1928年，著名地質(zhì)學(xué)家馮景蘭先生到仁化縣考察時，將這套紅色砂礫巖稱為“丹霞層”。1938年，陳國達先生正式將其稱為“丹霞地形”。此后，人們把其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的類似的地貌統(tǒng)稱為丹霞地貌。

 

文 | 葛肖虹

 

春節(jié)女婿開車全家從廣州到陽朔一睹“陽朔山水甲天下”的風(fēng)采。真是不虛此行，不僅看了陽朔美景，也思考了我國西南喀斯特巖溶地貌與丹霞地貌形成的原因與背景。

長期以來教科書、科普文章討論喀斯特巖溶地貌和丹霞地貌的形成機制與原理較多，很少討論它們的形成時代與背景，本文根據(jù)現(xiàn)場觀察和宏觀區(qū)域構(gòu)造背景思考，提出一些看法供讀者參考討論。

 

首先，當(dāng)然要先分享一下讓人流連忘返的“陽朔山水甲天下”：沿著秀美的漓江從不同角度看著這山山水水，你可以盡情發(fā)揮自己的想象力…….當(dāng)?shù)匾呀?jīng)有許許多多的傳說。

 

 

 

 

從地質(zhì)上講，所有這些起伏的峰巒、巖丘都是由近于水平成層的華南型晚古生代石炭-二疊紀(jì)碳酸鹽巖（石灰?guī)r）組成的，它們是被地表、地下水切蝕、溶蝕而成形狀各異、千姿百態(tài)的喀斯特溶巖地貌。

 

 

在陽朔，這些喀斯特巖丘一般海拔高度300-400m，多半由石炭-二疊紀(jì)碳酸鹽巖（即石灰?guī)r）組成，它們的成因如下圖所示：

1.曾經(jīng)是由碳酸鹽巖組成的高原，由于高原隆升，地表水下切形成了巖丘狀喀斯特巖溶地貌；

 

 

 

 

2.伴隨高原隆升，地下水位下降，河流下切、溶蝕逐漸形成了現(xiàn)今所見沿江的喀斯特巖溶地貌。

 

 

 

 

 

 

桂林、陽朔“山水甲天下”就是這樣形成的。那么它們所經(jīng)歷的高原隆升是什么時候發(fā)生的呢？這一直是我國地學(xué)界一個謎團。

 

 

從陽朔向東南到廣州，從衛(wèi)星照片上可見，地形是起伏的，不同海拔高度可以見到不同的地貌類型與出露地層。

 

 

陽朔到平樂海拔高度從300至1100m 沿途多為喀斯特地貌，但到達海拔1100m的平樂出現(xiàn)了紅層。

 

 

廣西平樂縣獅子山主峰海拔1292.7m，山頂出露一套不整合覆蓋在晚古生代碳酸鹽巖之上的晚白堊世-古近紀(jì)紅層盆地沉積。

 

 

而從平樂向東南到賀州之間海拔低于1000 m，又出現(xiàn)喀斯特溶巖地貌。

 

 

到賀州地界海拔超過1000 m，又出現(xiàn)紅層

 

 

賀州市區(qū)北面主峰姑婆山海拔1731m，到山頂全部是晚白堊世-古近紀(jì)紅層盆地沉積。這說明什么呢？說明前述由石炭-二疊紀(jì)碳酸鹽巖組成的高原頂面曾經(jīng)應(yīng)該覆蓋著晚白堊世-古近紀(jì)紅層盆地沉積，形成了高原的“頂蓋”。

云南、廣西地區(qū)是云貴高原的腹地，第四紀(jì)以來強烈隆升，晚白堊世－古近紀(jì)紅層“頂蓋”被剝蝕殆盡，高原“頂蓋”之下的晚古生代碳酸鹽巖成為溶蝕的對象，因此沿漓江形成了美麗的喀斯特巖溶地貌，而桂東、粵西這些海拔1000 m以上的山區(qū)還殘留著晚白堊世-古近紀(jì)紅層盆地的沉積，它們組成了桂粵山區(qū)的山頂，而它們在隆升剝蝕過程中形成的卻是丹霞地貌。

 

 

 

廣東丹霞山的古近紀(jì)丹霞地貌

 

 

 

 

 

 

如果放開視野，就會發(fā)現(xiàn)這種古近紀(jì)紅盆形成的丹霞地貌遍布華南地區(qū)，如廣東省韶關(guān)市仁化縣的丹霞山；福建省南平市武夷山市的武夷山丹霞地貌和作者見到的武夷山、仙霞嶺山頂殘留的晚白堊世-古近紀(jì)紅盆沉積。

