地貌景观变化
1. 典型地貌景观的成因分析
云台山世界地质公园中各类地貌景观几乎都是多种内、外地质营力作用密切相关。探讨典型地貌景观的形成条件和成因对于挖掘各类景观的科学内涵、普及地质公园的科学意义都十分重要。这里将从第四纪地质与地貌学的角度对该区主要造景地貌的形成进行初步分析。
1.造境地貌形成的主要控制因素
综合各景区中各类地貌景观的特点和分布规律可以发现,影响各类地貌景观发育的主要因素包括构造背景、岩石地层的分布、古气候变化、重力崩塌作用和水动力条件等。
(1)构造背景
景区整体上位于华北地台中南部太行山复式大背斜中北北东走向的林州任村-辉县上八里复式背斜的西南翼。太古宙至早元古代期间是该区的变质基底形成阶段。中元古代—二叠纪期间,在该区发育了厚层的海相和海陆交互相沉积盖层。在侏罗-白垩纪期间的燕山期造山运动中,来自华北地台东侧、由于太平洋板块向西低角度俯冲所产生的强大的北西—南东向挤压作用形成了北东—北北东走向的太行山复背斜以及其中的任村-上八里复背斜。新生代的喜马拉雅运动期间,太行山周缘转入伸展变形阶段。在北西—南东向的拉张变形中,华北裂谷带开始发育。在太行山的东、南麓,北西向的张裂作用形成了北北东向、正倾滑的太行山山前大断裂和近东西走向、左旋正倾滑的盘古寺断裂。新生代期间,特别是晚新生代,山前正断裂带的垂直活动引发了太行山断块的持续隆升,造成了华北地区西高东低的地势和太行山东南麓与东侧华北平原之间高差达千米左右的巨大地势落差。正是在山脉隆升的背景下所形成的山地与平原之间巨大的地势落差是塑造该区峰谷交错、崖台梯叠和群峡间列的雄奇险峻的地貌景观的重要前提条件。如云台天瀑、红石峡、峰林峡、青龙峡和青天河峡谷等都是在山脉隆升过程中所形成的特征性的地貌景观。
另外,在中-新生代构造活动期间,该区还发育了近东西向和近南北向的两组近直立的构造节理。河流、冲沟或大气降水对透入性的构造节理的侵蚀切割对该区各种石墙-石壁型的长崖和石峰-石壁型的峰林、峰从地貌景观的形成起到了重要的控制作用。
(2)岩石-地层因素
位于复背斜西南翼的云台山世界地质公园中主要出露的岩石地层从老到新包括构成地台基底的太古代变质岩、以石英砂岩为主的中元古界云梦山组、以碳酸盐岩层为主的寒武纪和奥陶纪地层和以砂页岩、泥岩为主的石炭-二叠纪地层等。该区岩石地层的整体产状平缓,多倾向西或西南,倾角一般不大于15°。其中太古宙变质岩和石炭-二叠纪地层仅在该区零星分布,前者主要在个别景区的河谷底部或下部少量出露,后者主要出露在山麓地带以及河谷分水岭的峰顶面附近,在地貌景观塑造过程中的作用不大。与该区主要地貌景观密切相关的是中元古界云梦山组石英砂岩和寒武系与奥陶系的碳酸盐岩层。
地表观察和前人对该区岩石地层分布特征的总结表明(高林志等,2004;樊克锋,2004),中薄层的相对软弱岩层与中厚层的坚硬岩层的互层分布和中薄层隔水地层与中厚层含水层的互层分布的特点是该区层状地貌景观形成的重要物质基础。
其中的中元古界云梦山组为一套整体上抗侵蚀能力很强、且常构成区域内隔水层的中厚层状的紫红色石英岩状砂岩夹中薄层紫红色或灰黑色页岩地层,层厚100~150m。该套地层主要分布在该区的温盘峪、百家岩和葫芦峪附近,与下伏的太古代岩石呈角度不整合接触,构成云台山一带中山的山基。由于极强的抗侵蚀能力,在子房河和百家岩其构成了河谷纵向上的第一级岩坎或河流裂点。并形成该区的红石峡和赤壁长崖地貌景观。
该区的寒武纪地层出露完整,总厚度400~600m左右。主要分布于该区中北部中山区的中-下部。自下而上包括辛集组、朱砂洞组、馒头组、张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组等。其中下部的辛集组、朱砂洞组和馒头组是一套岩性以抗侵蚀能力和含水性较强的中薄层碳酸盐岩与薄层的抗侵蚀能力差和基本不透水的砂页岩和泥页岩的不等厚互层为特点,总厚度220m左右的地层。在云台山景区可以观察到,由于透水性、抗剥蚀能力不同的不等厚地层的互层分布,该套地层在地貌上常构成U形谷下部的基岩斜坡以及谷坡两侧悬泉涌出的部位。寒武系中-上部的张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组是一套岩性以中厚层或巨厚层的白云岩夹中薄层泥灰岩、灰岩的碳酸盐岩地层,总厚度420m左右。其中的张夏组中-上部发育了中厚层的叠层石藻灰岩与中薄层的灰岩、泥灰岩的互层地层。该段地层中均匀的厚层碳酸盐岩常构成该区河谷的陡坡地貌。如青龙峡中游段的隘谷-嶂谷地貌、子房河的嶂谷-围谷和支谷沟头高达300m左右的河流裂点及发育在其上的云台天瀑都发育在该套地层中。另外,在神农山和青天河景区,以含水性不同的中厚层白云岩化鲕粒灰岩与中薄层泥灰岩互层为特点的张夏组中下段还是发育近水平的溶洞的重要部位。在青龙峡景区,张夏组中-上段抗侵蚀能力不同的碳酸盐岩互层分布则是河谷中发育层层叠瀑的重要原因。
该区奥陶纪地层以马家沟组为主,主要分布于山麓、低山丘陵区和中山区的山体上部。该套地层总厚度达450m左右,包含了7段特点不同的岩层。其中底部、以发育“贾旺页岩”和中薄层泥质白云岩为主,岩性较软弱,厚20m左右。中-下部以中厚层泥质灰岩和白云岩为主,厚200m左右。中-上部以中厚层—厚层白云岩和藻灰岩夹泥灰岩为主,厚约250m。由于该套地层底部为薄层的软弱岩层,中上部是厚度巨大、总体上抗侵蚀能力较强,并且常发育在山体的中上部,再加上构造节理较为发育,该地层在地表水侵蚀、切割和重力崩塌作用下塑造出了山体上部的陡崖、山峰、石柱和石峰等陡峻地貌。如神农山的龙脊长城、青天河谷地上部的长崖和云台山海拔1308m的茱萸峰都是该套地层在外动力作用下的产物。
(3)古气候、水动力作用和重力崩塌等因素
