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雁荡山流纹岩地貌景观

【摘要】:按成因—形态分类原则,可以将雁荡山流纹岩地貌景观分为剥蚀崩塌型地貌和沟谷流水型地貌2类、7个亚类、17个类型单元。表2-2 雁荡山流纹岩地貌分类表续表注:据胡小猛 修改。石门石门,又称门网,两岩屹立对峙,雄奇险,景色绝佳,是雁荡山地貌景观中又一特点。

1.流纹岩地貌景观的类型

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V形峡谷,如烟如注的岩槛瀑布和广布岩壁上的洞穴。

按成因—形态分类原则,可以将雁荡山流纹岩地貌景观分为剥蚀崩塌型地貌和沟谷流水型地貌2类、7个亚类、17个类型单元。如表2-2、图2-11所示。

表2-2 雁荡山流纹岩地貌分类表

续表

注:据胡小猛 (2008年)修改。

(1)锐峰

锐峰是一类高度达数十米乃至上百米、基部面积达数十平方米乃至上千平方米、具陡峭岩壁的岩柱体。锐峰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。

1)沟谷型锐峰

沟谷型锐峰一般发育于K1y2地层中,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 (见图2-11(b))。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。如雁湖景区的 “招贤峰”和 “含珠峰”,大龙湫景区的 “剪刀峰”,小龙湫景区的 “天柱峰”、“双莺峰”、“独秀峰”和 “卓笔峰”,灵峰景区的 “双笋峰”和 “碧霄峰”;龙湖景区的 “新娘 (郎)岩”等。

2)山顶型锐峰

山顶型锐峰一般位于山体的顶部,与沟谷型锐峰相比较,其体量大、敦厚粗壮,呈桶形 (见图2-11(a))。如雁湖景区的 “宝冠峰”,方洞景区的 “纱帽峰”和 “观音峰”,灵峰景区的 “犀牛峰”,羊角洞景区的 “剑岩”等。这类锐锋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,这类锐峰代表了一个地貌发育的历史阶段。其一般发育于出露高度较高的K1y4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侵蚀掉,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(见图2-11(b))。

(2)岩嶂

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40~120m之间,宽度可达数百米,主要发育在K1y2和K1y4地层中。

根据形态的不同,岩嶂又可以分两种类型:单面岩嶂和双面 (或多面)岩嶂。

1)单面岩嶂

沟谷在流水的不断侵蚀作用下会加深加长。其两侧的谷坡在重力崩塌作用下,经常会形成一些陡峭、具有一定高度和宽度的岩壁。对于山体来说,这种岩壁只是位于其一侧,因此称之为单面岩嶂 (见图2-11(c))。如铁城嶂、摩霄嶂、屏霞嶂、五牌嶂等。

图2-11 雁荡山不同的流纹岩地貌景观 (引自胡小猛,2008年)

2)双面 (或多面)岩嶂

对于相邻两沟谷之间的山地,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 (见图2-11(a));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,如观音峰、纱帽峰、方山周边的岩嶂等。

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。

岩嶂的相对高度一般在40~120m之间,宽度可达数百米,如铁城嶂、金带嶂等。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直线形。弧形岩嶂是呈弧形伸展,延伸方向与区域丘状山体有关;多面岩嶂都呈弧形。

(3)洞穴

雁荡山地区内洞穴数量众多,形态各异,成因差异很大。可以分为以下几种类型:

1)风化剥蚀型洞穴

在节理、断裂及沿此下渗的裂隙水影响下,岩体内部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 (见图2-11(d))。

这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4~6m,洞口口径5~12m。朝阳洞附近、羊角洞景区内可见到典型的风化剥蚀型洞穴。

2)风化剥落型洞穴

当岩体中的球泡或集块、角砾因风化而脱落后,在岩体中所留下的空洞称之为风化剥落型洞穴。

风化剥落型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1m,大者可达10m以上。这类洞穴在雁荡山区域内分布极其普遍,如方洞景区的梅花洞、三折瀑景区的维摩洞等。

