四川马边环崖丹霞成因浅析

杨义东，李忠东，黄平，彭相荣

四川马边环崖丹霞成因浅析

杨义东1，李忠东1，黄平2，彭相荣1

（1.四川省地质矿产勘查开发局物探队，成都 610071；2.四川省地质矿产勘查开发局207地质队，四川 乐山 614000）

马边环崖丹霞以规模宏大、形态独特的弧形绝壁为特色，环崖平面闭合度可达200°～300°，蔚为壮观，具极高的研究价值和对比分析意义，是西南环崖丹霞带上的另类丹霞，以“环崖、顶平、麓缓、无瀑”为主要组合特征，主要为侧向侵蚀和重力崩塌等作用形成。

丹霞；环崖绝壁；侧向侵蚀；重力崩塌；四川马边

1 马边丹霞地貌的形成演化过程与成景分析

四川马边丹霞地貌地质演化过程复杂，地学价值突出，本区丹霞地貌能够与四川盆地南缘赤水一带的丹霞地貌相对比，对本区丹霞地貌的研究具有重要的地学意义与科普价值。

1.1 物质基础

四川盆地是我国最大的红层盆地，也是世界罕见的亚热带巨型红层盆地。在中生代侏罗纪、白垩纪时期，先后沉积了厚达2 000～6 000m的红层，分布面积约15×104km2。进入到古近纪后，由于印度板块与欧亚板块发生碰撞造山，使青藏高原及其邻近地区成为“造山的高原”，随着构造应力的扩展，青藏高原快速隆起，并带动周边地区面型抬升，四川盆地也总体上升，巴蜀古湖开始消退，大部分地区脱离了湖盆环境，自此结束了中生代以来大范围沉积的历史。

四川盆地的红层主要由：新生界古近系（E）、中生界白垩系（K）、中生界侏罗系（J）、中生界下三叠统（T1）等地层组成。区内的主要地层为白垩系河湖相沉积，分布于古地理白垩纪时代的盆地南部的巴湖区域。西起马边，东止于綦江。东部厚1260m，向西变薄，以砖红色块状、巨块状不等粒长石石英砂岩或长石砂岩为主。其中，白垩系上统夹关组（K）为本区成景地层，主要为砖红、棕红色厚层块状细－中粒长石砂岩、长石石英砂岩夹少量同色泥岩及泥质粉砂岩，底部为紫红色砾岩及含砾砂岩。含鳞齿鱼化石：介形虫：等。为河流相沉积，与下伏蓬莱镇组或天马山组呈平行不整合接触；与上覆灌口组整合接触，厚140~870m。

1.2 内动力地质作用

1）构造运动

丹霞地貌发育的动力条件是构造运动。在喜山运动影响下，本区发生了大规模的差异性、间歇性抬升，丹霞地貌成景岩体遭受侵蚀，岩石发生动力变质，产生多组节理和裂隙。这些节理和裂隙为地表流水的侵蚀创造了条件。随着地表水侵蚀和地壳抬升运动，裂隙继续扩大加深，流水下蚀的同时蛇曲河的侧蚀作用也随之加强，从而引发重力崩塌，为丹霞地貌的形成提供有利条件。

图1 马边构造纲要略图

此外，强烈的地质构造活动造成四川台坳形成了众多东西向的褶皱与断裂，加之迅速的抬升配合强烈的剥蚀，使得较软弱的地层被快速剥蚀掉，残留岩性较为强硬的白垩系地层，这也是本区主要成景岩性为白垩系厚层砂岩的原因。而丹霞地貌核心成景区域恰好位于其中（图2），受该断裂控制影响，丹霞岩体整体走向呈近东西方向展布。

位于五指山背斜以南的靛兰坝－中和庄向斜，其核部在马边靛兰坝至屏山中和庄一带，尤以荍坝地区白垩系地层平缓近水平为特征，在景观塑造上表现为“顶平”“壁陡”的丹霞方山或丹霞峡谷地貌；向斜两翼多为侏罗系地层，不对称、北陡南缓，南翼在燕山运动中被大面积剥蚀，相对坚硬的白垩系地层保留下来形成“环崖丹霞”，北翼保存下来形成单斜山，局部形成孤峰等（图2）。“靛中向斜”为本区景观体系的主导，在一定程度上控制着本区景观的类型。

图2 向斜控制的成景类型（绘图：杨金山）

2）地层与产状

本区丹霞地貌的地层主要为侏罗系蓬莱镇组（J2）、遂宁组（J2）、沙溪庙组（J2）和白垩系夹关组（K）红层。主要成景地层为K，岩性为砖红色中－厚层长石石英细砂岩（图3、图4）。

区内红层组合属于内陆湖盆相建造，岩层产状的变化往往引发景观的改变，如：平缓的岩层形成方山、环崖、峡谷等，单斜岩层造就单斜山，陡倾斜岩层一般形成孤峰等。另外，这些岩层成岩性较好，以钙质胶结为主，伴有铁质胶结、泥质胶结。由于泥质胶结抗风化及流水冲刷能力较差，为后期断裂与节理的发育及流水侵蚀而形成的丹霞地貌奠定了基础。

