内蒙古牙克石喇嘛山花岗岩景观特征及其对比分析

文雪峰, 陈安东, 范小露, 赵无忌, 孙洪艳, 田明中

中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083

内蒙古牙克石喇嘛山花岗岩景观特征及其对比分析

文雪峰, 陈安东, 范小露, 赵无忌, 孙洪艳, 田明中*

中国地质大学(北京)地球科学与资源学院, 北京 100083

内蒙古牙克石市喇嘛山有海西期至燕山期白岗质花岗岩岩组和花岗斑岩岩组出露。受新华夏构造体系波及, 塑性地层发生褶皱, 刚性岩层断裂, 形成区内大小 28座突兀挺拔、陡峭嶙峋的花岗岩奇峰; 又由于该区气候湿润, 岩石风化、溶蚀较快, 周围岩石脱落, 导致各种类型的花岗岩峰石球化, 形成大量石蛋、石柱、象形石、石槽、岩臼、石穴等微地貌。本文简要叙述了喇嘛山花岗岩景观的类型、特征, 并与其他地区典型花岗岩地貌景观进行了对比分析。

花岗岩景观; 特征; 对比分析; 喇嘛山; 内蒙古

喇嘛山位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟牙克石市巴林镇境内, 滨洲铁路线巴林火车站北部, 距牙克石市 187 km, 距呼伦贝尔市 244 km, 滨州铁路和301国道由此穿过, 交通便利(图1)。

1 区域地质概况

该区出露地层主要有石炭系下统莫尔根河组、侏罗系上统上库力组Ⅲ段(J3s3)和下—中统酸性火山岩组(J1-2)、全新统低阶地与河漫滩相砂砾层(Q4h)。

图1 喇嘛山位置图Fig. 1 Location of the Lama Mountain

区内岩浆岩发育, 以海西晚期白岗质花岗岩组为主。该岩组在喇嘛峰一带呈北西—南东向展布,在河西西峰山一带呈北东向展布, 从巴林镇北侧延伸至区外, 构成了喇嘛山的主体; 其主要为中粗粒白岗质花岗岩、文象花岗岩, 岩体多处被中生代火山岩覆盖, 侵入于上古生界石炭系地层中, 与大理石接触带上多形成透辉石、石榴石矽卡岩, 伴有Cu、Pb、Zn等多金属矿化, 局部构成工业矿体。该岩体采用黑云母氟法测年其结果为 300 Ma, 相当于晚石炭世。另外, 在巴林镇东北角还出露一块似玉状花岗岩岩组, 主要为中粗粒似斑状花岗岩。喇嘛山东南角还有燕山早期花岗斑岩岩组出露, 大体呈南北走向, 后被现代河谷切割。另外在西峰山的西南角还出露一小块燕山晚期的斑岩岩组(图 2)(内蒙古自治区地质矿产勘查开发局, 1991, 1996; 曹生儒等, 2002)。

喇嘛山所处的大地构造位置属新华夏系大兴安岭隆起带北段南缘, 第三沉降带海拉尔断裂褶皱带和根河凹陷带接壤部位。山体坐落在兴安地槽褶皱系东乌珠穆沁旗早海西地槽褶皱带大兴安岭隆起带东南侧, 区域上属于阿尔山—巴林复背斜轴部东北端。新华夏构造体系区域构造形迹为一系列断裂和大型隆起、凹陷, 总体呈北北东向展布, 并以走向平行的北东向复式褶皱和亚扭性断裂为主(内蒙古自治区地质矿产勘查开发局, 1991)。

图2 研究区地质图(据内蒙古自治区牙克石市地质矿产管理局, 1992)Fig. 2 Geological map of the study area(after Administrative Bureau of Geology and Mineral Resources of Yakeshi, Inner Mongolia, 1992)

2 喇嘛山花岗岩景观的类型及特征

根据喇嘛山花岗岩景观的形态特征及成因, 结合陈安泽(2007)和崔之久等(2007)对花岗岩地貌以及许涛等(2011)和赵汀等(2009)对地质遗迹的分类方法, 将喇嘛山花岗岩景观(图3)的类型划分为以下几种:

