雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律.docx

1、雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律地 理 学 报 第卷第期 年月 ， ，雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律胡小猛 ，许红根 ，陈美君 ，李怡 ，王杜涛 ，陈 敏 （上海师范大学旅游学院地理系，上海 ； 浙江省地质调查院，杭州 ） 摘要：流纹岩地貌有其独有的特色和发育规律。本文根据大量的实地调查数据，对雁荡山流 纹岩地貌景观进行了类型、空间分布规律和时间发育规律的分析研究。研究结果表明：区域 流纹岩地貌景观可分为 个大类，个亚类，个类型单元；受区域断裂构造的控制，区内 沟谷和岩嶂在平面上的发育延伸主要沿 、和 三个方向；在新构造运动和岩性差异 的控制下，区内峰、嶂、瀑在垂向上的分布具

2、有分带性；区域现代地貌的发育肇始于晚第三 纪区域一级夷平面的分裂解体，自此以后的区内地貌演化经历了四个不同发育阶段，每个阶 段的地貌景观组合各具特色。 关键词：雁荡山；流纹岩地貌；地貌类型；地貌发育规律 流纹岩是一类 含量大于 、富含长石石英矿物的酸性喷出岩，在全球广泛分 布，如美国黄石国家地质公园、日本阿苏破火山、俄罗斯锡霍特阿林火山带等 。受 西太平洋板块俯冲的影响，在我国东部沿海地区也大面积分布着时代为侏罗纪、白垩纪 的流纹岩，它们构成了一南北延伸达余 、平均宽度约 的巨型古火山带 。 这些流纹岩由于岩性和发育其中的构造差异，在外力侵蚀作用下，常塑造出许多形态独 特且类型丰富的地貌景观。

3、有些地区因这些或秀丽或雄伟的地貌景观而成为重要的旅游 景区，如浙江乐清的雁荡山世界地质公园、缙云的仙都国家地质公园、吉林四平的山门 国家地质公园等。但至目前为止，针对流纹岩地区这些千姿百态的地貌景观，从地貌科 学角度来阐述其形成和发育规律的研究还不多 。本文以雁荡山为例，根据大量的实地调 查数据，拟对区域流纹岩地貌景观从类型、空间分布规律和时间演化规律三个方面展开 分析，以期揭示其发育的科学内涵。 雁荡山区域概况 雁荡山位于浙江东南沿海的温州乐清市境内，坐标位置 ， ” ”，面积 ；最高峰百岗尖，海拔 。其处于中亚热带季风气候区， 年均降雨量 ，年均温度 ，其中最冷的 月平均气温在 之间，最热

4、 的 月平均气温为 ；夏秋季节易受台风影响。 这里是白垩纪时期的一座完整复活型破火山，地质遗迹记录了区域 亿多年前火山 爆发、塌陷、复活、隆升的全过程。这里同时也是一座流纹岩博物馆，地质书籍上描述 到的各类流纹岩在这里都可找到，有 “流纹岩标本库”之称。陶奎元、冯长根的研究表 明 ， ，在白垩纪时期，雁荡山地区曾发生了 期火山活动 （数十次火山喷发）和一期岩浆 收稿日期：；修订日期： 基金项目：国家自然科学基金项目资助（）；上海市教委“地理学与城市环境及旅游资源与文化发展”重点学 科项目资助（）。：，； ， ， 作者简介：胡小猛 （），博士，副教授研究方向：地貌与第四纪地质学： 页 期 胡小猛

5、 等：雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律侵入。期火山活动分别形成了依次叠覆的 （）、 （）、 和 （）流纹质岩层；一期岩浆侵入 活动形成了 （）石英正长岩体 （表 ）。 在构造上，根据区域 ：万地质图和区域 地质调查报告 ，并结合遥感卫片判读和野外调 查资料，区内断裂以北东向、北西向和东西向 为主。其中，北东向断裂的总体走向为 ， 规模较大；断裂数量占全区断裂总数的约 。 北西向断裂总体走向 ，是区内形成较 晚的一组断裂，为张扭性质；断裂数量约占全 区断裂数的 。东西向断裂总体走向 ， 形成时间较早，已被后期断裂破坏而断续出露； 断裂数量也约占全区断裂数的。此外，区内岩层和岩体中垂直构造

