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作者介绍
本文作者张忠慧,是中国地质学会旅游地学与地质公园研究分会副秘书长、河南省地质环境保护与地质旅游发展促进会秘书长、河南省地矿局山水地质旅游资源开发有限公司执行董事、教授级高级工程师。主要从事旅游地学调查研究、地质公园规划建设和地学旅游产业的策划创建等工作。太行山是中国东部的一条呈“S”形展布的山脉,北起北京房山的拒马河,南到河南济源的沁河,跨越了地球6个纬度,4条经度,穿越了中国4个省份(北京、河北、山西、河南),自南而北、自东而西孕育了一个又一个人间仙境。但太行风景最胜处还是地处河南的南太行山,那里的五龙口、神农山、青天河、云台山、宝泉、关山、八里沟、天界山、齐王岭、轿顶山、万仙山、太行大峡谷、红旗渠等(见图1)景区集雄险秀幽奇于一身,深入其中,流连忘返。
图1南太行山行政区划和主要旅游景区分布图
南太行地区位于豫北、豫西北晋豫两省的结合部(见图1),西起豫晋交界的西阳河,东到京广铁路,南自焦枝铁路,北止豫冀交界的漳河,行政区划隶属河南省济源市、焦作市、新乡市、鹤壁市和安阳市管辖。
南太行地貌复杂,地势壮观,山川峻秀、景象万千。太行山在此由南北转向西南,呈弧形分布,主体属断块山,北倚雄伟的山西高原,东临广袤的华北平原,南瞰滚滚东去的黄河。因断层作用形成海拔m左右的单面山,挺拔雄伟,气势磅礴。区内山地、平原、丘陵、盆地均有分布,总体地势为北高南低、西高东低,自北而南、自西而东依次为中山(上升区)—低山、丘陵、盆地(升降交替区)—平原(下降区)—黄河。各种地貌的相辅相成,共同构成了大山、大河、大平原的壮丽景观。
南太行地处中原,区位优势十分明显,距省会郑州~km,距周边大城市的距离在~km之间,距首都北京~km(见图2),是河南省“三区一带”大旅游格局的重要组成部分。交通以飞机、高速铁路和高速公路为主,其次为铁路和公路。纵贯我国南北的(北)京广(州)铁路、(北)京珠(海)高速公路和横穿我国东西的陇海铁路、连(云港)霍(城)高速公路在郑州交汇;郑云高速、直达云台山、南太行;焦(作)枝(城)铁路、新(乡)太(原)铁路、新(乡)荷(泽)铁路、侯(马)月(山)铁路、焦(作)郑(州)高速公路、太(原)澳(门)高速公路等交织成网,全省公路四通八达,基本实现了县县、乡乡、村村通汽车。
图2南太行交通位置图
南太行地区的旅游资源和旅游地质资源均很丰富且典型。南太行山与华北平原、黄河的浑然天成,独步世界;南太行山的构造断块山是我国断块山的典范;王屋山元古宙的“人”字型三叉裂谷,云台山寒武纪—奥陶纪的古陆表海沉积层序,南太行山的峡谷群以及关山的山崩地裂遗迹等均有世界对比意义;这里的泉类景观国内少有,世界罕见。资源条件十分优越。
1、太行出世(25亿年以前)
自地球形成到距今25亿年的21亿年漫长地质历史时期,华北地区经历了地球冷却、收缩,水、气和固体物质分离,地球固体表层火山喷发、岩浆侵入以及陆核形成、陆核增生的系统演化,在距今34亿年,南太行山有了陆块的地质信息(云台山34亿年锆石样品),到了距今25亿年前后,发生了一次规模巨大的地壳运动,太行山地区以河北赞皇一带被地质学家最先发现,于是,就把这次地壳运动称为赞皇运动。这次运动在嵩山地区称为嵩阳运动,在豫西地区称为太华运动,在山西地区称为五台运动),这次运动的结果就是导致华北萌大陆形成(图3)。作为萌大陆的组成部分的太行山地区,也被抬升成为陆地,遭受风化剥蚀。4年,中国地质科学院地质所在开展“中国云台山世界地质公园”的地质研究时,在沁阳神农山采集到距今34亿年的样品,对研究华北萌大陆早期的地质演变具有重要的意义。
