第十二章碎屑岩貌课件

第十二章碎屑岩地貌主要内容：第一节丹霞地貌第二节砂岩峰林第三节嶂石岩地貌

碎屑岩是由于机械破碎的岩石残余物，经过搬运、沉积、压实、胶结，最后形成的岩石。碎屑岩中碎屑含量达50%以上，除此之外，还含有基质与胶结物。

按碎屑颗粒大小可分为砾岩、砂岩、粉砂岩等。第十二章碎屑岩地貌主要内容：碎屑岩是由1第一节丹霞地貌

丹霞地貌是以广东仁化丹霞山命名的地貌，有“色如渥丹，灿若明霞”之意。广义的丹霞地貌概念指：由红色砂砾岩构成的，以丹崖赤壁为主要特色的一类地貌，总称为丹霞地貌。丹霞地貌最基本的特征可以概括为“顶平、身陡、麓缓”。广东丹霞山地貌景观典型的丹霞地貌特征第一节丹霞地貌丹霞地貌是以广东仁2二、丹霞地貌的分类划分依据指标特征类型典型地貌地层倾角岩层倾角>10°近水平丹霞地貌坪石金鸡岭岩层倾角10°~30°缓倾斜丹霞地貌武夷山鹰嘴崖岩层倾角30°~70°陡倾斜丹霞地貌康乐王家沟门岩层倾角>70°近垂直丹霞地貌四川芦山有无盖层裸露的红色碎屑岩典型丹霞地貌金鸡岭红色碎屑岩上覆其他盖层类丹霞地貌大沙沟气候因素湿润区丹霞地貌武夷山半湿润区丹霞地貌炳灵寺半干旱区丹霞地貌坎布拉干旱区丹霞地貌梨园河谷地貌发育阶段幼年期丹霞地貌贵州赤水壮年期丹霞地貌丹霞山老年期丹霞地貌江西龙虎山是否喀斯特化没有喀斯特地貌现象非丹霞喀斯特地貌资源八角寨有丹霞熔岩等现象丹霞喀斯特地貌北流铜石岭形态分类宫殿式（柱廊状、窗棂状）、方山状、峰丛状、峰林状、岩墙状、岩堡状、残峰孤峰独石状丹霞地貌组合结构高原峡谷状、山岭状、峰丛状、孤峰状、丘陵状丹霞地貌受人工改造明显人工丹霞地貌番禹采石场

由于丹霞地貌发育的物质基础、构造条件、外动力因素等差异，形成了丰富多彩的丹霞地貌类型。二、丹霞地貌的分类划分依据指标特征类型典型地貌地层倾角岩层倾3三、丹霞地貌的形成条件与影响因素（1）物质基础：丹霞红层

形成丹霞地貌的物质基础是红色的碎屑岩，包括角砾岩、砾岩、砂砾岩和细粒碎屑岩等。

由于沉积环境的差异和后期地质作用的改造，红层的颜色还有棕黄、褐黄、紫红、褐红、灰紫等偏红色调。

红层一般沉积在古热带和亚热带盆地中，红层的红色主要是高价铁（Fe3+）相对富集而成，这个富集的过程需要有足够的淋溶作用并保持长时期的氧化环境。

影响丹霞地貌形成发育的主要条件包括：岩石（物质基础）、内外营力等。三、丹霞地貌的形成条件与影响因素（1）物质基础：丹霞红层4（2）构造影响：地质构造的控制①区域构造控制了红层盆地的分布中生代以来，我国许多在海西运动后稳定的陆台发生活化，东部地区受太平洋板块影响，形成一系列北东-北北东向的隆起带与拗陷带西部地区受印度板块挤压，从北向南渐次成陆并形成若干盆地；中部则形成一个北东向的压扭性地带。②断层节理控制了山块的格局

盆地内部的构造线格局是控制丹霞地貌山块格局乃至山块形态的基本因素。

大的构造线控制山块总体排列方向，小的构造则控制山块走向、密度和平面形态。（2）构造影响：地质构造的控制①区域构造控制了红层盆地的分布5

图12-4龙虎山局部构造线和山块分布

图12-5网格状断裂构造切割控制丹霞地貌景观图12-4龙虎山局部构造线和山块分布图16（3）外力条件：流水、风化、重力等作用

直接影响丹霞地貌发育的外动力主要有流水、风化和重力等作用，其中流水是塑造地貌的主动力。在干旱区，风力对于外表形态的塑造具有不可忽视的作用；在湿润区，生物对于风化作用具有一定的影响。

