安仰生,張旭,孫茂田,梁棟彬

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東兗州 272100)

魯中南岱崮地貌的成因及演化
——以抱犢崮為例解析

安仰生,張旭,孫茂田,梁棟彬

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,山東兗州 272100)

魯中南抱犢崮地區(qū),山體陡峭挺拔,風景秀麗,以有魯南小泰山之稱的抱犢崮為代表,山體頂部主要由古生代寒武紀九龍群張夏組灰?guī)r組成,其下分布由長清群饅頭組砂巖、砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)灰?guī)r、薄層灰?guī)r及朱砂洞組灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等?！搬摹钡某梢蛑饕枪派浼o灰?guī)r經(jīng)受了強烈的地殼切割和抬升運動,并遭受長期的侵蝕、溶蝕、重力崩塌和風化剝蝕等多重地質(zhì)作用而形成抱犢崮所具有的岱崮地貌,作為地質(zhì)遺跡和地質(zhì)地貌景觀,具有重要的地學研究價值,也是潛力巨大的旅游資源。

岱崮地貌;成因及演化;抱犢崮;山東棗莊

抱犢崮位于山東省棗莊市的北部 10 km處,山亭區(qū)的南東部。1992年 9月,抱犢崮被林業(yè)部批準為國家級森林公園,2001年 12月,抱犢崮—熊耳山被國土資源部批準為國家地質(zhì)公園[1]。抱犢崮這一特有的岱崮地貌作為地質(zhì)遺跡和地質(zhì)地貌景觀被保護,是山東省罕見的帶有亞熱帶常綠闊葉樹種的天然雜木林匯集區(qū)①山東省第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,山東省棗莊熊耳山國家地質(zhì)公園總體規(guī)劃報告,2001年。。該地質(zhì)遺跡是在地球演化的漫長地質(zhì)歷史時期由于內(nèi)外動力的地質(zhì)作用,形成發(fā)展并遺留下來的不可再生的潛在資源,是生態(tài)環(huán)境的重要部分,具有極高的科學研究價值,也是潛力巨大的旅游資源。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

抱犢崮地區(qū)大地構(gòu)造位置,位于華北板塊 (Ⅰ)之魯西隆起 (Ⅱ)、泰山-蒙山斷隆 (Ⅲ)、尼山-平邑平行斷拱(Ⅳ)之尼山-蒼山弧狀背斜斷凸 (Ⅴ)的東南緣。區(qū)內(nèi)出露地層為古生代寒武紀長清群李官組、朱砂洞組、饅頭組,九龍群張夏組、崮山組、炒米店組。其中九龍群張夏組為岱崮地貌的主要層位。寒武紀地層為一套濱-淺海相碳酸鹽巖建造,局部夾砂頁巖、砂巖巖石組合,它不整合于新太古代泰山巖群之上。主要發(fā)育NW,NWW向及近SN向斷裂,其中NWW向的長龍斷裂從公園北部通過。新太古代黑云母花崗閃長巖、石英閃長巖侵位于泰山巖群地層中,經(jīng)歷了一系列區(qū)域變質(zhì)變形作用,形成區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底[2](圖 1)。

抱犢崮地區(qū)屬低山區(qū),溝谷發(fā)育,地形切割深度大,山體陡峭,裂隙發(fā)育,巖石破碎且在巖性組合上具上硬下軟的差異陡崖,是崩塌易發(fā)部位。抱犢崮國家地質(zhì)公園內(nèi)的“龍抓崖”,就是典型的由崩塌形成的自然地質(zhì)景觀。由于該區(qū)巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理、裂隙、風化變松的巖石及山坡、溝谷風化碎屑堆積有利于地下水的賦存與運移。由于地表水的滲入溶蝕、冰劈及風化剝蝕和重力地質(zhì)作用,上部灰?guī)r巖石節(jié)理裂隙發(fā)育多形成溶洞,又因下部巖石組合多為頁巖、泥灰?guī)r (隔水層),即易于在低洼處接觸帶附近裂隙發(fā)育處外涌成泉,遂構(gòu)成洞泉相依的地貌景觀。

2 抱犢崮地貌形態(tài)

抱犢崮的地貌形態(tài)十分奇特,整個山體地勢陡峭,坡度均勻似日本的富士山,一般在 20°～35°之間,接近崮頂基部可達 45°以上,高近百米的崖壁,仿佛刀削斧砍一般峭立,立峭壁下仰瞻崮頂,猶如一座威武雄壯的萬仞山城[3]。

圖 1 抱犢崮地區(qū)地質(zhì)略圖1—第四系;2—寒武紀九龍群炒米店組;3—寒武紀九龍群崮山組;4—寒武紀九龍群張夏組;5—寒武紀長清群饅頭組;6—寒武紀長清群朱砂洞組;7—寒武紀長清群李官組;8—中太古代花崗閃長巖;9—中太古代石英閃長巖;10—燕山早期石英正長斑巖;11—地質(zhì)界線;12—角度不整合界線;13—實測及推測斷層;14—地層產(chǎn)狀

