四川光霧山-諾水河國家地質公園萬字格石林特征及成因

胡 健，黃 平，李忠東，盧志明，高竹軍

（1.四川省地質礦產勘查開發局物探隊，成都 610072；2.四川省地質礦產勘查開發局207地質隊，樂山 614000）

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四川光霧山-諾水河國家地質公園萬字格石林特征及成因

胡 健1，黃 平2，李忠東1，盧志明1，高竹軍1

（1.四川省地質礦產勘查開發局物探隊，成都 610072；2.四川省地質礦產勘查開發局207地質隊，樂山 614000）

摘要：萬字格石林位于光霧山-諾水河國家地質公園北緣的米倉山腹地，以石林為其核心地質遺跡景觀。通過對石林地質遺跡特征進行研究，探討石林的形成條件和發育演化過程認為，萬字格石林所在地區空氣濕潤，石林表面多為綠色植物覆蓋，形成極具特色的 “綠色石林”。

關鍵詞：萬字格石林；地質遺跡；成因；光霧山-諾水河

萬字格石林位于四川省南江縣北部光霧山鎮北西,是四川光霧山-諾水河國家地質公園光霧山園區的重要組成部分，地理坐標E106°41′53″～106°45′48″，N32° 41′12″～32°43′45″，區域面積20.35 km2，其中石林重點地質遺跡分布區面積0.79 km2。研究該石林資源特征，分析其形成機制，對該地區地質遺跡保護、旅游開發、科學研究以及科普教育等具有重要意義。

1　研究區地質概況

萬字格石林位于光霧山國家地質公園北緣的米倉山腹地。區內地層從老至新出露有上元古界震旦系上統，古生界寒武系下統和中統，奧陶系中統，志留系下統及第四系，外圍還出露有二疊系地層。

米倉山北側為漢南推覆構造和秦嶺造山帶，東側為大巴山推覆構造帶、南側為四川盆地，所處大地構造位置極為特殊。

表1　研究區地層系統表

2　石林地質遺跡類型及特征

2.1主要地質遺跡類型

通過對萬字格石林地區一百余處地質遺跡點野外調查和室內分析，將研究區巖溶地貌形態劃分為以下11個基本類型（表2）。其中，巖溶石林是研究區內最重要的地質遺跡景觀。萬字格地區石林形態各異，單體高度2～8 m，分布集中。

2.2典型地質遺跡特征

2.2.1塔狀

圖1　典型石林形態特征

三生石：高7.6m、直徑1.2～4.6m，由三層灰巖組成的下部粗大，上部較小的塔狀石柱，底部一層為面狀基巖，二、三層系灰巖差異溶蝕形成了粗細不等的塔狀特征。

表2　研究區巖溶地貌類型劃分

護林者：高8m、基座直徑3.6m，由三層灰巖組成的下部粗大，上部較小的塔狀石柱，底部一層為面狀基巖，二、三層系灰巖差異溶蝕形成了粗細不等的塔狀特征，身披苔蘚、頭戴日月，似千百年來站立在此守護森林的衛士。

2.2.2柱狀

愛：由兩根高10～12m、直徑1.5～2.2m的石柱組成，似情侶、似母子在樹下深情相擁，充滿濃濃的愛意。

一柱擎天：石柱高約10m、直徑2.2m，呈圓柱狀層疊向上，藤蘿樹木扎根石柱間，在周圍眾多石桌、石凳對比下顯得鶴立雞群，一柱獨秀。

2.2.3錐狀

錐石群：由5根筍狀苔蘚石柱簇擁組成的錐石群，高2.5～3.6m不等、單個直徑0.8～1.4m，身披苔蘚的石柱就像一個親密的家庭，高低不同深情相擁。

2.2.4城堡狀

盤龍城堡：是以城堡狀為主的組合形態石林，長近百米、寬15～20m，石林沿中部溶蝕長廊兩側分布，長廊寬0.7～2m。人在其中穿行如進古城迷宮。因石林上多有古藤樹根深扎巖石中，虬枝纏繞，如游龍盤旋。

2.2.5屏風狀

列隊士兵：這是兩組沿走向50°～140°的裂隙發育的石柱群，沿溶蝕裂隙兩側呈帶狀展布，長30m余、高度4～5m、石柱整齊劃一的排列著，其上苔蘚密布，就像一群士兵在進行隊列訓練。

2.2.6不規則狀

亂石陣：以石柱、屏風狀、城堡狀石柱和石長廊組成的組合景觀，亂石陣由多種類型的石柱組合成林，發育長度約150m、寬度近50m，一般石柱高3～8m，最高者可達13m，沿走形240°、340°兩組裂隙發育的石長廊呈片狀聚集成林，因崩石較多且多分布在石柱間和石長廊中，人在其中穿行異常吃力，故名“亂石陣”。

