浙江新昌丹霞地貌风化作用的微观研究李德文.PDF

第23卷增刊 经 济 地 理 ECONOMIC GEOGRAPHY Vol.23, Supp. 2003年11月 第八届全国丹霞地貌旅游开发学术讨论会论文集 Dec., 2003 浙江新昌丹霞地貌风化作用的微观研究 李德文 王朋岭 俞锦标 （南京大学地理学系，210093 ） 摘要：本文利用偏光显微镜和扫描电镜研究了丹霞地貌发育过程中微观风化的性质和特征。丹 霞岩壁表面纳米－微米尺度的风化以化学风化为主，在整个岩面以及与外部环境相通的裂隙面 上持久地进行着，在一定程度上可能还有生物作用的参与。在毫米－厘米尺度上，风化作用主 要表现为岩面局部剥离、崩解等特征。他们在成因上与更小尺度的微观风化作用关系密切。在 米级和更大的空间尺度上，以化学风化为主的微观风化过程沿裂隙向岩石内部穿插，导致裂隙 不断展宽和加深。因此重力过程可以理解为微观风化效应长期积累达到一定极限后的突变产物。 关键词：丹霞地貌；化学风化；新昌盆地 1 概述 丹霞地貌是极富特色的风景地貌之一，尤以中国南方红盆中最为发育和最为典型。作 为一种特殊的岩石地貌类型，丹霞地貌不仅是国内地貌学研究的重要内容之一，同时也在 各类风景名胜开发建设中具有重要的意义。 丹霞地貌研究始于上世纪20年代(冯景兰，1928)，早期的学者在区域地貌调查和对比研 究方面做了大量工作。20世纪80年代以来，在丹霞地貌发育、演化、形成机理及主要控制 条件方面均有大量成果发表(黄进，1999；彭华，2000) 。但是由于各种技术条件的限制，过 去的研究大多侧重于宏观方面。在微观上，除了对组成丹霞地貌的岩石作常规的岩石学和 矿物学研究外，针对岩石表面风化剥离性质特征和过程机理的微观研究目前仍是空白。 在成因机制研究方面，物理过程(如重力崩塌)一直被认为是丹霞地貌最重要的动力过程 之一。本文根据在新昌地区室内外工作获得的资料，试图从更小尺度上(并结合宏观尺度) 讨论风化作用与丹霞地貌发育的关系。 2 区域背景 新昌地处浙江省南部的新昌盆地，气候湿润温暖。盆地地处浙闽粤沿海中生代火山活 动带北端，介于丽水－余姚、温州－镇海两条北北东向深断裂之间、鹤溪－奉化北东东向 大断裂北西侧、孝丰－三门湾北西向大断裂南西侧，为中生代新昌－嵊州盆地的一部分。 新昌－嵊县盆地内中生代地层以下白垩统最为发育，为一套火山－沉积碎屑岩系，厚度达 1) 数千米 。 新昌地区典型丹霞地貌主要发育于下白垩统的方岩组内。其中以发育于下段红色厚层 1) 新昌地质公园规划说明书 160 经 济 地 理 23卷 块状砾岩中的丹霞地貌最为典型。如穿岩十九峰、南岩寺等。方岩组之上，覆盖着上新统(N) 2) 的玄武岩。黄进 曾就这一地区的丹霞地貌作过多次系统的调查和研究，对丹霞地貌的空间 分布、形态特征及形成机制等方面有较为详尽的阐述。 3 材料与方法 作者等人对新昌地区南岩寺、穿岩十九峰等几处典型丹霞地貌景观进行了详细的调查。 在野外考察的基础上，在新鲜岩面和风化岩面上分别采样，共采集了10块岩石样品。南岩 寺附近红层为砾岩的砂砾岩；穿岩一带出露的主要为红色砂砾岩，在组成上以火山碎屑为 主。为了研究岩石表面不同尺度上的风化特征，本研究对野外采集的样品作偏光显微镜和 扫描电镜(SEM)观察及主要成分的定量观测。前者所用岩石切片厚度约0.03mm 。 对有风化面的样品，切片时尽量切过风化面。所有薄片在双筒偏光显微镜下观察和数 码摄相，从一个断面上观察岩石近风化面部分，利用光学特征了解原岩矿物与被风化后新 成矿物的成分变化以及风化过程的形态特点。SEM方法主要利用SEM分辨率高、景深大的 特点，对风化面进行直接观察，了解风化矿物的形态特征和物质组成。对准备做SEM观察 的样品，先破碎成约0.5 －l厘米的小块，在实验室专门仪器内喷金作导电膜。在JEOLJSM- 6300SEM下观察。在某些特定的部位，利用配置在SEM上的能散X射线光谱分析仪在岩石表 面以点、线、面扫描等方式作成分分析，以了解微区物质组成上的变化。