層段,還常常是各景區中許多簡單廊道式近水平岩溶洞穴的發育部位。
3.古氣候、水動力作用和重力崩塌等因素
如果說山地隆升是地貌景觀發育的前提條件、岩石地層分布是其發育的物質基礎,那麼古氣候、水動力與重力崩塌作用等則是地貌景觀形成的塑造者。
南太行山地區位於暖溫帶半濕潤—半乾旱氣候區,發育森林-草原植被。上新世以來,特別是第四紀期間,該區和中國其他地區一樣經歷了多次的冰期—間冰期氣候旋迴。冷、暖和干、濕氣候的變化直接影響著區域內大氣降水量的多少和風化作用的進程。在暖濕氣候下,河流的侵蝕和下切作用會大大加強。特別是前述分別發生於距今約1.8~1.4Ma、0.8~0.4Ma和0.15~0.1Ma期間的三次暖濕氣候事件,對該區的地貌景觀發育起到了重要的作用。在約1.8~1.4Ma的暖濕氣候期,加強的河流侵蝕作用造成了河谷的強烈下切,揭開了紅石峽發育的序幕。在約0.8~0.4MaB.P.和0.15~0.1MaB.P.的暖濕氣候期,促成了河谷中類峰林-峰叢景觀的形成和多數岩溶洞穴以及各類岩溶堆積物的發育。因此,第四紀期間暖濕與乾冷氣候的交替變化對岩溶作用的發育有著重要影響。在氣候溫暖濕潤時,由於大氣中的CO2濃度增加,同時大氣降水增加,會促進地表和地下岩溶的發育。乾冷氣候階段則恰恰相反。另外,以冷乾和暖濕氣候交替為特點的第四紀氣候還會影響重力崩塌作用的進行。在乾冷氣候中,岩石的物理風化作用加劇,會促使岩塊的崩裂或破碎。在隨後的暖濕氣候中,河流侵蝕作用的加強則可加速碎裂岩塊的崩塌。
大氣降水是雲台山地區的主要水源,多年的年平均降水量為750mm左右。由於大面積分布厚層的碳酸鹽岩層,因此地表水和地下水共同構成了該區水動力作用的主要方式。其中,前者以片流、洪流和河流等3種形式在地表對山地進行沖刷、磨蝕和下切;而後者主要以隙流和管流的形式在可溶性岩塊的內部或表層進行沖刷和溶蝕。前者是該區山嶽地貌景觀發育的主要方式,後者則僅起輔助作用。長崖、峽谷、類峰林-峰叢和天瀑的形成,主要與前者密切相關,岩溶洞穴、谷坡懸瀑和各類岩溶堆積的發育則與後者關系密切。
重力崩塌對於雲台山地區石牆、石壁或長崖、圍谷、石柱、石峰或類峰林-峰叢等地貌景觀的形成過程中起著重要作用。它所形成的崩塌地形和崩積物在該區河谷中非常普遍。它們是陡峭山坡上部岩塊順構造節理的強烈風化、剝蝕或河流掏蝕岸坡,致使岩塊本身的穩定性失衡,在重力作用下快速下墜所形成的地形和堆積物。另外,在落差巨大的河流裂點附近,崩塌作用還是河流溯源侵蝕的重要方式之一。在青天河景區中,由陡峭谷壁構成的青天河大佛的形成也與谷坡崩塌作用密切相關。
10. 是什麼引起了地貌的變化
內力和外力共同作用下,形成了今天的各種地貌。