关于福建主要岩石地貌特征的分析及对比

胡 杰

(福建师范大学 地理科学学院，福建 福州 350007)



关于福建主要岩石地貌特征的分析及对比

胡 杰

(福建师范大学 地理科学学院，福建 福州 350007)

为了更加深入了解福建主要岩石地貌特征，通过实习机会到永安桃源洞，永安鳞隐石林，平潭将军山进行了实地考察，在实习前预先掌握岩石地貌特征的基础上，对考察点地貌进行了特征分析，并采集岩石标本，通过第一手资料对这三种岩石地貌进行了对比。

福建；丹霞地貌；喀斯特地貌；花岗岩地貌；对比

1 引言

近年来，众多学者对中国各地的岩石地貌进行了很深入的研究探讨。发表的论文主要是两个方向，其一是对某一研究区的某一种岩石地貌进行微观分析研究；其二是对中国的岩石地貌进行宏观上的特征分析及对比。但值得注意的是，国内目前对于某一区域多种岩石地貌类型的对比分析还很欠缺。这项研究的开展具有三大贡献，一是对岩石地貌特征更加全面细致地分析对比，有助于更好地了解各种岩石地貌之间的联系与差异；二是对特定区域的古地理环境有了更全面的认识；其三是对研究区岩石地貌发育过程深入分析，以便更准确地推断该区域岩石地貌的未来发育趋势，为人类的生产生活提供有用的参考资料。本次实习地点的地貌类型涵盖了福建主要的3种岩石地貌，且地貌特征极具代表性。通过实习期间走访研究区，观察各种地貌景观，采集典型岩石标本，获得的第一手资料对这3种岩石地貌特征进行全面的分析对比。

2 地貌概况

2.1 丹霞地貌概况

丹霞地貌是由红色砂砾岩在流水作用、风化作用、重力作用以及其他外动力作用下形成的一种岩石地貌类型。在我国，典型丹霞地貌景观发育的砂砾岩层形成年代一般不早于中生代，其中又以白垩纪红层最多。岩层产状一般较平缓，遭受侵蚀后多呈顶平、坡陡、麓缓等形状奇特而多样化的地貌景观。不同地区因岩性差异风化作用而形成众多不同丹霞地貌[1]。丹霞地貌在中国的分布最广泛，热带、亚热带湿润区，温带湿润-半湿润区、半干旱-干旱区和青藏高原高寒区均有该地貌类型。

2.2 喀斯特地貌概况

喀斯特地貌是可溶性岩石在水的溶蚀与沉淀、侵蚀与沉积以及重力崩塌、坍陷、堆积等多重作用下形成的一种岩石地貌类型[1]。喀斯特地貌的发育年代在25万年以上，形成时间在中更新世以来。喀斯特地貌形成的岩石基础是石灰岩，而石灰岩形成环境是浅海环境。中国的喀斯特地貌主要分布在亚热带季风气候区，

2.3 花岗岩地貌概况

花岗岩地貌是在花岗岩石体基础上，各种外动力形成的形态特殊的的一种岩石地貌类型。由于花岗岩属于深成侵入岩，并没有岩层产状之说。花岗岩形成位置位于地表一下3～5 km，向下延伸厚度至30 km，而花岗岩地貌形成于地表以上。中国是世界上花岗岩分布最广的国家之一, 花岗岩面积90.9万km2, 约占全国面积的10%左右[2]。不同于丹霞地貌和喀斯特地貌，花岗岩的暴露时间不一样，它受的构造营力和外营力的性质不一样，后期受自然风化和人为破坏的情况不一样，这就导致了它的差异性和复杂性。

3 结果与分析

3.1 野外观察结果

为了更好地分析福建主要岩石地貌的特征，本次野外实习观察选取了研究福建岩石地貌最典型的3个考察点。选定以永安桃源洞作为福建丹霞地貌的研究对象，以永安鳞隐石林作为福建喀斯特地貌的研究对象，以平潭将军山作为福建花岗岩地貌的研究对象。在每个观察点都拍摄了大量样张，从中精选了若干张具有代表性的照片进行展示与分析，宏观与微观样张对比分析。