6、节理特别发育。 自雁荡山破火山形成以后，在近 的地质历史时期内，区域地壳一直处于抬升 状态 。在此背景下，受外力的不断风化侵蚀作用，原处于地下的火山流纹岩层和石英 正长岩侵入体逐渐出露于地表 （图 ）。在此过程中，也形成了或险峻或典雅、以峰嶂瀑及 各种洞穴为特征的区域流纹岩地貌景观 （图 ）。 雁荡山流纹岩地貌景观的类型划分 不同的营力作用或营力过程会造就不同形态的地貌景观，成因和形态的密切联系是 地貌科学中的基本因果关系。按成因形态分类原则，雁荡山的众多流纹岩地貌景观被 分为 个大类，个亚类，个类型单元 （表 、图 ）。 锐峰是一类高度达数十乃至上百米、基部面积达数十乃至上千平方米、具陡峭岩

7、壁 的岩柱体。其一般分布在两个地貌部位上：沟谷内和山地的顶部。由此，分别被称为沟 谷型锐峰和山顶型锐峰。 沟谷型锐峰一般发育于 岩体中，分布在沟谷的坡脚附 近，少数位于谷地中央；形态上呈柱状，高挑清秀，密者如峰林 （图 ）。顺着岩层内的 垂直节理风化、流水侵蚀和重力崩塌，结果导致了部分岩体与山体分离，在谷地与山地 的过渡带上便产生了这类锐峰。 山顶型锐峰一般位于山体的顶部，与沟谷型锐峰相比， 图 雁荡山流纹岩岩层和石英 正长岩岩体 表 雁荡山四期火山流纹岩层的岩性特征 K Y !#$%& ( )*+ ,&-./0 K Y 12 3 4 56 789 89 ! (:7 210 m ;. . ,&

8、?A B3 CD E:FG;HIJ K Y 3 56 KL89 M ( ) N ! BOP3 QR-D ST UVWFX5 Y Z K Y 789 =X_KL89 ( +a&-./0 中华人民共和国地质图大荆镇幅 （：万），编号：， 中华人民共和国区域地质调查报告大荆镇幅 （：万），编号：， 卷 地 理 学 报 其体量大，敦厚粗壮，呈桶形 （图 ）。它们是早期区域构造抬升、沟谷下切，相对抬升 的岩嶂长时期持续崩塌，导致其所包围的山体不断收缩后的结果。这类锐峰代表着一个 地貌发育的历史阶段。其一般发育于出露高度较高的 岩体中。如果随岩嶂一起抬升 的沟谷型锐峰在风化剥蚀作用下至今还没有被完全破坏掉

9、，则可能在局部地点还保留着 这些早期沟谷型锐峰的残存，也会出现一些小体量的山顶型锐峰 （图 ）。 岩嶂是由岩壁风化崩塌或流水侵蚀崩塌后退所形成的一类地貌体，方展如屏，其相 对高度在 之间，宽度可达数百米，主要发育在 和 岩体中。根据形态 的不同，其又可分两种类型：单面岩嶂和双面 （或多面）岩嶂。 单面岩嶂：沟谷在水流 不断的侵蚀作用之下会加深加长。其两侧的谷坡在重力崩塌作用下，经常会形成一些陡 峭的、具一定高度和宽度的岩壁。对于山体来讲，这种岩壁只是位于其一侧，因此称之 为单面岩嶂 （图 ）。 双面 （或多面）岩嶂：对于相邻两沟谷间的山地，如果山地两侧 的单面岩嶂经过了长期的不断崩塌后退，则山

