(1.東華理工大學地質(zhì)資源經(jīng)濟與管理研究中心,江西撫州344000) (2.龍虎山風景區(qū)國土資源局,江西鷹潭335000)

江西信江盆地紅層及其地貌發(fā)育研究*

(1.東華理工大學地質(zhì)資源經(jīng)濟與管理研究中心,江西撫州344000) (2.龍虎山風景區(qū)國土資源局,江西鷹潭335000)

姜勇彪1,郭福生1,胡中華2,吳智勇2,張策1

江西信江盆地丹霞地貌的成景地層為晚白堊系陸相紅色碎屑巖,紅層的厚度、巖石學和地球化學特征及其在盆地內(nèi)出露制約著丹霞地貌的發(fā)育、景觀類型及其組合以及在盆地內(nèi)的分布。信江盆地邊緣主要出露茅店組、河口組和蓮荷組巨厚層礫巖、含礫砂巖和砂巖,以鐵質(zhì)膠結(jié)和少量鈣質(zhì)膠結(jié)為主,可溶性成分含量低,這些紅層以發(fā)育高大的頂斜型峰林型、峰叢型丹霞地貌組合為特征。盆地中部的河口組上部和塘邊組地層含礫砂巖和砂巖為主,以鈣質(zhì)膠結(jié)為主,可溶性成分含量較低,常發(fā)育低矮的圓丘狀丹霞地貌組合為特征,大型巖洞是其典型的景觀類型。過渡地帶主要為河口組上部、塘邊組和蓮荷組下部的砂巖、含礫砂巖,丹霞地貌只發(fā)育于斷層或河流發(fā)育地區(qū),以頂平型丹霞地貌組合為特征。以鈣泥質(zhì)膠結(jié)為主,可溶性成分含量高的細碎屑巖中一般不發(fā)育丹霞地貌。

紅層;巖性特征;丹霞地貌;景觀類型;信江盆地

丹霞地貌是具有陡崖坡的紅層地貌[1],近年來所發(fā)現(xiàn)丹霞地貌主要發(fā)育于白堊系的紅層,約占80%,紅層主要是陸相碎屑巖[2]。中國是丹霞地貌名稱的命名地,也是丹霞地貌分布最廣的國家之一。據(jù)黃進統(tǒng)計[3],截止2009年5月,已在中國26個省(市/自治區(qū))發(fā)現(xiàn)800處丹霞地貌分布區(qū)/點,主要分布于我國的東南、西南和西北三大集中分布區(qū)[4]。由于紅層的特征以及所處的大地構(gòu)造背景、地理環(huán)境不同,各區(qū)/點所發(fā)育的丹霞地貌具有不同的特征,其中紅層的厚度、巖相、巖石學和地球化學特征對丹霞地貌的形成及其景觀類型和形態(tài)具有重要的制約作用[5～7]。這方面研究已引起國內(nèi)學者的重視,但研究較分散,沒有開展對比研究。對紅層進行系統(tǒng)的研究,特別是同一盆地內(nèi)不同的紅層地貌,對其成景地層進行巖石學和地球化學性質(zhì)的對比研究,探索紅層巖石學和地球化學特征與其發(fā)育的景觀之間的關系,對丹霞地貌的成因研究具有重要意義。信江盆地發(fā)育大量的晚白堊系紅色陸相碎屑巖,是典型的中生代紅層,由于處于盆地內(nèi)不同的位置,出露的紅層在厚度、巖性、巖相等方面具有不同的特征,形成不同的景觀類型,是我國丹霞地貌發(fā)育典型代表之一,以丹霞地貌為主要保護對象的龍虎山世界地質(zhì)公園就坐落在盆地中西南側(cè),該地區(qū)為研究紅層及其發(fā)育的地貌類型提供了一個理想的場所。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