3)瀑水冲蚀—剥蚀型洞穴

形成于瀑布下方基岩之中的洞穴,称之为瀑水冲蚀—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,这类洞穴呈水平向向岩层内部凹入。瀑水冲蚀—剥蚀型洞穴深度通常不深,1~3m,但洞口开阔。如大龙湫瀑布、西石梁瀑布等的下方洞穴。在这类洞穴的上部有时可见其往上与重力崩塌型洞穴相连,出现在方洞景区旅游沿线上的洞穴。若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。这一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 (见图2-11(e))。

4)重力崩塌型洞穴

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。典型的重力崩塌型洞穴为灵峰景区的 “风洞”,显胜门景区的“十八洞”。

重力崩塌型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。西石梁洞、方洞是重力崩塌型洞穴的典型。若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,可以形成天生桥。

5)崩塌堆积型洞穴

崩塌倒石堆巨大的岩块互相叠压所形成的洞穴,称之为崩塌堆积型洞穴。这类洞穴没有固定的形态。

(4)石门

石门,又称门网,两岩屹立对峙,雄奇险,景色绝佳,是雁荡山地貌景观中又一特点。两岩相对的天然石门,石门是在嶂的基础上,由垂直嶂的断裂、节理切割,岩块崩落而成对峙如门的巨岩,一般分布于嶂谷口。如显胜门、石柱门、南天门、响岩门、龙虎门、双岩门、东晓阀、西晓网、连云晓等。

显胜门位于山谷坑底,对峙两岩高200m,相隔仅6~16m,崩岩对峙高千尺,显胜天下第一门。门前抬头仰望,天空仅现一线天,门内仰望,天空几乎为峭壁遮蔽。于礼佛台 (一块崩落的巨大岩块)观显胜门,可谓是上插青天,下连深谷,实为雄险幽奥之景观。

(5)光滑山顶面

光滑山顶面是一种起伏平缓、岩面光滑的山顶面景观 (见图2-11(f))。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,坡面水流造成片状剥蚀。由于长期这种片状或层状剥蚀作用,在一些水平流纹层理发育的山体顶部,便产生了这种地貌景观。最典型的光滑山顶面是方山台顶面。

(6)流水侵蚀地貌

流水侵蚀地貌包括以下几种类型:

1)V形峡谷

流水沿区域断裂构造的强烈下切,形成了许多V形峡谷。目前正受河流强烈侵蚀而发育的V形峡谷主要位于雁荡山地区内河流的中游段、K1y2的岩层中。典型的峡谷有显胜门、小龙湫瀑布的下游、梅雨瀑下游和羊角洞景区西侧。

2)U形宽谷

在雁荡山地区内河流的上游段,仍保存着众多具有较宽阔谷底和平缓谷坡的U形宽谷。在一些溪流中游的深切V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 (见图2-11(g))。

3)垂直沟槽和棱柱

陡峭的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。而相邻沟槽之间没有被侵蚀或侵蚀后退较慢的部分则成为凸出出来的垂直棱柱。这种垂直沟槽和棱柱相间分布的地貌景观在三折瀑景区的上折瀑附近发育得最好,这里的沟槽陷入岩体中的深度最大可达120m,棱柱高度一般大于50m(见图2-11(h))。

4)岩槛和壶穴

受岩性和断裂构造的影响,在各溪流的源头沟谷段,沟床上往往出现许多几乎直立的岩槛。岩槛造成壮观的瀑布或跌水景观 (见图2-11(i))。据不完全统计,区内大小瀑布有70多处。瀑布的高度一般在60~70m,最高的大龙湫瀑布达192m,属国内罕见。许多瀑布在水平方向上深深切入岩层之中 (上折瀑布水平切入距离达120m),以致处于周围岩体的郁闭之中,从外部视之,若隐若现。如含羞瀑、中折瀑、上折瀑等。