如果说山地隆升是地貌景观发育的前提条件、岩石地层分布是其发育的物质基础,那么古气候、水动力与重力崩塌作用等则是地貌景观形成的塑造者。南太行山地区位于暖温带半湿润-半干旱气候区,发育森林-草原植被。上新世以来,特别是第四纪期间该区和中国的其他地区一样经历了多期的冰期-间冰期气候旋回变化。冷、暖和干、湿气候的变化直接影响着区域内的大气降水量的多少和风化作用的进程。在暖湿气候中,河流的侵蚀和下切作用会大大加强,红石峡的发育便与区域性河流侵蚀作用增强有关。因此,第四纪期间暖湿与干冷气候的交替变化对该区的岩溶作用的发育有着重要影响,在气候温暖湿润时,由于大气中的CO2浓度增加,同时大气降水增加,便会促进地表和地下岩溶的发育。干冷气候阶段,则恰恰相反。另外,以冷干和暖湿气候交替变化为特点的第四纪气候还会影响重力崩塌作用的进行。在干冷气候中,岩石的物理风化作用加剧,会促使岩块的崩裂或破碎化。随后的暖湿气候中,河流侵蚀作用的加强则可加速碎裂岩块的崩塌。
大气降水是云台山地区的主要水源,年平均降水量为750mm左右。由于该区发育厚层的碳酸盐岩层,因此地表水和地下水作用构成该区水动力作用的主要方式。其中前者以片流、洪流和河流等3种形式在地表对山地进行冲刷、磨蚀和下切;二后者主要以隙流和管流的形式在可溶性岩块的内部或表层进行冲刷和溶蚀。前者是该区山岳地貌景观发育的主要方式,后者仅为辅助作用。长崖、峡谷、类峰林-峰丛和天瀑的形成主要与前者密切相关,岩溶洞穴、谷坡悬瀑和各类岩溶堆积的发育则与后者关系密切。
重力崩塌堆积作用在云台山地区石墙、石壁或长崖、围谷、石柱、石峰或类峰林-峰丛等地貌景观形成过程中起着重要作用。该作用下所形成的崩塌地形和崩积物在该区河谷中区非常普遍,它们是陡峭山坡上部岩块顺构造节理的强烈风化、剥蚀或河流掏蚀岸坡致使岩块本身的稳定性失衡,在重力作用下快速下坠所形成的地形和堆积物。另外,在落差巨大的河流裂点附近,崩塌作用还是河流溯源侵蚀的重要方式之一。在青天河景区中,由陡峭谷壁构成的青天河大佛的形成也与谷坡崩塌作用密切相关。
2.典型造景地貌的成因机制
云台山地区最典型、最具代表性的地貌景观基本上可用云台八景来概括。即云台山之红石峡与云台天瀑、青龙峡之幽谷叠瀑、峰林峡、神农山之龙脊长城、云台山之赤壁丹崖、青天河之鲸鱼湾和云台山之龙凤壁。如前所述,影响地貌景观形成的因素有很多,但各类景观的形成实际上都是多重地质因素共同作用的结果。下面以上述典型地貌景观为主来重点探讨该区造景地貌的成因,并对其他类似或相关的地貌景观成因机制给予初步解析。
(1)山地抬升与“赤壁丹崖”和“龙脊长城”景观的发育
云台山地区在晚新生代期间经历了阶段性山脉隆升过程,发育在云台山地区的高耸的“卧虎崖”(属于深切嶂谷的谷壁)、“赤壁丹崖”(属于断层崖的崖坡)和“龙脊长城”(属于峡谷上部的陡峭谷壁)等极为壮观的地貌景观都是在山地隆升的背景下经河流下切、重力崩塌和斜坡后退等过程逐渐塑造而成的(图1-62)。
云台山山麓地带至少发育了两条近平行分布的北东东—北东走向、倾向南侧的正断层(图1-62)。从断裂的分布及所错动的地貌面分析,西北侧正断层的活动主要集中在太行期夷平面形成之后和唐县期夷平面解体之前,垂直活动幅度可达500m左右。靠近盆地侧正断层的垂直活动主要发生在唐县期夷平面形成之后,垂直活动幅度在300~400m左右。平行分布正断裂的垂直活动将该区分割成了地势从西北向东南逐渐降低、宏观上呈阶梯式分布的三个地貌单元。包括峰顶面海拔集中在1200~1400m左右的中山、峰顶面海拔集中在500~700m左右的低山区和海拔在200m以下的平原或盆地面。
前述的“卧虎崖”、“赤壁丹崖”和“龙脊长城”等地貌景观虽然属于不同的地貌形态,但无一例外都发育在正断层下盘侧的最高一级地貌台阶中,因此,正断层的垂直活动是它们形成的构造基础。因为断裂的垂直活动造成了两种效应:首先断裂活动促使了与断裂带近于直交的河流水系的发育、河流的强烈下切以及上游河谷中高度不等的河流裂点的发育。其次断裂活动造成北侧地层抬升造成了中元古界和寒武系与中奥陶统的断层接触关系,使得该断裂带北侧河谷中得以出露中元古界厚层的相对坚硬的石英砂岩和以下部发育中薄层泥灰岩、砂页岩、中-上部发育厚层的灰岩、白云岩为特征的寒武系,而南侧仅仅分布岩性以相对均匀的中厚层灰岩、白云岩为主的中奥陶统(图1-62)。也正是由于上述因素造成了断裂南北两侧地貌发育方式以及所形成的地貌景观的不同。其中在断裂南侧,由于地表分布厚度为400m左右、岩性相对均一的碳酸盐岩,因此山地河谷和坡地在后期的侵蚀过程中主要倾向于以斜坡坡面的平行下降和相对均匀的后退形式为主进行,即山坡演化中的坡面平行下降模式(图1-62),形成了该区相对宽缓的谷底、地势起伏相对均一的山地和区域均衡的斜坡等。在断裂北侧的上升盘,由于岩石硬度的明显差异,在河流的下切或侧蚀过程中,山地剥蚀以侧向不均侵蚀和纵向不均匀下切为特征,同时坡地发育已伴随崩塌作用和河流溯源侵蚀的山坡平行后退模式为主(图1-62)。此时常形成河床裂点发育的深切峡谷、谷坡两侧的陡峭崖壁和山前高耸的断层崖等壮观的地貌景观。云台山红石峡沟口高20多米的河流裂点和百家岩高100多米的赤壁丹崖都是在断层崖基础上发育起来的断层型河流裂点地貌景观。子房河谷地两侧的卧虎崖和神农山的龙脊长城也是在断裂上升盘一侧,因河流下切过程中伴随谷壁斜坡平行后退发育而成的地貌景观。
图1-62 云台山山前地貌演化过程示意图
图1-63 云台山峰林峡景区河流切割近水平地层形成峰林景观
(2)深切曲流的发育与“鲸鱼湾”和峰林峡景观地貌的形成
地貌学上将曲流河划分为自由曲流和深切曲流,后者又可进一步区分为嵌入式曲流和内生曲流。内生曲流可以在深切曲流的基础上由于河流进一步侧向侵蚀发育而成,也可以是原来相对顺直的河流在下切入基岩之后,在河流基准面保持长期相对稳定的情况下,由于岩石的抗侵蚀能力的差异或地质构造因素的影响再经长期侧向侵蚀作用而形成。总的来看,内生曲流常表现为弯曲度较小的顺直型河谷与曲度较大的曲流交替分布的特点。如子房河上游段发育在裂点之上的长1~2km的曲流段和下游近出山口一带的曲流段、青龙峡和峰林峡谷地中的局部发育的曲流形态大都属于此类。嵌入曲流的发育先后经历了自由曲流和深切曲流两个阶段,并能够基本保持原生的曲流形态,因此常表现为蜿蜒迂回的河曲形态,即常说的“九曲十八弯式”的河流峡谷地貌。沁河、丹河和峪河中的曲流形态基本上都属于该类,其中丹河水域青天河景区的鲸鱼湾则是该类地貌景观的典型代表。
