漫话“三清山”世界地质公园
胡经国
一、概述及基本信息
“三清山”世界地质公园(Sanqingshan UNESCO Global Geopark),位于中国江西省上饶市东部;其面积为229.5平方千米。
该公园由“南清园”、“三清宫”、“玉京峰”、“西海岸”、“东海岸”、“万寿园”、“玉灵观”、“西华台”、“石鼓岭”、“三洞口”10个景区组成。
为了保护该公园环境及地质遗迹,在公园外围设置了面积为168.5平方千米的“缓冲区”。
2005年,该公园被列为国家地质公园。2012年,该公园入选联合国教科文组织世界地质公园网络成员。
该公园基本信息如下:
中文名:“三清山”世界地质公园
外文名:Sanqingshan UNESCO Global Geopark
公园位置:中国江西省上饶市东部
板块构造位置:“亚欧板块”东南部,“太平洋板块”活动带,“扬子古板块”与“华夏古板块”结合带
公园经度:117°58′20"~118°08′28"E
公园纬度:28°48′22"~29°00′42"N
公园面积:229.5平方千米
公园组成:由10个景区组成
公园级别:世界地质公园
公园特:地质多样性
所属网络:APGN(亚太地质公园网络)
气候类型:中亚热带季风型山地气候
二、气候概况
该公园地处中国苏南、浙西、皖南和赣东北的江南山地的南部,是“怀玉山脉”的主峰地区。由于山区海拔较高,主峰地区海拔大多在1000米以上,主峰“玉京峰”海拔达1819.9米,因而气候、植被和土壤的垂直分带明显。
该公园气候类型属于中亚热带季风型山地气候。
三、水文概况
“怀玉山脉”是“信江”和“乐安江”的分水岭;作为“怀玉山”主峰地区的“三清山”又是“信江”上源“金沙溪”的发源地;“信江”和“乐安江”是鄱阳湖东岸的两条主要入湖河流。“三清山”山区的溪流呈放射状向四周辐散。“三清山”西南坡、南坡、东坡和东北坡的溪谷水流最终注入“信江”;西北坡的溪谷水流最终注入“乐安江”。
四、地质遗迹
在板块构造上,该公园位于“亚欧大陆板块”东南部,“太平洋板块”活动带,“扬子古板块”与“华夏古板块”结合带。
该公园拥有地层岩性、地质构造、岩浆岩、地貌等多样性的地质遗迹。该区地层包括寒武系、奥陶系(含“笔石动物化石”)、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系(含陆相火山岩、“硅化木化石”)
、白垩系(含“恐龙蛋化石”)和第四系。地质构造有:“背斜”和“向斜”褶皱构造;正断层和逆断层断裂构造;以及“峰墙”、“峰柱”岩体节理构造。地貌遗迹有:中山、低山、丘陵以及“堆积”和“冰蚀”地貌等。
该公园记录和保存了自中新生代以来地壳形成演化的历史,特别是完整记录与系统显示了“三清山花岗岩地貌”的形成过程,是一个具有世界性价值的花岗岩地貌天然博物馆。
1、地层岩性
在该公园发育分布的地层主要有:南华纪“休宁组”和“南陀组”;震旦纪“兰田组”和“皮园村组”;寒武纪“荷塘组”、“大陈岭组”、“杨柳岗组”、“华严寺组”、“西阳山组”;奥陶纪“印渚普组”、“宁国组”、“胡乐组”、“砚瓦山组”、“黄泥岗组”、“长玝组”、“文昌组”;志留纪“霞乡组”、“河沥溪组”、“康山组”和“唐家坞组”;以及泥盆纪“西湖组”。
其中,上元古界主要为粉砂岩、泥岩和页岩;寒武系主要为泥岩和泥质灰岩;奥陶系主要为泥岩、页岩和硅质岩;志留系主要为浅海相的粉砂岩、砂岩和泥岩。