在岩槛下方,由于常年瀑布水流的强烈冲蚀,会形成一个近似椭圆形的壶穴深潭。雁荡山区域内发育最好的壶穴分布在龙湖景区的龙湖—仙溪一线,在龙溪电站大坝下游约1000m处的河床上,一壶穴的深度达40m,而口径还不到10m。若岩槛发生过多次阶段性后退,在其下方可能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以见到。

(7)流水堆积地貌

1)河流阶地

在碧玉溪和筋竹溪,都发育有一级基座阶地,阶地高度约6m,阶地砾石层厚度约2m,磨圆度中等,直径3~10cm。在筋竹溪中,这级阶地只发育在燕尾瀑布的下游河段;上游,这级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。根据邻近区域与这级阶地时代相当的喀斯特溶洞石钟乳铀系测年,阶地的形成年龄为33.6±2.0~11.5±2.0ka BP。

2)泥石流堆积扇

在雁荡山区域内许多沟谷的沟口,可以见到泥石流扇形堆积体,面积一般不大于0.5km2。这些泥石流堆积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:沟床比降大,平均为16.6°;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。

2.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,雁荡山区域内沟谷、岩嶂、锐峰、岩槛与瀑布等景观在水平向和垂直向上的分布都具有一定的规律。

在NE、NW和EW (或NEE)向断裂构造的控制下,雁荡山区域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NE向构造控制下呈NE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NW向构造控制下呈NW向延伸。在EW向构造控制下,区内一些河流的局部河段呈EW向延伸。根据在Quickbird卫星图像上的量算统计,雁荡山区域内呈NE、NW和EW (或NEE)向延伸的沟谷在长度上分别占65%、22%和13%,以NE向为主。雁荡山区域内的紫霄嶂、金带嶂、屏霞嶂、五牌嶂、纱帽峰南坡岩嶂等直线形岩嶂,均呈NE向伸展;铁城嶂、摩霄嶂、观音峰两侧的岩嶂等呈NW向展布。

根据野外的实地调查并结合室内对1∶10000地形图、1∶50000地质图和卫星图像的判读,雁荡山区域内无论是直线形岩嶂还是弧形岩嶂,在垂直向分布上主要集中于以下11个高度带:900~800m、760~550m、650~570m、550~500m、470~420m、420~340m、340~250m、240~190m、190~130m、130~80m和80~65m。岩槛与瀑布是沟谷中的裂点,雁荡山区域内发育于K1y4及其以下岩体中的岩槛瀑布在高度上至少可以识别出9个明显的带。由高至低,高程 (岩槛瀑布的上沿高度)分别为:650± 10m、550±10m(两者皆发育于K1y4岩层中;由于流纹岩产状呈倾斜,同一级的高度在不同地点稍有差异)、470±10m(发育于K1y3岩层中)、420±10m、340±10m、240±10m、190±10m、120±10m(这五级均发育于K1y2岩层中)、80±10m(发育于K1y1岩层中)。9级岩槛瀑布的高度可以与后9级岩嶂的高度相对应。

因流纹岩岩性差异和间歇性新构造抬升运动,导致雁荡山区域岩嶂和岩槛瀑布的垂直向分布具有分带性。通常每一次火山喷发所形成的岩层,根据其岩性组合可以分为3个单元层。上部是水平流纹构造特别发育的层状流纹岩。该单元层较软弱,流水易下蚀而形成沟谷;其顶部的岩石因易被片状风化剥蚀,地形上多呈平台。中部是富含球泡角砾的流纹岩或块状致密流纹岩该岩层较坚硬,垂直节理发育,易崩塌形成陡崖或岩嶂;在沟谷处易形成岩槛、瀑布。下部是含大量角砾的熔岩层。该岩层抗风化能力较弱,且透水,易被水流侵蚀;若有下泻的瀑布水流冲蚀,便形成瀑水冲蚀—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蚀作用,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。如图2-12所示。

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、岩槛与瀑布的垂向分布呈明显的高度分带。

3.流纹岩地貌景观的发育演化规律

现代雁荡山地区地貌景观的发育始于这一级夷平面的分裂。同处浙江的新昌万马渡,在海拔700~750m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7~8ma BP的玄武岩层。若据此进行对比,雁荡山这级夷平面发育的结束时代可能是新近纪。

