丘北普者黑岩溶地貌景观特征

2010年9月第30卷第3期四川地质学报Vol.30No.3Sep，2010312丘北普者黑岩溶地貌景观特征马铭嘉，张兵，赵晶晶（昆明理工大学国资院地球科学系，昆明650093）摘要：通过介绍普者黑地区的岩溶地貌特征，借鉴石林和桂林的研究模式，对普者黑的岩溶地貌形成机理进行了深入研究，并针对普者黑独特的亚热带高原岩溶地貌的特征，阐述了其研究的科学价值。关键词：岩溶；地貌景观；形成机理；丘北县普者黑中图分类号：P642.25文献标识码：A文章编号：1006-0995（2010）03-0312-04普者黑位于滇东南文山壮族苗族自治州丘北县中部，海拔1440～1900m，地理坐标：东经103°58　～104°11´，北纬24°5　～24°14´。在地貌区划上为中国南方热带、亚热带湿润气候岩溶区、西南云贵岩溶高原、滇东岩溶山原亚区。普者黑核心景区为典型的中国南方热带岩溶峰林地貌和世界罕见的喀斯特山水田园风光（图1）。区内岩溶景观以峰林、峰丛、孤峰、溶洞、天坑和暗河等为主要特征[1]。虽然普者黑岩溶地貌在形成年代上与同在云贵高原的世界自然遗产—石林相差不多，景观形态与桂林山水相似，但对其专门研究较少，也不够深入。该区岩溶地貌类型多样、特点鲜明，联合国科教文组织地质学顾问安得烈·克朗奇先生讲：普者黑这种亚热带岩溶地貌是中国的珍宝，这种特有的地貌奇观，将成为世界地质工作者的科考基地。因此研究普者黑的岩溶地貌景观特征，分析其形成时代和机理，对该区的地质遗迹保护、旅游开发和科学研究具有重要的意义。1普者黑区域地质背景1.1区域地层及地质构造大地构造位置，普者黑属于中国华南褶皱系滇东南褶皱带下的丘北广南褶皱束；根据板块构造理论，则属于广南弧后盆地。区域地层有零星下古生界（寒武系）分布，上古生界发育较好，三叠系分布广泛，缺失侏罗系、白垩系，新生界的古近系、新近系零星分布于断陷盆地，第四系分布于湖盆和河谷地带。区内构造较复杂，褶皱、断裂发育，主要有东西向、北东向、北西向的褶皱和断裂。这三组断裂间形成了一个近似三角形的构造盆地，面积约54km2。其中北西向断裂为张扭性，东西向断裂为压扭性，北东向断裂其北端为压扭、南端为张扭，各断裂皆形成陡崖地貌。盆地中部为双龙营北东向缓背斜隆起，向南西段撒开，轴部为T2ta地层组成，倾角3o～15o，两翼由T2tb地层组成，倾向分别为330o及150o。普者黑在区域这种岩性组合及地质构造条件，为岩溶地貌发育的多样性奠定了基础[2]。1.2气象水文条件普者黑地区属南亚热带高原季风气候，终年温和湿润，年平均气温16.4oC，极端高温35.7oC，极端低温-3.6oC。年平均降水量约1200mm。年相对湿度77%，无霜期259天[3]。该区处于南盘江与红河流域的分水岭区域，但普者黑地表地下水经清水江汇入南盘江，属南盘江流域。地表水体以河流和湖泊为主，属岩溶湖泊，数量众多，多为泉水和地下暗河涌泉补给，湖面水体面积超过10km2。收稿日期：2009-09-07基金项目：昆明理工大学博士科研启动基金资助项目，项目号（14118054）作者简介：马铭嘉（1986-），女，内蒙古呼伦贝尔人，硕士研究生，研究方向：旅游地质图1普者黑岩溶地貌丘北普者黑岩溶地貌景观特征3132普者黑岩溶景观特征普者黑为峰林湖泊断陷盆地，形成于喜马拉雅运动期，地貌发育演化经历了高原期、峰林期和峡谷期三个大的岩溶发育期，形成了峰丛洼地、峰林湖泊、孤峰湖泊、溶洞、天坑和暗河等典型的亚热带高原岩溶地貌。2.1石芽由密集林立的石芽、石峰及溶沟、溶槽组合而成的岩溶地貌景观，其相对高度一般小于20m，高者30～40m。普者黑区域内石芽分布于夷平面和岩溶坡地上，高度在1～3m左右，昀高可达6m。石芽发育于三叠系碳酸盐岩分布区，主要受节理控制[4]。成片分布构成石芽原野，形似“森林”（图2）。2.2溶丘和溶丘洼地分布于区内夷平面或盆地边缘，主要出现在白云质岩层分布区。