崆峒山岩性特征与丹霞地貌成因

发布时间：2020-10-21 22:11

　　 崆峒山位于鄂尔多斯西南缘,陇东黄土高原与六盘山的过渡带,以三叠系、白垩系巨厚陆相沉积砾岩发育着壮观的丹霞地貌。目前,我国丹霞地貌的侧重于基础实验与调查方面,而理论研究较为欠缺,且大量工作围绕南方丹霞地貌展开,西北区丹霞地貌的研究基本处于空白。针对崆峒山丹霞地貌地貌演化及岩性特征的研究,不仅能为探寻区域地质构造活动、还原气候环境变迁提供重要信息,还可丰富中国丹霞地貌理论与研究体系,为丹霞地貌的国际与国内对比提供更多的基础资料。本文首先通过崆峒山数字高程模型DEM数据,利用GIS技术对地表形态因子进行提取与分析,并结合六盘山区域地质环境方面的研究成果对崆峒山地区夷平面进行深入探讨。然后,结合详细的野外地质调查及室内试验如:Equotip硬度测试、回弹测试、X射线衍射、X射线荧光光谱分析、电感耦合等离子体质谱、穆斯堡尔谱及扫描电子显微镜等,对白垩系泥岩与白垩系、三叠系砾岩的物理力学性质、地球化学特征及微观结构形貌进行系统分析,就三个方面进行了深入探讨:(1)崆峒山地表形态特征及夷平面;(2)崆峒山白垩系、三叠系砾岩的风化过程及其对丹霞洞穴演化的启示;(3)斑马山白垩系泥岩的颜色成因。主要结论如下:(1)利用高程、地形坡度、地势起伏度可以有效解译丹霞陡壁的分布与形态特征,崆峒山丹霞崖壁坡度集中在44.4°以上。地貌因子的空间分析可为夷平面的识别提供重要信息,崆峒山应为两级夷平面,一级夷平面为香山,海拔高度2123.5m,二级夷平面为中台,海拔高度1894m。(2)崆峒山白垩系、三叠系砾岩中填隙物与砾石的成分、强度不同,填隙物物质组成分布不均匀,造成砾岩内部的差异性风化。砾岩内部的孔隙、裂缝及岩层中的节理发育为水的入渗及溶解提供了有利条件。崆峒山丹霞洞穴主要分布于白垩系三桥组,不整合面之上。且不同于南方丹霞洞穴的形成,崆峒山丹霞洞穴中无软弱夹层。洞穴内砾岩的风化过程实则为钙质胶结物如方解石的溶解迁移及岩块的破碎细粒化。(3)斑马山泥岩不同颜色岩层呈平行近水平带状分布,通过CIE Lab色彩空间L、a、b可有效表征泥岩颜色,主要可分为绿灰、赤灰及黄色三类。在赤灰色泥岩-绿灰色泥岩过渡带,化学成分发生迁移,颜色不同受岩体成分影响。但各氧化物及元素相对含量与颜色表征参数之间的关系无明显的规律,但自定义参数R与L呈负相关,R=ω(Al2O3+Fe2O3)/ω(SiO2+MgO+CaO+K2O+Mn)。Fe3+/Fe2+并不能完全反映泥岩颜色,虽斑马山泥岩富含Fe3+,但铁元素的化学种含量对其颜色影响较小,泥岩颜色受多种因素叠加影响。(4)不同颜色泥岩微观结构有差别,绿灰与赤灰系泥岩表现为基底胶结、杂基支撑,微裂隙及溶蚀型孔隙发育,结构较为破碎;黄色系泥岩为接触胶结、颗粒支撑,粒团磨圆度差,结构较为均匀致密。(5)崆峒山丹霞地貌主要发育于三叠系延长群(T3yn)与白垩系三桥组(K1s),为巨厚陆相粗碎屑岩沉积。其形成的主要过程为:河流深切与构造抬升、节理发育与风化侵蚀、崩塌与剥蚀搬运、黄土附着与生物沉积。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P931
【部分图文】：

图 1.1 中国典型丹霞地貌演化阶段（据彭华等，2013）1.2.2 南方丹霞地貌研究国内学者对中国南方，包括东南区与西南区的丹霞地貌做了大量基础性定性与定量研究，为中国丹霞的发展提供了许多基础资料及理论依据。朱诚等（2015）定性定量的研究了以广东丹霞山为代表的 8 处南方丹霞地貌的发育和成因，结合野外地质调查资料与室内试验分析，总结了中国典型丹霞地貌的成因，并对比分析不同地区丹霞地貌的差异性。丹霞地貌发育的成因是丹霞地貌研究的热点，但研究多数为定性分析。胡能勇（2002）认为湖南崀山丹霞地貌三级剥蚀面表征着不同的丹霞地貌发育阶段，有高到低有幼年期、壮年期和老年期。朱诚等（2000，2005，2015）从岩性和构造分析，认为构造隆升、风化剥蚀是安徽齐云山丹霞地貌形成的主因；同时指出新构造运动是形成福建冠豸山丹霞地貌的主因，并从四级夷平面的角度分析了其景观特征。黄义忠等（2003）认为构造与岩性差异是造成三江并流带丹霞地貌景

研究思路和技术路线

2.1 自然地理崆峒山位于甘肃省平凉市崆峒区境内，地理位置为 35°27′08″～35°35′08″N、106°27′16″～106°36′00″E，面积约 83.6 km2。东面以泾川县、镇原县为界，南面及东南面与华亭县、崇信县相邻，西面和北面与宁夏回族自治区的泾源县、固原县接壤。以平凉为中心，连通兰州、银川、西安、庆阳、天水、宝鸡等城市，公路网纵横，交通便利（图 2.1）。崆峒山丹霞地貌发育于陇东黄土高原与六盘山东麓的过渡带，也处于鄂尔多斯盆地的西南缘，地势西高东低，被誉为“陇东黄土高原上的一颗明珠”，是发育与半干旱半湿润地区的典型丹霞。崆峒山被划分为七个地质旅游区：后峡、香山、五台-隍城、弹筝湖、西山、太统山以及十万沟-大阴山。后峡为本文重点研究区，同时也是崆峒山地质遗迹的主要分布区，丹霞地貌景观赋存于白垩系、三叠系地层上，造型独特，让人叹为观止。而香山、五台-隍城、弹筝湖为崆峒地质旅游的核心区，有丹霞赤壁、柱廊状丹霞、阶梯状陡崖分布。崆峒山于 2014 年 1 月被批准建立国家地质公园，服务于“一带一路”发展战略，其丹霞地貌地质遗迹的科研、文化及景观价值进一步凸显。
【参考文献】

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本文编号：2850654