③岩层产状控制了坡面的形态

一般而言，近水平岩层上发育的丹霞地貌具有“顶平、身陡、麓缓”的坡面特征；缓倾斜岩层上发育的丹霞地貌则“顶斜”，具有单面山的特点；

④地壳升降控制了地貌发育进程

地壳升降的影响体现在红层盆地必须是后期上升区，以便为侵蚀提供条件。（3）外力条件：流水、风化、重力等作用③岩层产状控制了坡7四、丹霞地貌的演化阶段图12-6丹霞地貌发育演化基本过程四、丹霞地貌的演化阶段图12-6丹霞地貌发育演化基本过程8流水侵蚀和风化作用引起的坡面不稳定现象流水侵蚀和风化作用引起的坡面不稳定现象9中国各省、市、自治区丹霞地貌一览表世界上丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，而以我国分布最广，类型最齐全。

我国丹霞地貌分布广泛，在亚热带湿润区，温带湿润区、半湿润区、半干旱和干旱区，青藏高原高寒区都有分布，除个别省市以外几乎全国所有省份都有分布。省区处数省区处数省区处数省区处数省区处数四川117青海34云南11山西3黑龙江1江西96贵州32新疆10河北3海南1甘肃85福建30湖北8安徽2西藏1广东64重庆26内蒙4河南2浙江59广西14宁夏3辽宁1湖南44陕西13江苏3吉林1合计668处，分布在全国27个省市自治区直辖市的多个不同气候区五、丹霞地貌的全国分布与南北比较中国各省、市、自治区丹霞地貌一览表世界上丹霞地10我国丹霞地貌发布图据相关统计，全国已经发现的丹霞地貌有668处，从区域空间分布来看，主要集中在广东、江西、浙江、福建、安徽、湖南等东南地区、四川、重庆、贵州等西南地区，以及甘肃、宁夏、青海等西北地区。我国丹霞地貌发布图据相关统计，全国已经发现的丹霞11

丹霞地貌南北差异比较分区地貌类型所属地貌单元地壳抬升外力条件主要特征人文景观东南区低海拔临水型江南丘陵区速度较慢流水作用临溪峰一线天天生桥寺观、石窟、书院、栈道、悬棺、古寨西南区高原山地峡谷型黔北与四川盆地交接处最为强烈流水侵蚀重力崩塌丹崖陡壁、急流瀑布西北区高寒干旱山地型青藏高原东北黄土高原西部差异升降幅度较大崩塌风化作用黄土盖窗棂状、迭板状寺观、石窟、雕像从形态特征来看：

南方（东南、西南）地处湿润、半湿润区，流水作用在丹霞地貌塑造中起着主导作用，往往形成典型的“顶平、身陡、麓缓”的丹霞地貌，且呈带状分布、个体规模较大；

北方干旱、半干旱区，温差风化与盐风化比较强，层状或片状剥落明显，表面粗糙，往往形成泥乳状、窗棂状、迭板状、波浪状及陡斜状等特殊类型，并且色调会呈现灰黄色。丹霞地貌南北差异比较分区地貌类型所属地貌单元地壳抬升外力条12

第二节砂岩峰林地貌一、峰林地貌的定义与形态特征

张家界地貌是砂岩地貌的一种独特类型，它是以侵蚀构造为主导作用，由石英砂岩形成的砂岩峰林地貌。

具体是指“在中国华南板块大地构造背景和亚热带湿润区内，由产状近水平的中、上泥盆统石英砂岩为成景母岩，以流水侵蚀、重力崩塌、风化等营力形成的，以棱角平直的高大石柱林为主，以及深切嶂谷、石墙、天生桥、方山、平台等造型地貌为代表的地貌景观”。第二节砂岩峰林地貌一、峰林13图

