《阿拉善高原南缘额日布盖丹霞地貌及成因研究》

摘要：本文研究了阿拉善高原南缘山地的额日布盖丹霞地貌及成因。通过野外实地科学考察，额日布盖峡谷发育了典型的丹霞地貌，以“千佛洞”式丹霞崖壁、普遍发育的风化壁龛、“宝塔”式石峰、崩积石等地貌形态组合为特征的干旱区峡谷丹霞地貌。额日布盖峡谷丹霞地貌经历了早期以流水侵蚀、重力崩塌为主，中期以物理风化为主，后期以干寒风化加剧崩塌和风蚀改造为主的地貌发育过程。研究区“千佛洞”式丹霞为丹霞地貌增添了新的类型，丹霞崖壁上“风化壁龛”发育，为地貌发育过程提供了新标本。

关键词：丹霞地貌；“千佛洞”式丹霞崖壁；“宝塔”式石峰；崩积石；风化壁龛；阿拉善高原；额日布盖。

0研究区概况

0.1 位置及分布

研究区地处内蒙古阿拉善高原南缘山地，行政隶属内蒙古自治区阿拉善右旗巴丹吉林镇，位于巴丹吉林镇以南54 km。地理坐标为E101°34′50″、N30°46′48″。研究区东临雅布赖山、南望河西走廊民勤县，西邻河西走廊龙首山地，北接巴丹吉林沙漠，现归属于巴丹吉林沙漠世界地质公园的额日布盖园区。见图1。研究区面积约50 km2。

                  图1. 额日布盖丹霞地貌谷地理位置

0.2 地理环境及特征

研究区地处亚洲内陆高原，干旱少雨，风大沙多。降水量小于200 mm、蒸发量2400~4200mm，年日照时数达2600～3500 h，年太阳总辐射量147～165kca/cm2。常年盛行西北风，平均风速每秒2.9～5 m，年均风日70 d左右，形成典型的大陆性气候。北部接壤的巴丹吉林沙漠是我国第二大流动沙漠和亚洲“沙尘暴”的源区。研究区位于阿拉善高原南缘低山丘陵荒漠地带，人烟稀少、经济欠发达的自然散养畜牧业地区。

1 丹霞地貌形成的地质基础

1.1 红层与岩性

1.1.1 红层时代与层序

研究区丹霞地貌发育的红层据区测地质1:50地质图资料，地质时代为早白垩世。地层区划属于阿拉善分区新民堡群（K1x）。为一套巨厚橙红色河湖、山麓相碎屑岩层组成，厚度达55~150 m（未见底）。实测岩层产状355°倾角15°，区域地层资料与下伏地层为角度不整合接触。

1.1.2 红层的岩性与发育特征

研究区丹霞地貌发育的红层岩性为巨厚橙红色河湖、山麓相碎屑岩层组成，呈厚层状，局部夹砂泥质透镜体。岩石的碎屑物主要为粒径2~15 cm不等、大小混杂、分选差的次圆~次棱角状砾石、粗砂等岩屑构成。岩石的胶结物主要为钙泥质呈接触式胶结，胶结程度较低，岩石孔隙发育不致密。岩层中的砂泥质透镜体呈长条扁豆状，长轴方向25~60cm，一般多在岩层层面发育，碎屑物成分为细砂、粉砂夹泥土，多为泥质胶结，较松散，常见成为风化营力侵入的通道与空间而形成风化孔洞和壁龛。碎屑岩层风化面土红色，新鲜面橙红~灰白色。

1.2 地质构造与演化

地质发展史上，阿拉善高原属于一个稳定的抬升剥蚀台地。中生代时期发生的燕山运动，形成了该区域东北—西南走向的隆起和沉降的构造骨架。早第三纪时期，燕山运动所形成的崎岖不平的地形经过几千万年相对稳定的夷平阶段，该区地形已变得相当低平，成准平原状态。晚第三纪期间喜山运动达到高峰，已被削成低而平的内蒙古高原和山地沿着原构造线再度隆起并有挠曲、断层和玄武岩喷发，该区域也在地壳不断抬升成为我国地形的第二级阶梯。在中更新世发生的新构造运动中，阿拉善高原及边缘山脉大幅度抬高，经历了一 次范围广大、程度深刻的荒漠化时期。地面流水作用为干燥剥蚀作用所代替，地层剖面中也显示出河湖沉积转为风砂堆积为主。西北风强烈，第三系和第四系的河湖砂砾层被风吹蚀，细粒物资被强风席卷而去，在阿拉善高平原低洼地的河湖沉积物被盛行风剥蚀形成了巴丹吉林和腾格里沙漠，在高原西北部地区，留下了大片粗砂和戈壁滩，地形大势完全与现代一致。

2 丹霞地貌类型与地貌形成过程

2.1 主要地貌类型

额日布盖大峡谷景区总长约5 km，南北走向，峡谷尽头又分为东南走向和西南走向两条峡谷，呈“Y”字型。峡谷两侧橙红色岩崖高耸，“宝塔”林立，怪石成群。常见的地貌类型有“千佛洞”式丹霞崖壁、宝塔式石峰和崩积石（危岩）等。

