华山景区主要景点的地质地貌成因解析.doc

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1、西北大学学报 (自然科学版)Jo u rn a l o f N o r thw e st U n ive r sity (N a tu ra l Sc ien ce E d it io n )1997年6月第27卷第3期J u n. 1997V o l. 27 N o. 3华山景区主要景点的地质地貌成因解析滕志宏1)李继康2)( 1) 西北大学地质学系, 710069, 西安; 2) 陕西华山管理局, 714200, 陕西华阴; 第一作者57岁, 男, 副教授)摘要通过对华山景区主要地质地貌特征的调研和测量、分析, 提出了主峰区的地质地貌成因特征, 并对各卫星景点进行了初步地质解译。关键词地质

2、; 地貌; 陕西华山分类号P 53. 63纵观华山风景区, 包括华山主峰在内的各种景点无一不和地质地貌有着成因上的紧密联系或具一定的地质背景, 它是内、外地质营力长期相互作用所形成的特殊的地质地貌景观, 每一景点都有它自己 的演化历史和地质内涵。华山主峰的成因浅析1华山风景区的核心景点指华山山脉中的五峰地区, 即地处华山峪中、上游地段的东、西、南、北、中五峰。地理座标为东经11005, 北纬3439。华山主峰以其“ 山尧太华府咸京”之势,“挺拔峻秀赛四岳”之 态,“位居祖国摇篮黄河滨岸”之美和“自古华山一条路”之奇而著称于世。由华山山脚下眺望诸峰, 如百 仞壁立, 刀劈斧削, 挺拔峻秀, 更有

3、千尺幢、百尺峡、苍龙岭等险道历历在目。各峰异态, 层恋叠翠, 雄伟壮 观。尤其是东、南、西、中四峰呈较规则的平行四边形柱体, 以400 500 m 的高度耸立于周围群峰之上, 犹如千峰捧岳。大量地质地貌资料综合分析研究认为, 华山主峰特殊的地貌景观是在距今约24 M a 以来的新构造 活动和地表流水侵蚀等内外地质营力作用于特定的花岗岩体上而逐步形成的。其形成的决定性因素有 地质构造、岩体性质及流水侵蚀作用等。1. 1 地质构造因素地质构造条件在华山主峰地貌形成过程中具体表现在两个方面。即花岗岩体中发育的多组节理构 造和后期的新构造强烈抬升。据航空照片判译、地形图分析及实际观察得知, 华山五峰区

4、及其周围的华山花岗岩体中线状构造尤为发育, 有多组断裂和节理构造。这些节理构造是在花岗岩形成时及其以后由于区域应力场的作用而形成的, 它对华山主峰平行四边形柱体及苍龙岭等奇险地貌的形成起着决定性 的作用。据野外实际测量, 花岗岩体中的主要节理构造由以下4组构成: 第一组 (a 组) 走向 N NW , 倾向240 260, 倾角78 85; 第二组 (b 组) 走向 SW W - NW W , 倾向350 12, 倾角80 85; 第三组 ( c组) 走向 N E E , 倾向153 160, 倾角60 66; 第四组 (d 组) 走向 N - N N E , 倾向90 98, 倾角近水平,为

5、10左右。其中 a, b , d3组构成了1个较为规整的平行四边形柱体, 是华山主峰的基本几何形态 ( 图1)。这种节理把一个完整的花岗岩体切割成无数大小不等、形态近似平行四边形柱体的岩块。位于主峰以南高于周围群峰之上的三公山 (实际上为4个) 地貌就是这种几何形态的理想写照, 也是华山主峰地貌成因 之缩影。在上述几何图形中, A D EH 面基本相当于东峰东壁 ( 仙掌崖) 的节理面 (a 组节理面的背倾面) , BC F G 面相当于西峰西侧 (沉香斧劈崖) 的节理面 (a 组节理面的正倾面) , A B E F 面相当于南峰南侧 ( 长空栈道崖壁) 的节理面 (b 组节理面的背倾面) ,