该公园内的岩浆岩为“三清山花岗岩体”,是在区域上“怀玉山岩体”的一部分;其地质时代为燕山晚期。
2、地质构造
在该公园内,褶皱和断裂构造发育。
其中,褶皱构造分布于该公园的北西部和北东部,有“黄土岭复式背斜”和“华眉山向斜”。“黄土岭复式背斜”,位于该公园北西部的“黄土岭”一带,属于在区域上的“黄土岭-开化复式背斜”的一部分;其轴向为NE向,褶皱向NE倾伏、向南西撒开;轴面近于直立,两翼产状比较紊乱,北西翼产状较陡,而南东翼产状较缓;其核部地层为南华纪地层,翼部地层由震旦纪-奥陶纪地层组成;南翼出露较广泛,常形成“次级背、向斜构造”。
在该公园内,断裂构造十分发育。其延伸方向主要为NE向,其次为NNE 向、NW向。从形成时代上来看,NE向断裂形成最早,其次为NNE向,而NW向断裂形成最晚。断裂性质既有“正断层”,也有“逆断层”。其中,有3条
“正断层”,即:“枫林紫湖镇断裂”、“小坑-拔脚坞断裂”、“鹅共岭断裂-下西坑断裂”,将“三清山岩体”主体部分分割呈典型的“断块山”。这3条断层的断层面倾角为50°~80°,均相对于断块山向外倾斜,即“三清山”主体向上上升,而外部向下滑动。由此也导致了“三清山”相对较高的地貌景观。
节理构造在该公园内岩(层)体中极其发育。主要发育有3组互相垂直的节理;其中一组为“近水平节理”,另外两组节理分别为NEE-NE向和NW向节理;后两组节理在平面上构成“棋盘格式”的组合节理,并且从南西向北东总体上具有“由收敛到撒开”的趋势,其密度也有“由密到稀疏”的变化。在该公园的南西段,两组节理的走向分别为NW向和NE向。往该公园中部,其中的NW向节理逐渐变为近SN向节理;再寂静岭3图文攻略
往东,其中的NE向节理逐渐变为近EW向或NEE向节理。“近水平节理”一般为水平,局部也有轻微的倾斜,其倾角一般小于5°。水平节理和其他两组节理组合在一起造成了多种多样的“象形石”。
3、岩浆活动与岩体特征
“三清山”地区岩浆活动频繁。“三清山花岗岩体”在区域上属于“怀玉山岩体”的一部分,位于该岩体近东西向延伸的东段;在该公园内出露面积约为98平方千米;呈不规则状侵入于“黄土岭复式背斜南翼”的新元古代南华纪砂岩和页岩地层中,其侵入的最新地层为泥盆纪西湖组砂砾岩。该岩体与围岩的接触界线不规则,呈“波状”、“港湾状”或“枝杈状”,与围岩接触面产状倾向围岩。在其“内接触带”,常见1~3米宽的“冷凝变质带”,呈细粒,为岩体侵入到围岩时,其边部受到快速冷却导致快速结晶的结果。而在“外接触带”,由于受岩浆的热作用,因而围岩发生重结晶作用,形成宽500~2000米的“热接触变质带”。另外,在局部地段,如“索道站”,可以发现岩体顶部还残留有围岩的顶盖,表明该岩体的剥蚀程度不大。
在该岩体内不发育流线和流面构造,但是在一些裂隙中常可见细小的岩脉和“石英脉”。岩脉的主要岩性有“花岗细晶岩”、“伟晶岩”、“辉绿岩”等,其宽度一般为10~40厘米,长度一般为几米。“石英脉”的宽度一般小于10厘米,长几米。在该岩体中包裹体非常不发育,只有偶尔见及,形态多不规则。但是,在该岩体内晶洞非常发育;在晶洞内往往充填有晶形完好、粗大的石英晶体和钾长石晶体;石英晶体为六方晶系,其直径最大可达5厘米。
“三清山花岗岩体”,根据其接触关系和颗粒大小可以划分出3个期次,即:第一期、第二期和第三期。其中,以第二期的规模最大;最后一期为细粒黑云母碱长花岗岩;第二期为中粒黑云母碱长花岗岩;第一期为粗粒黑云母碱长花岗岩。这3个期次不像其他花岗岩体那样具有同心环带分布,而是呈不规则状产出。这主要是因为这3个期次的岩体不是由同一期岩浆就地分异演化的产物,而是岩浆不同时期侵入的产物。