10、体会变得越来越窄或越来越小，并最终形 成陡峭狭长、如墙一样形态的岩嶂，这种岩嶂称之为双面岩嶂 （图 ）；处于多个沟谷间 的山地，如果不同侧面的单面岩嶂从不同方向崩塌后退，则最终会形成山体四周被岩嶂 包围的景象，这种岩嶂称之为多面岩嶂。双面 （或多面）岩嶂大多环绕于山顶型锐峰或位 于山脊之上。无论是单面岩嶂还是双面岩嶂，当其被流水切穿之后，会形成岩壁陡峭而 雄伟高大的 “石门”或 “门阙”景观。 每一个岩嶂单体，其平面延伸的特征有直线形和弧形之分。直线形岩嶂的延伸方向 与区域断裂构造线走向相关。单面岩嶂和双面岩嶂多为线形。弧形岩嶂是呈弧形伸展， 延伸方向与区域丘状山体有关。多面岩嶂都是弧形。 图

11、 雁荡山地貌景观分布图 仙岩 乌岗岩 百丈岩 铁船峰 碧霄峰 合掌峰 牧童峰 双笋峰 剪刀峰 纱帽峰 含珠峰 宝冠峰 观音峰 招贤峰 芙蓉峰 西石梁洞 西石梁瀑 罗带瀑 梅雨瀑 大龙湫瀑 燕尾瀑 紫霄嶂 金带嶂 方洞 小龙湫瀑 双鸾峰 天柱峰 屏霞嶂 莲花洞 铁城嶂 摩霄嶂 三折瀑 朝阳洞 五牌嶂 含羞瀑 十八洞 雁湖岗 白岗尖 响岭头 龙西 龙 溪 溪 头 砩 溪 黄 金 溪 竹 筋 溪 鸣 风洞 溪 玉 碧 至方山 海拔高程 河流 岩嶂 玉 期 胡小猛 等：雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律区域内洞穴数量众多，形态各异，成因差异很大。 在节理、断裂及沿此下渗的裂 隙水影响下，岩体内部

12、不断被风化剥蚀后所形成的一类洞穴，称之为风化剥蚀型洞穴 （图 ）。该类洞穴一般呈竖直状，具穹隆形的顶板，且顶板比较平滑。随着洞穴的逐渐扩大 和向岩体上部的深入，当剥蚀作用蚀穿了洞顶顶板后，则会形成 “天窗”景观。这类洞 穴的空间一般高 ，洞口口径 。 当岩体中的球泡或角砾因风化而脱落后， 于岩体中所留下的空洞，称之为风化剥落型洞穴。这类洞穴边缘一般不规则，形状近似 圆形或椭圆形，个体大小相差很大，小者洞径不超过 ，大者可达 以上。这类洞 穴在区域内分布极其普遍。 形成于瀑布下方基岩之中的洞穴为瀑水冲蚀剥蚀型洞穴。 在上泻水流的不断冲蚀以及岩面频繁干湿变化引起的风化剥蚀作用下，这类洞穴呈水平 向

13、向岩层内部凹入。该类洞穴深度通常不深，但洞口开阔。如当洞穴不断深凹并 引起上部瀑壁崩塌后退，原来洞穴的底部会暴露出来并受瀑水的直接冲蚀。该过程的持 续作用常常会在瀑脚处形成一种形态类似崩塌倒石堆的基岩锥体 （图 ）。 受多组垂直 节理的影响，岩层内部局部会发生强烈的重力崩塌。由此而形成的洞穴称之为重力崩塌 型洞穴。该类洞穴一般亦呈竖直状，高度较大，崩塌后的顶板岩石参差不齐；其上部往 往与风化剥蚀型洞穴连接在一起。在一些地点，因不断的裂隙水侵蚀和重力崩塌，形成 的洞穴甚至穿透了狭长状山体，而洞穴顶部的基岩仍然保留，形成了所谓的 “天然石桥” 景观。 大块的崩塌倒石堆石块互相叠压所形成的一类洞穴，