信江盆地位于武夷山脈和懷玉山脈之間近東西向狹長的谷地內(nèi),西起撫州東鄉(xiāng),東至上饒廣豐,面積3148km2,東西長180 km、南北寬10～40 km。大地構(gòu)造處于揚子板塊與華夏板塊結(jié)合帶東段贛杭構(gòu)造帶的中部,中生代受太平洋板塊活動而形成的近東西向斷陷盆地[8]。印支運動后,研究區(qū)進入濱太平洋大陸邊緣活動的構(gòu)造發(fā)展新階段,早、中侏羅世經(jīng)歷了一次從EW向古亞洲構(gòu)造域向N E向西太平洋構(gòu)造域的體制轉(zhuǎn)換[9],至中侏羅世末期,太平洋板塊開始向大陸板塊俯沖,造成晚侏羅世大規(guī)模的巖漿侵入和火山噴發(fā),在武夷山隆起帶北側(cè)形成一系列的北東、北北東向火山巖盆地,堆積數(shù)千米以酸性火山巖為主的火山巖系。到早白堊世,本區(qū)已基本完成古亞洲域向西太平洋構(gòu)造域的體制轉(zhuǎn)換[9]。白堊紀,受太平洋板塊北北西方向左行走滑影響[10,11],區(qū)內(nèi)俯沖碰撞作用減弱而轉(zhuǎn)入伸展拉張的影響,信江盆地由拗陷轉(zhuǎn)化為斷陷,沉積了巨厚的紅色碎屑巖系,疊覆于火山巖盆地之上,形成了“下灰上紅”獨特的疊合式盆地。

白堊紀之后經(jīng)歷了喜山期構(gòu)造及新構(gòu)造運動的作用,在外動力地質(zhì)作用下,盆地內(nèi)紅層分布區(qū)形成了大量的丹霞地貌。在信江盆地不同的位置,由于紅層巖性、構(gòu)造發(fā)育強度、水系分布等成景要素具有不同的特征,且與其在盆地中的位置有一定的相關性,這些因素在丹霞地貌的形成過程中起到一定的制約作用,它們共同構(gòu)成了信江盆地的成景系統(tǒng),它們單獨或共同作用,在不同的位置形成各具特色的丹霞地貌景觀組合,而在相似的位置上,由于成景要素具有相似特征,經(jīng)歷了相似的演化歷史,形成的丹霞地貌組合具有一定的相似性。

2 信江盆地紅層特征及其分布

2.1 信江盆地紅層發(fā)育及其分布

信江盆地紅層由晚白堊紀的贛州群茅店組和周田組、龜峰群河口組、塘邊組和蓮荷組組成(圖1)。其中贛州群茅店組和周田組主要分布于貴溪南部、弋陽北部、廣豐次級盆地、和玉山次級盆地的南北側(cè);信江盆地中部出露龜峰群,河口組在弋陽-鷹潭次級盆地,主要出露于盆地南側(cè)和東北側(cè),橫峰-上饒次級盆地的南側(cè)和東側(cè),在廣豐次級盆地僅出露于東南角,蓮荷組僅出露于橫峰-上饒次級盆地的中北側(cè)。

早白堊世晚期,由于受太平洋板塊北北西方向左行走滑影響[10,11],中國東南地區(qū)陸內(nèi)俯沖碰撞作用減弱而轉(zhuǎn)入伸展拉張的影響,致使信江盆地由拗陷轉(zhuǎn)化為斷陷,廣豐次級盆地紅層下部夾玄武巖就是形成于板緣快速拉張環(huán)境[12],形成巨厚層的紅色碎屑巖沉積。

早期主要在早白堊晚期,在南、北邊界斷裂的控制作用下,信江盆地從拗陷型轉(zhuǎn)變?yōu)閿嘞菪汀Ｓ捎谂璧啬喜勘蔽湟纳綖榍罢鸬┫到Y(jié)晶基底,強度大,脆性變形發(fā)育,斷陷幅度較大,致使盆地向南傾斜,形成箕狀斷陷盆地,盆地北界為向南傾斜的正斷層,南側(cè)為向北傾斜的正斷層,并發(fā)育超覆不整合,沉積物來自南側(cè)武夷山隆起區(qū),為近源快速堆積。東部上饒-弋陽和廣豐次級盆地南部形成斷塊山崖,在季節(jié)性山麓洪積作用下,堆積了巨厚的茅店組以洪積扇體夾泥石流沉積為特征的紅層沉積,形成一套底部含灰?guī)r、硅質(zhì)巖、火山巖等礫石成分的中、巨礫巖,并不整合于石溪組之上,在廣豐盆地下部夾基性火山巖。隨著盆地的擴張,沉積周田組碎屑巖,向上碎屑物變細,在廣豐盆地周田組上部沉積湖相的淡水灰?guī)r。沉積物由盆地邊緣到盆地中央由礫巖、砂礫巖、含礫砂巖夾細砂巖、粉砂巖組合,厚度1491～3000 m左右。西至貴溪-弋陽次級盆地的南部,與之相當?shù)牡貙邮且惶缀雍嗄屹|(zhì)細砂巖、粉砂巖、泥巖組成的韻律互層,厚1135.64 m,超覆于晚侏羅世火山盆地之上組成疊合式盆地。