3　地質遺跡成因分析

3.1成景巖石特征

景區發育石林喀斯特地貌的主要是奧陶系中統寶塔組碳酸鹽地層。該地層主要由淺灰色微晶骨屑灰巖和淺灰紫色中-厚層狀骨屑微晶灰巖組成，層間泥質條紋發育，具小型波狀層理，巖石出露厚度通常在15～50m不等。區內地層受開闊的復向斜褶皺構造控制，呈北西傾向的單斜地層產出，且傾角一般在8°～10°，這樣的地層產狀特征也是萬字格石林發育并保存至今的必要條件。

寶塔組灰巖主要由淺灰色微晶骨屑灰巖和淺灰紫色中-厚層狀骨屑微晶灰巖組成基本層序。厚層者具特征的龜裂紋構造；薄層者則發育縫合線構造，普遍含較多砂、泥質條帶，具小型波狀層理構造、產腕足類化石。

3.2構造因素

景區所在米倉山地區，在漫長的地史時期經歷了多次構造運動的變遷，發育了大量褶皺、斷裂構造，在這些褶皺、斷裂的衍生下發育了眾多的節理、裂隙構造，成為了萬字格石林形成的重要構造條件。

1）斷層：景區位于桃園—牟家壩斷裂帶東段。該斷層在秦家壩西側出現分支，延至廟壩一帶，長約10km。而主斷裂則經小壩、桃園西延至槐樹以西，該斷層東段傾向北西320°，傾角80°。萬字格景區處于該斷裂及其分支間，區內地層受斷層影響波及，發育有北東向和北東東向的裂隙，以40°～50°、70°～80°走向的張性裂隙和節理較為發育，該兩組節理裂隙對萬字格石林的形成發育有著重要的意義，是石林形成的構造條件之一。

表3　石林地區碳酸鹽巖石化學成分（ω/10-2）

2）褶皺：景區處于鎮-寧元古凹陷褶斷束，褶皺斷裂都極為發育，景區處于這一構造區域的龍頭山-小李壩復向斜南翼的中部，地層傾向355°、傾角5°～30°。受褶皺的擠壓形變制約，區內又發育了多組走向290°～320°的節理和裂隙，又為萬字格石林形成締造了重要構造條件。

從區內斷裂和褶皺發育的情況分析，褶皺發生北西-南東向擠壓變形，疊加斷層擠壓形變，均為萬字格石林的發育建立了構造基礎。

3）節理：通過野外調查，區內節理以S-N、NW-SE、NE-SW三組方向的節理極為發育，S-N、NW-SE走向的節理組主要受褶皺擠壓作用影響制約形成，NE-SW走向的節理組主要受斷裂擠壓控制形成，尤其是NW-SE、NE-SW兩個方向發育的節理組與萬字格石林的廊道走向發育特征極為吻合，而且研究區內這幾組方向的節理產狀均近于直立，這些發育在奧陶系寶塔組灰巖中的節理，又為灰巖的溶蝕作用發育提供了有利的構造條件，最終成為促使石林發育的“管道”。

3.3地形地貌特征

景區所在的米倉山位于四川省和陜西省交界處。西接摩天嶺，東接大巴山，是漢江、嘉陵江的分水嶺，古米倉道經此。主峰光霧山海拔2 507m，萬字格石林地質遺跡研究區就深處米倉山中部南麓。區內地貌主要為溝谷深切、谷坡陡峻，地勢地貌較為復雜的淺-中切割的中山地貌，海拔一般1 500～2 000m。地貌變化橫向上西高東低、縱向上北高南低，溝壑縱橫的地貌展示了區內印支運動以來褶皺造山形成后的地貌格局。印支運動以來盆山轉換—推覆滑脫構造階段不僅塑造了盆緣山系地貌，其剝蝕、逆沖—推覆變形、滑脫變形，形成的多期次構造不僅對現代地貌的最終形成起到了決定作用，在后期的風化、剝蝕等外動力地質作用助推下形成溝壑縱橫的現代地貌。萬字格石林發育地段地貌上麓緩溝多，碳酸鹽巖石裸露面積相對較大，有利于地表水匯集對其進行強烈的溶蝕作用，并為石林的發育提供必備的條件，反之石林發育區域外圍則溝深崖陡，切割相對較深，未能形成良好的利于石林發育的地貌條件。

