四川光雾山-诺水河国家地质公园万字格石林特征及成因

胡 健，黄 平，李忠东，卢志明，高竹军

（1.四川省地质矿产勘查开发局物探队，成都 610072；2.四川省地质矿产勘查开发局207地质队，乐山 614000）



四川光雾山-诺水河国家地质公园万字格石林特征及成因

胡 健1，黄 平2，李忠东1，卢志明1，高竹军1

（1.四川省地质矿产勘查开发局物探队，成都 610072；2.四川省地质矿产勘查开发局207地质队，乐山 614000）

摘要：万字格石林位于光雾山-诺水河国家地质公园北缘的米仓山腹地，以石林为其核心地质遗迹景观。通过对石林地质遗迹特征进行研究，探讨石林的形成条件和发育演化过程认为，万字格石林所在地区空气湿润，石林表面多为绿色植物覆盖，形成极具特色的 “绿色石林”。

关键词：万字格石林；地质遗迹；成因；光雾山-诺水河

万字格石林位于四川省南江县北部光雾山镇北西,是四川光雾山-诺水河国家地质公园光雾山园区的重要组成部分，地理坐标E106°41′53″～106°45′48″，N32° 41′12″～32°43′45″，区域面积20.35 km2，其中石林重点地质遗迹分布区面积0.79 km2。研究该石林资源特征，分析其形成机制，对该地区地质遗迹保护、旅游开发、科学研究以及科普教育等具有重要意义。

1　研究区地质概况

万字格石林位于光雾山国家地质公园北缘的米仓山腹地。区内地层从老至新出露有上元古界震旦系上统，古生界寒武系下统和中统，奥陶系中统，志留系下统及第四系，外围还出露有二叠系地层。

米仓山北侧为汉南推覆构造和秦岭造山带，东侧为大巴山推覆构造带、南侧为四川盆地，所处大地构造位置极为特殊。

表1　研究区地层系统表

2　石林地质遗迹类型及特征

2.1主要地质遗迹类型

通过对万字格石林地区一百余处地质遗迹点野外调查和室内分析，将研究区岩溶地貌形态划分为以下11个基本类型（表2）。其中，岩溶石林是研究区内最重要的地质遗迹景观。万字格地区石林形态各异，单体高度2～8 m，分布集中。

2.2典型地质遗迹特征

2.2.1塔状

图1　典型石林形态特征

三生石：高7.6m、直径1.2～4.6m，由三层灰岩组成的下部粗大，上部较小的塔状石柱，底部一层为面状基岩，二、三层系灰岩差异溶蚀形成了粗细不等的塔状特征。

表2　研究区岩溶地貌类型划分

护林者：高8m、基座直径3.6m，由三层灰岩组成的下部粗大，上部较小的塔状石柱，底部一层为面状基岩，二、三层系灰岩差异溶蚀形成了粗细不等的塔状特征，身披苔藓、头戴日月，似千百年来站立在此守护森林的卫士。

2.2.2柱状

爱：由两根高10～12m、直径1.5～2.2m的石柱组成，似情侣、似母子在树下深情相拥，充满浓浓的爱意。

一柱擎天：石柱高约10m、直径2.2m，呈圆柱状层叠向上，藤萝树木扎根石柱间，在周围众多石桌、石凳对比下显得鹤立鸡群，一柱独秀。

2.2.3锥状

锥石群：由5根笋状苔藓石柱簇拥组成的锥石群，高2.5～3.6m不等、单个直径0.8～1.4m，身披苔藓的石柱就像一个亲密的家庭，高低不同深情相拥。

2.2.4城堡状

盘龙城堡：是以城堡状为主的组合形态石林，长近百米、宽15～20m，石林沿中部溶蚀长廊两侧分布，长廊宽0.7～2m。人在其中穿行如进古城迷宫。因石林上多有古藤树根深扎岩石中，虬枝缠绕，如游龙盘旋。

2.2.5屏风状

列队士兵：这是两组沿走向50°～140°的裂隙发育的石柱群，沿溶蚀裂隙两侧呈带状展布，长30m余、高度4～5m、石柱整齐划一的排列着，其上苔藓密布，就像一群士兵在进行队列训练。

2.2.6不规则状

乱石阵：以石柱、屏风状、城堡状石柱和石长廊组成的组合景观，乱石阵由多种类型的石柱组合成林，发育长度约150m、宽度近50m，一般石柱高3～8m，最高者可达13m，沿走形240°、340°两组裂隙发育的石长廊呈片状聚集成林，因崩石较多且多分布在石柱间和石长廊中，人在其中穿行异常吃力，故名“乱石阵”。