2.1 花岗岩奇峰

花岗岩奇峰是由于地壳构造运动使山体抬升、沿节理或断裂的剥落崩塌、风化侵蚀形成的景观,如喇嘛峰(图版I-A)、五指峰(图版I-B)等。

图3 喇嘛山花岗岩景观分布图(剖面AB见图2)Fig. 3 Distribution of granite landscape in the Lama Mountain(section AB in Fig. 2)

2.2 花岗岩洞穴(石棚)景观

花岗岩洞穴(石棚)是在重力作用下花岗岩块崩塌坠落堆积棚架形成的洞穴(石棚)景观, 比较典型的有药王洞(图版I-C)、白龙洞等。

2.3 花岗岩石柱

当花岗岩出露地表并处于强烈上升时, 流水沿垂直节理裂隙下切, 形成石柱或孤峰。在公园内分布有大约数十个花岗岩石柱, 最高约 60 m, 最粗直径20 m左右, 较细的直径有2 m左右(图版I-D)。石柱表面受风化作用侵蚀, 其磨圆度较高。这些花岗岩石柱不同于南方丹霞地貌中的阳元石, 在气候冷湿、寒冻风化较严重的北方地区罕见。

2.4 石蛋

在喇嘛山园区的半山腰及醒狮岩、剑龙岩的顶部可见大小不一的石蛋景观, 是花岗岩体受节理切割, 及典型的球形风化作用所形成(图版I-E)。

2.5 象形石

俗称“怪石”景观, 是花岗岩在长期风化剥蚀作用下, 沿节理裂隙经风化剥蚀雕凿形成的各种形态的象形似物的花岗岩地貌景观(图版 I-F), 如天犬岩、剑龙岩等。

2.6 花岗岩风蚀壁龛

花岗岩风蚀壁龛是风携带砂尘对岩体表面磨蚀形成的大小不等的凹坑, 形态有圆形、长条形、纺锤形等。喇嘛山内可见大量风蚀壁龛, 多分布于风口处的花岗岩体上。“九龙壁”就是一个显著的风蚀壁龛, 高约5 m, 宽约15 m, 近南北走向; 上有九条龙显现于石壁纹理之中, 腾云驾雾、昂首曲身、爪张须扬、时隐时现, 形态各异, 壁顶有一半圆石块遮覆、形若冠盖半出(图版I-G)。其它规模较大的花岗岩体处也可见不同大小的风蚀壁龛, 其走向反映了长期的定向风蚀作用。

2.7 石瀑

石瀑是喇嘛山最为独特的景观之一。立于岩石下向上仰望, 绝壁光滑, 经雨水冲刷的流痕酷似九天而泄的瀑布(图版I-H)。这是流水作用在花岗岩表面形成的冲蚀凹槽, 由于化学风化和生物作用导致颜色深浅不一, 犹如瀑布。

2.8 花岗岩穴

喇嘛山花岗岩穴可从形态特征上划分为以下两类:

(一)底穴(岩臼)

是基岩向下凹陷的岩石, 平面上呈卵形、椭圆形或者环状, 或者多个岩臼聚合在一起呈不规则状。喇嘛山各个峰顶总共分布约30～50个椭圆形、圆形、匙形或不规则的花岗岩岩臼, 岩臼口一般长轴为0.2～1.0 m, 深0.1～0.5 m, 其内壁大部分陡而光滑, 有的光洁如洗, 有的有螺旋状磨蚀纹(图版Ⅱ-A至F)。

其中, 醒狮岩顶部岩臼分布最多, 有的岩臼内有积水(图版Ⅱ-A、C、D)。在岩臼周边高处无进水口, 而在低洼处或裂隙处却发育有出水口。有的岩臼位于陡崖边, 底部与陡壁相通, 水直接从陡壁中泻出; 有的岩臼受花岗岩节理和风化崩塌作用影响,现只保存半边岩臼; 少数岩臼之间由于长期的风化作用使岩臼下蚀强烈, 以致于切穿岩石, 与侧面或下部相通, 形成贯通型岩臼。这种类型的岩臼直径不大, 通常较深, 宽深比较小, 代表了较长时间的下蚀作用; 还有一些岩臼, 它们间距不到30 cm, 但开口方向却不同, 中间也无通道相连。这样的岩臼非常少见, 是目前继克什克腾旗、翁牛特旗之后在内蒙古高原上发现的又一规模较大、类型较全、形成较好的岩臼群。