图3华北萌大陆分布图
2、古陆变迁(25-14.5亿年)
在漫长的古-中元古代地质历史发展中,该区先后发生了中条运动和王屋山运动等几次大规模的地壳运动,形成了各具特色的岩石建造、构造形迹、岩浆活动和成矿作用等。区内太古界林山岩群和古元古界银鱼沟岩群很好地保存着地球早期Columbia超级大陆拼合的地质遗迹;而覆于其上的中元古界西阳河群火山岩则很好地保存着能够反映哥伦比亚超大陆裂解的地质记录。为探讨华北陆块的形成和演化历史及其与其他古大陆之间的关系提供了重要的科学依据。
天坛山构造剖面是南起阳台宫,经天坛峰到灵山。该剖面的南北两侧有两条大断层,位于阳台宫附近的同善—落家河—王屋断层(在河南境内称为封门口断层)是一条区域性大断层,两条断层之间的是天坛山大型倒转背斜(图4)。背斜的核部是太古界林山岩群的TTG岩套和表壳岩;两翼是古元古界银鱼沟岩群,是由大洋环境下的碳酸盐岩和火山岩经变质形成的一套片岩和大理岩组合。倒转背斜的上部,是一个古风化面,其上沉积了中元古界小沟背组河流相砾岩。
从这个构造剖面上,我们可以确定,该倒转背斜形成于距今18.5亿年前后,是中条期地壳运动的产物。
距今25亿年以前的赞皇运动,伴随着华北萌大陆的形成,形成了王屋山-太行山基底的雏形。赞皇运动之后,这个并不完全固结的华北萌大陆裂解了。王屋山地区成为一条大洋裂谷(见图5)。古元古界银鱼沟岩群空间分布、原岩组合、地球物理场、地震波等特征,反映了本区的大洋裂谷环境。
图5华北古陆古元古代中央裂谷分布图
发生在距今18.5亿年的中条期地壳运动,是一次重要的超大陆聚合碰撞造山运动,陆—陆之间的强烈碰撞,使早期形成的地质体发生强烈的褶皱变质,在王屋山形成了天坛山倒转背斜和以片岩、大理岩组合的古元古界银鱼沟群,在嵩山形成了复式褶皱山和古元古界嵩山群,华北陆块的结晶基底最终固结。
中条运动之后,在陆—陆碰撞的背景下,王屋山地区又成为一条呈“人”字型分布活动大陆边缘裂谷(见图6),由于这条裂谷的主要分布在中条山、王屋山、汉高山、熊耳山、崤山等地,地质学界将其称之为“中条—王屋”裂谷,也叫“熊耳—汉高”裂谷,其范围北西为山西的中条山,北东为河南的王屋山,南部位河南的熊耳山,北止山西的汉高山,分布总面积达到km2以上,出露总面积达到km2以上,当时的裂谷内,火山活动和沉积作用交替进行,形成了西阳河群厚度达余米的各种不同类型的火山岩夹沉积岩。西阳河群的原岩组合、空间形态、与古元古界的接触关系、地球物理场和地震波特征等,均反映了本区的大陆裂谷环境。
王屋山运动是发生在距今约14.5亿年前后的一次重大地质运动事件,覆盖在西阳河群古火山岩和太古界林山岩群之上的小沟背组砾岩,清楚地记录了这次构造运动。小沟背组是裂谷充填时期形成的河流砾岩,也是华北陆块上最古老的、未变质的河流砾岩,出露在天坛山、鏊背山、斗顶等地。王屋山运动的结果使这条大裂谷完全闭合,成为哥伦比亚超大陆之华北古大陆的组成部分。