3.1.1 永安桃源洞丹霞地貌

永安桃源洞面积37 km2，因景区内有桃花涧而得名，又有“小武夷”之称。桃源洞典型的景观特征是“赤壁丹崖”广泛发育，崖廊洞穴、桌状“方山”、一线天、台柱、石峰、石堡等是桃源洞典型的造型地貌。桃源洞的景点众多，有象鼻岩、桃花涧波状崖壁、隐象崖、枭眼洞、百丈崖、斜线天、翡翠谷、望象台、一线天等18景。最著名的是一线天，如图1所示，悬岩断壁上一隙通明，全长120 m，高40 m，宽仅盈尺，最窄处只可侧身而过。

永安桃源洞岩层属于白垩纪红层盆地崇安组，发育基础以紫红色厚层砾岩、砂砾岩为主，夹有泥岩，粉砂质泥岩[3]。图2一组样张展示了丹霞地貌的主要岩石特征，并以此推断其形成时的古环境。

图1 桃源洞“一线天”

如图2(a)所示，该样张表现了清晰的岩层成层现象，层理分明，粗砾岩和砂砾岩交替堆积，很好地反映了岩层发育的过程。岩层颜色以赤红色、紫红色为主，外表面由于长期风化和苔藓、地衣和菌类的生长变成了灰绿色。根据样张可以推断出，桃源洞形成于干旱炎热的古环境中。岩层厚薄变化的表现反映了干湿季交替的气候古环境，岩层厚的地方是由于湿季流水搬运堆积时水量大，泥沙从物源区通过短距离搬运到此地，岩石粒度大，棱角状居多，堆积时间较短；而岩层薄的地方是由于干季水量较小，流水搬运堆积的岩石粒度小，体现了沉积旋回的搬运堆积过程。

如图2(b)所示，该样张反映了地层中粉红色粉砂岩出现了尖灭现象，尖灭是岩层的厚度在沉积盆地边缘变薄以至消失的现象。沉积层向着沉积盆地边缘，其厚度逐渐变薄直至没有沉积。尖灭一端处于河口位置。

图2(c)展现的是地层中石灰石的白色尾迹。河流在搬运堆积时夹有白色的石灰石，这些石灰石随着固结成岩过程之后镶嵌在地层中，有些暴露在岩层表面，由于长期的雨水冲刷，导致石灰石发生溶解作用，钙质流失，部分钙质渗入岩层中，形成了石灰岩的白色尾迹。

图2(d)表示的是含砾砂岩，中间粉红色粗砾是正长石，含砾砂岩在桃源洞丹霞地貌中非常常见，需要注意的是，同一片岩层的命名可以因划定区域的不同而不同，若该样张划定的区域不包含这块正长石，该岩石则命名为砂岩。

图2(e)是已风化的外表层剥落而露出的粉色泥质粉砂岩，该岩层的质地软，颗粒细，很容易被冲刷掏蚀形成大大小小的洞穴，而粗颗粒部分相对不易冲刷走，因而形成凸起部分。

图2 桃源洞丹霞地貌细节

白垩纪以来，桃源洞岩层发育成丹霞峰丛、石堡、石墙、石柱、残峰、低丘等正地貌和线谷、巷谷、峡谷、峡谷曲流等负地貌以及丹霞洞穴，目前丹霞地貌发展已处于中年期阶段，丹霞地貌各种基本类型发育良好，是中年期丹霞地貌的典型代表和宝贵的地质遗迹。风光旖旎的桃源洞丹霞地貌是开展中年期丹霞地貌科考和旅游的良好场所[3]。地壳每次抬升，流水侵蚀、风化剥蚀、重力崩塌等作用逐渐改造前期形成的地貌，重塑成适应各种外营力作用的新地貌。最有特色、最能反映该地貌发育过程的景点有两处，其一是桃花涧波状崖壁。如图3(a)所示，此处的崖壁呈波状起伏，这是水流对崖壁侧蚀形成的波状崖壁。水流侧蚀可以改造溪流两侧崖壁的形态，在不同的河段，流水的侧蚀作用不相同，不同阶段的水流侧蚀使崖壁在纵向上也形成“S”形，于是整个崖壁就被雕塑成波状起伏的形态。其二是图3(b)的象鼻岩，岩石巨大的象鼻状是因为紫红色砂砾岩层发育近平行排列的裂隙，经风化剥蚀，流水侵蚀和重力崩塌，逐渐形成长条形的石墙。石墙顶部被球状风化剥蚀成浑圆状，神似大象的象鼻，故称“象鼻岩”。