4、地质演化
“三清山”的自然景观是与其适宜的地质和气候条件分不开的,是地壳运动及地质作用长期演化的产物。三清山在地质史上经历了14亿年的沧桑巨变,曾经发生过3次大海侵和多次构造运动。
“三清山”的第一次大海侵,发生于14亿年前的中元古代。那时,“三清山”
地区的地壳运动正处于地槽沉降阶段;海水浸没达4亿年之久,沉积了数千米厚的“双桥山复理式海相碎屑岩”,并且夹杂有海底火山喷发物。
在“晋宁运动”之后,该区结束了“地槽式沉降历史”,地壳开始逐渐回返上升,露出水面成为陆地,从此“三清山”地区进入相对稳定的地台阶段。
在10亿年前,“三清山”地区成为“华南洋”中的一个岛弧。在9~8.5亿年前后,“华南洋”洋盆消失,“扬子古
板块”与“华夏古板块”碰撞,“三清山”地区恰好处于这两个“古板块”结合带。自中生代以来,陆内“A型俯冲”与“陆内伸展”奠定了该区的地质构造格架和地理格架,为“三清山花岗岩”地质地貌的形成、生物的繁衍以及人类的发展提供了优越的地质环境。
在大约9亿年前后,“扬子古板块”与“华夏古板块”碰撞对接,并且成为“Rodinia超大陆”的组成部分之一,留下了珍贵的“古洋壳残迹”,即“蛇绿混杂岩带”(9.68亿年)和“兰闪石片岩”(8.66±0.14亿年),这是两个古板块对接和“晋宁造山运动”的重要地质见证。
在8.3~8亿年前,该地区地质演化进入“裂谷期”,“Rodinia超大陆”裂解,“三清山”位于“扬子大陆板块”与“华南裂谷海盆”之间的过渡带,沉积形成了“海相磨拉石-复理石建造”和“双峰式火山岩建造”。在南华纪早期,该区内处于“滨海-陆表海”的沉积环境中,以碎屑建造沉积为主;随之“雪球事件”出现,留下了古冰川活动的遗迹——“南沱组冰碛岩”。
在震旦纪,该区陆壳基本固结,气候转暖,冰雪消融。到了震旦纪末期,发生了第二次大的海浸;海水浸没达 1.6亿年之久,一直延续到奥陶纪末期;沉积了4000多米厚的浅海相砂页岩和碳酸盐岩,并且含有三叶虫、笔石和海绵等海相古生物化石,沉积了一套“浅海相泥硅质和碳酸盐建造”。经奥陶纪末期的“加里东造山运动第一幕”造山运动,“三清山”从此完全脱离了海水环境,不再接受沉积。
在距今 4.4亿年前的志留纪早期,虽然发生过第三次大的海浸,但是海水仅到达“三清山”东南角的边缘
部分。在2亿多年前,“三清山”结束了长期的海洋历史,开始进入内陆发展的新阶段。
1.8亿年前,侏罗纪晚期与白垩纪,在“三清山”区域内发生了异常强烈的造山运动,即“燕山期造山运动”,并且伴随有大规模的酸性岩浆侵入活动,从而奠定了“三清山”地质构造和地貌景观的地质基础。中生代是“三清山花岗岩”“成岩”、“成山”的重要时期,也是花岗岩地质、花岗岩地貌、花岗岩生态的奠基时期。此后,又经过新生代的地质演化,才造就了现今的奇特的花岗岩景观和独特的生态系统。
在“印支运动”之后,“三清山”及其相邻地区为陆内地势相对较低的“复式向斜”。此后,才逐渐形成今日所见的“盆岭地貌格局”。
在中、晚侏罗世-早白垩世“盆岭雏形期”,由于“亚欧板块”与“古太平洋板块”相互作用,在该区内发生了强烈的“燕山期”陆内造山动动,随着“赣东北深断裂”的陆内俯冲作用,形成了北东向“三清花岗岩基”,“怀玉山脉”开始呈挤压型“坳中隆”式低缓隆起,并且逐渐发生弱得剥蚀作用,两侧出现陆相盆地。当时,包括“三清山”在内的“古亚欧大陆”与“古北美古大陆”曾经是相连的。