王屋山运动之后,本区进入裂谷充填期,形成了厚度达余米的小沟背组河流相沉积砾岩,与上覆云梦山组呈角度不整合接触,说明小沟背期本区仍有大陆碰撞事件的发生。
3、古海神韵(14.5~2.5亿年)
距今14.5-10亿年,南太行地区是一片辽阔的滨海沙滩,成为古云梦海的一部分,在这个五彩缤纷的海滩上,沉积了厚达m的以紫红色石英砂岩为主的近岸海滩环境碎屑岩,砂岩内的各种沉积构造十分典型丰富。如描如画般的大型交错层理、形形色色的波痕构造描绘了远古海洋的波澜壮阔。绝妙的泥裂构造与龟背上的花纹绝无二致,是干旱气候留下的“天书”。距今5.4~4.4亿年,本区为世界地质历史上罕见的、规模巨大的陆表海的一部分,形成0余m以碳酸盐岩为主夹碎屑岩的潮坪—浅海相沉积,大量的鲕粒灰岩,构成了空前绝后的鲕粒滩,三叶虫也在这一时期达到鼎盛。当时的鲕粒滩上,到处都爬满了三叶虫。在距今4.4~4.0亿年的奥陶海中,角石肆意横行、侵略,被称为当时海中的帝王。在今天我们看到的这一时期地层中,角石化石屡见不鲜。石炭纪—二叠纪在陆表海和残余海湾环境沉积了余m以碎屑岩为主、下部夹碳酸盐岩的含煤岩系。此时的海水水体较浅,清澈透明,阳光充足,气候温暖湿润,非常适合珊瑚的生长,当时的海洋内,珊瑚丛生遍布,在茂密的珊瑚丛中,有孔虫类、腕足类动物比邻而居,生命也在这一时期成功完成登陆,出现第二次革命,当时的沿海地区(残余海湾)出现了植物沼泽长廊,今天我们人类赖以生存的煤炭资源,有相当一部分就是在这一时期形成的。需要说明的是,这些沉积岩层总体上近乎平行叠覆,犹如一部详细记录了从蓟县纪至二叠纪海陆变迁和沉积历史的宏篇巨著。在这部地质史书中还记录了蓟县系—太古宇角度不整合面和寒武系—蓟县系、中奥陶统—下奥陶统、二叠系—奥陶系、石炭系—奥陶系、石炭系—寒武系等多个区域平行不整合面、多个海平面升降旋回及揭示沉积年代的古生物化石,向人们展示出沧海桑田变迁的真实历程;同时还详细记录了反映具体沉积过程的大量典型沉积构造,如帐篷构造、交错层理、泥裂、食盐假晶、雨痕、波痕、鲕粒、藻纹层等。认真研读这部巨著对了解海陆变迁和古地理环境具有重要意义,同时它也是一部地质学、沉积学的科普读物。
4、古湖演变(2.5亿年—0.65亿年)
封门口地区的中生代盆地,地质上称为济源盆地。这里的晚三叠世—早侏罗世地层,是研究当时华北陆块南部古地理、古环境、古气候变化的典型地区;那层层叠叠的岩石和发育在地层中的植物化石、淡水双壳化石群落记录了距今2.2~1.6亿年前后气候的干湿炎凉和河流、湖泊变迁;这里的铁化木和炭硅化木化石、地层的旋回和韵律不仅具有很高的研究价值而且具有很好的观赏性;这里的深湖浊积岩、遗迹化石等为开展国际性对比研究提供了重要借鉴。
5、裂谷奇观(1亿年前后)
由于新构造运动的抬升,流水冰川等下刻作用形成了谷地狭深、两壁陡峭的地质景观。按其横断面形态,可分嶂谷、V型谷、“一线天”。我国较著名的嶂谷为怒江双腊瓦底嶂谷、长几百公里。V型谷较著名的为长江三峡、虎跳峡、黄河龙门峡。长江三峡西起奉节白帝城,东至宜昌南津关,由西陵峡、巫峡、瞿塘峡组成,全长多公里,河谷深切、两岸山峰秀丽、景点众多,“一线天”,以福建永安桃源洞“一线天”最出名。它长米,高30-40米,不仅规模巨大,而且险峻、深邃、完整,两侧岩壁象刀削剑劈一样。峡内最窄处仅容一人通过。此外,还有北京云蒙山“一线天”,九华山天柱峰“一线天”,苍岩山“一线天”等不胜枚举。南太行最有名的一线天为关山地质公园的裂陷一线天,长度超过1KM,高度达余米。