14、称之为崩塌堆积型洞穴。 该类洞穴没有固定的形态。 光滑山顶面是一种起伏平缓、岩面光滑的山顶面景观 （图 ）。雁荡山的一些光滑山 顶面主要是由于风化剥蚀作用造成的，称之为剥蚀山顶面。流纹岩在温度变化的影响下， 因热胀冷缩，沿着近水平延伸的流纹层理面易发生破裂。沿着这些破裂面，坡面水流可 进行片状剥离。长期这种片状或层状剥离作用，在一些水平流纹层理发育的山体顶部， 便产生了这一地貌景观。 流水侵蚀形态地貌包括： “”形峡谷。沿着区域一些断裂构造线，由于水流的 ! #$ %& ( )* +, -. / 01 234 54 67 894 :; ? 6A BC DE%& 4 = ( F=) 4 +, G

15、HIJKLMNO;4P =4Q / -. :GR;4%PF=4& STUV WX YZW :W_ WX& STUa WX :W bcd;IJWX%& defV-UV WX ghdi jkldi%dmn;WXoYZW& pqrs WX jklW :W tuW& WX rsvw WX SWoxyW%& UVrs z 4| 00 0102 030400020506 070809;0001o0203 040506qSTUV 07pqrs% 0809;000102oL4 0304= 050607 0809;0001 &02 02 0303O04 o02 05O06072& (= UV(= :(=& 08

16、V090500 ghdi 01ghdi 0203di%0204;& 08U090505 01gh 060708%;O04 & 09 000701 bcd& 02V05 4030704X 0506d 0203d bcd 01gh gh 07d%o g08 I08& 0309 #07080700010802& 03e z 030403 03e04 04054;02V06 050402V 07;v w08090809060500 ; & vw05 01k03vw02 0304080805; 06& 表 雁荡山流纹岩地貌景观类型的分类 卷 地 理 学 报 强烈下切，形成了很多 “”形峡谷。目前正受溪流

17、强烈侵蚀而发育的 “”形峡谷主要 处在区内河流的中游段、 岩层之中。 “”形宽谷。在区内河流的上游段，仍保 存着系列具有较宽阔谷底和平缓谷坡的 “”形宽谷。在一些溪流中游的深切 “”形峡 谷段，谷坡的上半部还残留着多期宽谷谷底和因重力崩塌而后退的较陡谷坡。这些不同 时期的宽谷谷底往往形成了多级阶梯状台地。如灵岩景区所见的沟谷 （图 ）。 垂直沟 槽和棱柱。陡峭岩壁在瀑布水流长年溯源侵蚀下不断崩塌后退，后退处便逐渐形成竖直 状沟槽，瀑布也随沟槽深陷于岩层之中。而相邻沟槽间没有被侵蚀或侵蚀后退较慢的部 分则成为突出出来的垂直棱柱。棱柱高度一般大于 （图 ）。 岩槛和壶穴。受岩 性和断裂构造的影响，

18、在各溪流的源头沟谷段，沟床上往往出现很多几乎直立的岩槛。 这里都出现了壮观的瀑布或跌水景观 （图 ）。据不完全统计，区内大小瀑布有 多处。 （）大体量山顶型锐峰 观音峰 （）小体量山顶型锐峰 牧童峰 （）单面岩嶂 摩霄嶂 （）风化剥蚀洞穴 朝阳洞附近 （）基岩锥体 小龙湫瀑布底 （）剥蚀山顶面 方山山顶 （）早期谷底构成的阶梯状台地 小龙湫东北侧谷坡 （）垂直沟槽和棱柱 三折瀑附近 （）岩槛和壶穴 燕尾瀑布 图 雁荡山不同类型流纹岩地貌景观 期 胡小猛 等：雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律瀑布的高度一般在 左右，最高的大龙湫瀑布达 ，属国内罕见。很多瀑布 在水平方向上深深切入岩层之中，