2.1.1 “千佛洞”式丹霞崖壁

丹霞崖壁是额日布盖大峡谷最壮观、常见的丹霞地貌类型之一。由于区域地壳运动以稳定抬升为主，丹霞崖壁大多与地面垂直呈陡立状，高度10~30 m不等，沿峡谷走向延伸。峡谷两侧崖壁均有发育，峡谷最宽处40~50 m，最窄处3~5 m。丹霞崖壁底部常见沿岩层垂直裂隙崩塌形成的崩积岩块和坡麓风化堆积物。因此，额日布盖大峡谷的丹霞地貌完全符合“顶平、壁陡、麓缓”的定义特征，属于发育在干旱内陆高原区的典型丹霞地貌。

极其发育的风化壁龛是额日布盖大峡谷丹霞崖壁的特征之一。峡谷丹霞崖壁上层层叠叠，从上至下、遍布大小不等的风化孔洞和壁龛。这些风化孔洞和壁龛的长轴方向与岩层平行，最小孔洞仅10 * 5 * 5 cm3，最大洞窟达750 * 600 * 500 cm3以上。而且丹霞崖壁上发育的奇窟异洞许多首尾相通，成为野生动物岩羊、野鸽的天然巢穴。丹霞崖壁上发育的风化孔洞和壁龛远观极似“千佛洞”，“千佛洞”成为额日布盖大峡谷最壮观的地貌景观之一。

2.1.2 “宝塔”式石峰

宝塔式石峰也是额日布盖大峡谷最常见的丹霞地貌类型。常发育在构造线交汇的峡谷转弯部位或丹霞崖壁的上部。宝塔式石峰最大石峰单体直径约8~10 m，高约15~25 m，与丹霞崖壁上半部完全分离、下半部相连。有的石峰上还有与峰顶脱离的、形态奇特的怪石，如北京猿人头像、如佛祖坐像、或如龙首、仙桃等，游客移步换景、引人遐想。形成宝塔石峰的岩层上也发育风化孔洞和壁龛，壁龛的岩层仿佛多层塔檐，石峰顶部的怪石形似佛塔宝顶，风化壁龛仿佛佛塔的窗户，远观如佛教寺庙的“红佛塔”耸立赤壁丹崖之上无比庄严，宝塔式石峰是额日布盖大峡谷最醒目的“亮点”地貌景观。

2.1.3 崩积石（危岩）

额日布盖大峡谷的白垩纪橙红色碎屑岩层形成以来经历了一亿多年的内外营力的侵蚀与改造，崩积石也是额日布盖大峡谷常见的丹霞地貌类型。大峡谷早期在地壳抬升和桡曲内动力作用下掀斜，并发生垂直区域主构造线方向的断裂，流水侵蚀沿断裂构造下切侵蚀形成了峡谷雏形，长期发生的流水侧旁侵蚀和重力崩塌使峡谷岩壁后退、峡谷变宽，巨大的崖壁重力崩塌物质即为崩积石，也成为危岩。额日布盖大峡谷中丹霞崖壁上由于重力崩塌产生的崩积石（危岩）数量众多，峡谷中部有块巨大的崩积石（危岩）称为“一线天”，体积约有200多m3，崩积危岩基部已经风化脱离岩壁坐落坡麓，上部斜靠在丹霞岩壁上，与岩壁之间有60~100 cm的缝隙，景区命名为“一线天”景点供游客穿越观赏。此外，峡谷中还有一块崩积石如房间大小，上小下大如青蛙状，命名为“石蛙问天”。崩积石在峡谷里遍地均是，大如楼房、小如卧羊，外形如动物、如断桥、似卧虎，千奇百怪的崩积石是额日布盖大峡谷景区吸引游客前来游玩的形象名片。

2.2 地貌成因与发育过程

2.2.1 地貌成因分析

我们现在看到的额日布鲁丹霞大峡谷地貌的基本结构和形态，是地球内、外营力长期综合作用的结果。据野外实地考察和室内区域地质资料分析，额日布盖大峡谷的丹霞地貌形成与发育经历了早期地壳沉降沉积成岩、中期地壳稳定抬升接受剥蚀夷平、后期构造运动掀斜桡曲使岩层倾斜与断层切割丹霞谷形成、晚近时期干寒交替的风化加剧丹霞地貌改造等四个演化阶段。

2.2.2 地貌发育过程

丹霞地貌形成与发育的第一阶段——早期发生的印支运动造成了大型山间盆地，接受了中生代白垩纪河湖、山麓相厚层橙红色砂砾物质沉积，构成了丹霞地貌发育的物质基础。

丹霞地貌形成与发育的第二阶段——燕山运动后，地壳构造运动使该地区抬升成陆地，长期外营力剥蚀的结果把该套岩层的大部分（晚白垩世K2）、侏罗系和下伏出露的地层几乎削平，现在额日布盖峡谷的山顶面就是燕山运动残留的古夷平面。