图7天柱峰一线天
中—新生代以来,欧亚板块受太平洋板块和印度板块的共同作用,形成环太平洋年青的造山带及造山带边缘部分的裂谷盆地称东亚裂谷系。华北裂谷是其中的一部分(图8),南太行位于华北裂谷南段,总体表现为高山与平原相伴的宏观裂谷地貌。而太行山的断裂受伸展应力场控制,张性断裂和持续的差异升降运动和强烈的水流侵蚀作用形成了高差悬殊的青年期侵蚀地貌,主要表现为群峡间列、峰谷交错、悬崖长墙、崖台梯叠的云台地貌和崩塌山峰、崩塌岩洞、石柱林、醉石林和柱状石林景等地质遗迹景观。这里峡谷深邃莫测、巨岭雄伟壮观、石墙宛如长城、石柱似剑擎天、嶂谷曲经通幽、一线天双崖对峙……,俨然一座大自然造就的“裂谷地貌博物馆”。以云台山的青龙峡峡谷、峰林峡峡谷、丹河峡谷、逍遥河峡谷、云阳河峡谷、仙神河峡谷和林滤山太行大峡谷为代表。
图8华北裂谷示意图
6、透视地幔
我国的火山地质景观分布在东北、内蒙古、山西、山东、雷州半岛、海南岛、长江下游、闽浙沿海、台湾、澎湖列岛及滇西等地(图9)。全国现有火山座,仅东北地区即有火山40多处、多座,受构造控制,大体沿断裂方向带状展布。
图9中国的火山分布图
长白山火山由巨型火山锥及近百个矮小火山锥组成,是我国最大的层状复式火山锥体,也是我国最高的火山。阿巴嘎旗火山群为我国火山锥数量最多的火山。龙岗火山群,有火山锥个,数量居全国第二位,有8个火山口湖,是我国火山口湖最多的火山。五大连池火山由14座火山及5个堰塞湖组成,景观十分独特,有“火山博物馆”之称,是我国最早建立的火山地质自然保护区,同时也是国家级风景名胜区。镜泊湖火山以火山口森林、熔岩洞穴(其中2号熔洞最为壮观,长达多米),熔岩型瀑布闻名于世,是省级自然保护区,同时也是国家级风景名胜区。这里火山群,共有个火山锥,外形完整,以景色秀丽、气势雄壮,具有粗犷奔放的自然美而闻名遐迩。塞外高原的大同火山群,拥有30余座火山,是华北火山最为集中的区。
图10五大连池分布图
我国南部边陲新的火山中心,位于云南省腾冲,约有40余座火山、80多处温泉分布在县城周围。打鹰山是其中火山锥最完整的一座新火山,山体相对高差为米,为我国罕见的高大火山。雷州半岛和海南岛北部约有座火山,其中以马鞍形、火山口呈漏斗状的马鞍山,山体呈笔架式的笔架岭,湖光岩的火山口湖为代表。涠洲岛是我国最年轻的火山岛,典型的火山地貌与海蚀地貌互为增色,不仅是旅游胜地,也是极好的教学、科研基地。
图11涠洲岛
第四纪玄武岩熔岩保持的原始流动构造,有着丰富多彩的造型,有的还有熔岩洞穴发育。五大连池的熔岩“石龙”上,显示了波状、木排状、绳状、蟒状、旋涡状等熔岩流动构造,还有石瀑、石熊、石虎、石爬虫等造型、维妙维肖、栩栩如生。玄武岩石柱是岩浆溢出地表冷却收缩而成的柱状节理切割所成。我国南京六合桂子山、吉林伊通、广东佛山王借岗、福建澄海牛首山、四川峨眉山金顶等地的玄武岩石柱都很典型。
图12南京六合桂子山石柱林
