青海化隆县独特的峡谷丹山地貌景观及其科学价值_刘心兰.pdf

第 37 卷第 1 期2023 年 2 月现代地质GEOSCIENCEVol.37No.1Feb.，2023DOI:10.19657/j.geoscience.1000 8527.2023.031青海化隆县独特的峡谷丹山地貌景观及其科学价值刘心兰，张绪教，李俊磊，王一凡，张向格，袁晓宁，王凯雅，王重歌，刘江，侯恩刚(中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京100083)收稿日期:2022-10-20;改回日期:2023-01-30。基金项目:中国地质大学(北京)科技帮扶项目“青海化隆县地质遗迹资源调查与地学旅游开发”(KJFP202101);中国地质调查局“全国地质遗迹立典调查与评价”(DD20190074)。作者简介:刘心兰，女，硕士研究生，2001 年出生，地质学专业，从事地貌学与旅游地学研究。Email:277076323 。通信作者:张绪教，男，教授，博士生导师，1964 年出生，第四纪地质学专业，主要从事地貌与新构造运动、旅游地学研究。Email:zhangxj 。摘要:“峡谷丹山”是内外地质营力共同作用而形成的多成因地貌组合，不仅具有非常高的景观价值，而且具有重要的科学价值。青海省化隆县拉木峡为黄河一级支流，发育典型的角度不整合和丹霞地貌，因而成为青藏高原隆升和黄河形成演化研究的良好区域。以该地貌组合类型的形态特征、成因机制及形成年代研究为目标，采用野外地质调查等方法，对组成峡谷的岩石及地层、构造背景开展研究，系统总结与分析拉木峡地貌景观的形成动力和演化过程，进而探讨其对青藏高原隆升及黄河演化的指示意义。拉木峡由约 900 Ma 前的新元古代化隆岩群片麻岩及角度不整合于其上的约 54 Ma 前的新生代古近纪西宁群红色砂砾岩层组成。约 8 Ma 前青藏高原快速隆升，丹霞地貌雏形开始形成。自 1.1Ma 黄河贯通化隆盆地后，受拉木峡流水强烈侵蚀下切和重力崩塌的持续作用，发育“峡谷丹山”地貌组合景观。峡谷险峻幽深、丹霞栩栩如生，成为极具典型性、独特性和稀有性的国家级地质遗迹，对青藏高原隆升、黄河形成演化和新生代气候环境的研究具有重要价值。关键词:地质遗迹;丹霞地貌;峡谷;化隆岩群;黄河流域;化隆县;青藏高原东北缘中图分类号:P931.2文献标志码:A文章编号:1000 8527(2023)01 0233 12Characteristics and Scientific Values of“Canyon and Danxia”Landform inHualong County，Qinghai ProvinceLIU Xinlan，ZHANG Xujiao，LI Junlei，WANG Yifan，ZHANG Xiangge，YUAN Xiaoning，WANG Kaiya，WANG Chongge，LIU Jiang，HOU Engang(School of Earth Sciences and esources，China University of Geosciences，Beijing100083，China)Abstract:“Canyon and Danxia”is a composite landscape formed by both internal and external geologicalprocesses，and has great landscape and scientific value The Lamu river in Hualong county(Qinghai Province)is a primary tributary of the Yellow iver，where typical angular unconformity and Danxia landform are devel-oped This makes Hualong a suitable area for studying the Qinghai-Tibetan Plateau uplift and the Yellow iverevolution Aiming at elucidating its morphology，genesis，and chronology，this field study focuses on the rockformation，strata and tectonic setting of“Canyon and Danxia”landform We systematically concluded the driv-ing force and formation processes of the landscape in the Lamu canyon，and discussed its implications to theQinghai-Tibetan Plateau uplift and the Yellow iver evolution The Lamu canyon is composed of the Neoprotero-zoic Hualong Complex gneiss(900 Ma)and Paleogene Xining Group red glutenite(54 Ma)with an angu-lar unconformity The Danxia landform in the canyon was developed when the Qinghai-Tibetan Plateau starteduplifting at 8 Ma After the Hualong Basin was cut by the Yellow iver at 1.1 Ma，the canyon developed“Can-yon and Danxia”landform via continuous river