张家界峰林与石柱景观图张家界峰林与石柱景观14二、峰林地貌的形成条件

张家界石英砂岩峰林的形成与特定的岩性产状、节理发育、构造运动、流水侵蚀、风化作用等条件有关。（1）物质基础：中上泥盆统巨厚海相石英砂岩（2）构造条件：近于直立的节理裂隙区域发育了四组X型交叉而近于直立的节理裂隙（见下表），它将岩层切割成方形、菱形，构成“棋盘式”构造，造就以柱状为主的峰林景观。（3）气候因素：亚热带温暖湿润多雨裂隙走向NW330°SW255°NE50°SE20°裂隙面倾角85°87°88°85°裂隙密度（条/km2）

1100510800600二、峰林地貌的形成条件张家界石英砂岩峰林的形成15三、峰林地貌形成时代与演化阶段张家界砂岩峰林是以3亿多年前形成的泥盆纪砂岩为物质基础，进行“雕刻”的。据平亚敏等（2011）最新的研究，张家界峰林最早形成于中更新世（约50~70万年），即在索溪河流的下切期，中更新世以来气候的冷暖交替导致多次的河流下切遗迹以及伴随而来的重力崩塌作用，塑造了世界罕见的独特砂岩地貌形态。其形成演化大体经历了：原始构造面→台地、方山嶂谷地貌→峰丛、峰林嶂谷地貌→斜坡残余峰林→新剥蚀地貌的发展过程，主要可以分为以下几个阶段。三、峰林地貌形成时代与演化阶段张家界砂岩峰林是以316图12-10张家界地貌结构剖面图图12-9张家界峰林地貌形成演化图图12-10张家界地貌结构剖面图图12-9张家界峰林地貌形17第三节嶂石岩地貌嶂石岩地貌（ZhangshiyanLandforms）是上世纪八九十年代郭康等首先在河北赞皇县内嶂石岩地区发现的，并受到极大关注的一种新型、独特的石英砂岩地貌。其无论在形态、物质组成方面，还是成因、演化阶段方面，都不同于与其相近的其他砂岩地貌。作为一种壮观、独特的景观地貌资源，嶂石岩地貌具有极大的旅游开发价值和学术研究价值，它既丰富了地貌学的研究内容，也开拓了应用地貌学的实践步伐，更是增添了地质公园遗迹类型、科学内涵。第三节嶂石岩地貌嶂石岩18一、嶂石岩地貌的形态特征及分类

嶂石岩地貌是以阶梯状长崖（见下图）和半圆形围谷或深切嶂谷为主要形态，具有顶平、身陡、麓陡等基本特征的滨海-浅海相石英砂岩地貌，主要发育地层为中元古界。图12-11丹崖长壁

图12-12阶梯状陡崖

一、嶂石岩地貌的形态特征及分类嶂石岩地貌是以阶梯状长19嶂石岩地貌在形态上的五大基本特征：（1）丹崖长壁延续不断，如一幅幅张开很长的壮美画卷；（2）阶梯状陡崖贯穿全境，嶂石岩地貌在垂直横剖面上呈现明显的二栈、三栈等阶梯状；（3）“Ω”形嶂谷相连成套，成群出现，构成了三栈牵九套的景观地貌大框架；（4）棱角鲜明的块状结构，是因其坚硬的岩性和十分发育的节理所致；（5）沟谷垂直自始至终，嶂石岩地貌的坡面发育从垂直的沟缝开始，到垂直的沟谷终止。嶂石岩是一种典型的旅游景观地貌，以其独特的造型景观吸引游客到来。不同的学者，从不同的角度出发，产生了不同的嶂石岩地貌分类体系和分类结果，并且随着嶂石岩地貌分布地域的不断发现和研究的深入，其地貌类型也将不断丰富。嶂石岩地貌在形态上的五大基本特征：嶂石岩是一种典型的旅游景观20岩性成因形态演化阶段类型石英砂岩侵蚀地貌正地貌幼年期陡壁类大墙型栈垴类长垴、长栈、平垴、宫堡型台柱类石坑型、看台型青年期方山型壮年期塔柱型、断墙型老年期残柱型负地貌幼年期沟谷类裂隙谷型、隘谷型洞穴类岩洞型、岩龛型、岩廊型水景类裂隙泉型青年期沟谷类嶂谷、蛇谷、瓮谷、悬谷型洞穴类天桥型、象鼻型水景类龙滩瀑布型壮年期沟谷类宽谷型、豁口型、石炕型剥蚀残积类阶地型、盘谷型夷平地貌均衡地貌老年期山顶夷平面型、山麓剥蚀面型、准平原型堆积地貌正地貌堆积类岩堆型、坍塌型、泥石流型、坡积型、河滩型剥露微观地貌层面剥露类沙波型、龟裂型、可疑化石型表