在深切曲流发展过程中,伴随河流的侧向侵蚀和迁移不仅直接形成了像鲸鱼湾一类的迂回弯曲的峡谷地貌,而且还会在河谷中及其两侧形成离堆山、牛轭湖和形态各异的石峰、峰墙和一些类似峰林的地貌景观。如在以发育类似峰林-峰丛的石峰-石墙类地貌景观为特征峰林峡景区(图1-63),河谷呈现出内生曲流形态,在河流的中上游相对顺直的河谷与弯曲度很大的河谷相间分布,并且在上游的影寺一带可以见到典型的高位废弃曲流和离堆山。地表调查可知,该区景观的发育主要与曲流河下切之后的侧蚀、下切和迁移密切相关,同时受到了岩层分布和构造节理发育的影响。因为该区主要分布寒武-奥陶纪岩层,该套地层以相对软弱的中薄层的页岩、泥岩和泥灰岩与相对坚硬的、但构造裂隙相对发育的厚层的灰岩、白云岩相间产出为特点。在内生曲流发育的中、后期,当河流下切至软弱岩层中时,便转为以侧向侵蚀作用为主的阶段。河流对软弱岩层的侧向侵蚀或掏蚀会促使上层岩块的崩塌,同时再加上地表水沿岩层中近东西向和近南北向两组构造节理的侵蚀、切割,便在河谷中及其两侧塑造出形态各异的、类似峰林-峰丛的多种石峰-石墙类地貌景观。如果河流继续下切,早期形成的石峰、石墙等便会遗留在高出河谷数十至数百米的地貌部位,成为高位的石峰-石墙类地貌景观。类似的地貌景观在青龙峡、青天河都有不同规模的发育。当然发育在一些山脊长崖或绝壁之上的石峰、石柱和石墙也大都是在河流下切之后,地表水顺构造节理侵蚀、切割并诱发崩塌作用的综合作用结果。
(3)河流裂点、岩坎和“云台天瀑”、“幽谷叠瀑”等景观的形成
河流裂点是河流基准面下降所引起的河流下切和溯源侵蚀过程中所达到的那一段河床纵向上的陡坎或坡折地貌(图1-64),它在地貌上可表现为河床纵向上的高数米至数百米、甚至上千米不等的陡坡地貌。在云台山地区,不同类型的河流裂点地貌极为发育,并形成了独具特色的地貌景观。根据成因不同,可初步归结为断裂型裂点和溯源-崩塌型裂点等3类。虽然裂点的直接成因不同,但实际上它们都是构造活动、溯源侵蚀和崩塌等多种因素综合作用的结果。下面对各种裂点的特点和成因进行简单分析。
图1-64 河流裂点形成示意图
云台山地区最为壮观的是溯源-崩塌型裂点,其可以子房河上游各支流深达500~600m左右的嶂谷沟头高260~360m不等的高大河流裂点为代表,河流从裂点之上飞泻而下便形成了所谓的“云台天瀑”奇观。该裂点的形成是河流在溯源侵蚀过程中岩块崩塌的结果,至今仍可见到沟谷中分布着许多从上部崩落下来的巨大岩块。同时,应该知道沟谷溯源侵蚀与岩块崩塌的发生又与该区的构造活动和岩层分布特点密不可分。因为地表观察可以看到,裂点发育的沟谷中主要出露寒武纪地层,其下部以发育抗侵蚀能力较弱的中薄层的砂岩、泥岩或页岩与灰岩、白云岩互层为特点,而中-上部以发育抗侵蚀能力较强、而近直立的构造裂隙比较发育的厚层白云岩和灰岩为主。如前所述,在太行期夷平面形成之后,该区的黑龙王庙断层曾经有过幅度至少为300m的垂直活动,断裂带的垂直活动必然造成上升盘一侧河流的强烈下切。子房河上游各支谷即在此构造背景下开始强烈下切,同时河流发生的溯源侵蚀。当河流下切至相对较软弱的寒武纪下部地层中时,河流的侧向侵蚀或掏蚀作用和地表水沿近垂直裂隙的侵蚀会促使上部厚层岩块的崩塌,进而加速河流侧蚀和溯源侵蚀速度,并形成高数百米的陡峭嶂谷以及沟头的高大裂点和从裂点之上飞流直下的“天瀑”。
断裂型裂点主要以红石峡沟口白龙潭处高20多米的裂点和百家岩孝女塔北“天门瀑”所在的高120m左右的赤壁丹崖为代表。该类型的裂点之形成与断裂活动的关系最为密切,因为裂点南侧或不远处即为倾向南侧的北东东向黑龙王庙正断层通过之处。正是该断裂在晚新生代的垂直活动,造成了北侧坚硬的中元古界厚层石英砂岩与南侧相对软弱的中厚层灰岩、白云岩夹薄层泥灰岩的中奥陶世地层呈并列式的断层接触,而断层两侧可侵蚀能力的显著差异直接导致了云台山红石崖和天门瀑一带发育在厚层紫红色石英砂岩中的河流裂点及相关景观。因此称其为断裂型裂点。
除了显著的河流裂点地貌,由于岩层抗侵蚀能力差异,在河床上还常见到类似裂点的规模不等的岩坎地貌,这在云台山的小寨沟和青龙峡景区较为发育。其中一级级高1~3m乃至5~10m的不等的河床岩坎,时而集中分布,时而分散出现,形成河谷中精巧雅致的崖台梯叠、层层叠瀑、潭瀑相连的河床地貌景观,这些景观主要发育在厚度为200m左右的中寒武统张夏组中。以青龙峡景区为例,在其中海拔600~750m左右的河谷段为以厚层叠层石与中薄层的泥灰岩互层为特征的中寒武统张夏组,由于前者抗剥蚀能力相对较强,而后者相对较弱,因此在河流下切过程中,当遇到软弱岩层时,便会促使河谷加宽和溯源侵蚀的发生,容易形成平坦和较为开阔的河滩而一旦遇到相对坚硬的厚层叠层石,便会阻碍溯源侵蚀的进行从而形成岩坎地貌。由于张夏组厚度可达190m左右,其中包含了众多厚度不等的软、硬地层(图1-65),因此便在河谷中形成了现在所见到的由多达数十个大小不同的岩坎和瀑布所构成的层层叠瀑景观。
图1-65 青龙峡谷地中层层叠瀑的成因示意图
2. 景观地貌的分布
与云台山地区河谷地貌特点类似,该区主要造景景观的分布也呈现出垂回向上的层状梯级答分布和纵向上的交替分布特点。不同类型地貌景观在垂向上可与山地中的层状地貌相对应。在太行期夷平面上发育了云台山之茱萸峰、方山和平顶山等景观;在切割了太行期夷平面的“盘状”宽谷上是龙脊长城、长崖峰丛和峰墙等;盘状谷之下的“U”形宽谷的谷壁则对应于赤壁丹崖、卧虎崖、云台天瀑、围谷和青天河大佛等嶂谷-谷壁型地貌景观;“U”形谷的谷底耸立着一些峰林-峰丛景观,如母鸡峰;切割“U”形谷的“V”形谷对应于红石峡和青龙峡下部谷地等隘谷-嶂谷型景观、谷壁上的悬泉、流瀑等“水”景和谷底的层层叠瀑、曲径幽滩等景观(图2-14)。
图2-14 子房河“U”形宽谷与红石峡“V”形隘谷组合的“谷中谷”地貌
在各个景区,从河谷的中游向上游行进会看到不同类型的谷地及景观在纵向上逐渐变化的特点。在云台山子房河,中游段是红石峡和卧虎崖,上游段是叠瀑幽潭和云台天瀑。青龙峡中游是隘谷曲径,上游是嶂谷叠瀑。青天河中游是峡谷和迂回曲流,上游是嶂谷幽潭。
3. 地貌景观类型与分布特征
太行山南段地区晚新生代期间阶段性的山脉隆升过程、周期性的气候波动和软硬差异明显的近水平分布的中厚层砂岩、碳酸盐岩层以及中薄层泥页岩与碳酸盐岩层互层的地层分布格架决定了该区云台地貌及其景观形成演化的阶段性、多层性、多成因和多元化特点。
1.地貌景观的类型与特征