图3 桃花涧波状崖壁与“象鼻岩”

3.1.2 永安鳞隐石林喀斯特地貌

永安鳞隐石林座落在福建省永安市大湖镇西北角一座相对高度不足50 m的石灰岩小丘上，出集镇北界向西北行数分钟就可到达山麓。鳞隐石林有火焰状石芽、石洞寒门、通天槽、石破人不惊、刺破青天、霸王别姬、石猴抱桃等景点。石林景观特征复杂众多，主要归类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，有典型的峰丛、峰林、孤峰、石林。典型地下喀斯特地貌当数溶洞及溶洞内的次生化学沉积物，溶洞分为洞穴系统，地下河系统以及干溶洞。洞顶滴水中的CaCO3因环境条件改变发生次生化学沉积，在洞顶形成向下增长的石钟乳，洞底则形成自下而上增长的石笋，石钟乳与石笋相接则形成石柱，还有石帘、石幔、石瀑布、石葡萄、石花等景观也堪称鬼斧神工[1]。

鳞隐石林所在的丘陵整体属于石炭系船山组灰岩[4]，图4的一组样张展示的是喀斯特地貌主要岩石特征，并以此推断鳞隐石林形成时的古环境。

图4 鳞隐石林喀斯特地貌细节

图4(a)是地表喀斯特地貌的石芽，因造型像燃烧的火焰，故命名为“火焰状石芽”。火焰状石芽是由灰岩发育而成的。2.3亿年以前，鳞隐石林这一带处于长期湿热环境，石灰岩层经构造抬升，暴露在地表风化、淋溶，地表水沿石灰岩纵横交错的节理、裂隙溶蚀、下切，形成放射状V形溶沟和火焰状石芽。

图4(b)中可以看到石灰岩层中夹有黄色，红色物质，这是由于河流泥沙冲到喀斯特地貌中，河流快速干涸，泥沙固结成岩，形成样张中的特殊形态。

图4(c)是鳞隐石林的十八洞里拍摄的，图中可以看到两个明显的同心圆，石钟乳和石笋的横剖面都具有同心圆结构，这两个同心圆可能是石钟乳或石笋断裂后的遗迹。

图4(d)展现的是灰岩地层中石灰石的白色尾迹。与丹霞地貌中的石灰石白色尾迹相比，从外观上相差无几，但仍有一些明显的区别。从规模上，喀斯特地貌的石灰石白色尾迹数量更多，尾迹更长更宽，这是由于喀斯特地貌以灰岩为主，整体受到雨水冲刷形成，而丹霞地貌是部分地层嵌有石灰石，经雨水冲刷形成。值得注意的是，部分偏黄的尾迹可能是因为风化而发生颜色改变。

根据前人通过实验数据及区域地质、水文地质条件分析得到的结果来看，鳞隐石林的发育过程如下：从石炭纪晚期到古近纪，永安地区遭受海侵、海退、岩浆侵入和构造隆起，永安盆地成为封闭的内陆盆地，在盆地内堆积了数百至千余米的内陆河湖相红色地层。这个时期，碳酸盐岩遭到埋藏，无法发育成石林。进入更新世后，永安盆地转变为开放的外泄盆地。中更新世以来，永安盆地继续间歇性抬升运动，侵蚀强度不断增大，地表水的侵蚀搬运能力也在不断增强。受强烈剥蚀作用，地表水、地下水的垂向侵蚀作用不断增强，地下水沿石灰岩的裂隙、节理进行溶蚀，不断形成深切的溶沟、石芽地形，并将风化和溶蚀的残余物质堆积于溶沟中，这样就形成了埋藏石芽。伴随着地下水垂直下渗和地下生物作用，垂向溶蚀作用不断加强，石芽逐渐形成石柱，进而形成了石林地貌。因永安地区地壳仍在继续缓慢抬升，目前石林仍在不停地拔高发育[7]。能反映石林仍在拔高的典型景点是刺破青天，如图5所示，这把“利剑”是流水作用沿石灰岩垂直裂隙溶蚀、侵蚀，形成了高36 m的溶柱，溶柱上清晰可见近水平状的节理。溶柱的高度仍在上升，但拔高作用十分缓慢[5]。