圖1 信江盆地白堊紀紅層分布圖Fig.1 D istribution map of Cretaceous red beds in xingjiang basin,Jiangxiprovince

晚白堊世中期,受近東西向邊界斷裂活動控制,盆地兩側(cè)的陸塊形成斷塊山崖,在季節(jié)性洪水的沖蝕下,形成以沖積扇相礫巖、砂礫巖為主的河口組。由于氣候干燥,沉積碎屑物中的鐵質(zhì),經(jīng)化學風化形成氧化鐵,并且不斷擴散、浸染,將沉積物逐漸染成鐵紅色,形成紅色碎屑巖系。隨著盆地的進一步擴張,網(wǎng)狀河及山地徑流匯集于盆地的中部,形成曲流河道,沉積了以砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖發(fā)育大型交錯層理的塘邊組[13]。

晚白堊紀晚期,信江盆地進入消亡期,東部鉛山-上鐃一帶因斷陷作用繼續(xù)下沉接受沉積,形成了厚達千余米的一套洪積-沖積扇體堆積,即蓮河組。在西部貴溪-弋陽次級盆地內(nèi),由于構(gòu)造發(fā)展不均衡性,斷塊抬升首先進入消亡期,蓮河組普遍缺失。塘邊組至蓮河組的沉積體系表現(xiàn)為退積-進積的巖相序列特征,表明盆地已進入了斷陷晚期-萎縮衰亡期。至蓮河期末期,受燕山運動Ⅵ幕的影響,斷陷盆地經(jīng)過構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用,最終結(jié)束了盆地的發(fā)展演化歷史。

2.2 信江盆地紅層巖石學特征

研究的樣品采集于信江盆地的茅店組、周田組、河口組、塘邊組、蓮荷組層位。通過野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)綜合研究,該區(qū)主要的巖石類型為礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖。礫巖主要發(fā)育于茅店組和河口組,砂巖在各時代均有分布,粉砂巖和泥巖見于周田組、塘邊組和蓮菏組。

2.2.1 茅店組

茅店組主要出露于信江盆地中部貴溪南部羅塘、弋陽北、廣豐次級盆地及玉山次級盆地的邊緣帶,以礫巖、砂礫巖為主,其次有少量粉砂巖和泥巖。另外,在廣豐次級盆地中可見玄武巖及中酸性凝灰?guī)r。碎屑巖顆粒的粒度由盆緣至中心變細,其巖石類型可劃分為礫巖、含礫粗砂巖、中砂巖和細砂巖等。

巖石顏色為紫紅色,巖性為中砂巖。碎屑顆粒主要是石英、長石、巖屑和暗色礦物,其石英含量為(7～15)%,鉀長石和斜長石含量為(3～22)%,巖屑含量為(40～53)%,白云母含量<1%。巖屑主要是火山霏細巖巖屑、中基性火山巖屑。形態(tài)多為次棱角狀、分選差、磨圓度差,填隙物以鈣質(zhì)膠結(jié)為主,少量的鐵質(zhì)膠結(jié),雜基為泥質(zhì)。膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主,其次是基底式膠結(jié)。巖石具有典型的含礫砂質(zhì)結(jié)構(gòu),顆粒支持的碎屑巖結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,成分成熟度較差。碎屑顆粒略顯定向排列。由于壓實作用,片狀礦物白云母發(fā)生彎曲。個別樣品見石英有自生加大現(xiàn)象。長石以酸性斜長石為主,部分已絹云母化,其次是鉀長石,且發(fā)育卡氏雙晶。

2.2.2 周田組

周田組在盆地出露與茅店組基本一致,并與其呈整合接觸。周田組以粉砂巖、泥巖為主,夾薄層細砂巖。盆地邊緣發(fā)育薄層礫巖、砂礫巖,且?guī)r石中普遍含芒硝。盆地沉積充填序列上段見膏鹽層。

