桂林、阳朔“山水甲天下” 和丹霞地貌，都是怎么形成的？

1928年，著名地质学家冯景兰先生到仁化县考察时，将这套红色砂砾岩称为“丹霞层”。1938年，陈国达先生正式将其称为“丹霞地形”。此后，人们把其他地区发现的类似的地貌统称为丹霞地貌。

 

文 | 葛肖虹

 

春节女婿开车全家从广州到阳朔一睹“阳朔山水甲天下”的风采。真是不虚此行，不仅看了阳朔美景，也思考了我国西南喀斯特岩溶地貌与丹霞地貌形成的原因与背景。

长期以来教科书、科普文章讨论喀斯特岩溶地貌和丹霞地貌的形成机制与原理较多，很少讨论它们的形成时代与背景，本文根据现场观察和宏观区域构造背景思考，提出一些看法供读者参考讨论。

 

首先，当然要先分享一下让人流连忘返的“阳朔山水甲天下”：沿着秀美的漓江从不同角度看着这山山水水，你可以尽情发挥自己的想象力…….当地已经有许许多多的传说。

 

 

 

 

从地质上讲，所有这些起伏的峰峦、岩丘都是由近于水平成层的华南型晚古生代石炭-二叠纪碳酸盐岩（石灰岩）组成的，它们是被地表、地下水切蚀、溶蚀而成形状各异、千姿百态的喀斯特溶岩地貌。

 

 

在阳朔，这些喀斯特岩丘一般海拔高度300-400m，多半由石炭-二叠纪碳酸盐岩（即石灰岩）组成，它们的成因如下图所示：

1.曾经是由碳酸盐岩组成的高原，由于高原隆升，地表水下切形成了岩丘状喀斯特岩溶地貌；

 

 

 

 

2.伴随高原隆升，地下水位下降，河流下切、溶蚀逐渐形成了现今所见沿江的喀斯特岩溶地貌。

 

 

 

 

 

 

桂林、阳朔“山水甲天下”就是这样形成的。那么它们所经历的高原隆升是什么时候发生的呢？这一直是我国地学界一个谜团。

 

 

从阳朔向东南到广州，从卫星照片上可见，地形是起伏的，不同海拔高度可以见到不同的地貌类型与出露地层。

 

 

阳朔到平乐海拔高度从300至1100m 沿途多为喀斯特地貌，但到达海拔1100m的平乐出现了红层。

 

 

广西平乐县狮子山主峰海拔1292.7m，山顶出露一套不整合覆盖在晚古生代碳酸盐岩之上的晚白垩世-古近纪红层盆地沉积。

 

 

而从平乐向东南到贺州之间海拔低于1000 m，又出现喀斯特溶岩地貌。

 

 

到贺州地界海拔超过1000 m，又出现红层

 

 

贺州市区北面主峰姑婆山海拔1731m，到山顶全部是晚白垩世-古近纪红层盆地沉积。这说明什么呢？说明前述由石炭-二叠纪碳酸盐岩组成的高原顶面曾经应该覆盖着晚白垩世-古近纪红层盆地沉积，形成了高原的“顶盖”。

云南、广西地区是云贵高原的腹地，第四纪以来强烈隆升，晚白垩世－古近纪红层“顶盖”被剥蚀殆尽，高原“顶盖”之下的晚古生代碳酸盐岩成为溶蚀的对象，因此沿漓江形成了美丽的喀斯特岩溶地貌，而桂东、粤西这些海拔1000 m以上的山区还残留着晚白垩世-古近纪红层盆地的沉积，它们组成了桂粤山区的山顶，而它们在隆升剥蚀过程中形成的却是丹霞地貌。

 

 

 

广东丹霞山的古近纪丹霞地貌

 

 

 

 

 

 

如果放开视野，就会发现这种古近纪红盆形成的丹霞地貌遍布华南地区，如广东省韶关市仁化县的丹霞山；福建省南平市武夷山市的武夷山丹霞地貌和作者见到的武夷山、仙霞岭山顶残留的晚白垩世-古近纪红盆沉积。