6、 A BCD 面大致等于东、西、南三峰的连线面。另外, 诸如北峰、擦耳崖、苍龙岭、千尺幢、百尺峡及老君犁沟等险道均无一例外地同 a 组节理的节理缝和节理体 ( 两 节理缝之间的花岗岩块体) 有成因联系。图1 华山主峰区花岗岩断裂、节理构造及成因几何图示F ig. 1 T h e F au lt s, Jo in t s S t ruc tu re o f G ran ite and It s Geom e t r ic Se r ie s o f O r ig in in th e H igh e st P eak o f H ua sh an M o un ta in R ange对华山峪口

7、一带的花岗岩节理的不完全统计也反映了同样的规律, 较为发育的仍为 a 组, 其次有 b组 (图2)。而混合岩及片麻岩中的节理方向与花岗岩中的节理方向截然不同, 主要有 N E , N NW 和 N E E3组。它可能反映了基底岩石在早期不同构造层和区域应力场条件下所形成的构造形迹。 至于新构造活动的影响主要表现在后期, 尤其是第三纪末、第四纪初期因强烈的新构造抬升 ( 抬升速率约为3 mm a) , 使花岗岩原始节理进一步开裂的同时, 急剧上升, 为地表流水的垂向深切创造了条 件。如果没有花岗岩体的强烈抬升或抬升速率小于侵蚀速率, 就不可能有今日华山的地貌景观。图2 花岗岩及混合岩节理构造走向

8、玫瑰花图 (据陕西地质矿产厅第二水文队, 1994)F ig. 2 S t r ik e R o se t te M ap s o f G ran ite and C ho r ism ite Jo in t s1. 2 岩性因素组成华山主峰区的岩性极为单一, 完全由华山岩体的具有似斑状结构的二长花岗岩所组成。它是形 成华山主峰及其各种地貌景观的基本条件。花岗岩岩性比较均一, 中、粗粒结构, 块状构造, 质地坚硬, 由硅酸盐矿物 ( 石英、长石和云母等) 组成, S iO 2 含量大于65% , 不含或基本不含可溶性矿物, 故不像桂林地区的石灰岩 ( 碳酸盐可溶性矿物组 成) 和黄土高原地区的

9、黄土地层 (含碳酸钙较多) 易进行溶蚀, 而主要沿定向节理缝进行机械 (物理) 侵蚀 破坏。另外, 除了发育在花岗岩体上的平面“X ”型节理及区域性断裂外, 其余部分均形成致密坚硬的长 方形或菱形岩块, 华山花岗岩体周围的太古代古老变质岩因含铁镁矿物多而较花岗岩易遭受风化剥蚀, 故确保了华山主峰基本形态的构成。1. 3 流水侵蚀因素 245 第3期滕志宏等: 华山景区主要景点的地质地貌成因解析各种地貌的塑造过程, 在地貌形成过程中, 主要起到一个雕刻作用, 是必不可少的影响因素。纵观华山地貌格局, 主峰区东西各发育有由南而北流向的黄甫峪河和仙峪河, 各河上游支流在华山 南峰南侧汇合, 把主峰区

10、环抱其中, 形成四周陡峻, 高入云天的主峰地貌。华山峪实际上是发育在上述两 大峪间分水岭附近的近南北向延伸和形成较晚的沟谷, 因侵蚀较弱而成为登上主峰的最佳通道。综合分析华山主峰区及其秦岭主峰以南非花岗岩区的地表水系分布规律不难发现, 华山主峰及其周围的花岗岩分布区的水系具有沟谷窄而深、短而直、以近南北向为主、支流少而密度小、水系间距较大 (华山主峰区两侧的黄甫峪和仙峪间距达4 km ) 及成网性较差等特点。上述这些特点无疑同该区新构造 活动及其特征有密切的成因联系。地表流水侵蚀作用的方式和强度是由岩性条件和构造环境决定的。华山地区在新构造活动时期, 发 生强烈的掀斜式 (北强南弱) 的整体断