3　地质遗迹成因分析

3.1成景岩石特征

景区发育石林喀斯特地貌的主要是奥陶系中统宝塔组碳酸盐地层。该地层主要由浅灰色微晶骨屑灰岩和浅灰紫色中-厚层状骨屑微晶灰岩组成，层间泥质条纹发育，具小型波状层理，岩石出露厚度通常在15～50m不等。区内地层受开阔的复向斜褶皱构造控制，呈北西倾向的单斜地层产出，且倾角一般在8°～10°，这样的地层产状特征也是万字格石林发育并保存至今的必要条件。

宝塔组灰岩主要由浅灰色微晶骨屑灰岩和浅灰紫色中-厚层状骨屑微晶灰岩组成基本层序。厚层者具特征的龟裂纹构造；薄层者则发育缝合线构造，普遍含较多砂、泥质条带，具小型波状层理构造、产腕足类化石。

3.2构造因素

景区所在米仓山地区，在漫长的地史时期经历了多次构造运动的变迁，发育了大量褶皱、断裂构造，在这些褶皱、断裂的衍生下发育了众多的节理、裂隙构造，成为了万字格石林形成的重要构造条件。

1）断层：景区位于桃园—牟家坝断裂带东段。该断层在秦家坝西侧出现分支，延至庙坝一带，长约10km。而主断裂则经小坝、桃园西延至槐树以西，该断层东段倾向北西320°，倾角80°。万字格景区处于该断裂及其分支间，区内地层受断层影响波及，发育有北东向和北东东向的裂隙，以40°～50°、70°～80°走向的张性裂隙和节理较为发育，该两组节理裂隙对万字格石林的形成发育有着重要的意义，是石林形成的构造条件之一。

表3　石林地区碳酸盐岩石化学成分（ω/10-2）

2）褶皱：景区处于镇-宁元古凹陷褶断束，褶皱断裂都极为发育，景区处于这一构造区域的龙头山-小李坝复向斜南翼的中部，地层倾向355°、倾角5°～30°。受褶皱的挤压形变制约，区内又发育了多组走向290°～320°的节理和裂隙，又为万字格石林形成缔造了重要构造条件。

从区内断裂和褶皱发育的情况分析，褶皱发生北西-南东向挤压变形，叠加断层挤压形变，均为万字格石林的发育建立了构造基础。

3）节理：通过野外调查，区内节理以S-N、NW-SE、NE-SW三组方向的节理极为发育，S-N、NW-SE走向的节理组主要受褶皱挤压作用影响制约形成，NE-SW走向的节理组主要受断裂挤压控制形成，尤其是NW-SE、NE-SW两个方向发育的节理组与万字格石林的廊道走向发育特征极为吻合，而且研究区内这几组方向的节理产状均近于直立，这些发育在奥陶系宝塔组灰岩中的节理，又为灰岩的溶蚀作用发育提供了有利的构造条件，最终成为促使石林发育的“管道”。

3.3地形地貌特征

景区所在的米仓山位于四川省和陕西省交界处。西接摩天岭，东接大巴山，是汉江、嘉陵江的分水岭，古米仓道经此。主峰光雾山海拔2 507m，万字格石林地质遗迹研究区就深处米仓山中部南麓。区内地貌主要为沟谷深切、谷坡陡峻，地势地貌较为复杂的浅-中切割的中山地貌，海拔一般1 500～2 000m。地貌变化横向上西高东低、纵向上北高南低，沟壑纵横的地貌展示了区内印支运动以来褶皱造山形成后的地貌格局。印支运动以来盆山转换—推覆滑脱构造阶段不仅塑造了盆缘山系地貌，其剥蚀、逆冲—推覆变形、滑脱变形，形成的多期次构造不仅对现代地貌的最终形成起到了决定作用，在后期的风化、剥蚀等外动力地质作用助推下形成沟壑纵横的现代地貌。万字格石林发育地段地貌上麓缓沟多，碳酸盐岩石裸露面积相对较大，有利于地表水汇集对其进行强烈的溶蚀作用，并为石林的发育提供必备的条件，反之石林发育区域外围则沟深崖陡，切割相对较深，未能形成良好的利于石林发育的地貌条件。

图2　米仓山构造带断裂分布图

3.4气候和水文条件

景区地处中国大陆南北地理和气候以及生态的过渡带，受东南季风和西南季风的双重影响，属亚热带季风性湿润气候。主要特点是气候温和，雨量充沛，光热资源丰富，无霜期较长，山地气候特征明显。全年平均气温16.1℃，常年多雨，区内年平均日照1 605小时，年平均降雨量约1 200mm。总体上，区内气候湿润温和、雨量充沛、流水侵蚀作用强烈，是塑造万字格石林的主要外动力地质条件。