据对云台山地区主要地貌景观的调查可以发现,该区地貌景观主要由“山”、“水”和岩溶景观三部分构成。其中“山”景包括峰顶面、崖、峰、谷和沟等中地貌形态和坎、柱和槽等微地貌形态;“水”景包括悬泉、瀑布、潭和水库等自然与人造水景;岩溶景观主要包括岩溶洞穴及其中的各类岩溶堆积物。其中山、水以及两者相结合所构成的地貌景观在该区最具代表性,也是云台地貌的核心。下面从地貌学角度对其典型地貌景观进行简要的归类总结。
(1)“山”景
如前所述,在隆升山地之中,经河流的长期侵蚀过程,同时叠加地表风化剥蚀和山体崩塌等地质作用,必然会塑造出由山峰、山壁、山崖等高耸的高地貌和隘谷、嶂谷、峡谷等低洼的低地貌组合而成的地势跌宕起伏的山岳地貌景观。云台山世界地质公园中著名的云台三百家岩的赤壁丹崖、神农山的龙脊长城、云台山的茱萸峰和方山、子房河的卧虎崖、峰林峡以及关山一带的各类石峰(图1-54)、石壁、石墙和峰林-峰丛等地貌景观都属于山岳地貌之“山”景中典型的正地貌形态。这些巍峨壮观的山崖、石壁和石峰等地貌景观都是在河谷强烈下切之后由于河谷谷坡或山地斜坡的崩塌后退(局部受到早期断崖的影响)所形成的,总体上都可归属为河流侵蚀-谷坡崩塌型地貌形态。
图1-54 河南云台山地区关山景区内河流侵蚀切割形成的小型峰林地貌
云台山地区的青龙峡谷地、红石峡、小寨沟、鲸鱼峡、峰林峡谷地和各种小型的沟谷景观等则属于典型的负地貌形态,其中著名的河谷型景点包括红石峡、青龙峡、峰林峡、青天河的鲸鱼湾大峡谷等。其中红石峡为典型的隘谷-嶂谷型的河谷,青龙峡则属于嶂谷-峡谷型河谷,峰林峡和青天河属于狭义的峡谷型河谷。另外还有一类根据河谷弯曲程度划分的重要河谷形态———深切曲流型峡谷。深切曲流型河谷具有蜿蜒弯曲的河谷形式,最典型的是位于丹河流域青天河景区中的鲸鱼湾峡谷,其中迂回曲折、湾湾相连的河谷形态展示出典型的深切河曲地貌。规模较小的,但玲珑别致的曲流型河谷形态在峰林峡景区(图1-55)、云台山子房河上游支谷和青龙峡景区内也可见到。
(2)“水”景
水景包括人造水景和自然水景两部分。前者主要是分布在各景区内的水库,如青天河的红旗水库(大泉湖)、云台山子房河的马安石水库(子房水库)和峰林峡的群英水库等。后者包括了发育在河流裂点、河床岩坎和河谷陡壁上的各类瀑布、悬泉以及河床上的潭、滩、湾和溪等。其中最著名的云台山景区内水流落差达314m的云台天瀑是河流在河床的高大裂点上飞泻而下的结果(图1-56),类似的瀑布在百家岩也可见到(天门瀑)。青龙峡景区青龙洞河谷地中的层层叠瀑(幽谷叠瀑)是河床中存在众多基岩岩坎的结果,类似的景观还有云台山小寨沟中的群瀑争流和“丫”字瀑(图1-57)、青天河上游地段的九连瀑。悬泉是景区各河流谷地中一些裂隙泉、岩溶泉从谷壁之上泻流直下的产物。在青龙峡和小寨沟最独特的是在一级级的河床岩坎上发育而成的瀑、潭相接和瀑由溪连的秀美景观(即所谓的三步一泉、五步一瀑和十步一潭)。另外一类代表性的水景是深切曲流景观,最典型的是青天河景区的鲸鱼湾景观和峰林峡景区中的河流截弯取直景观。
图1-55 河南云台山峰林峡景区中河流截弯取直后遗留的古河曲地貌景观
图1-56 河南云台山景区中顺高大河流裂点形成的瀑布景观
2.地貌景观的分布特征
正如云台山地区河谷地貌的层状分布特点,该区主要造景景观的分布同样呈现出垂向上的层状梯级分布和纵向上的交替分布特点。不同类型地貌景观在垂向上可与山地中的层状地貌相对应。在太行期夷平面上发育了云台山之茱萸峰、方山和平顶山等景观;在切割了太行期夷平面的“盘状”宽谷上是龙脊长城、长崖峰丛和峰墙等;盘状谷之下的U形宽谷的谷壁则对应于赤壁丹崖、卧虎崖、云台天瀑、围谷和青天河大佛等嶂谷-谷壁型地貌景观;U形谷的谷底耸立着一些峰林-峰丛景观,如母鸡峰;切割U形谷的V形谷对应于红石峡和青龙峡下部谷地等隘谷-嶂谷型景观、谷壁上的悬泉、流瀑等“水”景和谷底的层层叠瀑、曲径幽滩等景观。另外,在各个景区,从河谷的中游向上游溯源而上,可经常看到不同类型谷地及地貌景观在河流纵向上交替出现和逐渐变化的现象。如沿云台山子房河,中游段是红石峡和卧虎崖,上游段是叠瀑幽潭和云台天瀑。沿青龙峡,中游是隘谷曲径,上游是嶂谷叠瀑。沿青天河,中游是峡谷和迂回曲流,上游是嶂谷幽潭。
图1-57 河南云台山景区在软硬相间的近水平岩层中发育的岩坎和跌水
4. 地貌景观形成过程中,能量主要来自于地球内部的是
考点: 地表形态变化的原因和地质构造 专题: 分析: 此题考查地质作用与地表形态的变化.内力作用能量来源于地球内部放射性元素衰变产生的热能,主要表现为地壳运动、岩浆活动和变质作用,它使得地表变得高低起伏.外力作用能量来源于地球外部的太阳辐射能和重力能,主要作用要素有温度、流水、风、海浪、冰川等,主要表现为风化作用、侵蚀作用、搬运作用、堆积作用、固结成岩、重力作用和化学作用,它使得地表趋于平坦.根据图中的景观分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蚀作用形成的.能量来源于地球的外部. ②是断层构造,是岩层受到挤压力过大或者张力作用,使得岩层发生断裂,出现断裂面,并且在断裂面两侧的岩层有错动和位移形成的,是地壳运动的结果,能量来源于地球内部. ③是风力侵蚀形成的蘑菇.能量来自于地球外部. ④是火山地貌,是内力作用的表现,所以能量是来源于地球内部. A.②是断层构造,是岩层受到挤压力过大或者张力作用,使得岩层发生断裂,出现断裂面,并且在断裂面两侧的岩层有错动和位移形成的,是地壳运动的结果,能量来源于地球内部.④是火山地貌,是内力作用的表现,所以能量是来源于地球内部.故正确; B. ③是风力侵蚀形成的蘑菇.能量来自于地球外部.故不符合题意; C.根据图中的景观分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蚀作用形成的.能量来源于地球的外部. ③是风力侵蚀形成的蘑菇.能量来自于地球外部.故不符合题意; D.根据图中的景观分析,①是喀斯特地貌,是流水侵蚀作用形成的.能量来源于地球的外部,故不符合题意. 故选:A. 点评: 此题考查地质作用与地表形态的变化.区别内外力作用对地表的影响,结合题中的信息解题,难度一般.