11、块抬升 (目前仍持续抬升) , 地表流水作用为了达到侵蚀基准面 (在 本区暂时性的侵蚀基准面为渭河和黄河河床水面) , 就以垂向侵蚀为主, 并伴随迅速向上游溯源侵蚀作 用。在其作用下, 黄甫峪和仙峪除了不断加深河床外, 其上游分别在南峰南面汇合并切穿。与此同时, 侧 方侵蚀相对减弱, 最后使华山主峰区得以暂时保留, 形成被黄、仙两峪环抱, 向北开口的围椅状地貌, 并 以400 500 m 的高度耸立于周围群峰之上。另外, 在该区构造、岩性和侵蚀方式相近的情况下, 为什么 在华山主峰东西一带唯独主峰区居高临下, 高出近500 m 。这除了与地表流水等剥蚀作用的差异性有关 外, 也可能同发育在黄、

12、仙两峪及其南峰南侧近南北和东西向的断裂所导致的主峰区断块强烈抬升有 关。综上所述, 华山主峰区的地貌成因是在漫长的地质历史中, 由块状花岗岩体、定向节理和断裂构造、强烈的新构造抬升及选择性的垂向和向源侵蚀作用共同形成的特殊地貌景观, 是内、外地质营力作用于花岗岩体上的结果。五峰地貌的主要特征如表1。表1华山五峰地质地貌特征一览表Ta b. 1Fea ture s of Geo logy an d Geom orpho logy in F ive Ran ge of Hua shan M oun ta in海拔高度 (m ) 岩石类型名 称地貌特征构造成因南峰(落雁峰或松桧峰)黄、仙峪上游交汇处

13、北侧, 南陡北缓, 一峰二顶, 华山之首平 行 四 边 形 柱 体 南 界 面(A B E F ) , 两顶为节理面所分2 160. 5二长花岗岩两 条 a 组 节 理 夹 持 的 节 理 块体, 东侧成仙人掌壁, 西侧与中峰以断裂相隔东 峰(朝阳峰)近南北向。主峰鹤立中央, 小峰石楼侧东, 搏台偏南, 东陡西缓2 099. 9二长花岗岩西 峰(莲花峰或芙蓉峰)近 南 北 向, 平 行 东 峰, 西 陡 东缓, 北陡南缓位 于 四 方 柱 体 西 缘, 西 侧 沿 a组节理直落千丈, 犹如斧劈2 082. 9二长花岗岩中 峰(玉女峰)东 峰 西 侧 坡 中 之 平 台, 东 高 西低, 北高南

14、低为东峰的一部分, 台面相当于 d组节理面2 042. 5二长花岗岩东、西、北 三 面 空 绝, 唯 西 南 岭与 山 路 相 连 并 通 往 主 峰, 北 陡南缓北 峰(云台峰)1 614. 7二长花岗岩a 组节理体构成, 宽不足100 m2其他景点的地质解译除华山主峰区以外的其他各自然景点均有一定的地质地貌背景, 其地质成因也都同地质构造、岩性及其流水地质作用有关。各主要景点位置和成因见表2。综合分析各主要景点, 根据它们分布的位置和特征来看, 主要显示了地貌景观, 且有沉积成坪、成除诸峰外, 华山还有九崖, 如擦耳崖、仙掌崖、俯渭崖、日月崖等, 它们同千尺幢、百尺峡、老君犁沟、苍龙岭、鹞