19、以致处于周围岩体的郁闭之中，从外部视之，若隐若 现。如上折瀑布水平切入距离达 。在岩槛下方，由于常年瀑布水流的强烈冲蚀， 会形成一个近椭圆形的壶穴深潭。在龙溪电站大坝下游约 处的河床上，一壶穴的 深度达 ，而口径还不到 。如岩槛过去曾发生过多次阶段性后退，在其下方可形 成呈串珠状线形分布的系列壶穴。这在西石梁瀑布下方可见到。 流水堆积形态地貌 河流阶地。在北东向流的碧玉溪和北西向流的筋竹溪中，都发 育了一级基座阶地，阶地高度约 。在筋竹溪中，这级阶地只发育在燕尾瀑布的下游 河段上；上游，该阶地对应着河漫滩相堆积层。这里是考察河流裂点后退而导致阶地形 成的一个典型地貌点。根据邻近区域与该级阶地时

20、代相当的 溶洞石钟乳 系测年 （于中国科学院地质与地球物理研究所古地磁与年代学实验室完成），阶地的形成年龄在 。 泥石流堆积扇。在区域内很多沟谷的沟口，可以见到泥石流 扇形堆积体，面积一般不大于 。这些泥石流扇是过去多次泥石流活动的结果，其 发育所处的地质条件均具有下列三个特征：沟床比降非常大，平均为 ；上游受断裂 带影响，基岩破碎，风化强烈；强烈暴雨时，沟谷源头发生的滑坡是爆发泥石流的直接 原因。 在形态上，雁荡山流纹岩地貌景观的特征表现为：纤秀挺立或敦厚挺拔的锐峰，陡 峭雄伟且延展如幕的岩嶂，峥峥排列的垂直棱柱沟槽，清流潺潺的山涧 “”形峡谷，如 烟如注的岩槛瀑布和广布岩壁的洞穴。 雁荡山

21、流纹岩地貌景观的空间分布规律 受断裂构造、层面或界面构造、新构造运动及岩性差异等因素的控制和影响，区内 沟谷、岩嶂、锐峰、岩槛瀑布等景观在水平向和垂向上的分布都具有一定的规律。 在 、和 （或 ）向断裂构造的控制下，区内的溪流沟谷和发育于沟谷 谷壁上的直线形岩嶂在水平向上也主要沿这三个方向发育延伸。碧玉溪、砩头溪、鸣玉 溪的上游段、大龙湫瀑布的上游段、黄金溪上游的东支河段和甸岭溪南支河段等都是在 向构造控制下呈 向延伸的。龙溪、筋竹溪、鸣玉溪、小龙湫、黄金溪及其上游的 西支河段等都是在 向构造控制下沿 向发育延伸的。在 向构造控制下，区内 一些河流的局部河段是呈向延伸的。根据在 卫片 （空间分

22、辨率 ）上的量 算统计，区内呈 、和 （或 ）向延伸的沟谷在长度上分别占 、和 ，以向为主。区内的紫霄嶂、金带嶂、屏霞嶂、五牌嶂、纱帽峰南坡岩嶂等直线 形岩嶂均呈 向伸展；铁城嶂、摩霄嶂、观音峰两侧的岩嶂等呈向展布 （图 ）。 根据野外的实地调查并结合室内对 ：万地形图、：万地质图和遥感卫片的判读， 区内无论是直线形岩嶂还是弧形岩嶂，在垂向分布上主要集中于以下 个高度带： 、 、和 。岩槛瀑布是沟谷中的裂点地貌，区 内发育于 及其以下岩体中的岩槛瀑布在高度上至少可识别出 个明显的带。由高至 低，高程 （槛瀑瀑布的上沿高度）分别为：、（两者皆发育于 岩层 中；由于流纹岩产状具有一些倾斜，同一级的