易破碎的硅质白云岩发育的溶丘呈馒头状，薄层白云质灰岩或夹碎屑岩层发育的溶丘成低矮锥状（图3）。溶丘高度从几十米到二百米不等，底部直径上百米到几百米，相对高差50～80m，密度约为4～6个/km2，与洼地和漏斗相伴分布。若呈竖井状，也称溶井[5]。2.3峰林分布于研究区东部和南部，断陷盆地边缘的碳酸盐分布区。峰体边坡陡峭，密度在2～3个/km2，峰体高度80～210m，峰顶海拔1570～1654m，峰脚海拔1440～1451m，峰体边坡角度大于50o。部分峰体有被断层切割现象，出现断层三角面，并呈线形排列（图4）。峰体根部有时有泉水涌出，盆地面平坦或微向盆地中河谷方向倾斜，局部积水成湖。峰林与盆地、谷地、湖泊和溶洞组合，形成特色鲜明的峰林湖盆。与桂林岩溶区的峰林不同的是形态以“Sewu”型为主，明显受构造控制[6]。2.4峰丛岩溶锥峰密集相连，呈丛状分布于高低起伏的洼地之上，系挽近岩溶向深部强烈发育而成。区内峰丛分布于高原夷平面和坡地，相对高差80～200m，圆锥状形态常见，向夷平面边缘高差增加。密度在6～8个/km2，与漏斗、洼地、谷地相伴分布。在湖盆边缘的峰丛石峰体有被断层切割现象，出现石峰体三角面。与广西的峰丛地貌不同的是，形成桂林的岩层主要是泥盆纪地层，而形成普者黑峰丛地貌的岩层则主要是三叠纪白云岩和碎屑岩[7]。2.5孤峰主要分布于湖盆中心，峰体形态以直立塔状为主，高度在80～210m之间，密度1～2个/km2。峰顶图5孤峰图4峰林图3溶丘图2石林2010年9月第30卷第3期四川地质学报Vol.30No.3Sep，2010314和峰坡发育有溶沟、溶槽及溶蚀裂隙。孤峰既分布于背斜构造，也出现在向斜构造，有被断层切割孤峰现象（图5）。峰体山脚多有溶洞分布，以火把洞为代表。2.6溶洞和落水洞普者黑区域内溶洞众多，据不完全统计有300多个，其中规模较大的有80多个，目前已开发的为3个，包括仙人洞、观音洞和火把洞。成因类型多样，有明显分层现象，部分洞穴是现在的暗河伏流。溶洞高度在1.3—2.2m，宽度在0.7—30m，长度在9.1—100m。溶洞内发育大量钟乳石、石柱、石笋等。区内落水洞也比较普遍，多沿断层线形排列，峰丛洼地区域发育较多，规模较大（图6）。2.7天坑天坑是一种特殊的塌陷漏斗。普者黑区内天坑集中分布在云上天坑景区，在峰丛洼地区域内（图7）。形态完整的有七个，长80～200m，宽80～150m，深度超过80m。其成因初步分析为峰丛洼地形成过程中，地下有暗河伏流，地表水汇集于洼地，向下垂向侵蚀溶蚀强烈，在构造节理发达的汇水点，岩层向下塌陷，形成天坑。3普者黑岩溶景观的形成与演化3.1地层岩石条件区内广泛发育着三叠系碳酸盐岩和碎屑岩，三叠系总厚度超过6900m。普者黑湖盆未见上三叠统，而北面的石汪向斜却有超过900m的法郎组。因此巨厚的碳酸盐岩层一方面提供了岩溶发育的条件，另一方面保证了持续隆升剥蚀后仍有足够厚的岩层能维持岩溶地貌的发育。自喜马拉雅运动晚期开始，在长期剥的蚀夷平面下陷区，出现河、湖盆地环境，沉积一定厚度的碎屑堆积，覆盖中三叠统碳酸盐岩，使之形成大面积颇具欣赏价值的峰林、峰丛、洼地和湖泊等景观。3.2地质构造条件印支运动使地层褶皱断裂，退出沉积环境；燕山运动本区隆升剥蚀，但幅度不大；喜马拉雅运动逐步使之进入高原状态，剥蚀夷平过程显著；新近纪以来出现差异升降，改变此前的相对剥蚀状况，相对下陷沉积和隆升剥蚀同时进行；第四纪中晚期青藏高原强烈快速隆升，河流强烈下切，剥蚀夷平区、湖盆汇水沉积区、河流深切区排泄格局全面形成，地表地下河流暗河溯源侵蚀逐步加强。普者黑区处于石汪向斜山河高枧槽背斜山之间的褶皱断裂区，自北往南有一系列的走向东西、倾向南的逆冲断层，进入掀升状态，普者黑区属于上升盘。喜马拉雅运动中后期本区构造格局发生变化，出现北东向和北西向断裂，羊七断裂带南盘下降，切割出三角形下降断块，普者黑断陷盆地形成[8]。