15、子翻身及斧劈石等均系花岗岩的节理面 (体) 抑或断层面, 或节理、断层面复合而形成的千尺 直立悬崖。在主峰区的西峰东侧等地还比较清晰地保存着古冰川地貌“”形谷的遗迹, 这一事实将为华 山地区在第四纪早更新世时期存在着冰川地质作用提供了新的证据。表2华山地区主要景点的地质地貌背景一览表Ta b. 2Fea ture s of Geo logy an d Geom orpho logy of M a in Scen ery D rop in Hua shan M oun ta in景点名称高程及长、宽度地质地貌背景海拔约480 m , 距华山峪口南约0. 5 km 处之华山峪中海拔820 m ,

16、东西宽30 m , 南北长100 m。 海 拔 1 240 m , 东 西 宽 约 50 m , 南 北 长 约200 m起 点 海 拔 高 约1 280 m , 石 阶 264 级, 长 61 m , 坡度48. 35起点海拔高约1 320 m , 长18 m , 坡度48 起点海拔高约1 400 m , 高约58 m为一花岗岩转石, 南北长10 m 以上, 其中见片麻岩捕虏体,形似鱼状系华山峪西侧之一级河流阶地面 为华山峪主沟与其东支沟汇合处之三角形台地 由宽度不足1 m 的节理缝构成, 节理产状: 倾向258, 倾角71(a 组)由宽度1 m 左右的节理缝构成, 产状同上 (a 组)由花

17、岗岩节理缝构成, 节理产状同上 位于花岗岩节理面以下, 沿节理缝开凿的险道, 擦耳崖即节理面, 产状同上, 道宽1 m 左右由花岗岩节理体 (两缝之间的节理块体) 组成。南北长1 300 m 两侧空绝, 形似龙状a 组花岗岩节理面 ( 背面) 经流水切割成上宽下窄略显指 状, 顶呈半圆状之仙人掌状地质背景同仙掌崖。位于花岗岩 a 组节理面的背倾面 位于南峰南壁上, 即 b 组节理面的背倾面上鱼石莎萝坪青柯坪千尺幢百尺峡老君犁沟擦耳崖起点海拔高约1 550 m , 长约200 m起点海拔高约1 840 m , 高约50 m , 道宽 1m 左右苍龙岭仙掌崖顶高与东峰齐, 约2 090 m鹞子翻身

18、长空栈道上凸下凹, 长50 m海拔高约1 960 m 近水平延伸南峰顶, 海拔高2 160 m , 直径约2 m , 高40 cm海拔高程约1 970 m 左右仰天池由花岗岩构成的天然水池。花岗岩节理较差, 块体完整斧劈石大致位于西峰顶部。由 a 组和 d 组两组节理切割而成致谢: 在该项研究中, 张国伟和潘江教授参加了野外调研, 并进行了有益的讨论和指导; 华山局张崇海和常生学等同志也给予了热情支持和关怀, 在此顺致衷心谢忱。参考文献1 陕西省地质矿产局. 陕西省区域地质志. 北京: 地质出版社, 19892 华阴县人民政府. 华山. 西安: 陕西旅游出版社, 19913 滕志宏. 秦岭造山

19、带新生代构造隆升及区域环境效应研究. 陕西地质, 1996 (2) : 33 41责任编辑张银玲Ana ly s is of the Cause s of Form a t ion on Geo logy an d Geom orpho logyof M a in Scen ery D rop in Hua shan M oun ta in s A reaT en g Zh iho n g1)L i J ik an g2)( 1)D ep a r tm en t o f Geo lo gy, N o r thw e st U n ive r sity, 710069, X ian; 2)M a

20、nag ing E xch ange,H ua sh an o f Sh aanx i, 714200, H uay in , Sh aanx i)A bstra c t O n th e b a sis o f in ve st iga t io n o f th e geo lo gy an d geom o rp ho lo gy, th e gen e t ic fea tu re s an d th e o r ig in a l geo lo gy exp lan a t io n o f th e scen ic spo t s h ave b een po in ted o u t.Key word s geo lo gy; geom o rp ho lo gy; H u a sh an Sh aan x i