巖石顏色為紫紅色,巖性為含礫細砂巖。碎屑顆粒主要是石英、長石和巖屑,其石英含量為(10～40)%,酸性斜長石含量為(2～5)%,巖屑含量為(14～49)%,少量白云母。巖屑主要是火山霏細巖巖屑、流紋質(zhì)巖屑及少量變質(zhì)石英巖巖屑。形態(tài)為次棱狀-次圓狀,分選性、磨圓度較差,鈣質(zhì)膠結(jié),膠結(jié)類型以基底式膠結(jié)為主,雜基支撐顆粒碎屑結(jié)構(gòu)。鏡下見石英有溶蝕港灣和加大邊現(xiàn)象,長石絹云母化強烈。

2.2.3 河口組

河口組在信江盆地內(nèi)分布較廣,是丹霞地貌的主要成景地層,主要分布于盆地邊緣的南北兩則,以沖積扇為主,巨厚層狀,與下伏贛州群呈平行不整合或直接角度不整于早白堊系及更老的地層之上。區(qū)內(nèi)發(fā)育紫紅、磚紅色礫巖、含礫粗砂巖和粗砂巖。

河口組礫巖在盆地不同位置其礫石成分不同,如在盆地西南側(cè)龍虎山一帶,礫石主要為火山巖,大小混雜,分選性差,其物源主要為盆地南側(cè)侏羅系火山碎屑巖,為近源快速堆積產(chǎn)物。在盆地中部龜峰,礫石粒度變小,有一定的分選性,礫石以火山巖為主,內(nèi)有小量灰?guī)r礫石,表明礫石經(jīng)過一段距離的搬運,該礫巖的物源主要來自盆地南側(cè),但也有北側(cè)碎屑物的加入。

鏡下碎屑顆粒主要是石英、長石和巖屑,少量的白云母、黑云母,自生礦物黃鐵礦以及微量的鋯石重礦物。其石英含量為(30～50)%,長石含量為(1～10)%,巖屑含量為(25～70)%。副礦物巖屑類型復雜多樣,主要是火山霏細巖屑、凝灰?guī)r巖屑,其次是砂巖巖屑、變質(zhì)巖巖屑等。多數(shù)火山巖巖屑發(fā)生絹云母化和高嶺石化,而砂巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑相對較穩(wěn)定。填隙物為鐵質(zhì)膠結(jié)物和粘土雜基,鐵質(zhì)膠結(jié)物為(10～15)%,膠結(jié)類型為接觸式膠結(jié)。雜基含量為(10～20)%,支撐類型以雜基支撐為主。粘土物質(zhì)吸附Fe3+,在顆粒周圍呈褐紅色。碎屑顆粒形態(tài)主要為棱角-次棱角狀,少量的為次圓狀,分選差、磨圓度差。石英以單晶石英為主,其它的主要是變質(zhì)石英巖巖屑,含有大量氣液包裹體,大多數(shù)為波狀消光,個別的為多次旋回的沉積石英,見有明顯自生加大邊。長石以具有格子雙晶微斜長石為主,表面干凈,酸性斜長石少量。

2.2.4 塘邊組

塘邊組主要分布于信江盆地的中部信江河兩岸。巖石主要為細砂巖和粉砂巖,以粒度小、分選好、方解石含量高為特征,發(fā)育大型交錯層理,為河湖相沉積,與下伏河口組成平行不整合接觸。

碎屑物顆粒主要為石英、巖屑和少量的長石、白云母,自生礦物為黃鐵礦。石英含量變化較大(40～70)%,巖屑含量為(5～30)%,長石含量一般小于10%。巖屑類型復雜多樣,主要是火山霏細巖巖屑、凝灰?guī)r巖屑,其次是砂巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑。大多數(shù)樣品中碎屑顆粒形態(tài)為次棱角狀-次圓狀,個別為圓狀,分選、磨圓度較好。填隙物為鈣質(zhì)膠結(jié)物、鐵質(zhì)膠結(jié)物和粘土雜基,大部分樣品以鈣質(zhì)膠結(jié)為主,其含量為(5～45)%,個別樣品中方解石為亮晶膠結(jié)物,發(fā)育沿菱形解理長對角線的雙晶紋。膠結(jié)類型為接觸式膠結(jié)和基底式膠結(jié),顆粒支撐類型為碎屑顆粒支撐,雜基支撐。長石以鉀長石為主,表面較為干凈,其次是酸性斜長石,部分已蝕變。