圖2　米倉山構造帶斷裂分布圖

3.4氣候和水文條件

景區地處中國大陸南北地理和氣候以及生態的過渡帶，受東南季風和西南季風的雙重影響，屬亞熱帶季風性濕潤氣候。主要特點是氣候溫和，雨量充沛，光熱資源豐富，無霜期較長，山地氣候特征明顯。全年平均氣溫16.1℃，常年多雨，區內年平均日照1 605小時，年平均降雨量約1 200mm?？傮w上，區內氣候濕潤溫和、雨量充沛、流水侵蝕作用強烈，是塑造萬字格石林的主要外動力地質條件。

3.5 萬字格石林的形成過程

晚震旦世開始，米倉山地區處于被動大陸邊緣廣海沉積，在結晶基底上沉積了一套淺海臺型碳酸鹽巖和碎屑巖，成為萬字格石林成景的物質基礎。泥盆—石炭紀該區全面隆升成陸，接受剝蝕，至早二疊世末又經歷短暫隆升。晚三疊世印支運動開始，至秦嶺-甘孜造山帶強烈褶皺，全區的海侵歷史完全結束。米倉山地區形成了大量的斷裂和褶皺，控制萬字格石林研究區的桃園—牟家壩斷裂帶、龍頭山—小李壩復式向斜成生發展，在構造應力作用下產生脆性破裂并最終相伴形成諸多控制影響石林發育形成的節理裂隙，與區域構造應力配套的NW-SE、NE-SW兩個方向多個節理組相應形成。

新生代以來的喜馬拉雅運動，導致龍門山及整個四川盆地及其周緣造山帶抬升，遭受剝蝕，米倉山地區伴隨逆掩—滑脫變形，形成現代盆緣山系中高山區地貌。至晚近時期在地殼持續間歇不均衡上升過程中內外動力地質作用共同作用下，石林開始了迅速發育的塑造歷程。此時，米倉山地區地處亞熱帶濕潤季風氣候區，濕熱多雨，地表徑流發育，流水侵蝕作用強烈，石林逐漸形成。

由于萬字格石林發育地帶為深切割中山區，地表流水水動力條件較強，容易經陡峻的溝谷匯入下游河流，早期雨量充沛季節，地表流水沿NW—SE、NE—SW向的節理下切發生向源侵蝕、側蝕以及初期的溶蝕作用，伴隨溫差產生的物理風化作用，使巖石發生崩解，一方面形成較深的溶溝、溶隙，為廊道型石林的發育奠定了基礎；一方面在坡麓頂部形成石芽并進一步發展成石柱，從而拉開了萬字格石林塑造階段的大幕，最終形成了今天縱橫交錯的萬字格石林地質遺跡。

4　結論

通過分析萬字格石林的地質遺跡資源特征，探討其成景機制和發育演化過程，得出以下結論：

1）萬字格石林景觀獨特，形態多變，地質遺跡資源保存完好，生態環境極佳，具有較高的觀賞、旅游開發價值。

2）萬字格石林地處中國南北巖溶分界過渡地帶，對研究我國南北巖溶差異具有獨特的科學意義。

3）萬字格石林是“廊道”式石林的典型代表，該地區廊道縱橫交錯、進入其間宛如迷宮，因形如“卍”字，當地人以此特點形象的稱其“萬字格”。

4）萬字格是米倉山這一獨特構造帶上形成的奇葩。萬字格石林就發育在米倉山腹地，雖然石林分布面積不大，卻堪稱米倉山中的奇葩，密林深處每一處溝壑縱橫的溶蝕廊道都書寫著地球的偉力、每一根長滿苔蘚的石柱都記錄著米倉山滄海桑田的變遷。

參考文獻：

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Origin of the Wanzige Stone Forest in the Guangwushan-Nuoshuihe National Geopark

HU Jian1HUANG Ping2LI Zhong-dong1LU Zhi-ming1GAO Zhu-jun1
(1-Geophysical Exploration Team,SBGEEMR,Chengdu 610072; 2-No.207 Geological Team,SBGEEMR,Leshan,Sichuan 614000)

Abstract:The Wanzige Stone Forest lies in the center of the Guangwushan-Nuoshuihe National Geopark.The stone forest is the core of the geological heritage.This paper deals with the features,formation conditions and evolutional process of the stone forest.The humid climate is responsible for the green stone forest in Wanzige.

Key words:Wanzige Stone Forest; geological heritage; origin

作者簡介：胡?。?988-），男，湖北漢川人，助理工程師，主要從事地質遺跡調查研究

收稿日期：2015-07-06

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.037

中圖分類號：P642.25

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0995（2016）01-0166-04