中生代流纹岩地质景观,不同于新生代火山玄武岩熔岩地质景观。由于流纹岩抗风化性强,在垂直节理发育的情况下,形成了一些造型奇特的石峰、石柱和洞穴。雁荡山最为典型,被誉为“天下奇凤”,有“造型博物馆”的美称。雁荡山的石峰、石柱以灵峰最为有名,其夜景有人描述为“牛眠灵峰静,夫妻月下恋,牧童偷偷看,婆婆羞转脸”,精辟刻画了从不同角度看灵峰,有不同的拟人、拟动物的形态造型。雁荡山的洞穴有两种,一种是流纹岩熔岩流动时由于固结不均,局部岩浆流失或两次熔岩流中间未充满而形成的熔洞,例如方洞及关刀洞等;一种是沿垂直裂隙崩塌形成的竖洞,例如将军洞、观音洞等。雁荡山还有许多瀑布,是流纹岩表面风化裂隙水以泉的形式排泄后,遇悬崖绝壁形成的,最为著名的是大龙湫。该瀑布高达米,气势磅礴、风景优美,是我国单级落差最大的瀑布。
图13大龙湫瀑布
鹤壁地区位于纵贯中国东部沿北北东向展布的大兴安岭—太行山巨型构造带上,位于太行山隆起南段东缘.东以太行山前深断裂带为界,紧接华北坳陷区,西经太行山隆起与鄂尔多斯台块相邻。在鹤壁西部山前,沿青阳口断层一线,分布了若干个新生代玄武岩山包,这些新生代碱性玄武岩中的上地幔捕虏体为认识新生代上地幔特征提供了直接的样品,成为我们透视地幔物质特征的窗口。我国众多学者对其组成、地球化学、热状态及流变学的研究已达到多学科交叉的新高度,并取得了许多共识。中国新生代碱性玄武岩喷发的构造背景与裂谷作用相关,并处于岩石圈减薄、软流圈顶面抬升、地幔地温显著升高的深部状态。这一结论已为大量科学事实所证实。
7、锦绣河山
古近纪形成并持续活动的西安—郑州—徐州裂谷转换带是与华北裂谷相伴产生的构造转换带,它横切太行山,使南太行呈现出“S”型转折,一系列东西向断裂形成了南太行山地与黄河河谷的台阶地貌,也塑造出了大山、大河、山河锦绣的壮丽景观。特别是在王屋山地区,黄河袭夺济河形成现在的黄河河谷萦绕在王屋脚下,构成山河一体的景观群,并留下许多人文景观和美丽的神话传说。
图14黄河三峡景区
8、北国南风
山无水不秀。通常认为,我国南方雨水充沛,自然景观以灵秀的水体取胜;北方雨水较少,自然景观以雄伟的山势见长。而南太行则因其独特的大地构造位置和水文地质条件,接纳了来自山西高原的大量地表流水及地下岩溶水,形成类似我国南方的水体景观:山涧溪水潺潺、崖壁泉水悠悠;飞瀑自天而降、碧潭倒影青山,仿佛行在南国水乡。使得南太行自然景观既有北方的雄浑,又有南方的灵秀。
图15八里沟景区
9、愚公移山
“愚公移山”的传说家喻户晓,它体现了人类征服自然、改造自然的美好愿望。南太行不仅诞生了这一激励炎黄子孙去改天换地的神话,而且留下了世世代代炎黄儿女的伟大创举。这里有与都江堰齐名、建于秦代的秦渠,有建于20世纪被誉为“人造天河”的红旗渠,有当代世界级水利工程小浪底水库。这些规模宏大的地质工程都已成为很好的旅游景观。
图16愚公移山雕塑
图17红旗渠
图18小浪底
10、物华天宝
南太行地杰人灵,生态优良。这里有野生动物近种、野生植物近千种,拥有国家一级保护动物4种、珍稀和濒危植物14种。这里有中国纬度最高的天然竹林和猕猴分布区,有闻名遐迩的四大怀药。这里四季分明,春季万物复苏、山花烂漫;夏季绿树成荫、苍翠欲滴;秋季红叶如画、千姿万态;冬季银装素裹,层峦叠嶂被冰挂、雾松点缀。先民们很早就在这里栖息生活,留下许多灿烂的古代文明,如新石器时期的裴李岗、仰韶、龙山、二里头文化遗址,魏晋时期“竹林七贤”的活动记载,文学巨匠韩愈、李商隐、王维在此留下的千古佳作等。
图19太行猕猴
图20千年大果榉
主要参考文献:
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