2.2.5 蓮荷組

蓮荷組在盆地內(nèi)分布較局限,只出露于橫峰-上饒次級盆地的中北部,為信江紅盆最上部地層,下與塘邊組呈整合接觸。巖石類型有礫巖、砂礫巖,少量砂巖、粉砂巖和泥巖。蓮荷組地層碎屑物粒度從北向南,由下向上變粗。盆地北部邊緣為巨厚層狀礫巖、含礫砂巖,是該組中丹霞地貌主要成景地層。

手標本巖石為紫紅色中砂巖。碎屑物顆粒主要為石英、長石和巖屑,少量白云母,其石英含量為35%,長石含量為5%,巖屑含量為15%。巖屑主要為火山霏細巖巖屑,其次是少量變質(zhì)石英巖巖屑。見石英有自生加大邊現(xiàn)象,長石以酸性斜長石為主,絹云母化較為強烈。填隙物以鈣質(zhì)膠結(jié)物為主、少量鐵質(zhì)膠結(jié)物和粘土雜基。膠結(jié)類型為基底式膠結(jié)。

2.3 巖石地球化學特征

可溶性碳酸鹽含量對丹霞地貌的形成有重要的影響。通過加酸實驗和鏡下觀察發(fā)現(xiàn),可溶性碳酸鹽的組成主要為石灰?guī)r巖屑和碳酸鹽膠結(jié)物(表1)。不同地層中所采集樣品中可溶性碳酸鹽含量變化很大,在0～15%之間變化。

2.3.1 贛州群

贛州群茅店組所采集巖石樣品有礫巖、含礫砂巖及砂巖等,所有樣品加酸均不同程度起泡,野外調(diào)查與鏡下觀察表明,茅店組主要以鈣質(zhì)膠結(jié)為主,且自下而上方解石含量增加,由5%到17%,與CaO含量測試的結(jié)果一致,CaO含量1.25%至9.33%(表1)。因此自下而上巖石的可溶性增加,巖石極易發(fā)生化學溶蝕作用。

2.3.2 龜峰群

龜峰群下部河口組至塘邊組下部,可溶性巖石的含量普遍較少,主要以鐵質(zhì)交結(jié)為主,不含方解石或含量極少,加酸均不起泡;塘邊組上部至蓮荷組以鈣質(zhì)膠結(jié),含量達15%,加酸均有不同程度的起泡現(xiàn)象。鏡下觀察與CaO含量測試的結(jié)果一致,龜峰群CaO含量,下部只有0.29%～0.40%,而上部含量達3.62%～7.14%(表1)。

表1 信江盆地紅層巖石樣品部分氧化物含量測試結(jié)果Table 1 Contents of part of oxides in red bed rock samples from Xinjiang basin

3 信江盆地紅層地貌發(fā)育特征

白堊紀末,南部武夷山快速隆起,信江盆地結(jié)束斷陷盆地的演化歷史,區(qū)域處于剝蝕狀態(tài),只在盆地的中部局部地區(qū),接受第三紀沉積。進入新生代,特別是第四紀以來,在新構(gòu)造運動的作用下,區(qū)域內(nèi)總體處于隆升狀態(tài),但由于盆地邊界斷層差異性活動,造成盆地內(nèi)的不均衡隆升,在盆地邊緣地區(qū)隆升大于盆地內(nèi)部,其結(jié)果是盆地的中部低而南北兩側(cè)高,形成現(xiàn)代地貌上的一個“紅盆地”地貌。

在盆地的邊緣地區(qū),由于地勢高,信江盆地的一些支流發(fā)育,河流強烈下切,因而地貌演化發(fā)育進度快,地貌演化程度高。在一些斷層活動強烈、節(jié)理發(fā)育的邊緣地區(qū),受流水侵蝕、重力崩塌等作用,形成一些丹霞地貌,其發(fā)育處于青年至壯年期(如鉛山縣的仙人寨)、壯年期(龍虎山仙水巖)、老年早期(弋陽龜峰)等(表2)。