5. 如图所示地区地貌景观变化的主要地质作用是()A.流水侵蚀作用B.风力侵蚀作用C.流水堆积作用D.地
从图中可知:从早期、中期、晚期这三个阶段,岩层在不断的变薄,是属于侵蚀作用;从图中可知,地表河流密布,因此图中所示地区地貌景观变化主要是流水侵蚀作用.
故选:A.
6. 中国地貌对自然景观形成的作用及其在国民经济发展中的意义
中国地貌复杂,地势高度相差很大,高原与山地占有面积甚广,平原辽阔,因此,作为自然地理物质基础的地貌,对中国自然景观的形成与演变有着深刻的影响。
1.地貌轮廓及其组合形式是自然区域特征形成发展的主要因素之一,同时对自然区域分异也有其重要作用。
广大的青藏高原耸立于我国西部,形成具有高寒特征的自然区。并且通过对气流运行的阻碍或加强作用和作为江河源地,影响到我国广大范围内的自然地理过程;在我国西北部,高大山岭与盆地相间的形式使盆地更为干旱,而山地有冰雪积累,形成径流,下注盆地,提供了水源,造成荒漠大盆地自山麓洪积平原至盆地中心的景观结构图式;我国东部地区,地势比较低平,低山丘陵分布甚广,只在较小的范围内影响到景观的分异;但一些山脉如南岭、秦岭、大兴安岭等,往往导致了两侧气候条件的差异,而成为区域分异的明显界限。山地对生物、气候有深刻影响,形成自然能景观垂直带谱。我国山地垂直带谱类型十分复杂多样,大大地丰富了自然地理的内容,而且与水平带相互交错,加强了我国自然景观地域分异的复杂性。
2.我国山地由于具有多旋回性的地质历史发展过程,在不同时代的地壳运动中有大量火成岩体侵入,形成及其丰富而多样的金属矿产资源。一些大型坳陷和盆地中,堆积了巨厚的沉积层,蕴藏着十分丰富的石油和天然气。
3.我国山地和丘陵面积广大。山地有利于土地利用的多种经营和农、林、牧合理结合;平原地表平坦,土壤肥沃深厚,水网发育,在我国劳动人民长期耕作经营下,成为粮食和多种经济作物的主要产区。此外,我国西高东低的地势,特别是西南地区的巨大的垂直高差,使河流水力资源十分丰富,有多级开发利用水能的条件。
4.地貌条件对经济建设的不利影响主要表现在:山地崎岖,交通建设困难;岩溶地区地表水大量渗漏,地下溶洞有坍陷危险;荒漠地区风沙活动危害生产;黄土及红壤地区易被暴雨冲刷,造成水土流失等方面。
7. 景观变化的因素
当自然界里的景物和自然现象和谐地统一在一起时,就有可能形成一个具有美感的画面,我称之为自然美。通过手中的相机,表现自然美,这是风光摄影爱好者的追求。自然美中的景物,一般可以分为两部分;
一部分是相对静止的物体,比如山、石、树、河流等等;
还有一部分是自然现象,处于不断地运动和变化的状态之中,比如阳光、海浪、飞鸟、闪电、云雾。尽管构成景物的物体没有改变,但是由于后者那些可变因素的影响,那么景物就可能会呈现出各种各样不同的效果。
气候的变化在风光摄影中是一个十分重要的可变因素,不少优秀的风光摄影作品,就是摄影者在气候变化过程中捕捉到的以短暂状态或瞬间状态存在的自然美。由于这种流动变化的自然美,只是在特定的气候条件下才会出现,加上难以预知,因此带有一定的突发性,而且是可遇而不可求的,这也是自然赐给摄影者的机遇,当机遇
(我们也常常称做“运气”)
一旦出现时,能否迅速做出反应,以敏锐地判断和动作捕捉眼前突然出现,并很快就会改变的美景,则要靠摄影者自身的素质。有一年,我从新疆阿尔泰的哈那斯返回乌鲁木齐,一路上都是阴天,还下着小雨,连续数百公路的路程都没有拍到一张片子,行至乌尔合风城时已是傍晚时分,日落方向的云层裂开了一条缝隙,一道几乎与地面平行的红光射向风城,把那里的雅丹地貌抹上了一层绚丽的橘红色,真是天赐良机,我让司机立即停车,迅速地找到一个比较高的拍摄点,为了不失时机,先用挂在身上的135相机拍了几张,然后架上120相机,只拍了两张照片的工夫,阳光一下又缩回了云中,整个过程不到5分钟,最后得到的一幅作品可以说全靠运气。当然,在我的摄影经历中,也出现过由于反应慢而坐失良机,后悔莫及的事。
对自然景观产生较大影响的除了光线就是云雾了,云雾的变化是中国的风光摄影里很重要的组成部分,这可能与中国的水墨画有很大的关系,因为中国人都比较喜欢含蓄的表达方式,“藏而不露”、“犹抱琵琶半遮面”,这样的作品更有韵味,这与西方人喜欢直白的风景照片有所不同。尽管光线的变化常常能给风光作品带来戏剧性的效果,但是,观看众多的风光摄影作品我们可以发现,仅仅有奇特的光线是不够的,成功的风光摄影作品往往还有云雾出现,云雾作为画面的组成部分,能营造一种气氛,使一览无余的自然景观变得含蓄而富于变化。云雾有时运动十分缓慢,有时却瞬息万变。由于云雾无穷的变化,景物时隐时现,即使在同一拍摄位置,也会形成不同的画面。有人说风光摄影属于静态摄影,这是不符合实际的,因为风光摄影也有一个选择和把握摄影时机的问题:
拍摄处于运动和变化之中的景物时,常常几分之一秒的差别,就可能决定作品的成败。
对于摄影者来说,要善于通过自己的观察、感受、发现自然美的存在。特别要善于从一般中发现不一般,从平凡中发现不平凡,从大家司空见惯的景物中,发现前人和别人未曾发现的自然美。人们常说的独具慧眼就是这个意思。从这个意义上讲,摄影可以说是一门发现的艺术,这不仅要求摄影者具有较高的艺术修养和艺术敏感,还要求摄影者满怀激情地全身心投入大自然的怀抱,用心灵去感受大自然。否则面对客观景物,可能什么也没有发现,或者只是重复别人的发现。我个人认为一张好的风光摄影作品,应该具有一种品格,这种品格应该是:
没有重复前人或者别人的,也是别人无法重复的。
8. 人类活动对地貌产生的变化和影响
一、深圳市土地开发利用对地貌产生的影响
(一)土地开发利用规划
