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丹霞地貌的奇峰异石怎么来的?流水侵蚀与重力崩塌作用解析

丹霞地貌的奇峰异石(如陡峭的赤壁、孤立的山峰、狭窄的石巷、石柱、天生桥等)是流水侵蚀重力崩塌共同作用的结果,其基础是特殊的红层沉积岩垂直节理。以下详细解析这一过程:

核心基础:红层与垂直节理 红层沉积
  • 丹霞地貌发育在巨厚的陆相红色碎屑岩(砂岩、砾岩、泥岩)上。
  • 这些岩石形成于古代(主要是中生代)干旱-半干旱气候下的内陆盆地(如河流、湖泊、沙漠环境)。
  • 岩石中的铁质在氧化环境下形成红色的氧化铁(赤铁矿),赋予其鲜艳的红色外观。
垂直节理发育
  • 岩石在成岩过程中或受后期构造运动影响,产生了大量垂直或近垂直的裂隙,称为节理
  • 这些节理将巨厚的岩层切割成一个个巨大的“岩块”,为后期的侵蚀和崩塌提供了天然的薄弱面
核心塑造力 1:流水侵蚀

流水侵蚀是塑造丹霞地貌形态的主要外营力起始动力,作用方式多样:

地表水冲刷(片流与沟谷水流)
  • 雨水冲刷斜坡:雨水沿红层斜坡表面流动,冲刷掉松软的泥质和胶结物,使岩石表面变得粗糙,并逐渐形成细小的沟痕。
  • 沟谷下切与溯源侵蚀
    • 水流汇聚形成溪流,沿着岩石中已有的节理或薄弱带下切,形成沟谷
    • 水流不断向源头(上游)侵蚀,使沟谷加深、延长、加宽,将连续的岩体分割开来。
    • 这是形成峡谷、巷谷(一线天)的主要方式。
地下水溶蚀与潜蚀
  • 溶蚀:红层中的钙质、石膏等可溶性胶结物被含有二氧化碳的地下水缓慢溶解带走。
  • 潜蚀:地下水沿节理流动,冲刷带走松散的砂粒和泥质,使节理缝隙逐渐扩大。
  • 这两种作用削弱了岩石内部的连接,为后续的崩塌创造条件。在岩壁下方形成凹槽或岩洞
瀑布、跌水侵蚀
  • 当水流遇到岩石硬度的差异(如下方泥岩较软)或节理带时,会形成瀑布或跌水。
  • 瀑布跌落处的水力冲击和漩涡淘蚀,强烈冲刷下方较软的岩层或节理缝隙,形成深潭,并不断掏空瀑布上方的岩体基部(掏蚀作用),使上覆岩体悬空。
形成特殊微地貌
  • 落水洞/竖井:水流沿垂直节理强烈下渗、溶蚀、潜蚀形成。
  • 天生桥:流水(通常是地下河或地表溪流)强烈侧蚀和掏蚀,穿透了狭窄的岩墙(石梁)基部,使上部岩体形成桥状。
核心塑造力 2:重力崩塌

重力崩塌是流水侵蚀发展到一定阶段后,塑造丹霞地貌陡峭、险峻形态的关键过程,其作用具有突发性大规模改造性

崩塌的前提条件 - 流水侵蚀的铺垫
  • 掏蚀形成凹槽/岩洞:流水(特别是瀑布、跌水)对岩壁基部持续的掏蚀作用,形成凹进的岩槽或洞穴
  • 节理扩大:流水(地表、地下水)沿垂直节理的侵蚀、溶蚀、潜蚀作用,使节理缝隙不断加宽、加深。
  • 岩体悬空与失稳:基部的掏蚀和节理的扩大,使得上部的巨大岩块失去下方的有效支撑,同时侧面因节理扩大而与周围岩体的连接减弱,最终失去平衡
崩塌发生
  • 在重力作用下,失去支撑和平衡的巨大岩块(可能是一整面崖壁或一个岩柱的一部分)沿着已有的垂直节理面发生突然的、大规模的断裂和坠落
  • 崩塌下来的岩块堆积在崖脚,形成崩积物
崩塌塑造的典型地貌
  • 陡崖(赤壁丹崖):崩塌使岩壁后退,形成高大、连续、近乎垂直的陡崖。这是丹霞地貌最标志性的景观。
  • 孤峰、石柱、石堡:崩塌作用将原本连在一起的岩体分割开来,残留的部分形成孤立的山峰、城堡状山体。持续的崩塌会使这些残留体越来越小、越来越高耸,形成石柱
  • 巷谷/一线天加宽:两侧岩壁的崩塌使原本狭窄的巷谷(由流水侵蚀形成)逐渐加宽。
  • 天生桥的加固与破坏:崩塌可能摧毁脆弱的天生桥,也可能通过清除桥体周围不稳定的岩石而使桥体更突出、更坚固(取决于崩塌位置)。
  • 新的陡崖面:崩塌后暴露出新的、相对完整的岩石断面,成为新的陡崖,其基部又成为流水新一轮侵蚀和掏蚀的目标,为下一次崩塌做准备。
流水侵蚀与重力崩塌的协同作用 侵蚀先行,崩塌殿后:流水侵蚀(尤其是下切、侧蚀、掏蚀)是持续缓慢的基础过程,它削弱岩体结构,为崩塌创造条件。崩塌则是阶段性、突变性的,它大规模地改造地形,使地貌变得陡峭险峻,并暴露出新的侵蚀面。 循环往复:崩塌后形成新的陡崖和崖脚崩积物。流水继续在新的陡崖基部进行掏蚀,并冲刷、搬运崩积物。同时,流水继续沿节理侵蚀。当新的岩体再次被侵蚀到失稳状态时,下一次崩塌又发生了。如此循环往复。 共同塑造奇峰异石
  • 孤峰、石柱:流水侵蚀将大岩体分割,重力崩塌将分割体进一步分离、缩小,残留形成孤峰石柱。
  • 陡崖(赤壁):崩塌是形成高大连续垂直陡崖的直接原因,而流水侵蚀(特别是基部掏蚀)是崩塌的必要前提。
  • 天生桥、石拱:流水侵蚀(侧蚀、掏蚀)穿透岩墙基部,崩塌则清除掉周边不稳定岩石,使其形态更清晰。
  • 巷谷(一线天):流水下切是初始形成者,崩塌则使其加宽。
  • 岩槽、岩洞:流水(地下水、瀑布)溶蚀、潜蚀、掏蚀形成雏形,崩塌有时会扩大其规模。
总结

丹霞地貌的奇峰异石是特殊物质基础(红层+垂直节理)流水侵蚀重力崩塌长期、反复、协同作用下形成的:

  • 流水侵蚀:是基础动力,负责切割、下切、冲刷、溶蚀、潜蚀、掏蚀,将岩体分割、掏空、削弱,形成沟谷、巷谷、凹槽、洞穴雏形。
  • 重力崩塌:是关键飞跃,在流水侵蚀造成岩体失稳后,以突变方式大规模改造地形,直接形成陡崖、孤峰、石柱,并加宽巷谷、改造天生桥等。
  • 协同循环:流水侵蚀为崩塌创造条件,崩塌改造地形并为流水侵蚀提供新战场,两者循环往复,共同雕琢出丹霞地貌的险、奇、秀、美。

这种独特的侵蚀-崩塌组合模式,加上醒目的红色岩层,造就了举世闻名的丹霞景观。