中国西北部干旱区和东南部湿润区丹霞地貌发育机制的对比研究

Danxia landforms refer to a special type of landform developed on red beds and featured by steep slopes. The northwestern China is an important distribution area of red beds and Danxia landforms, however, research on Danxia landforms in China usually focus on Danxia landforms in humid southeastern China, while those Danxia landforms in arid regions were insufficiently understood, especially on issues of developmental mechanism and differences between Danxia landforms in northwestern and southeastern China. With the aim to increase understanding on geomorphic features and developmental mechanism of Danxia landforms in arid northwestern China, this project will take field investigation, analysis by GIS and DEM, and experimental analysis of red bed rock specimens as major methods. It will focus on the lithologic features of red beds and their weathering and erosion mechanism in arid regions. Then, a comprehensive comparison will be done on Danxia landforms in arid northwestern China and humid southeastern China, so as to summarize similarities and differences on geologic structure, lithologic features of red beds, external geologic forces, and developmental processes of Danxia landforms in those two regions. It would be able to provide a theoretical basis for establishing a general model on the development and evolution of Danxia landforms, and provide scientific support for geopark construction and geoheritage protection as well.

丹霞地貌是发育在红层基础上的，以陡崖坡为特征的一种特殊地貌类型。西北地区是我国红层和丹霞地貌的重要分布区，但长期以来，我国丹霞地貌研究多以东南部湿润区的丹霞地貌为对象，对干旱气候区的丹霞地貌关注较少，尤其是关于其发育机制及其与东南部湿润区丹霞地貌的差异知之甚少。为增进国内同行对西北干旱区丹霞地貌特征及其发育机制的了解，本项目以案例地野外调查监测、GIS和DEM分析，红层岩样的实验分析等为手段，重点关注干旱气候环境下典型红层的岩性特征和风化侵蚀机理，揭示其在内外动力作用下的地貌表现和地貌发育过程。在此基础上，将西北部干旱区的丹霞地貌与东南部湿润区的丹霞地貌进行综合对比，总结两地在地质构造、红层岩性、外动力因素和发育过程等方面的共性和差异，为建立丹霞地貌发育演化的一般模式提供理论依据，同时也为研究区丹霞地质公园建设和地质遗迹保护提供科学支持。

丹霞地貌是我国一种非常重要的风景地貌资源，因旅游的兴起而备受关注。丹霞地貌遍布我国各大气候区，但长期以来相关研究主要集中在东南部湿润区，对西北地区的丹霞地貌研究较少，尤其是关于其发育机制及与东南部丹霞地貌的差异一直缺乏系统深入的阐述。本项目通过对江西龙虎山世界地质公园、江西赣州石城国家地质公园、甘肃张掖冰沟丹霞、陕西延安甘泉县和志丹县等地的丹霞地貌进行了野外考察，重点对陕北的丹霞地貌进行了岩样采集和测试分析，同时结合DEM分析，对以陕北为代表的我国西北部丹霞地貌区的地质构造、红层岩性、地貌特征、发育演化过程等进行了系统研究，并与我国东南部湿润区的典型丹霞地貌进行对比。经过本项目的研究，得知陕北地区的丹霞地貌构造环境为大型内陆坳陷盆地——鄂尔多斯盆地，主要成景地层为洛河组中-细粒紫红色长石石英砂岩，形成于早白垩世的干旱沙漠环境，发育大型交错层理，其碎屑颗粒分选性和磨圆度较好，但结构松散，胶结差，颗粒表面有碟形撞击坑等典型风成砂岩特性。该区丹霞地貌最显著的特征是顶部有第四纪黄土盖层，形成覆盖型丹霞，地貌发育总体上处于青年期，整体为高原-峡谷景观，发育密集的沟谷群和连续的丹霞崖壁，但孤立的单体地貌较少。其地貌演化过程可划分为早白垩世红层堆积——晚白垩世红层盆地构造抬升和古丹霞发育——古近纪以来间歇式抬升——第四纪黄土覆盖等四个阶段。对比方面，我国西北部丹霞与东南部的丹霞地貌在构造环境，物质基础，地貌特征等方面差异较显著，现有的基于东南部湿润区丹霞地貌总结出来的相关理论并不能很好地体现这些地域差异。本项目的研究进一步揭示了我国丹霞地貌的空间分异规律，为完善丹霞地貌发育演化模式提供依据，相关研究成果也可以为各地开发丹霞地貌旅游资源，加强丹霞地质遗迹保护、发展地学旅游提供科学支持。