incision and gravitational collapse The canyon is precipitous andthe Danxia landform is lifelike，which are typical，unique and rare national-class geoheritage It has importantresearch value on the uplift of the Qinghai-Tibetan Plateau，the evolution of the Yellow iver，and the Cenozoicclimate and environmentKey words:Geoheritage;Danxia landform;Canyon;Hualong Complex;Yellow iver Valley;Hualong county;northeastern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau0引言“峡谷丹山”是内外地质营力共同作用而形成的多成因地貌，是地貌组合分类的一种，因其形态特征和形成机制受到地层岩性、构造运动、流水侵蚀和重力崩塌等多因素控制，而成为地貌学研究的热点与难点。峡谷是流水侵蚀形成的地貌，代表形成过程中构造运动相对强烈;而丹霞地貌为流水侵蚀和重力崩塌作用的产物，是在地壳相对稳定的构造背景下形成的;二者组合而成的“峡谷丹山”地貌组合，不仅具有较高的景观价值，而且对区域构造运动和地貌形成过程具有重要的指示意义，值得进一步地挖掘和评估其科学价值。我国学者对丹霞地貌的研究成果颇丰，但仍存在一些具有争议的问题。丹霞地貌是由我国学者首次提出，并以广东丹霞山为代表命名的一种岩石地貌类型1，在中国分布最广、数量最多、研究最早和最为深入2，其以独特的地貌形态和较高的景观价值备受关注3。随着“中国丹霞”被正式列入 世界自然遗产，丹霞地貌逐渐得到国际地貌学术界的认可和广泛关注4 6，其研究日趋国际化。丹霞地貌是研究地球演化的宝贵材料，具有重要的科学价值7 8，因而被誉为“中国自然瑰宝”9 10。经历 90 余年的深入研究，我国在丹霞地 貌 的 定 义 与 分 类10 12、形 态 与 分 布 特征13 15、形成机制和发育过程16 19 等方面取得了一系列成果，尤其在南方湿润地区的研究最为成熟10，20。西北地区中生代红层多埋藏于黄土层之下21 22，导致西北干旱区的丹霞地貌发育较少且分布稀疏23;近几年陕西、甘肃等地的丹霞地貌研究逐渐得到重视20，24 26，青海的丹霞地貌研究也取得了新的进展27 29。但相较于南方丹霞地貌发育区，青藏高原周缘的丹霞地貌不仅研究程度相对薄弱，同时也存在一些问题，尤其是对于形成丹霞地貌地层时代的限定尚存较大争议5，10，至今悬而未决。青海省化隆县出露大面积的红层30 31，不仅发育典型的丹霞地貌，还发育众多的峡谷。尤其在拉木峡(又名拉水峡)，色如渥丹、灿若明霞且栩栩如生的丹霞地貌，与险峻幽深的峡谷有机组合在一起，构成美轮美奂的“峡谷丹山”地貌景观(本期封面照片)，具有极高的美学观赏和地学旅游价值;固结较好的新生代古近纪红色砂砾岩层直接覆盖于新元古代变质岩系之上形成的角度不整合，还可为研究青藏高原东北缘新生代以来的构造活动、黄河水系变迁以及古地理环境重建提供重要证据。因此，化隆县拉木峡“峡谷丹山”地貌景观不仅是拟建的化隆国家地质公园核心园区的重要地质遗迹资源，而且是研究该类地貌组合的极佳场所，具备国际地科联 2022 年提出的地质遗产地的申报条件32。本文在野外调查的基础上，以地貌组合类型为研究对象，以形态特征、成因机制及形成年代研究为目标，对组成“峡谷丹山”的岩石及地层、构造背景及地貌过程开展研究，系统总结与分析拉木峡地貌景观的形成动力和演化过程，进而探讨其对青藏高原隆升及黄河演化的指示意义，可为青藏高原东北缘黄河流域的丹霞地貌研究提供新的材料。1地质背景化隆回族自治县位于青海省东部，地处青藏高原与黄土高原过渡带，北以拉脊山主峰、南以黄河主流线为县界，黄河流经 168 km，县域面积约 2740 km233。化隆县属典型的干旱 半干旱高原大陆性气候，主要水系鲁满山尕吾山水系和拉脊山水系均属黄河水系34。“峡谷丹山”地貌组合发育在化隆县中部的黄河一级支流拉木峡一432现代地质2023 年图 1化隆县地质简图Fig.1Geological setting of Hualong county(资料来源:1 25 万西宁幅地质矿产图，125 万民和回族土族自治县地质图，青海省 125 万贵南县幅建造构造图，甘肃省 1 25 万临夏市幅建造构造图)带(图 1)。研究区大地构造位置上属南祁连南缘的化隆日月山元古宙隆起带，南邻秦岭褶皱带西延部分，北部为拉脊山加里东期褶皱带35 37。拉木峡地区元古宙以来构造运动活跃，断裂与褶皱均十分发育，较大的两组断裂为北西向和北东东向，分别形成高角度逆断层和平移断层35，以菱网状切割底部的化隆岩群。同时，距今约 1.1 Ma 前的“昆黄运动”使得流水产生较大幅度的下切，黄河自此贯通于化隆盆地38 39。研究区内出露的最老岩层为新元古代化隆岩群(Pt3H)，主要分布在化隆县中部地区;古生界仅在北部拉脊山地区分布，出露有寒武系泥旦山群(2 3nd)和六道沟群(3ld)、奥陶系志留系花抱山组(O3 S1h);中生代白垩系河口群(K1h)则集中分布于东部，其岩性为紫红色 砖红色中薄层细砾岩、含砂砾岩和粉砂岩;新生代地层属陆相盆地沉积，区域中部、西部及南侧河流沿岸地区广泛发育西宁群(E2 3X)、贵德群(NG)及第四系(Q)。2景观特征无论是南方典型丹霞地貌还是西北干旱区的丹霞地貌，丹霞山体大都由红色砂砾岩(俗称“红层”)组成，且坡体也主要为红层出露。在谷坡下部的古老变质岩之上发育丹霞地貌的“峡谷丹山”地貌组合较为罕见，因而成为青藏高原和黄河上游重要的地质遗迹(图 2)。化隆县拉木峡的“峡谷丹山”地貌组合由约 90