23、高度在不同地点也稍有差异）、 （发育于 岩层中）、（这五级 均发育于 岩层中）、（发育于 岩层中）。级岩槛瀑布的高度可与后 级 岩嶂的高度相对应。 流纹岩岩性差异和间歇性新构造抬升运动导致区域岩嶂和岩槛瀑布的垂向分布具有 卷 地 理 学 报 分带性。通常每一次火山喷发 所形成的岩层，根据其性状差 异可分为三个单元层 。上部是 水平流纹层理特别发育的层状 流纹岩。该单元层较软弱，水 流易于切入其中形成沟谷；其 顶面的岩石因易于被片状风化 剥离，地形上往往呈一平台。 中部是富含球泡角砾的流纹岩 或块状致密流纹岩 （图 ）。该 岩层较坚硬，垂直节理发育， 易崩塌形成陡崖或岩嶂；在有 沟谷的地方便可形

24、成岩槛瀑布。 下部是含大量角砾的熔岩层。 该岩层也较软弱，且透水，易 被水流侵蚀；如果有下泻的瀑 布水流冲蚀，便可于此形成瀑 水冲蚀剥蚀型洞穴，并引起 上部坚硬岩层的崩塌。由于不 同期次的流纹岩层依次叠覆， 在间歇性区域新构造抬升运动 影响下，区内的沟谷会发生阶 段性的强烈下切作用，这样便 于硬岩层中形成多级陡峭的岩 嶂和岩槛瀑布，于软岩层中形成多级宽谷 （图 ）。 从分布规律上看，雁荡山流纹岩地貌景观的独特特征在于：在断裂构造、岩性差异 和新构造运动的控制影响下，沟谷、线形岩嶂的水平延伸与构造线一致；岩嶂、岩槛瀑 布的垂向分布呈明显的高度分带。 雁荡山流纹岩地貌景观的发育演化规律 区内的雁湖

25、岗是一海拔高度在 的宽浅谷地，谷地宽约 ，长达 ，局部有积水洼地存在。谷底堆积着厚约 的红色风化壳层，风化壳之下的基底为 石英正长岩体。这里是一古夷平面的残遗 （图 ）。现代雁荡山地区地貌景观的发 育肇始于这一级夷平面的分裂。同处浙江沿海的新昌市万马渡，在海拔 的高 度上保留着一级具有红色风化壳的夷平面。风化壳之上覆盖着时代为 的玄武 岩层 。如据此来对比，雁荡山这级夷平面发育的结束时代可能是晚第三纪。 自晚第三纪以来，由于区域阶段性构造抬升，区域这级夷平面开始逐渐解体。在风 化作用和不断增强的流水侵蚀作用之下，地表流纹岩地貌形态朝着一定方向发生变化。 沿着这一变化方向，根据地貌形态组合特征的

26、不同，可分辨出以下几个演化阶段 （图 ）： 第 阶段：夷平面抬升后，地表坡降加大，流水侵蚀作用增强。但这种增强了的侵 蚀作用只在抬升后的夷平面边缘地带表现得非常显著；在夷平面内部，侵蚀仍然较弱。 这一时期地表仍保持着宽谷和低矮山丘状形态。目前，雁湖岗的宽浅谷地地形就是处在 这个发育阶段 （图 、图 ）。 图 雁荡山多级岩嶂、岩槛瀑布形成过程示意图 构造抬升 （）溪流切割在硬岩层中， 形成一级岩嶂和岩槛瀑布； 于软岩层中发育一宽谷。 （）区域构造抬升后，溪流 于早期宽谷中进一步下切。 切割于出露高度较低的一 硬岩层中，并形成新一级 岩槛和岩嶂；在软岩层中， 形成一新的宽谷。 （）新一轮构造抬升后，溪 流又重复上述地貌过程， 并于更低位置上的硬岩层 中，形成一级岩嶂和岩槛 瀑布。 球泡角砾流纹岩层 （硬岩层） 层状流纹岩 （软岩层） 构造抬升 期 胡小猛 等：雁荡山流纹岩地貌景观特征及其形成发育规律第 阶段：随着流水下切侵蚀和溯源侵蚀的发展，夷平面被分割解体，形成了很多 “”形峡谷。这些峡谷在水流持续的侧向侵蚀和谷壁