3.5 万字格石林的形成过程

晚震旦世开始，米仓山地区处于被动大陆边缘广海沉积，在结晶基底上沉积了一套浅海台型碳酸盐岩和碎屑岩，成为万字格石林成景的物质基础。泥盆—石炭纪该区全面隆升成陆，接受剥蚀，至早二叠世末又经历短暂隆升。晚三叠世印支运动开始，至秦岭-甘孜造山带强烈褶皱，全区的海侵历史完全结束。米仓山地区形成了大量的断裂和褶皱，控制万字格石林研究区的桃园—牟家坝断裂带、龙头山—小李坝复式向斜成生发展，在构造应力作用下产生脆性破裂并最终相伴形成诸多控制影响石林发育形成的节理裂隙，与区域构造应力配套的NW-SE、NE-SW两个方向多个节理组相应形成。

新生代以来的喜马拉雅运动，导致龙门山及整个四川盆地及其周缘造山带抬升，遭受剥蚀，米仓山地区伴随逆掩—滑脱变形，形成现代盆缘山系中高山区地貌。至晚近时期在地壳持续间歇不均衡上升过程中内外动力地质作用共同作用下，石林开始了迅速发育的塑造历程。此时，米仓山地区地处亚热带湿润季风气候区，湿热多雨，地表径流发育，流水侵蚀作用强烈，石林逐渐形成。

由于万字格石林发育地带为深切割中山区，地表流水水动力条件较强，容易经陡峻的沟谷汇入下游河流，早期雨量充沛季节，地表流水沿NW—SE、NE—SW向的节理下切发生向源侵蚀、侧蚀以及初期的溶蚀作用，伴随温差产生的物理风化作用，使岩石发生崩解，一方面形成较深的溶沟、溶隙，为廊道型石林的发育奠定了基础；一方面在坡麓顶部形成石芽并进一步发展成石柱，从而拉开了万字格石林塑造阶段的大幕，最终形成了今天纵横交错的万字格石林地质遗迹。

4　结论

通过分析万字格石林的地质遗迹资源特征，探讨其成景机制和发育演化过程，得出以下结论：

1）万字格石林景观独特，形态多变，地质遗迹资源保存完好，生态环境极佳，具有较高的观赏、旅游开发价值。

2）万字格石林地处中国南北岩溶分界过渡地带，对研究我国南北岩溶差异具有独特的科学意义。

3）万字格石林是“廊道”式石林的典型代表，该地区廊道纵横交错、进入其间宛如迷宫，因形如“卍”字，当地人以此特点形象的称其“万字格”。

4）万字格是米仓山这一独特构造带上形成的奇葩。万字格石林就发育在米仓山腹地，虽然石林分布面积不大，却堪称米仓山中的奇葩，密林深处每一处沟壑纵横的溶蚀廊道都书写着地球的伟力、每一根长满苔藓的石柱都记录着米仓山沧海桑田的变迁。

参考文献：

[1]陕西省地质局秦岭区域地质测量大队,1:20万略阳幅区域地质调查地质图及矿产图说明书[R]，1961.

[2]四川省地质矿产局.四川省区域地质志[R]，地质出版社,1991.

[3]成都理工学院.1:5万南江八幅区域地质联测调查地质图及说明书[R].1995.

[4]魏显贵、杜思青、何政伟.米仓山构造演化[M].1997.

[5]魏显贵、杜思青、刘援朝、吴德超.米仓山推覆构造的结构样式及演化特征[J].矿物岩石.1997,12.

[6]孙东.米仓山构造带构造特征及中—新生代构造演化[C].成都理工大学构造地质专业博士论文.

[7]南江县志编委会.南江县县志[M].中国文史出版社,2011,10.

[8]中国地质环境监测院、重庆市万盛区人民政府..拟建重庆万盛国家地质公园综合考察报告[R].2009,7.

[9]陈安泽,等.中国喀斯特石林景观研究[M].科学出版社,2011.

Origin of the Wanzige Stone Forest in the Guangwushan-Nuoshuihe National Geopark

HU Jian1HUANG Ping2LI Zhong-dong1LU Zhi-ming1GAO Zhu-jun1
(1-Geophysical Exploration Team,SBGEEMR,Chengdu 610072; 2-No.207 Geological Team,SBGEEMR,Leshan,Sichuan 614000)

Abstract:The Wanzige Stone Forest lies in the center of the Guangwushan-Nuoshuihe National Geopark.The stone forest is the core of the geological heritage.This paper deals with the features,formation conditions and evolutional process of the stone forest.The humid climate is responsible for the green stone forest in Wanzige.

Key words:Wanzige Stone Forest; geological heritage; origin

作者简介：胡健（1988-），男，湖北汉川人，助理工程师，主要从事地质遗迹调查研究

收稿日期：2015-07-06

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.037

中图分类号：P642.25

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-0166-04