图5 刺破青天

3.1.3 平潭将军山花岗岩地貌

将军山坐落于平潭海坛岛，以山险、石奇、洞幽、林茂著名。将军山有磊石洞、一线天、南风窗、望归岩、摩崖石刻等景点。将军山花岗岩地貌属于海蚀崖、柱、穴花岗岩地貌。靠近海岸或海岛地区的花岗岩体, 因海蚀作用形成海蚀柱、海蚀崖、海蚀洞等造型地貌，另外还有一线天、石岭、石梁、石柱、悬壁、深谷、石蛋、崩塌叠石以及小型的造型山石，耸立在山顶的有棱有角的尖峰是最具特色的景观。

将军山花岗岩原本来自于地表以下3～5 km的位置，向下厚度可到约30 km。这些距今1.4～1亿年的花岗岩是在距今约1.3亿年的燕山晚期形成的。花岗岩是火成岩中的酸性深成侵入岩，造岩矿物主要是石英、长石、黑云母，石英含量一般在20%以上。图6样张作为岩石特征的分析依据，并推断其形成时的古环境。

图6 平潭将军山花岗岩地貌细节

图6(a)是典型的花岗岩石蛋卸荷风化作用，在白垩纪早期，即燕山运动晚期，花岗岩在地表以下3～5 km的位置冷凝成岩，上层岩石经过长期风化剥蚀，花岗岩最终出露地表，受到的压力大大降低，由于石英、长石的膨胀系数不同，相差接近一倍，在热胀冷缩过程中不断破碎，花岗岩被一层层剥离形成石蛋，从图中可以清楚看到花岗岩被层层剥离后留下的遗迹，如此坚硬的花岗岩最终都将被剥离成颗粒。花岗岩是火成岩，不能反映古环境。如今将军山处于亚热带高温气候，岩层变红现象将持续进行。

从图6(b)可以看出，花岗岩在长期风化过程中，在棱和角的地方，由于岩石的自由表面积最大，首先遭受风化，棱角逐渐消失变成球形，从棱角状变成圆状或次圆状，即球状风化。因此，在将军山上形成了大量的石蛋地貌，基本上没有棱角状岩石。

燕山运动时期以来的多次地壳构造运动决定了岛礁的轮廓和岛上地貌单元的基本骨架。由于受到世界洋面起伏和新构造运动的影响，曾一度沉沦海中的平潭岛屿直到第四纪中更新以后才又隆升出海面。不同于喀斯特地貌与丹霞地貌，花岗岩地貌没有堆积成层现象。花岗岩岩浆冷凝成岩并隆起成山, 大致可分为冷凝成岩和深成阶段，上升接近地表风化阶段，出露地表剥蚀阶段。其中，出露地表之后的剥蚀阶段可分为三种情况：①慢速上升缓慢剥蚀情况，花岗岩体出露地表后上升速度较慢时，在很厚的风化壳中石蛋会相互垒砌起来，并形成石蛋垒砌而成的山丘 , 称之为“花岗岩石蛋地貌”。②快速上升强烈剥蚀情况，出露地表的花岗岩快速上升形成高峻的山峰，流水的侵蚀冲刷掉了几乎所有花岗岩基岩上的风化壳与石蛋, 流水继续沿近于直立的节理、断裂冲刷下切，将花岗岩体切割成一个个陡峻的山峰，称之为 “花岗岩峰林地貌”。③快速度上升较强烈剥蚀情况，花岗岩体形成较高的山丘，较强的流水侵蚀作用将大量的石蛋冲刷到山涧沟溪之中，仍有较多的石蛋出露在山丘、山峰的顶部，一部分地段花岗岩基岩上的石蛋全部被冲刷走，流水继续沿直立的节理裂隙冲刷，形成陡峻的山峰。该地貌是花岗岩峰林地貌与花岗岩石蛋地貌之间的中间过渡类型[1]。将军山上的“海枯石烂”就是属于这种类型的地貌，如图7所示。坚硬巨大的花岗岩由于原先存在一条直立的节理，随着岩石反复的热胀冷缩，雨水的不断冲刷，以及强烈的风蚀作用使得节理裂隙越来越大，最终顺着节理崩裂成两块岩石。