丹霞地貌形成与发育的第三阶段——第三纪中新世期间，喜山运动使得阿拉善台地发生掀斜桡曲、岩层倾斜与断层切割破坏。但地壳抬升呈水平运动或变动相对轻微，燕山运动剥蚀夷平后残存的早白垩世红色碎屑岩层隆升形成阿拉善南缘山地。因岩层呈块状结构和富有易于透水的垂直节理，流水、重力崩塌、物理风化等经流水向下侵蚀及重力崩塌作用形成峡谷里的丹崖赤壁、方山和石峰地形。这是额日布盖丹霞地貌形成发育的主要阶段。

丹霞地貌形成与发育的第四阶段——上新世末到更新世，第四纪冰期来临，干燥寒冷气候环境是该地的丹霞地貌峡谷的流水侵蚀作用减弱，峡谷不再加深、变宽。外营力以物理风化为主，丹霞崖壁上的风化壁龛、孔洞就是这个阶段塑造的产物。第四纪冰期后，全新世该地区发生荒漠化，气候异常干燥，日照强烈，温差大，植被缺乏，使生物与化学风化大大减弱，风蚀和机械风化作用又加剧了丹霞地貌的改造和破坏。

2.3 地貌营力及特征

地貌营力是地貌形成、发育的决定性因素。

2.3.1丹霞地貌的基本骨架由内营力决定

由于地壳运动的形式、程度与幅度有明显地地域差异，内营力作用在额日布鲁丹霞谷的形成发育中主要表现为山地的EW-ES走向、橙红色碎屑岩层小于15°的水平产状、丹霞谷垂直岩层走向向南延伸的“Y”形分叉和峡谷肘状转弯等丹霞地貌的基本格局与骨架。

2.3.1 外营力塑造了丹霞地貌的基本形态

早期强盛的流水下切侵蚀、重力崩塌，和经常性的物理、化学与生物风化等外营力作用是塑造额日布鲁丹霞地貌的重要因素。高大壮观的丹霞崖壁、丹霞石峰、山顶如猿人、似龙首、金鸡的奇峰怪石和峡谷里的“一线天”、石蛙、断桥等危岩微地貌形态就是第三纪中新世期间形成了。第四纪时期，由构造变动造成的西部山脉大幅度隆升、地形大势阻挡了海洋湿润气流难以到达，该地成为内陆干燥区。降水极少、日照强烈，温差大，植被缺乏，使流水侵蚀作用和生物与化学风化大大减弱，风蚀和物理风化作用成为了丹霞地貌的主导外营力。由于风蚀和物理风化作用的改造和破坏，丹霞崖壁上的风化壁龛、孔洞就是这个阶段塑造的产物。“千佛洞”式丹霞地貌就成为额日布鲁丹霞谷有别于其他地区丹霞地貌的景观特色。

3 干旱区峡谷丹霞地貌成因研究的意义

3.1 “千佛洞”式丹霞，为丹霞地貌增添了新的类型

我国幅员辽阔，地貌类型也十分丰富多样。丹霞地貌作为一种独特的地貌类型，在我国分布非常广泛。据资料，目前已经发现、研究的丹霞地貌景点、景区达到1006处（黄进2015）。但是，额日布鲁丹霞谷“千佛洞”式丹霞地貌是属于首次研究报导，它的景观特色明显有别于其他地区的丹霞地貌。所以，额日布鲁丹霞谷“千佛洞”式丹霞地貌为丹霞地貌研究增添了新的类型。成为西北干旱区

3.2 “风化壁龛”发育，为地貌发育提供了新标本

风化壁龛是额日布盖丹霞谷丹霞崖壁的特征之一。这种层层叠叠，从上至下、遍布丹霞崖壁上大小不等的风化孔洞和壁龛为干旱区地貌发育与成因研究提供了新标本。干旱区地貌上的“壁龛和孔洞”常被人们想当然地认为是风沙侵蚀的产物。据实地考察研究，这种“壁龛和孔洞”的成因是，岩层中的细粒泥沙透镜体由于胶结成岩程度低，在环境趋于干燥、强日照和大日温差条件下发生崩解脱落形成的孔洞，加上长期的物理风化机械破坏、常年盛行风吹动孔洞内的砂粒磨蚀使孔洞加大加深等复合因素形成的。也表明了地貌发育是内外营力相互影响、相互制约、共同综合作用的结果。

参考文献

1. 彭华.丹霞地貌学.科学出版社，2019

2. 杨望暾. 鄂尔多斯盆地西南缘丹霞地貌形成机制研究。长安大学

3.  乌云其木格.内蒙古地貌的发育与特征.阴山学刊. 1995年S1期 第32-36+50页

4.  丁宏伟，王世宇，尹政等。张掖丹霞暨彩色丘陵地质成因及与南方丹霞地貌之对比.干旱区地理. 2014年03期 第419-428页 北大核心

5.   杨立敏，朱秉启.末次冰期40ka以来阿拉善高原地区的环境演变与地貌演化.