(二)边墙型风化穴

发育于陡倾岩面上, 有时位于陡崖基部, 向岩石内部凹入, 部分在水平方向上有两个以上的出口,规模较小(小于50 cm), 在宝塔峰、醒狮岩基部都可见(图版Ⅱ-G、H)。

归纳起来, 公园内的岩穴有以下5种组合形式:(1)岩臼平面(图 4a 上)和纵断面(图 4a 下)形态; (2)穿洞状组合, 由两个相邻的岩臼扩展而成(图 4b, 上为平面图, 下为纵断面); (3)岩臼与沟槽的组合(图4c, 上为平面图, 下为纵断面图); (4)边墙型风化穴正面(图4d右)和侧面(图4d左)形态, 发育于陡倾岩面上; (5)串珠状组合(沟槽型与边墙型)的正面(图4e左)和侧面(图4e右)形态。

图4 区内花岗岩穴类型与形态特征(据李德文等, 2003)Fig. 4 Types and characteristics of granitic taffoni in this area (after LI et al., 2003)

关于这类花岗岩穴的成因研究, 自其发现以来就一直有不同的观点, 并引起一场“冰成”、“风成”和“水成”的激烈争鸣(陈华堂等, 1999; 韩同林等,1999, 2000; 李洪江等, 2001; 李梦华等, 1999; 刘尚仁, 2000; 丘世钧等, 2000; 崔之久等, 1999; 杨超群,2001; 章雨旭, 2005; 周尚哲, 2006)。孙洪艳等(2007)通过对内蒙古克什克腾青山岩臼进行研究后认为中国北方高纬度区花岗岩臼的形成受多种因素控制,如花岗岩性、水、气候等。并认为在有水的条件下,特殊气候环境下的差异风化作用和冻融作用促使花岗岩臼的萌芽。然后进一步发展成初具外形型、中期基本成形型的岩臼。风蚀作用、冻融作用等物理风化是使基本成形型岩臼发展到完全成熟型的主要营力。这些不同的岩臼形态是由于形成过程中侧蚀力的不均匀, 或相邻岩臼的连通以及后期破坏作用叠加的结果。

综上所述, 喇嘛山花岗岩景观丰富多彩, 为我国花岗岩地貌的分布、类型和特征增加了新的地点与资料, 具有一定的科学意义。同时, 据赵逊等(2009)的观点, 其景观资源的保护和开发更具有重要的环境和科普意义。

3 与典型花岗岩景观对比分析

为了说明喇嘛山花岗岩景观特征, 与国内和自治区内有代表性的花岗岩景观进行对比分析。

3.1 与国内典型花岗岩景观对比

我国著名的地理学家曾昭璇(1960)曾总结国内外对花岗岩地貌研究, 提出花岗岩地貌有两大类:一是形成高山峻岭, 二是形成雄伟浑圆的山体和低矮的丘陵岗地。前者为构造侵蚀的花岗岩峰林地貌,这种地貌主要发育在高差大的山区, 由岩株状的花岗岩体组成。花岗岩岩石裸露, 岩体内多组断裂和节理发育, 受冰川或流水强烈切割和风化剥蚀后形成了雄伟高耸、峰峦重叠、谷深坡陡的奇峰深壑。这类花岗岩景观类型如中国的黄山、三清山等(叶张煌等, 2012; 卢云亭, 2007)。后者由穹窿状的花岗岩体形成, 岩体上常发育红色风化壳, 经风化剥蚀后形成雄伟浑圆状山体, 如中国克什克腾世界地质公园的黄岗梁。更多的是众所周知的石蛋地貌, 在世界各地均可见到, 其中在中国华南沿海地区更为发育。大的石蛋直径达25 m以上, 小的1 m左右, 如中国厦门的鼓浪屿就好像由石蛋堆成的。在中国黄山天都峰上的4块仙桃石和鸡公峰前的“天鹅孵蛋”也是花岗岩石蛋。为了说明喇嘛山花岗岩景观的特征, 从国内选出有代表性的花岗岩景观进行特征的对比分析(见表1)。