在盆地的中心地區(qū),節(jié)理發(fā)育程度弱,紅層的切割不強烈,河流主要沿一些區(qū)域性節(jié)理發(fā)生侵蝕、溶蝕、風化作用,河流的下切程度不高,沒有形成一些高大的崖壁,因而重力崩塌作用較弱。這一地區(qū),地貌發(fā)育的進度慢,地貌演化程度較低,差異風化作用較弱,地貌的分異度較低。只在流水活動強烈的地區(qū),如信江河的河岸地區(qū),可形成一些低矮的崖壁,由于紅層為鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖,溶蝕作用較強,往往形成一些具有圓頂?shù)膸r丘型丹霞地貌,其中也發(fā)育大型的巖洞群。而其它大部分地區(qū)則主要為河流沖積平原。

介于盆地邊緣和盆地中心的中間地帶,節(jié)理的發(fā)育程度介于前兩者之間,河流的地質(zhì)作用也較前兩者弱,這些地區(qū)的地貌發(fā)育的進度、演化程度也介于前兩者之間,因而這些地區(qū)往往以峽谷、嶂谷、巷谷、巖墻、方山等景觀組合的丹霞地貌,崖壁的高度介于前兩者之間。

總體上,信江盆地內(nèi),由于受邊界及盆地內(nèi)部斷層活動、節(jié)理密度、水系發(fā)育以及紅層的巖性特征控制。在信江盆地內(nèi),從盆地邊緣向盆地中心地區(qū),地貌發(fā)育呈如下特征:邊緣峰林型“頂斜”丹霞地貌→過渡地區(qū)峽谷方山型“頂平”丹霞地貌→中部巖丘型“頂圓”丹霞地貌。其它構(gòu)造、水系不發(fā)育的地區(qū)則主要形成紅色平原地貌。因此丹霞地貌是受紅層巖性、斷層與節(jié)理、流水、重力等因素共同制約,這些因素構(gòu)成的丹霞地貌成景系統(tǒng)。

表2 信江盆地不同區(qū)域丹霞地貌特征對比Tab.2 Comparison of features of Danxia landforms in different areas in Xinjiang basin

4 信江盆地紅層與丹霞地貌景觀的關系

信江盆地中,晚白堊斷陷盆地環(huán)境中形成的贛州群和龜峰群紅層,它們的巖石學性質(zhì)不同,在后期的構(gòu)造和外動力作用下形成不同的紅層地貌,其中贛州群茅店組和龜峰群的河口組、塘邊組和蓮荷組是信江盆地丹霞地貌發(fā)育的層位。

4.1 茅店組紅層與丹霞地貌

茅店組主要出露于信江盆地的南北邊緣地帶,主要分布于貴溪南部、弋陽北部、廣豐次級盆地、和玉山次級盆地的南北側(cè),其中以廣豐次級盆地分布最廣,是廣豐次級盆地主要充填巖系,以廣豐九仙山和六石巖地區(qū)丹霞地貌發(fā)育最典型,以復式單斜山、石寨、石峰、峰林、石柱、石崖、巷谷、一線天、造型石等類型為特征。

九仙山和六石巖位于廣豐次級盆地的西南緣和東南緣,該地區(qū)茅店組由沖積扇相扇頂部巨厚層礫巖、砂礫巖組成,為近源快速堆積。這些地層由于厚度大且抗風化作用的能力相近,受近直立的網(wǎng)格狀節(jié)理切割,在流水侵蝕、溶蝕和重力崩塌作用下,往往形成典型的丹霞地貌景觀[14]。在廣豐次級盆地中部桐畈一帶,局部地層中也形成一些陡崖,但由于組成陡崖的地層由中厚層含礫砂巖、砂巖和粉砂巖及少量泥層組成。這些地層抗風化作用的能力相差很大,往往形成階梯狀的陡崖,抗風化能力強的砂礫巖形成陡坡,抗風化能力弱的細砂巖、泥巖則形成緩坡,其上生長著茂密的植被。而該盆地其它地區(qū),如廣豐縣至五都一帶,這些地層主要出露于豐河的侵蝕夷平面上的小山丘,或由于紅層巖性主要為湖相的細砂巖、泥巖,或由于湖相地層為非紅色,因此它們形成的地貌不是丹霞地貌。

其它地區(qū)出露的茅店組主要為紅色丘陵地貌,如在貴溪南部羅塘地區(qū),這些地區(qū)的茅店組為中厚層礫巖、砂礫巖、砂巖,由于信江支流羅塘河流經(jīng)該地區(qū),大部分地區(qū)經(jīng)剝蝕并被第四系堆積物覆蓋,只在西南邊緣地帶形成一些紅色丘陵地貌,遙感影像上為紅色斑塊狀,雖為紅層地貌,因缺少高大的陡崖壁,不屬于丹霞地貌。