嶂石岩地貌综合分类表岩性成因形态演化阶段类型石英砂岩侵蚀地貌正地貌幼年期陡壁类大21二、嶂石岩地貌的形成条件及发育模式（1）形成条件①物质基础：产状平缓、裂隙发育的砂岩构成嶂石岩地貌的物质基础是石英砂岩，其产状平缓，倾角一般不超过10°，易保持平台状，形成栈垴、方山、台柱等地貌形态；岩石发育北西向为主的三组垂直裂隙，易崩塌、岩墙后退；其地貌结构剖面见下图。

图

嶂石岩地貌结构剖面图二、嶂石岩地貌的形成条件及发育模式（1）形成条件图嶂石岩22②内力作用：快速的新构造上升运动新生代以来的喜马拉雅运动使得山地间歇性上升，而且又以第四纪以来的新构造上升最为剧烈。整个太行山中南段，上升幅度为1080~1380m，上升速度为0.44~0.56mm/a。同时，嶂石岩所在区域位于新生代以来山西高原强烈隆起的边缘，与下降的华北盆地形成鲜明的地势高差，这为河流的强烈切割以及岩石的快速崩塌提供了有利条件。③环境条件：干、湿交替的气候变化晚第三季的气候已由亚热带向暖温带气候过渡，干湿交替明显，第四纪气候更是冰期与间冰期频繁交替的过程，这为地表的快速侵蚀、剥蚀创造了条件。

冰期气候寒冷干燥，物理风化强烈，崩塌的碎屑物质大量提供，以粗粒为主，降水较少多为突发性暴雨洪水，河流溯源侵蚀及纵向切割强烈；

间冰期，气候温暖湿润，以化学风化为主，降水增加，流量较大且稳定，以侧蚀展宽为主。②内力作用：快速的新构造上升运动23（2）发育模式主宰嶂石岩地貌形成的是两种特殊的坡面发育模式，（1）楔状侧切侵蚀过程，使得嶂石岩地貌区别其他类型的根本原因；（2）水平掏蚀卸荷崩塌过程，两种动力合成造就壮阔奇特的嶂石岩地貌。①楔状侧切坡面发育模式它不同于丹霞、张家界地貌那样将山体从上向下直接切割成块状形态，而是以竖直的沟缝从山体一侧陡壁向里楔状切入，并且自始至终保留着垂直的形态。图

楔状侧切坡面发育演示图（2）发育模式主宰嶂石岩地貌形成的是两种特殊的坡面发24

②水平掏蚀坡面发育模式其发育过程大致经历四个阶段：下覆松软岩层的水平掏蚀→坚硬石英砂岩岩层开始卸荷崩塌→坚硬岩层大体量崩落→整体岩墙后退。一次大的陡壁后退可使掏蚀力度大为减少，整个山体又处于稳定时期，同时也是水平掏蚀力度再次累积时期。③嶂石岩地貌的发育：两种坡面发育的合成两种坡面过程的合成，共同造就了独特的嶂石岩地貌。楔状侧切坡面过程对嶂石岩地貌形成的贡献主要是对总体格局系统的分割作用，肢解为似树枝状的大小不同山块。水平掏蚀坡面过程主要起到对碎屑物质的搬运作用，使崖壁不断卸荷崩落，造成正地形总体积越来越小。②水平掏蚀坡面发育模式25三、嶂石岩地貌的形成演化阶段嶂石岩地貌类型的演化，主要有三种：崩塌、深切-溯源侵蚀机制；侧蚀、展宽、谷坡后退机制；夷平风化机制。而地貌发育的不同阶段，呈现着不同的地貌形态，具体来说，嶂石岩地貌有四个发育阶段(见图12-14），即幼年期、青年期、壮年期和老年期。图12-14嶂石岩地貌旋回演化阶段图三、嶂石岩地貌的形成演化阶段嶂石岩地貌类型的演化，主要有26第四节我国三大砂岩地貌对比

丹霞地貌、砂岩峰林地貌和嶂石岩地貌并称为中国三大砂岩地貌，影响深远。然而三者存在着明显的差异性，在相同的崖壁红色渲染下，