丹霞地貌的奇峰異石(如陡峭的赤壁、孤立的山峰、狹窄的石巷、石柱、天生橋等)是流水侵蝕和重力崩塌共同作用的結果,其基礎是特殊的紅層沉積巖和垂直節理。以下詳細解析這一過程:
核心基礎:紅層與垂直節理
紅層沉積:
- 丹霞地貌發育在巨厚的陸相紅色碎屑巖(砂巖、礫巖、泥巖)上。
- 這些巖石形成于古代(主要是中生代)干旱-半干旱氣候下的內陸盆地(如河流、湖泊、沙漠環境)。
- 巖石中的鐵質在氧化環境下形成紅色的氧化鐵(赤鐵礦),賦予其鮮艷的紅色外觀。
垂直節理發育:
- 巖石在成巖過程中或受后期構造運動影響,產生了大量垂直或近垂直的裂隙,稱為節理。
- 這些節理將巨厚的巖層切割成一個個巨大的“巖塊”,為后期的侵蝕和崩塌提供了天然的薄弱面。
核心塑造力 1:流水侵蝕
流水侵蝕是塑造丹霞地貌形態的主要外營力和起始動力,作用方式多樣:
地表水沖刷(片流與溝谷水流):
- 雨水沖刷斜坡:雨水沿紅層斜坡表面流動,沖刷掉松軟的泥質和膠結物,使巖石表面變得粗糙,并逐漸形成細小的溝痕。
- 溝谷下切與溯源侵蝕:
- 水流匯聚形成溪流,沿著巖石中已有的節理或薄弱帶下切,形成溝谷。
- 水流不斷向源頭(上游)侵蝕,使溝谷加深、延長、加寬,將連續的巖體分割開來。
- 這是形成峽谷、巷谷(一線天)的主要方式。
地下水溶蝕與潛蝕:
- 溶蝕:紅層中的鈣質、石膏等可溶性膠結物被含有二氧化碳的地下水緩慢溶解帶走。
- 潛蝕:地下水沿節理流動,沖刷帶走松散的砂粒和泥質,使節理縫隙逐漸擴大。
- 這兩種作用削弱了巖石內部的連接,為后續的崩塌創造條件。在巖壁下方形成凹槽或巖洞。
瀑布、跌水侵蝕:
- 當水流遇到巖石硬度的差異(如下方泥巖較軟)或節理帶時,會形成瀑布或跌水。
- 瀑布跌落處的水力沖擊和漩渦淘蝕,強烈沖刷下方較軟的巖層或節理縫隙,形成深潭,并不斷掏空瀑布上方的巖體基部(掏蝕作用),使上覆巖體懸空。
形成特殊微地貌:
- 落水洞/豎井:水流沿垂直節理強烈下滲、溶蝕、潛蝕形成。
- 天生橋:流水(通常是地下河或地表溪流)強烈側蝕和掏蝕,穿透了狹窄的巖墻(石梁)基部,使上部巖體形成橋狀。
核心塑造力 2:重力崩塌
重力崩塌是流水侵蝕發展到一定階段后,塑造丹霞地貌陡峭、險峻形態的關鍵過程,其作用具有突發性和大規模改造性:
崩塌的前提條件 - 流水侵蝕的鋪墊:
- 掏蝕形成凹槽/巖洞:流水(特別是瀑布、跌水)對巖壁基部持續的掏蝕作用,形成凹進的巖槽或洞穴。
- 節理擴大:流水(地表、地下水)沿垂直節理的侵蝕、溶蝕、潛蝕作用,使節理縫隙不斷加寬、加深。
- 巖體懸空與失穩:基部的掏蝕和節理的擴大,使得上部的巨大巖塊失去下方的有效支撐,同時側面因節理擴大而與周圍巖體的連接減弱,最終失去平衡。
崩塌發生:
- 在重力作用下,失去支撐和平衡的巨大巖塊(可能是一整面崖壁或一個巖柱的一部分)沿著已有的垂直節理面發生突然的、大規模的斷裂和墜落。
- 崩塌下來的巖塊堆積在崖腳,形成崩積物。
崩塌塑造的典型地貌:
- 陡崖(赤壁丹崖):崩塌使巖壁后退,形成高大、連續、近乎垂直的陡崖。這是丹霞地貌最標志性的景觀。
- 孤峰、石柱、石堡:崩塌作用將原本連在一起的巖體分割開來,殘留的部分形成孤立的山峰、城堡狀山體。持續的崩塌會使這些殘留體越來越小、越來越高聳,形成石柱。
- 巷谷/一線天加寬:兩側巖壁的崩塌使原本狹窄的巷谷(由流水侵蝕形成)逐漸加寬。
- 天生橋的加固與破壞:崩塌可能摧毀脆弱的天生橋,也可能通過清除橋體周圍不穩定的巖石而使橋體更突出、更堅固(取決于崩塌位置)。
- 新的陡崖面:崩塌后暴露出新的、相對完整的巖石斷面,成為新的陡崖,其基部又成為流水新一輪侵蝕和掏蝕的目標,為下一次崩塌做準備。
流水侵蝕與重力崩塌的協同作用
侵蝕先行,崩塌殿后:流水侵蝕(尤其是下切、側蝕、掏蝕)是持續緩慢的基礎過程,它
削弱巖體結構,為崩塌創造條件。崩塌則是
階段性、突變性的,它大規模地
改造地形,使地貌變得陡峭險峻,并暴露出新的侵蝕面。
循環往復:崩塌后形成新的陡崖和崖腳崩積物。流水繼續在新的陡崖基部進行掏蝕,并沖刷、搬運崩積物。同時,流水繼續沿節理侵蝕。當新的巖體再次被侵蝕到失穩狀態時,下一次崩塌又發生了。如此循環往復。
共同塑造奇峰異石:
- 孤峰、石柱:流水侵蝕將大巖體分割,重力崩塌將分割體進一步分離、縮小,殘留形成孤峰石柱。
- 陡崖(赤壁):崩塌是形成高大連續垂直陡崖的直接原因,而流水侵蝕(特別是基部掏蝕)是崩塌的必要前提。
- 天生橋、石拱:流水侵蝕(側蝕、掏蝕)穿透巖墻基部,崩塌則清除掉周邊不穩定巖石,使其形態更清晰。
- 巷谷(一線天):流水下切是初始形成者,崩塌則使其加寬。
- 巖槽、巖洞:流水(地下水、瀑布)溶蝕、潛蝕、掏蝕形成雛形,崩塌有時會擴大其規模。
總結
丹霞地貌的奇峰異石是特殊物質基礎(紅層+垂直節理)在流水侵蝕和重力崩塌長期、反復、協同作用下形成的:
- 流水侵蝕:是基礎動力,負責切割、下切、沖刷、溶蝕、潛蝕、掏蝕,將巖體分割、掏空、削弱,形成溝谷、巷谷、凹槽、洞穴雛形。
- 重力崩塌:是關鍵飛躍,在流水侵蝕造成巖體失穩后,以突變方式大規模改造地形,直接形成陡崖、孤峰、石柱,并加寬巷谷、改造天生橋等。
- 協同循環:流水侵蝕為崩塌創造條件,崩塌改造地形并為流水侵蝕提供新戰場,兩者循環往復,共同雕琢出丹霞地貌的險、奇、秀、美。
這種獨特的侵蝕-崩塌組合模式,加上醒目的紅色巖層,造就了舉世聞名的丹霞景觀。