4.2 河口組紅層與丹霞地貌

河口組廣泛分布于信江盆地南北盆地邊緣,是信江盆地中出露面積最大的紅層,是信江盆地丹霞地貌主要的成景地層。由于其以巨厚層礫巖、砂礫巖組合為特征,加之分布于盆地邊緣地區(qū),受邊界斷層活動影響,產(chǎn)生差異性隆升,地層產(chǎn)狀發(fā)生明顯變化,并受斷層和節(jié)理的切割,在外動力地質(zhì)作用下形成最具特色的丹霞地貌,其中以鷹潭龍虎山和弋陽南部地區(qū)最典型。該組形成的丹霞地貌以石寨、石墻、巷谷、峰林、石峰、石柱、石崖、巷谷、一線天、造型石等景觀類型,具有“頂斜”的特征。

弋陽龜峰丹霞地貌分布區(qū)位于信江盆地中部弋陽縣南部盆地邊緣地區(qū),該處出露的河口組紅層為巨厚層的礫巖、砂礫巖。巖性自下而上可分為三段:下部厚層、巨厚層礫巖層段;中部厚層砂礫巖、含礫砂巖層段;上部為巨厚層礫巖。三個巖層段形成的丹霞地貌景觀各有不同的特征,下部礫巖段出露于盆地南部駱駝峰的下部山體基座至半山腰處,構(gòu)成駱駝峰側(cè)面陡崖壁的下部地層巖;中段厚度大約50m左右,該巖性段是龜峰景區(qū)造型石的成景地層,地層向北傾,傾角約30°,由南向北,該層位地形標高漸降底,發(fā)育的造型石有天外來客、豬八戒、老鷹峰、老人峰等;上部巖性段是龜峰地區(qū)峰林地貌的成景地層,以高大的陡崖壁為特征。

4.3 塘邊組紅層與丹霞地貌

塘邊組主要分布于盆地的中部,從盆地西部鷹潭-貴溪,中部弋陽,向東經(jīng)橫峰到上饒一線。巖性為河流-湖泊相的砂巖、含礫砂巖,發(fā)育大型交錯層理。該組也是信江盆地丹霞地貌主要的成景地層之一。大型交錯層理在陡崖壁上構(gòu)成奇特的“天然畫屏”。由于塘邊組砂巖分選性較好,巖性單一,厚度大且以鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié),在盆地中部構(gòu)造切割較弱而河流地質(zhì)作用強,地層產(chǎn)狀變化不大,即差異性隆升不明顯,處于整體抬升狀態(tài),信江水沖刷、侵蝕,形成“圓頂”的巖丘型丹霞地貌,巖丘的崖壁坡度50～70°在之間,只沿一些區(qū)域性節(jié)理可形成較低矮的陡崖壁。同時在信江河兩岸沿岸一線崖壁上,經(jīng)信江水侵蝕,并在物理風化和化學風化作用下,形成大型巖洞,大的可達上千平米規(guī)模,并成群出現(xiàn),如弋陽的南巖寺巖洞群、鉛山的章巖寺巖洞。

4.4 蓮荷組紅層與丹霞地貌

蓮荷組分布于信江盆地的中東部的北側(cè)橫峰-上饒一線,巖性組合為沖積扇相礫巖、礫砂巖、砂巖,頂部夾細砂巖和泥巖,是信江斷陷盆地最上部的地層。該組巖性變化較大,在盆地北側(cè)邊緣一帶主要為厚層礫巖、砂礫,盆地中部為砂巖。由于巖石學性質(zhì)特征,在盆地北側(cè)邊緣地帶,受盆地邊界斷層活動影響,地層產(chǎn)狀變化較大,可達30°左右,有的達40°以上,形成“頂斜”的石峰、石柱、石崖、穿洞、巖洞等景觀組合,如油桐石、月巖等景觀;而盆地的中部受構(gòu)造和巖性控制,形成的丹霞地貌以“頂圓”的丹霞巖丘型景觀為特征。蓮荷組砂礫巖也為鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié),在北側(cè)邊界地區(qū)也形成一些大型的巖洞,如橫峰東10余千米處浙贛鐵路線北側(cè),當?shù)卮迕駥⒁粠r洞筑成房子供其居住。