崮頂巖石為九龍群張夏組厚層鮞?；?guī)r,下部為長清群饅頭組砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥灰?guī)r及頁巖。兩組巖石接觸界面明顯,界面以上巨石覆蓋,巖石裸露,垂直節(jié)理發(fā)育,四周峭壁如削。界面以下的山坡中段,坡度由陡到緩,一般在 20°～35°以上,巖石松軟,為粉砂質(zhì)泥灰?guī)r、頁巖,易風化剝蝕,水土流失嚴重;山坡下段,坡度顯著減小,一般 8°～10°,巖石為砂質(zhì)頁巖。

3 岱崮地貌的成因及演化

從地貌學上講,岱崮地貌屬于構(gòu)造地貌中的桌狀山或方山[4]。放眼遠眺,山頭高高突起,四壁陡峭險峻,有的像一座座城堡,有的像雞冠、像駝峰、像道士帽……形象逼真,素有沂蒙七十二崮之稱。該區(qū)的崮多集中分布、規(guī)模大、數(shù)量多,形態(tài)獨特,堪稱山東獨有,為全國罕見的岱崮地貌奇觀,這一奇特的地質(zhì)地貌景觀,是構(gòu)造作用、沉積作用、風化剝蝕作用和各種內(nèi)外營力的相互作用累積疊加的結(jié)果。它的形成過程與該區(qū)沉積的地層巖性、構(gòu)造運動及其風化剝蝕作用密切相關(guān)。

3.1 地層剖面及其巖石組合

古生代早寒武世開始遭受海侵,接受沉積,形成了淺海陸棚沉積組合。即早寒武世—中寒武世早期,以陸源沉積物為主,為具障壁的混合水體環(huán)境,以砂坪相、泥坪相為主,屬具障壁的潮坪-漹湖體系。中寒武世晚期—晚寒武世,沉積物以碳酸鹽巖、鮞?；?guī)r相、礁灰?guī)r相及灰?guī)r相為主。為臺地邊緣礁、灘—淺海陸棚沉積環(huán)境及開闊臺地沉積環(huán)境。其沉積建造為碳酸鹽巖、陸源碎屑巖。地層巖性為朱砂洞組下灰?guī)r段含生物碎屑灰?guī)r及砂屑灰?guī)r,余糧村段含云母粉砂質(zhì)頁巖,上灰?guī)r段厚層云斑泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r、礫屑灰?guī)r等;饅頭組石店段薄層泥紋—泥質(zhì)條帶泥晶灰?guī)r,下頁巖段含云母粉砂質(zhì)頁巖夾砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r,洪河段含海綠石粉—細砂巖;張夏組下灰?guī)r段厚層鮞?；?guī)r,上灰?guī)r段藻灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r;崮山組疙瘩狀泥質(zhì)灰?guī)r;炒米店組薄層灰?guī)r等巖石地層剖面組合。其中張夏組厚層鮞?；?guī)r,鮞粒以變晶鮞為主,云化鮞次之,具亮晶方解石膠結(jié),鮞粒形成環(huán)境與沉積環(huán)境一致,生物化石豐富,有大量的無脊椎動物——三葉蟲,厚層鮞?；?guī)r是形成岱崮地貌的主要巖石層位。至晚奧陶世中期加里東運動使魯西地區(qū)上升為陸,長期遭受風化剝蝕。雖經(jīng)加里東運動的抬升,但構(gòu)造活動相對平穩(wěn)?？傊?該區(qū)在古生代海侵期形成了巨厚的沉積蓋層:灰?guī)r—砂質(zhì)頁巖夾灰?guī)r—厚層鮞狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等特征的地層剖面。

3.2 新構(gòu)造運動

中生代是全球性的造山運動階段。由于受印支、燕山運動的影響,華北板塊與揚子板塊碰撞,形成郯城-廬江左行走滑斷層,魯西地區(qū)形成一系列近EW向的隆起和凹陷,魯西地塊發(fā)生 NW向張裂作用,形成一系列NNE向斷裂構(gòu)造。新生代喜馬拉雅期差異性升降活動加強,構(gòu)造活動主要沿沂沭斷裂帶兩側(cè)發(fā)生,表現(xiàn)為頻繁的地震運動[5-7]。

3.3 岱崮地貌的演化

新生代由于受喜馬拉雅運動的影響,地殼活動加強,該區(qū)沉積的碳酸鹽巖、砂質(zhì)頁巖、巨厚的張夏組(鮞狀灰?guī)r)地層逐漸被抬升遭受風化剝蝕,以至暴露地表。鮞狀灰?guī)r巖石脆性大、顆粒粗,顆粒之間具方解石膠結(jié),加之獨特的構(gòu)造位置,多期次疊加的構(gòu)造應力作用,形成了極其發(fā)育的節(jié)理裂隙,加速了厚層鮞狀灰?guī)r的破裂,在之后的漫長地質(zhì)歷史演化過程中,遭受長期的地表水的侵蝕、滲入溶蝕、酸雨、冰劈、河流切割、沖刷及風化剝蝕和重力崩塌等多重地質(zhì)作用,巖石分裂。厚層鮞狀灰?guī)r主要成分是CaCO3,在一定的環(huán)境下 CaCO3將轉(zhuǎn)化為 Ca (HCO3)2(溶于水)而流失,鮞狀灰?guī)r層理、節(jié)理、微裂隙發(fā)育,既是含水層又是透水層,其下部砂巖、頁巖為隔水層,形成崮、溶洞、裂谷、泉等地貌景觀。其巖石化學動態(tài)過程為:

由于水和二氧化碳的長期作用,留下許多現(xiàn)今的“裂谷”和溶洞。“裂谷”和溶洞是岱崮地貌形成過程的一個階段,加以冰劈、酸雨等自然作用。上部張夏組厚層鮞?；?guī)r堅硬,節(jié)理裂隙發(fā)育,長期的雨水侵蝕及風化剝蝕往往形成陡立狀或刀砍狀特有地貌,下部饅頭組粉砂質(zhì)泥灰?guī)r及頁巖軟弱,易遭受風化剝蝕,水土流失嚴重,上部灰?guī)r的臨空面逐漸擴大,形成桌狀山或方山,外形似崮。在重力作用下易導致墜落,或經(jīng)過地殼運動及內(nèi)外地質(zhì)營力作用,加速了上部巖石的傾倒、墜落,形成崩塌、滑坡(圖 2)。

圖 2 抱犢崮岱崮地貌成因示意圖

崮頂灰?guī)r越來越少成為必然的趨勢。在該地區(qū)可以看到岱崮地貌發(fā)展的全過程。崮→裂谷→孤立的石柱(當?shù)厝朔Q天門),最后灰?guī)r全部崩塌、滑坡掉,是研究岱崮地貌及自然地質(zhì)景觀的最好場所。

4 結(jié)語

該文以抱犢崮為例分析了魯中南地區(qū)岱崮地貌的區(qū)域地質(zhì)特征、地貌形態(tài)、巖石組成,指出崮頂巖石為九龍群張夏組厚層鮞?；?guī)r,下部為長清群饅頭組砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、粉砂質(zhì)泥灰?guī)r和頁巖,崮頂四周形成峭壁,峭壁下面坡度由陡到緩。其演化過程是喜馬拉雅運動抬升地殼,上部灰?guī)r主要遭受化學風化作用,下部山坡主要由于風化剝蝕,水土大量流失,崮頂灰?guī)r的崩塌、墜落,最后形成現(xiàn)在的岱崮地貌。

5 致謝

該文由山東省魯南地質(zhì)工程勘察院副院長唐好生研究員、韓廷寶高級工程師審閱并給予悉心指導,謹此致以誠摯的謝意。

[1] 安仰生,張旭,陳希武,等.山東棗莊熊耳山崮形地貌成因及地質(zhì)景觀保護[J].山東國土資源,2007,23(6-7):61-63.

[2] 宋明春,李洪奎.山東省區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化探討[J].山東國土資源(原山東地質(zhì)),2001,17(6):12-21.

[3] 孫天勝,王恒君,李芳.魯南奇峰抱犢崮[M].濟南:山東省新聞出版社,1991.

[4] 地貌奇觀——岱崮地貌[J].山東國土資源,2008,24(3):60.

[5] 楊輝民,方維宣.大西溝—銀硐子超大型礦床成礦物質(zhì)來源,成礦堆積環(huán)境及成礦作用[J].西北地質(zhì)科學,2000,21(1): 53-61.

[6] 邱慶倫,燕長海,陳瑞保,等.小秦嶺—熊耳山地區(qū)燕山期大規(guī)模成礦的地球動力學背景[J].地質(zhì)找礦論叢,2008,23(4): 281-286.

[7] 霍光輝,王海芹,王仁祥,等.郯廬斷裂帶中南段重磁特征與深部構(gòu)造[J].山東國土資源,2009,25(8):9-13.

O r igin and Evolution of Fla t Slope Landscape in M idd le and South Par t of Shandong Prov ince——Setting Baodugu asan Exam p le

AN Yangsheng,ZHANG Xu,SUN M ao tian,L IANGDongbin
(Lunan Geo-engineering Exp loration Institute,Shandong Yanzhou 272100,China)

Baodugu area inm idd le and south partof Shandong p rovince has talland straight steepmountain scenery.It is known as sm all Taishanmountain.The upper partof themountain is composed of lim estone.Its peak is flat,and form edm etersof scarp s.In this paper,by setting Baodugu area as an exam p le,o rigin and evo lu tion of flat slope landscape inm idd le and south of Shandong p rovince are exp lained.Ithas importantgeo logical value and academ ic value.

Flat scope landscape;origin and evo lution;Baodugu area;m idd le and south region of Shandong p rovince;Shandong p rovince

book=2,ebook=79

P542

A

2009-04-09;

2009-12-25;編輯:陶衛(wèi)衛(wèi)

安仰生(1971—),男,山東金鄉(xiāng)人,工程師,主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作;E-m ail:anyangsheng@126.com。