3.2 与内蒙古自治区内典型花岗岩景观对比

内蒙古自治区的花岗岩体因出露的地质背景不同、岩石类型各异以及受不同的气候条件和不同的后期地壳运动影响, 在内外地质营力的综合作用下,形成了不同的地貌景观。

根据花岗岩地貌景观的规模、组合的不同特征,以及地貌组合特征和单体地貌的不同, 可以将喇嘛山的花岗岩景观与自治区内其他典型的花岗岩景观进行对比, 见表2。

此外, 还可以根据花岗岩景观形成的主要外动力条件进行对比, 见表3。

总之, 岩石因素是决定喇嘛山花岗岩景观的物质基础; 构造运动是喇嘛山花岗岩地貌景观形成的决定性因素; 节理和裂隙是景观形成分布的控制因素; 时间因素是景观形成的必然条件。喇嘛山寒暑交替四季分明的气候特征, 地处山前的独特地貌条件, 沿着花岗岩 NE—SW、E—W、N—S三组原生节理及断裂长期的风化剥蚀等综合因素, 造就了喇嘛山半湿润地区较为典型的花岗岩地貌景观, 对于国内和内蒙古自治区内的花岗岩地貌景观具有一定的对比意义。

表1 喇嘛山花岗岩景观与国内典型花岗岩景观特征对比分析表Table 1 Comparative analysis of granitic landscapes in the Lama Mountain and typical granitic landscapes in China

表2 喇嘛山花岗岩景观与不同规模的花岗岩景观对比Table 2 A comparison of granitic landscapes in the Lama Mountain with thoes of different scales

表3 喇嘛山花岗岩景观与不同成因的花岗岩景观对比Table 3 A comparison of granitic landscapes in the Lama Mountain with thoes of different origins

致谢:内蒙古自治区牙克石市国土资源局、巴林镇旅游管理局及巴林镇林业局的领导和工作人员在野外工作和资料搜集上给予了大力帮助, 特致谢忱。

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图版说明

图版I Plate I

A、B-花岗岩奇峰;

C-花岗岩洞穴;

D-石柱;

E-花岗岩石蛋;

F-象形石;

G-风蚀壁龛;

H-花岗岩石瀑

A, B-granitic peaks;

C-granitic caves;

D-pillars;

E-granite eggs;

F-pictographic stone;

G-tafoni;

H-granitic waterfall

图版II Plate II

A、B、C、D、E、F-醒狮岩顶部的岩臼;

G、H-边墙型风化穴

A, B, C, D, E, F-mortars on the top of Xingshi Rock;

G, H-wall tafoni

Characteristics and Origin Analysis of the Granite Landscape of the Lama Mountain in Yakeshi, Inner Mongolia

WEN Xue-feng, CHEN An-dong, FAN Xiao-lu, ZHAO Wu-ji, SUN Hong-yan, TIAN Ming-zhong*
School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing100083

Hercynian alkaline granites and Yanshanian granite-porphyry are exposed in the Lama Mountain of Yakeshi City, Inner Mongolia. The influence of the Neocathaysian tectonic system led to the folding of the plastic strata and the faulting of the rigid strata in this area, which resulted in the formation of twenty-eight varying-sized,abrupt, steeply rugged, intricately structured granite peaks and the generation of a unique granite-peak-landscape in the Da Hinggan Ling. At the same time, owing to the cold and humid climate of this area, rocks tended to fall off by such external forces as water erosion and freeze-thaw weathering, forming a large number of realistic and vivid pictographic stones, pillars, niches and rock erosion mortar landscapes. This paper has summarized the type and characteristics of the granite landscape in the Lama Mountain, and compared the features of granitic geomorphologic landscape in the Lama Mountain with those in other areas.

granite landscape; characteristics; comparative study; Lama Mountain; Inner Mongolia

P901; P588.121

A

10.3975/cagsb.2013.02.11

本文由中国地质大学(北京)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号: 2011YYL016)资助。

2012-06-08; 改回日期: 2012-07-30。责任编辑: 魏乐军。

文雪峰, 男, 1982年生。博士研究生。主要从事第四纪地质及旅游地学研究。E-mail: wenxuefeng104@yahoo.com.cn。

*通讯作者: 田明中, 男, 1951年生。教授。主要从事第四纪地质和生态及旅游地学研究。电话: 010-82322365。E-mail: Tianmz@cugb.edu.cn。

图版I Plate I

图版II Plate II