 

 

 

福建省南平市武夷山市武夷山

 

 

福建泰宁丹霞地貌

 

 

浙江仙霞岭分水岭山顶残留的晚白垩世-古近纪红盆沉积

 

 

 

 

湖南邵阳崀山丹霞地貌

 

 

江西省鹰潭市贵溪市的龙虎山

 

 

赣州残留晚白垩世-古近纪红盆沉积。

很有意思的是，相似的古近纪红盆沉积和丹霞地貌也大量出现在我国西部地区，如柴达木盆地古近纪丹霞地貌（下图）；

 

 

甘肃省张掖市临泽县和肃南裕固族自治县的丹霞地貌：

 

 

 

 

原来华东师范大学的王建教授1996年通过对我国东、西部盆地微体古生物和沉积岩相的对比研究，发现我国西部的塔里木、柴达木、羌塘盆地、鄂尔多斯盆地和我国华南的江汉、苏北盆地等是晚白垩-古近紀期间存在的近于同纬度的泛盆地群带，它们现今的“Z”字形展布是因为印度板块的契入、旋转而导致的。

这是一个非常重要的理论创新认识，作者近年在闽浙山区，武夷山、仙霞岭山顶分水岭和广东见到山区残留的晚白垩世-古近纪红盆沉积，证实了上述泛盆地群带覆盖了整个华南地区，资料表明甚至延伸到东海盆地。

 

 

 

始新世晚期由于太平洋板块俯冲方向从北北西转向北西西，东亚大陆边缘首当其冲，我国东部形成了北北东向的盆-山地貌,也即李四光早年称谓的“輓近期（即中第三纪）新华夏系构造体系”，这是一场我国东部全域性的构造变形事件，作者延用了谭锡畴、李春昱1948年命名的“四川运动”，但时间不是晚白垩世之后的晚燕山期（现今许多地勘单位和学者仍然按此认识）而是渐新世末中新世之前；在华北河淮盆地中新统馆陶组与下覆渐新统东营组为区域性不整合接触，渐新世末普遍发生构造翻转，即出现表层逆冲推覆构造，唐智（1979）因而命名为“华北运动”。

华南地区则因这次“四川运动”构造期的挤压褶皱变形而隆升为高原。

 

 

 

 

与此相近，由于印度洋中脊中新世的快速扩张，使印度板块向北陆-陆俯冲碰撞，引起青藏高原初次隆升，与隆升的华南一起形成了青藏-闽粤初始高原。这个中新世初期（24.6-23Ma）形成的初始高原，经历了17-3.6Ma将近1500万年的剥蚀、夷平，成为环高原盆地的主要物源区：塔里木、柴达木、渭南、河淮、南黄海、东海、南海、孟加拉湾等盆地都接受了中上新统-下更新统3000-5000m甚至10000m的沉积。到上新世晚期-早更新世形成了高原主夷平面，高原腹地的羌塘地区早更新世时的海拔高度仅有1000-700m。

 

 

值得注意的是青藏-闽粤初始高原刚形成时，覆盖在它上面的就是西北、华南当时同纬度晚白垩-古近紀的泛盆地群带，它们在中-上新世高原隆升的过程中被剥蚀、夷平，残留红盆地在不同地形部位就形成了不同形态的丹霞地貌，也成为华南“红土地”的来源。在云贵高原第四纪以后仍然强烈隆升的地区，晚白垩-古近紀的红层盆地被剥蚀殆尽，它们覆盖下方的晚古生代碳酸盐岩才成为溶蚀的对象，形成云南的路南石林、桂林山水甲天下等美丽的喀斯特岩溶地貌。

因此，丹霞地貌形成早，应该在上新世-早更新世；而我国南方的喀斯特岩溶地貌形成晚，应该在中-晚更新世以来。