自新近纪以来,由于区域阶段性的构造抬升,这级区域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下,地表流纹岩地貌形态朝着一定方向发生演化。根据地貌形态组合特征的不同,可以划分出以下几个演化阶段:

雁荡山区域内的雁湖岗是一海拔高度在850~900m的宽浅谷地,谷地宽约800m,长达1500m,局部有积水洼地存在。谷底堆积着厚约8m的红色风化壳层,风化壳下伏的基岩为Ky的石英—正长斑岩,是古夷平面的残遗。如图2-13(a)所示。

第I阶段 (幼年期):夷平面抬升后,地表坡降加大,流水侵蚀作用增强。但这种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。这一时期的地貌景观以宽谷和低矮山丘为主;地貌过程主要集中在A—A'高度上。目前,雁湖岗的宽浅谷地地形就是处在这个发育阶段。如图2-13(a)、图2-14Ⅰ所示。

第II阶段 (青年期):随着流水下切侵蚀和溯源侵蚀的发展,夷平面被分割解体,形成了许多V形峡谷。这些峡谷在水流持续的侧向侵蚀和谷壁风化崩塌作用下,不断被拓宽,并于两侧岩壁上发育有岩嶂地貌,于两侧谷坡附近形成沟谷型锐峰、瀑布景观;在岩嶂嶂壁之上还广泛发育着各类洞穴,在沟谷中出现众多基岩崩塌体。地貌过程在B—B'高度上特别强烈。目前,在大龙湫、小龙湫和鸣玉溪沟谷中都可以见到处在这个发育阶段的地貌景观。如图2-13(b)、图2-14II所示。

图2-12 雁荡山多级岩嶂、岩槛与瀑布形成过程示意图

第III阶段 (壮年期):当区域新的一次构造隆升导致侵蚀基准面的相对下降后,新一轮沟谷的下切和溯源侵蚀会使沟床的高度降低,原先的老沟谷及其中所发育的锐峰和岩嶂也被相对抬升。抬升后的锐峰随着后期的侵蚀崩塌,会逐渐萎缩乃至最终消亡,只有少数仍保留着一些残存,形成小体量的山顶型锐峰,如摩霄峰。如图2-11(b)、图2-14-III所示。抬升后的岩嶂不断崩塌后退会使其所包围的基岩山体逐渐缩小,并最终形成大体量的山顶型锐峰景观,如方山、观音峰、纱帽峰等。岩嶂的不断崩塌后退,也会导致在一些山脊上形成双面岩嶂地形。地貌过程在B—B'和C—C'高度上很活跃。处在这个发育阶段的地貌景观,目前可以在区内一些高海拔的地带见到。如图2-13 (c)、图2-14III所示。

图2-13 雁荡山流纹岩地貌不同演化阶段的地貌景观

第IV阶段 (老年期):在侵蚀崩塌作用下,处在高海拔的山顶型锐峰,其体积也在不断收缩乃至最后消失。山体高度逐渐降低,坡度日渐变缓。地貌上以起伏舒展的馒头状山丘和蜿蜒宽阔的谷地地形为特征。地貌过程归于和缓,且向D—D'高度上集中。方山景区的剑岩就是K1y4岩层中山顶型锐峰的残余。如图2-13(d)、图2-14IV所示。

如果某一期次流纹岩层在这样的地貌过程中被蚀而消失殆尽,那么其下覆的老岩层会出露出来而开始同样的地貌循环过程。一旦底部出露的是一些易于风化剥蚀、垂直节理不太发育的岩层,则剥蚀作用将使得区域地貌变成缓坡丘陵。如响岭头以南的发育于K1y1岩层中的丘陵地形。

从发育演化规律上看,雁荡山区域流纹岩地貌的最显著特征在于地貌景观具有垂直分带性,从现代沟谷谷底至山顶的地貌形态及其组合变化代表着地貌演化的不同阶段。

图2-14 雁荡山地貌发育阶段示意图