3）层理和节理

侏罗系、白垩系红层，属沉积岩类，成岩过程中因沉积间隙，且岩性发生细微变化而形成，红层中的砂砾岩即因砂岩与砂砾岩间隔沉积因而形成十分典型的层理，岩体出露地表后，流水、重力、生物等作用便对相对易于风化的砂砾岩沿层理方向剥蚀，形成层状凹穴等微地貌现象。然而，区内的岩层一方面以4°～10°近水平倾角出露（向斜核部），使得丹霞地貌整体出现“顶平”的特点；另一方面又以单斜岩层出露地表，形成单斜山，使得向斜北翼出现单斜山丹霞地貌特征（图5）。

图3 J2s地层

图4 Kj地层

图5 沿层理剥蚀的岩体

节理在丹霞地貌的成景过程中同样起着至关重要的作用。砂砾岩体在沉积成岩时产生有大量原生或次生节理，这些节理在流水、生物等作用下，进一步加大、加宽、加深，在重力作用下，软弱岩层面发生崩塌，崖壁不断崩塌后退，崩塌物不断的在岩体底部堆积，使坡麓变缓，也就是大部分丹霞地貌“麓缓”特征（图6）。此外，区内红层砂岩体普遍发育存在垂直节理、高角度节理、纵向节理等多组节理组合，是后期岩石发生崩塌，流水侧蚀较易侵蚀岩壁的主导因素之一。

1.3 外动力地质作用

全新世以来，特别是近百万年以来有人类活动的时期中，主要受流水、植物等外动力地质作用对区内丹霞地貌岩体风化剥蚀，形成各种丹霞微地貌景观。

图6 马边丹霞的“环崖”、“壁陡”、“麓缓”

1）气候条件

本区属于盆南暖季霜冻最少区和盆南山地中亚热带暖温带区。年降水在120~1300mm之间，是四川盆地除华西雨屏区外，降水最丰沛的区域。年均气温18℃，是四川仅次于攀枝花金沙江河谷的区域。年日照时数仅1000~1200时，几乎是四川盆地的最低值。这一多一少再加之红色砂岩、泥岩透水性差，便决定了这一区域地表水极为发达。长江南岸，多条南北流向的河流将山体肢解得支离破碎，为丹霞地貌的形成提供了足够的动能。

区内水系发达，雨量丰沛，雨水汇集地表水、地下水对丹霞地貌进行冲刷，流水长期沿节理或裂隙面发生下蚀，使得裂隙逐渐加深、加大，为丹霞地貌的形成提供了良好的动力条件。

表2 四川马边县平均降雨量一览表 单位：m

2）流水侵蚀

流水侵蚀为本区内丹霞地貌成景的主要外动力作用，四川盆地远古大陆时期，自然曲流在地球自转和绕日公转的影响下，沿东西向主流动面上下波动，逐渐形成蛇曲河段，河流侧蚀两岸岩壁，使得环状构造初步成型，喜马拉雅造山运动，地壳抬升河流下切，形成深大峡谷的同时侧蚀作用继续加深加强，同期风化作用叠加，迅速剥蚀掉软弱的侏罗系地层，相对坚硬的白垩系红层残留地表。

3）差异风化、植物地质作用

植物的风化作用也不甘落后，以机械的推挤作用为主。这既加快了岩石的裂解，又为另一道风景（图7）。

图7 植物的根劈作用

正是在流水、植物等外动力地质作用的长期影响下，成景岩体才一点点的被雕塑成遗迹区现今的构造格局和地貌形态，这就是我们今天所看到的四川马边丹霞地貌景观。

4）重力作用（崩塌作用）

崩塌作用贯穿着丹霞地貌始终，是形成丹霞地貌的一种普遍现象。本区的崩塌作用主要表现为崩落作用，崩落作用是指岩石块体以急剧快速的方式与基岩脱离、崩落、沿斜坡滚滑并在坡脚堆积的过程，这也就形成了丹霞地貌的“麓缓”特征。

2 环崖绝壁的形成与演化分析

2.1 环崖绝壁的特征

“环崖”、“顶平”、“麓缓”、“无瀑”是本区环崖丹霞的特征总结。所谓环崖主要表现为岩壁整体凹进，普遍发育规模宏大的弧形崖壁，壁面光滑，可寻流水打磨痕迹，平面闭合达200°~300°；顶平即近水平岩层出露的丹霞顶层面，岩层产状普遍为4°～10°；麓缓则为丹霞体岩壁上的基岩脱离、崩落、沿斜坡滚滑并在坡脚堆积形成；无瀑则表现为普遍未见任何瀑布出露。

2.2 环崖绝壁的形成与演化

丹霞地貌的演化过程始于红层盆地的抬升，在流水、重力、风化等外动力作用下，沟谷不断展宽，崖壁崩塌后退，山顶面积不断缩小，原来的山体逐步退缩成“环崖绝壁”。参考黄进在论述丹霞地貌坡面发育规律时对丹霞地貌形成阶段的划分思路，将马边环崖丹霞地貌演化分为三个阶段（图8）：