深圳市根据土地资源、地形地貌特点、土地利用的现状和土地利用分区的原则,制定了深圳市1996~2010年土地利用总体规划,将全市1948.69km2面积的土地划分为农业保护区、水源保护区、组团隔离区、休闲旅游区、郊野游览区、自然生态保护区、远景发展备用区和城市建设区等8个分区。
全市规划期内用于城市建设的控制用地规模为478.73km2,占全市土地总面积24.6%。总体要求建立市域范围合理的地域结构和功能布局,促进全市城建的平衡有序发展。
总体规划划定农业保护区总面积为274.95km2,占全市土地总面积的14.1%。其中特区内的面积为17.5km2;龙岗区面积为117.04km2;宝安区面积为40.41km2。建立农业(包括蔬菜、水果、水产、畜牧等农副产品)生产基地。
水源保护区主要包括深圳水库-东深供水渠、铁岗水库、石岩水库、西丽水库、长岭皮水库、梅林水库、西坑水库、松子坑水库、赤坳水库、清林径水库、龙口水库、打马坜水库、红花岭水库、大山陂水库、矿山水库、黄竹坑水库、岗头水库、炳坑水库、罗屋田水库和白石塘水库。划定水源保护区总面积565.98km2,占全市土地总面积的4.3%。
休闲旅游区主要是指以人工开发为主的旅游、休憩疗养及体育活动场所,主要包括微缩景观风景区、旅游度假村、高尔夫球场等,东部以南澳、大鹏、东部华侨城等为主体;西部以华侨城人文景观区、西丽、海上田园等为主体。控制区范围面积为44.94km2,占全市土地总面积的2.3%。
郊野游览区是自然景观为主的旅游区,包括郊野公园、国家地质公园和风景名胜区,东部以大鹏半岛、梧桐山风景区为主体;西部以羊台山,凤凰山,内伶仃岛和大、小南山为主体。控制用地面积为248.57km2,占全市土地面积的12.8%。
自然生态保护区是指目前尚无条件开发的森林山体和自然植被区,包括应恢复植被的空地、裸地,是城市外围总体生态环境最主要的组成部分和最重要的生态实体,亦是城市生态环境可持续发展的基础。全市划定自然生态保护区控制范围面积为629.98km2,占全市土地总面积的32.3%。
组团隔离区和休闲旅游区、生态保护区等一起用于阻止城市用地的无序蔓延,特别是防止城市建设沿路伸展的情况,防止城市环境的恶化。全市共安排组团隔离区用地面积68.4km2,占土地总面积的3.5%。其中特区古10.1km2,安全区占15.3km2,龙岗区占43km2。
远景发展备用区是指与城市远景发展紧密相关的部分可建设用地,全市共划定该备用区面积119.26km2,占全市可建设用地的13%,占全市土地总面积的6.12%。其中特区占22km2,宝安区占62km2,龙岗区占45km2。
(二)土地开发利用对地貌产生的影响
深圳市国土资源和规划部门根据地形地貌特点和工程条件,从保护生态环境原则出发,结合深圳的地貌类型划分,以大致高程100m,坡度12°为界,此线以上主要为低山、高低丘陵,部分高台地作为不宜建设用地,总面积大概为956.75km2;高程100m、坡度12°以下主要为低台地、阶地和平原,少数高台地等作为适宜城市建设用地,总面积约991.89km2,其中尚有80.97km2已划入一级水源区和农业保护用地。因此,城市不宜建设用地为1037.72km2,适宜建设用地为910.57km2。罗湖区和盐田区不宜建设用地面积102.6km2,主要为区内的几大山系与水体,其中主要包括深圳水库-东深供水渠一级水源保护区为8.15km2,梧桐山国家森林公园24.19km2,梅沙尖三洲田库区约40km2,银湖周边山地约8km2,其他为22.26km2 ;福田区的不宜建设用地面积20.44km2,主要为梅林、鸡公山山地约12.5km2,笔架山公园约1.3km2,莲花山公园约1.7kmm2,红树林自然保护区2.6km2,800m绿化隔离带约1.5km2,其他为0.84km2 ;南山区的不宜建设用地面积90.29km2,主要是两大板块,即大南山、小南山、西丽湖及周边山地,其中大南山和小南山近郊公园为6.61km2,羊台山风景区约15km2,塘朗山风景区约14km2,西丽湖-长岭皮水库一级水源保护区约5.48km2、滩涂水域19.32km2、西丽湖周边丘陵山地景园林地约30km2;宝安区不宜建设用地面积为302.62km2,主要包括羊台山山地风景区(宝安部分)、凤凰山山地风景区、阿婆髻山地、石岩水库周边山地、燕川山地、吊神山山地、观澜东面-打石坑山地等;龙岗区不宜建设用地面积为521.77km2,其中包括梧桐山、梅沙尖、马峦山、钓神山和田心山等山地,北面的青林径水库周围山地、龙岗、坪地周围山地、坝光笔架山山地、大鹏半岛排牙山山地、七娘山山地及抛狗岭山地等。
按照深圳市1996~2010年城市建设总体规划和现时城市建设发展情况,深圳原有的地貌形态已发生了巨大的变化,譬如西部地区大体依照原始地貌类型的分布轮廓,从平湖、布吉、沙湾、罗湖、福田、南头、西乡、福永、沙井至光明以及中部的观澜、龙华、坂田等的部分低丘陵、台地、海岸平原,包括海成堆积阶地、海河混合堆积平原、河成堆积阶地,已开发建设成为近似环形的城市平原区;其间基本保留下来的部分高台地、低丘陵、高丘陵、低山等山地地貌多已成为山地旅游风景区,如羊台山风景区、凤凰山风景区、石岩温泉度假村、塘朗山郊野公园、南山公园等等,至于原有的生物成堆积滩地,则成为福田红树林自然保护区;东部地区的西区横岗排傍(坐标方格128-32)、荷坳(坐标方格128-36)、龙岗、坪地、南面的西坑(坐标方格128-28)、南约(坐标方格140-36)、同乐(坐标方格140-36)、坪山、坑梓及东南的葵涌(坐标方格152-28)等河流谷地阶地、台地及部分低丘陵已开发建成城市平原区;基本保留下来的山地地貌或滨海地貌带,则有梧桐山森林公园、仙湖植物园、梅沙尖三洲田、东部华侨城旅游区、马峦山风景区以及田心山、排牙山、坝光笔架山等山地。东南区则从沙头角、盐田、大梅沙、小梅沙、溪冲、上洞、下洞、迭福、南澳、东冲、西冲、大鹏澳等海湾,已分别建设成大港口、汽油库、码头、滨海旅游度假区、海湾城镇建设区等。东部的大鹏半岛山地海岸地貌,其东北角有大亚湾核电站,南半部则为大鹏半岛国家地质公园。