5 結(jié)論

基于以上分析表明,信江盆地丹霞地貌發(fā)育不僅與紅層的性質(zhì)有關,同時也與紅層在盆地內(nèi)的出露有關,主要認識如下:

(1)信江盆地丹霞地貌的成景地層為贛州群茅店組和龜峰群的河口組、塘邊組和蓮荷組,巖石主要為巨厚層的礫巖、含礫砂巖和砂巖,其中龜峰群是主要的成景地層。

(2)分布于盆地邊緣的茅店組、河口組和蓮荷組以發(fā)育高大“頂斜”型的峰林、峰叢型丹霞地貌組合為特征。分布于盆地中部的河口組上部地層和塘邊組中以發(fā)育頂圓型低矮的圓丘狀丹霞地貌組合為特征,廣泛發(fā)育大型巖洞。兩者之間地區(qū)的丹霞地貌主要分布于斷裂帶或信江支流分布區(qū)域,以頂平型丹霞地貌組合為特征。

(3)丹霞地貌類型與成景地層的巖石學、地球化學特征以及巖層厚度相關。當成景地層以鐵質(zhì)膠結(jié)為主,鈣質(zhì)膠結(jié)弱,可溶性成分含量低的厚層礫巖、含礫砂巖發(fā)育的丹霞地貌景觀則崖壁高大。巖層厚度較小,弱的鈣質(zhì)膠結(jié)或泥質(zhì)膠結(jié)的礫巖、含礫砂巖中則以發(fā)育造型石景觀為特征。鈣質(zhì)膠結(jié)中等、可溶性成分含量中等、厚度大的砂巖則以發(fā)育大型巖洞為特征,景觀頂部呈圓丘狀。而以鈣質(zhì)膠結(jié)為主、可溶性成分含量較高的細碎屑巖中不易型丹霞地貌。

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A study on the red beds and its landforms in Xinjiang Basin

J I AN G Yong-biao1,GUO Fu-sheng1,Hu Zhong-hua2,W u Zhi-yong2,ZHAN G Ce1
(1.Geolog ical R esource Econom ics and M anagem ent R esearch Center of East China U niversity of T echnolgoy,Fuzhou344000,China)
(2.L and and R esources B ureau of L onghushan T ourist Spots,Y ing tan33500,China)

The strata that formed Danxia landform s in Xinjiang basin,Jiangxi province are terrestrial red classic rocks of late Cretaceous.The development of Danxia landform s, landscape types,assemblages andtheir distributioninthe basin are controlled by thickness,lithological and geochem ical features and distribution of red beds.In the marginal parts of Xinjiang basin there are exposed very thick bedded rocks including conglomerate,pebbled sandstone and sandstone of M aodian formation,Hekou formation and L ianhe formation,the cements in the rocks are mainly ferric and calcareous,thus the contents of soluble components are low.These red beds are characterized by development of Danxia landform s w ith oblique-shaped peaks,upright-shaped peaks and cluster-shaped peaks.The strata of upper Hekou formation and Tangbian formation in them iddle parts of basin are mainly composed of thick or very thick bedded sandstone and pebbly sandstone w ith large-scale cross beddings,the cements in the rocks are mainly calcareous and the contents of soluble components are very low,they are characterized by development of Danxia landscapes w ith low knoll-shaped landform assemblages,the typical landscape types of the basin are big stone caves along the banks.In the transitional parts of the basin,there are exposed mainly sandstone and pebbled sandstone of upper Hekou formation,Tangbian formation and lowerL ianhe formation,they formed Danxia landform assemblages of mesas,narrow valleys,stone cliffsw ith flat tops.The fine grained clastic rocks,in which the cements are mainly calcareous and the contents of soluble components are high,generally can not form Danxia landform s.

red beds;lithologic characters;Danxia landform s;landscape type; Xinjiang basin

book=235,ebook=161

P534.5

A

1671-4814(2010)04-235-10

2010-04-20基金項目:江西省高校人文社會科學重點研究基地東華理工大學地質(zhì)資源經(jīng)濟與管理研究中心項目(編號: 09KJ01)、江西省高校人文社科2010規(guī)劃項目(編號:JC1002)和龍虎山世界地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡保護項目(2010)共同資助。

姜勇彪(1969～),男,江西玉山人,副教授,博士,主要從事旅游地學教學和研究工作。