3.3水文地质条件中新世末本区断裂运动发生了转化，普者黑湖盆下陷，南北两侧相对上升，出现小范围向心型下切侵蚀溶蚀格局，周边高地成为地表水汇集下渗供给下降区的集水区域，同时发育溶丘洼地，往盆地低洼中心侵蚀溶蚀深度逐步加大，出现高差相对较大的峰丛、峰林地貌。除了岩溶过程的下切侵蚀溶蚀动力，湖盆蓄水条件的持续存在也是形成普者黑岩溶地貌的重要水文地质条件。这两个过程也是普者黑湖盆侵蚀基准变化的过程，并促进了峰丛、峰林、孤峰、湖盆和河流图7天坑图6落水洞丘北普者黑岩溶地貌景观特征315的协同发展。3.4新构造运动与岩溶地貌演化历史本区新构造运动强烈，主要迹象有：古夷平面成为高原面现象；多层溶洞现象；串珠状岩溶泉与岩溶湖现象；峰丛、峰林、孤峰被断层切割，出现线型排列的断层三角面等。主要的新构造运动类型有：强烈隆升区，区域内西部；江流强烈下切区，区内北部，南盘江支流和南盘江强烈下切；断陷区，在新近纪和第四纪期间，相对周边地形，普者黑湖盆处于下陷沉降区。和云贵高原大部分岩溶地区一样，区内岩溶发育历史漫长，经历了三叠纪全面隆升剥蚀和喜马拉雅构造运动的准平原化过程后，从新近纪开始断陷盆地规模扩大，峰林、峰丛和溶井发育，到全新世本区进入新的阶段，峰林发育成熟，湖盆内的河流下切过程出现，覆盖孔隙、洞穴岩溶水补给普者黑地表水体，形成独特的岩溶湖、峰林和孤峰组成的峰林湖泊河流湿地岩溶地貌景观[9]。4普者黑岩溶景观的科学价值普者黑地区发育着大面积的峰林、峰丛地貌景观，是亚热带高原岩溶的典型代表，其独特的成因及地学环境是国内外岩溶专家十分关注的科学研究课题。普者黑区内有由岩溶高原断块、峰林、孤峰、湖泊、河流、湿地组成的高原峰林断陷湖泊盆地景观，其周边有峰从洼地、溶丘洼地、溶丘溶井、天坑等众多岩溶地貌景观，是云贵高原岩溶地貌景观的完美缩影。从美学特点上看，该区的岩溶景观，既不同于云贵高原面上的著名的石林风景区，又有别于广西丘陵平原上的桂林山水。对于岩溶学、新构造学、第四纪地质学、古气候学等相关学科领域具有十分重要的科学研究意义。区内发育岩溶景观的地层岩石是中国南方三叠纪的两套典型沉积岩相，并保留完好的沉积相变遗迹，在区域地球演化和相同地貌类型历史上具有重大意义。是中国亚热带高原面上的岩溶高原峰林断陷湖泊的典范，是独特的蓄水岩溶峰林断陷湖盆及岩溶水文地质系统，是岩溶高原区的地质历史和演化的完整遗迹区。在喀斯特发育基础理论、喀斯特水文地质及喀斯特生态环境等方面具有重要的科学研究价值。参考文献：[1]赵廷跃.解读普者黑[M].北京:中国文史出版社,2007，6.[2]云南省地质局水文工程地质公司.中华人民共和国区域水文地质普查报告（1：200000）丘北幅.7-48-（33）[R].1981.[3]云南省地质局.云南区域地质志[M].北京:地质出版社.1990.[4]云南省丘北县普者黑风景名胜区管理局.云南普者黑峰林湖泊地质公园综合考察报告[R].2007,4.[5]云南省国土资源厅.国家地质公园申报书[R].2007,7.[6]袁道先.中国岩溶学[M].北京:地质出版社.1993.[7]徐柯健，李兴中，刘嘉麟.贵州兴义喀斯特景观特征[J].中国岩溶.2008,27（2）：159～160.[8]卢耀如，等.岩溶水文地质环境演化与工程效应研究[M].科学出版社.2001.[9]王宇.岩溶找水与开发技术研究[M].北京:地质出版社,2003.KarstLandscapeinPuzhehei,Qiubei,YunnanMAMingjiaZHANGBingZHAOJingjing(DepartmentofEarthSciences,FacultyofLandandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093Abstract:ThispaperdealswithkarstlandforminPuzhehei,Qiubei,Yunnanandmakesanapproachtogeneticmechanismforthe