全市土地的开发利用与地貌的改造带来了巨大的经济和社会的效益。从土地总体生产率来看,深圳市每平方公里土地可创产值3940万元人民币。据2004年有关资料统计,全市完成国土基金收入121.8亿元人民币,每平方公里土产出G D P1.7亿元人民币,居全国各大城市的前列。
二、人类活动使地貌改变引发的环境地质问题
人类各种经济和建设活动对环境地质产生的影响,表现在某些地区地貌的改变,引发地质环境剧烈的变异,出现诸多环境地质问题甚至形成地质灾害。例如据不完全统计,区内出现的滑坡、崩塌和土壤侵蚀(水土流失)大多发生在山地低丘陵区,少数在高丘陵或高、中台地附近,这是由于城市建设从平原、台地开发区向丘陵区扩展,大规模的各类工程活动加上环保意识的滞后,破坏了植被及自然边坡,使岩土裸露并遭受风化剥蚀,引起边坡不稳定,在雨水的侵袭下,加速了岩土体出现滑坡、崩塌、土壤侵蚀等地质灾害;又如东部地区分布在河谷平原之下的隐伏岩溶区,自20世纪80年代大规模城市建设以来,因隐伏岩溶发育导致岩溶塌陷不下30余处,其中包括龙岗、坪山石井、坑梓、横岗西坑、葵涌等都发生过岩溶塌陷,因塌陷造成的损失大小不一,有的发生楼房倒塌,基坑涌水被掩,也有因塌陷导致道路局部破坏,民居房屋墙体开裂,民井井口悬空以及农田下陷等等。由于人为因素引发的岩溶塌陷,主要有建筑物外加荷载、振动荷载、抽排地下水、开挖隧洞突水等;西海岸平原和台地丘陵区,在长期人类经济活动的作用下,原始森林植被大部分已受到破坏,植被的覆盖率已不足10%,其生境趋向干旱,一方面土壤受冲刷严重,自然生态失调,再加上城市建设初期过量抽吸地下水,滨岸鱼塘及陆地海产养殖,由于在滨海平原地下水泄流区附近,有一个海水与地下水混合的过渡带,当滨海地带地下水位下降后,海水向地下水含水层侵入,使地下水咸化。另一种因素是在潮汐作用下,潮流沿滨海河谷上溯,并向河流两侧渗入补给地下水,并使其咸化。如宝安与东莞交界的东宝河潮流上溯,从河口到远至20km,据公明一带钻探揭露,大致以燕山至马田一线为界,东面为淡水区,西面则为咸水或微咸水区。深圳海岸出现地下水咸化,以矿化度划分大致可划分为3区,矿化度大于10g/L为咸水区,矿化度为3~10g/L为半咸水区,矿化度为1~3 g/L为微咸水区。西海岸深圳湾北岸,从沙头一带往西沿深南西路以南为咸水区或微咸水区。南头、西乡一带海积冲积沉积层为微咸水区,西乡至福永一带为半咸水区,沙井一带为咸水区。东海岸大鹏及盐田的陆域顺河方向物探电法剖面探测,反映了咸淡水界线距海边1.2km左右。实际上东海岸的海湾及澙湖沉积层水质大部分已咸化成为咸水或微咸水区。
因此,对该区地貌环境变化历史研究和对未来地貌环境变化趋势预测与对策研究,是一项很重要的工作。
9. 影响景观地貌形成的主要因素
综合各景区中各类地貌景观的特点和分布规律可以发现,影响各类地貌景观发育的主要因素,包括构造背景、岩石地层的分布、古气候变化、重力崩塌作用和水动力条件等。
1.构造因素
景区整体上位于华北地台中南部太行山复式大背斜中北北东走向的林州任村-辉县上八里复式背斜的西南翼。太古宙至新元古代期间是该区的变质基底形成阶段。中元古代—二叠纪期间,在该区发育了厚层的海相和海陆交互相沉积盖层。在侏罗—白垩纪期间的燕山期造山运动中,来自华北地台东侧、由于太平洋板块向西低角度俯冲所产生的强大的北西-南东向挤压作用形成了北东—北北东走向的太行山复背斜以及其中的任村-上八里复背斜。新生代的喜马拉雅运动期间,太行山周缘转入伸展变形阶段。在北西—南东向的拉张变形中,华北裂谷带开始发育。在太行山的东、南麓,北西向的张裂作用形成了北北东向正倾滑的太行山山前大断裂和近东西走向左旋正倾滑的盘古寺断裂。新生代期间,特别是晚新生代,山前正断裂带的垂直活动引发了太行山断块的持续隆升,造成了华北地区西高东低的地势和太行山与其东侧华北平原之间高差达千米左右的巨大地势落差。而山脉隆升的背景下所形成的山地与平原之间巨大的地势落差,正是塑造该区峰谷交错、崖台梯叠和群峡间列等雄奇险峻的地貌景观的重要前提。如云台天瀑、红石峡、峰林峡、青龙峡和青天河峡谷等,都是在山脉隆升过程中所形成的特征性的地貌景观。
另外,在中—新生代构造活动期间,该区还发育了近东西向和近南北向的两组近直立的构造节理。河流、冲沟或大气降水对透入性的构造节理的侵蚀切割对该区各种石墙-石壁型的长崖和石峰-石壁型的峰林与峰丛地貌景观的形成起到了重要的控制作用。
2.岩石-地层因素
位于复背斜西南翼的云台山世界地质公园中出露的主要岩石地层,从老到新包括构成地台基底的太古宙变质岩、以石英砂岩为主的中元古代云梦山组、以碳酸盐岩为主的寒武纪和奥陶纪地层和以砂页岩、泥岩为主的石炭纪—二叠纪地层等。该区岩石地层的整体产状平缓,多倾向西或西南,倾角一般不大于15°。其中太古宙变质岩和石炭纪—二叠纪地层,仅在该区零星分布,前者主要在个别景区的河谷底部或下部少量出露,后者主要出露在山麓地带以及河谷分水岭的峰顶面附近,在地貌景观塑造过程中的作用不大。与该区主要地貌景观密切相关的是中元古界云梦山组石英砂岩和寒武系与奥陶系的碳酸盐岩。