在晚白垩世“盆岭伸展成型期”,该区进入“喜马拉雅造山期”;地壳于造山
运动之后强烈伸展,发生大规模“断块作用”。“怀玉山脉”急剧隆升,遭受强烈剥蚀,花岗岩体暴露地表,估算剥蚀厚度约为4000~5000米。山脉两侧作“不均衡断陷”,形成“红碎屑岩断陷盆地”;北侧盆地规
模较小,南侧“信江断陷盆地”规模大,沉积红碎屑岩厚度达2000~3000米。山体与盆地存在巨大反差。该期构造运动是“怀玉山脉”的主要形成期。“亚欧古大陆”与“北美古大陆”开始分离。从古近纪至新近纪的“盆岭缓变期”,为地壳强烈伸展后的“相对休眠期”,山体剥蚀微弱,盆地萎缩,缺失沉积。
在第四纪“盆岭改造期”,地壳作“波浪状缓慢抬升”;在“怀玉山脉”上部和近山麓地带的“三清湖喀斯特峰林”都保留有3级“夷平面”,“信江”河谷形成3级阶地。从“怀玉山脉”、山麓至“信江盆地”,地壳隆升幅度依次降低。同时,沿部分断裂发生差异升降作用。“三清山”受周边所围绕的3条正断裂控制,再次缓慢抬升,在“怀玉山脉”隆起的背景下,形成“隆上隆”,成为“怀玉山脉”的最高峰。这时也是“三清山峰林景观”的造景时期。
5、地质价值
⑴、展示花岗岩地貌演化历史的天然博物馆
三清山花岗岩地貌类型多样、发育系统、保存完整,并且“峰峦”、“峰墙”、“峰丛”、“石林”、“峰柱”、“石锥”、峡谷、“崖壁”以及丰富的“造形石”等“微地貌”标型齐全、特征典型,保存完整。这种特有的“微地貌集”称为“三清山式”花岗岩地貌组合。这些记录和保存了地球中新生代以来地壳演化的历史,特别是完整记录与系统出露了“三清山花岗岩地貌”形成演化相关的内外地质作用主要过程,是一个具有世界性价值的花岗岩地貌天然博物馆。
在“三清山”中心区面积2800公顷范围内,花岗岩微地貌成因类型保存系统、出露完整,形态类型丰富多样、分布密集;有花岗岩“奇峰”48座,“造型石”89处,景物景观384处;具有“东险西奇、北秀南绝、中峰巍峨”的特点;它犹如一个“大盆景”,座落于“三清山”中高山之上,集结了花岗岩微地貌的精华,为世界罕见,是研究花岗岩地貌的最佳地区。
⑵、西太平洋花岗岩地质演化的突出范例
“三清山”是由早白垩世形成的“超酸高硅、低钙、富钾、A型花岗岩”所组成的山体。“三清山”地区的花岗岩类型多样、特征典型,有反映9亿多年前“华南洋”遗存的“M型大洋斜长花岗岩”。在中生代,由于太平洋板块的俯冲作用,形成了陆内“深俯冲型花岗岩序列”,包括由“I型”、“S型”和“A型”三类花岗岩组成的两个“构造-岩浆带”;其构造-岩浆演化序列清楚、完整,时空演化规律特征典型,为东亚所罕见,是研究花岗岩、特别是“陆内深俯冲造山带花岗岩”的重要园地。
⑶、揭示地球演化历史重要阶段的关键地域
在距今9亿多年以前,“三清山”地区是“古华南洋”中的一个岛弧。从9亿至8亿5千万年前后,“古华南洋”洋盆消失,发生“陆-陆碰撞”,“三清山”地区恰好处于古板块结合带;经后期演变,区内保留有“中-新元古代华南洋”、“新元古代板块碰撞”、“中生代陆内A型俯冲”、“晚白垩世陆内伸展”等4大地质构造遗迹;是地球演化历史中重要地质事件和演变过程的见证,也是研究地球10亿年以来地壳演化和古地理环境变
迁历史的重要地域,更是“亚欧板块”东
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