 

 

 

福建省南平市武夷山市武夷山

 

 

福建泰寧丹霞地貌

 

 

浙江仙霞嶺分水嶺山頂殘留的晚白堊世-古近紀(jì)紅盆沉積

 

 

 

 

湖南邵陽崀山丹霞地貌

 

 

江西省鷹潭市貴溪市的龍虎山

 

 

贛州殘留晚白堊世-古近紀(jì)紅盆沉積。

很有意思的是，相似的古近紀(jì)紅盆沉積和丹霞地貌也大量出現(xiàn)在我國西部地區(qū)，如柴達木盆地古近紀(jì)丹霞地貌（下圖）；

 

 

甘肅省張掖市臨澤縣和肅南裕固族自治縣的丹霞地貌：

 

 

 

 

原來華東師范大學(xué)的王建教授1996年通過對我國東、西部盆地微體古生物和沉積巖相的對比研究，發(fā)現(xiàn)我國西部的塔里木、柴達木、羌塘盆地、鄂爾多斯盆地和我國華南的江漢、蘇北盆地等是晚白堊-古近紀(jì)期間存在的近于同緯度的泛盆地群帶，它們現(xiàn)今的“Z”字形展布是因為印度板塊的契入、旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的。

這是一個非常重要的理論創(chuàng)新認(rèn)識，作者近年在閩浙山區(qū)，武夷山、仙霞嶺山頂分水嶺和廣東見到山區(qū)殘留的晚白堊世-古近紀(jì)紅盆沉積，證實了上述泛盆地群帶覆蓋了整個華南地區(qū)，資料表明甚至延伸到東海盆地。

 

 

 

始新世晚期由于太平洋板塊俯沖方向從北北西轉(zhuǎn)向北西西，東亞大陸邊緣首當(dāng)其沖，我國東部形成了北北東向的盆-山地貌,也即李四光早年稱謂的“輓近期（即中第三紀(jì)）新華夏系構(gòu)造體系”，這是一場我國東部全域性的構(gòu)造變形事件，作者延用了譚錫疇、李春昱1948年命名的“四川運動”，但時間不是晚白堊世之后的晚燕山期（現(xiàn)今許多地勘單位和學(xué)者仍然按此認(rèn)識）而是漸新世末中新世之前；在華北河淮盆地中新統(tǒng)館陶組與下覆漸新統(tǒng)東營組為區(qū)域性不整合接觸，漸新世末普遍發(fā)生構(gòu)造翻轉(zhuǎn)，即出現(xiàn)表層逆沖推覆構(gòu)造，唐智（1979）因而命名為“華北運動”。

華南地區(qū)則因這次“四川運動”構(gòu)造期的擠壓褶皺變形而隆升為高原。

 

 

 

 

與此相近，由于印度洋中脊中新世的快速擴張，使印度板塊向北陸-陸俯沖碰撞，引起青藏高原初次隆升，與隆升的華南一起形成了青藏-閩粵初始高原。這個中新世初期（24.6-23Ma）形成的初始高原，經(jīng)歷了17-3.6Ma將近1500萬年的剝蝕、夷平，成為環(huán)高原盆地的主要物源區(qū)：塔里木、柴達木、渭南、河淮、南黃海、東海、南海、孟加拉灣等盆地都接受了中上新統(tǒng)-下更新統(tǒng)3000-5000m甚至10000m的沉積。到上新世晚期-早更新世形成了高原主夷平面，高原腹地的羌塘地區(qū)早更新世時的海拔高度僅有1000-700m。

 

 

值得注意的是青藏-閩粵初始高原剛形成時，覆蓋在它上面的就是西北、華南當(dāng)時同緯度晚白堊-古近紀(jì)的泛盆地群帶，它們在中-上新世高原隆升的過程中被剝蝕、夷平，殘留紅盆地在不同地形部位就形成了不同形態(tài)的丹霞地貌，也成為華南“紅土地”的來源。在云貴高原第四紀(jì)以后仍然強烈隆升的地區(qū)，晚白堊-古近紀(jì)的紅層盆地被剝蝕殆盡，它們覆蓋下方的晚古生代碳酸鹽巖才成為溶蝕的對象，形成云南的路南石林、桂林山水甲天下等美麗的喀斯特巖溶地貌。

因此，丹霞地貌形成早，應(yīng)該在上新世-早更新世；而我國南方的喀斯特巖溶地貌形成晚，應(yīng)該在中-晚更新世以來。