地表观察和前人对该区岩石地层分布特征的总结表明(高林志等,2004;樊克锋,2004),中薄层的相对软弱岩层与中厚层的坚硬岩层的互层分布和中薄层隔水地层与中厚层含水层的互层的分布特点是该区层状地貌景观形成的重要物质基础。
中元古界云梦山组为一套整体上抗侵蚀能力很强且常构成区域内隔水层的中厚层状的紫红色石英岩状砂岩夹中薄层紫红色或灰黑色页岩地层,厚100~150m。该套地层主要分布在该区的温盘峪、百家岩和葫芦峪附近,与下伏的太古宙岩层呈角度不整合接触,构成云台山一带中山的山基。由于其极强的抗侵蚀能力,在子房河和百家岩构成了河谷纵向上的第一级岩坎或河流裂点,并形成了红石峡和赤壁长崖景观。
该区的寒武纪地层出露完整,总厚度400~600m左右,主要分布于中北部中山区的中-下部。自下而上包括辛集组、朱砂洞组、馒头组、张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组等。其中下部的辛集组、朱砂洞组和馒头组,是一套以抗侵蚀能力和含水性较强的中薄层碳酸盐岩与薄层的抗侵蚀能力差和基本不透水的砂页岩和泥页岩的不等厚互层为特点,总厚度220m左右。在云台山景区可以观察到,由于透水性、抗剥蚀能力不同的不等厚地层的互层分布,该套地层在地貌上常构成“U”形谷下部的基岩斜坡以及谷坡两侧悬泉涌出的部位。寒武系中—上部的张夏组、崮山组、炒米店组和三山子组,是一套以中厚层或巨厚层的白云岩夹中薄层泥灰岩、灰岩的碳酸盐岩地层,总厚度420m左右。其中的张夏组中—上部发育了中厚层的叠层石藻灰岩与中薄层的灰岩、泥灰岩的互层地层。该段地层中均匀的厚层碳酸盐岩常构成该区河谷的陡坡。如青龙峡中游段的隘谷-嶂谷地貌、子房河的嶂谷-围谷和支谷沟头高达300m左右的河流裂点及发育在其上的云台天瀑都发育在该套地层中。另外,在神农山和青天河景区,以含水性不同的中厚层白云岩化鲕粒灰岩与中薄层泥灰岩互层为特点的张夏组中、下段,还是发育近水平的溶洞的重要部位。在青龙峡景区,张夏组中—上段抗侵蚀能力不同的碳酸盐岩互层分布,则是河谷中发育层层叠瀑的重要原因。
该区的奥陶纪地层以中奥陶统马家沟组为主,主要分布于山麓、低山丘陵区和中山区的山体上部。该套总厚度达450m左右的地层包含了7段特点不同的岩层。其中底部(一段)以发育“贾旺页岩”和中薄层泥质白云岩为主,岩性较软弱,厚20m左右;中—下部(二至四段)以中厚层泥质灰岩和白云岩为主,厚200m左右;中—上部(五至七段)以中厚层—厚层白云岩和藻灰岩夹泥灰岩为主,厚约250m。由于该套地层底部为薄层的软弱岩层,中、上部是厚度巨大、总体上抗侵蚀能力较强,并且常发育在山体的中、上部,再加上构造节理较为发育,故该套地层在地表水侵蚀、切割和重力崩塌作用下塑造出了山体上部的陡崖、山峰、石柱和石峰等陡峻地貌。如神农山的龙脊长城、青天河谷地上部的长崖和云台山海拔1308m的茱萸峰,都是该套地层在外动力作用下的产物。另外,在该组地层中透水性差异较大的中厚层白云岩与中薄层泥灰岩互层段,还常常是各景区中许多简单廊道式近水平岩溶洞穴的发育部位。
3.古气候、水动力作用和重力崩塌等因素
如果说山地隆升是地貌景观发育的前提条件、岩石地层分布是其发育的物质基础,那么古气候、水动力与重力崩塌作用等则是地貌景观形成的塑造者。
南太行山地区位于暖温带半湿润—半干旱气候区,发育森林-草原植被。上新世以来,特别是第四纪期间,该区和中国其他地区一样经历了多次的冰期—间冰期气候旋回。冷、暖和干、湿气候的变化直接影响着区域内大气降水量的多少和风化作用的进程。在暖湿气候下,河流的侵蚀和下切作用会大大加强。特别是前述分别发生于距今约1.8~1.4Ma、0.8~0.4Ma和0.15~0.1Ma期间的三次暖湿气候事件,对该区的地貌景观发育起到了重要的作用。在约1.8~1.4Ma的暖湿气候期,加强的河流侵蚀作用造成了河谷的强烈下切,揭开了红石峡发育的序幕。在约0.8~0.4MaB.P.和0.15~0.1MaB.P.的暖湿气候期,促成了河谷中类峰林-峰丛景观的形成和多数岩溶洞穴以及各类岩溶堆积物的发育。因此,第四纪期间暖湿与干冷气候的交替变化对岩溶作用的发育有着重要影响。在气候温暖湿润时,由于大气中的CO2浓度增加,同时大气降水增加,会促进地表和地下岩溶的发育。干冷气候阶段则恰恰相反。另外,以冷干和暖湿气候交替为特点的第四纪气候还会影响重力崩塌作用的进行。在干冷气候中,岩石的物理风化作用加剧,会促使岩块的崩裂或破碎。在随后的暖湿气候中,河流侵蚀作用的加强则可加速碎裂岩块的崩塌。
大气降水是云台山地区的主要水源,多年的年平均降水量为750mm左右。由于大面积分布厚层的碳酸盐岩层,因此地表水和地下水共同构成了该区水动力作用的主要方式。其中,前者以片流、洪流和河流等3种形式在地表对山地进行冲刷、磨蚀和下切;而后者主要以隙流和管流的形式在可溶性岩块的内部或表层进行冲刷和溶蚀。前者是该区山岳地貌景观发育的主要方式,后者则仅起辅助作用。长崖、峡谷、类峰林-峰丛和天瀑的形成,主要与前者密切相关,岩溶洞穴、谷坡悬瀑和各类岩溶堆积的发育则与后者关系密切。
重力崩塌对于云台山地区石墙、石壁或长崖、围谷、石柱、石峰或类峰林-峰丛等地貌景观的形成过程中起着重要作用。它所形成的崩塌地形和崩积物在该区河谷中非常普遍。它们是陡峭山坡上部岩块顺构造节理的强烈风化、剥蚀或河流掏蚀岸坡,致使岩块本身的稳定性失衡,在重力作用下快速下坠所形成的地形和堆积物。另外,在落差巨大的河流裂点附近,崩塌作用还是河流溯源侵蚀的重要方式之一。在青天河景区中,由陡峭谷壁构成的青天河大佛的形成也与谷坡崩塌作用密切相关。
10. 是什么引起了地貌的变化
内力和外力共同作用下,形成了今天的各种地貌。