1）自然曲流阶段

初始阶段，自然曲流在地球自转和绕日公转的影响下，沿盆地远古大陆主构造线方向（EW）上下波动，不断侧蚀红层砂岩体岩壁，逐渐形成蛇曲河段。河流侧向侵蚀，快速掏空岩壁底部相对软弱的泥、页岩层，上部相对坚硬的砂岩层开始失稳，岩石沿垂直节理面崩落下来，岩壁不断后退，形成同河湾等大的环形岩壁。

2）深切曲流阶段

燕山期地壳迅速抬升，河流下蚀作用加强，形成深切河曲。构造作用持续进行，岩体挤压变形产生众多次生节理及裂隙，出露的岩体开始按节理面及裂隙剥蚀，沿垂直方向形成滑动裂隙面，岩石开始崩塌脱落，形成深大的环形绝壁。在深切河曲形成过程中，地壳快速抬升，河床下切的同时，环形岩壁不断变大变深，最终形成现在我们见到的高耸岩壁。

3）后期改造阶段

燕山运动，地壳抬升河流快速下切，同时侧蚀作用不断沿弧面打磨光滑岩壁，同期风化作用叠加，在本区向斜核部形成峡谷地貌，在峡谷凹岸形成了环崖，向斜北翼的单斜岩层往往形成单斜山，在南翼，岩性差异风化，在山顶形成高悬的环崖。

随着沟壁的崩塌后退，侵蚀作用体现的更加明显，形成大量的环崖绝壁丹霞形态。岩体底部的崩积堆不断向上增长，使丹霞山麓逐渐变缓。形成“环崖”、“顶平”、“麓缓”、“无瀑”的马边丹霞地貌。

图8 马边环崖丹霞地貌演化模式图

（绘图杨金山）

3 结论

综上所述，马边环崖丹霞受到河流侵蚀、地壳抬升（河流下蚀）、重力崩塌、风化剥蚀等多种内外力作用相互叠加，河流侧蚀是环崖绝壁形成的主导作用，岩壁底部受到流水淘空凹进，上部悬空发生崩塌，凹岸的岩壁逐渐后退，随河流的弯曲形成环状陡崖，喜山期造山运动使中生代地层大面积抬升，河流剧烈下切，下蚀作用强烈，形成嵌入式深切河曲，环状陡崖被越抬越高，后接受剥蚀作用，相对软弱地层被大面积剥离，最终形成高大的环崖绝壁。

[1] Peng H.Danxia Geomorphology of China:A review[J].ChineseScience Bulletin,2001,6 (Supp1): 38-44.

[2] Cheng Zhu, Hua Peng, Jie Ouyang, et al. Rock resistance and the development of horizontal grooves on Danxia slopes[J]. Geomorphology, 2010, 123((1-2):84 -96.

[3] 黄进.丹霞山地貌[M].北京:科学出版社,2010:227-235.

[4] 彭华.丹霞地貌分类系统研究[J].经济地理,2002,22(增刊):28-35.

[5] 李霞,董颖,李采,曹晓娟.贵州赤水丹霞国家地质公园内地质遗迹特征及资源评价[J].中国地质灾害与防治学报,2013，24（1）：

[6] 李忠东.环崖丹霞:新命名的丹霞美景[J].中国国家地理.2017.5.

[7] 罗成德.四川丹霞地貌的区域差异[J].乐山师范学院学报，2017，20（12）：

[8] 方海川,王付军.四川盆地丹霞地貌旅游地空间竞争分析[C].经济地理(第七届全国丹霞地貌旅游开发学术讨论论文集).2002，22（增刊）.

[9] 罗成德.四川盆地南部的丹霞地貌[C].经济地理(第七届全国丹霞地貌旅游开发学术讨论论文集).1999，19：

[10] 罗成德,王付军.小凉山区的丹霞地貌旅游资源研究[J].乐山师范学院学报.2007，22（5）

[11] 罗志立．四川盆地基底结构的新认识[J]．成都理工大学学报，1998，25（2）：

[12] 曹忠权等.马边地震带发震构造背景的初步研究[J].中国地震.1993. 9（4）：373-383．

Simple Analysis Genesis of Ring Cliff Danxia Landform in Mabian, Sichuan

YANG Yi-dong1LI Zhong-dong1HUANG Ping2PENG Xiang-rong1

(1-Geophysical Exploration Team, SBGEEMR, Chengdu 610072; 2-No. 207 Geological Team, BGEEMRSP, Leshan, Sichuan 614000)

The ring cliff Danxia landform in Mabian, Sichuan is characterized bymagnificent scale and unique form with plane closure up to 200 °-300°. The magnificent landscape is of very high research value. Its “ring cliff, smooth top, gentle foothills, no waterfall” landscape association is unique, too. This ring cliff Danxia landform is formed by side erosion and gravity collapse.

Danxia landform; ring cliff; side erosion; gravity collapse; Mabian, Sichuan

2019-01-25

杨义东（1984-），男，四川成都人，工程师，研究方向：旅游地学

{P69}

A

1006-0995（2019）03-0524-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.03.035