图7 海枯石烂

表1 福建主要岩石地貌特征对比

3.2 研究区地貌对比分析

在逐个分析完三个研究区地貌概况之后，借助采集的岩石标本，以研究区地貌为主要研究对象，选取14个主要的、可比较的特征进行列表分析对比。从表1上可以看出，三种岩石地貌在矿物、胶结物、颜色、粒度、圆度、结构、构造、古环境、最初岩石发育位置、构造运动、发育受控因素、景观类型以及发育趋势都有十分显著的差异。

为了更好地认识三种地貌类型的特征，根据以下对比结果，总结出了一套对于三种岩石地貌类型的辨别方法。

从宏观尺度上看，花岗岩地貌的所属岩类为火成岩，不同于其他两种地貌的沉积岩，火成岩呈块状构造，而沉积岩的层理构造显著，因此通过结构构造的判断可以区分出花岗岩地貌。

从微观尺度上看，喀斯特地貌的主要矿物是方解石，不同于其他两种地貌的石英、长石，方解石呈青灰色，石英、长石呈灰白，肉红色，从颜色上就有鲜明的对比，不同的矿物成分使得不同地貌发育受到的驱动力效果与侵蚀程度不同。三种地貌类型中只有含有可溶性石灰岩的喀斯特地貌能形成石芽、石林等特殊景观，因而所表现出的景观类型具有突出的特色。

4 结语

通过查阅前人对岩石地貌的研究成果与永安桃源洞、永安鳞隐石林和平潭将军山的实地考察相结合的方法，使得福建主要岩石地貌特征之间的联系与差异变得更加清楚了，也一定程度上弥补了这一岩石地貌研究的空缺。本次研究思路可为其他学者提供借鉴参考。

[1]路洪海. 我国五大岩石造型地貌景观特征及对比[J]. 地理教学，2013(10): 4～7.

[2]崔之久，杨建强，陈艺鑫. 中国花岗岩地貌的类型特征与演化[J]. 地理学报. 2007, 62(7): 675～690.

[3]梁诗经. 福建永安白垩纪红层盆地丹霞地貌及特征[J]. 福建地质. 2009, 28(1): 1～9.

[4]许德祥. 永安鳞隐石林的成因分析[J]. 福建地理. 1999, 14(1): 9～11.

[5]池希武. 福建永安喀斯特石林形成年代及发育过程[J]. 福建地质. 2012, 31(4): 351～357.

[6]杨逸畴, 尹泽生. 平潭岛海蚀花岗岩地貌——兼述花岗岩地貌的系列研究和创新[J]. 地质论评, 2007, 53(S1): 125～132.

[7]池永翔，李 润，陈植华. 基于测年法的永安石林形成年代及发育演化过程研究[J]. 福州大学学报(自然科学版), 2011(1):152～156.

[8]张国庆,田明中,刘斯文,等.地质遗迹资源调查以及评价方法[J]. 山地学报，2009(03).

[9]洪大卫,王涛,童英.中国花岗岩概述[J]. 地质论评，2007(S1).

[10]卞莉莉.太姥山风景名胜区生态旅游综合评价与开发研究[D].福州：福建农林大学， 2008.

[11]卢炳生,张环. 磐安夹溪十八涡壶穴群的特征及成因探讨[J]. 资源环境与工程，2013(6).

[12]肖庆辉.花岗岩研究思维与方法[M]. 北京：地质出版社, 2002.

[13]水 涛.中国浙闽变质基底地质[M]. 北京：科学出版社, 1988.

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，福建师范大学地理科学学院学生。

P931

A

1674-9944(2016)18-0155-05