【类型】期刊

【作者】张信宝（中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所）

【作者单位】中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所

【刊名】山地学报

【关键词】 地貌垂直地带性；岩性；赣北庐山；浙西千里岗山；第四纪冰川

【ISSN号】1008-2786

【页码】P129-133

【年份】2019

【期号】第2期

【期刊卷】1;|7;|8

【摘要】庐山东约300 km的浙西千里岗山,海拔1 523 m,高于庐山1 474 m,山顶出露岩层为夹粉砂质泥岩的岩屑石英砂岩的志留系上统唐家坞组,岩性软弱。以赣北庐山为代表的中国东部第四纪冰川问题,是我国地质、地理学界争议最大、认识最分歧的重大问题,“庐山第四纪冰川”认识分歧的重要原因是山地侵蚀地貌形态和相应堆积物的多解性。依据地貌垂直地带性理论,软弱岩层的分布高程,不可能超过冰川地貌带上限,也就是说,没有达到冰川地貌带的高度。为此,通过“跳出庐山看庐山”,判别庐山第四纪冰川的有无。认为,千里岗山与包括庐山在内的邻近地区的同高程山地的高度无第四纪冰川发育。

【全文】 文献传递



运用地貌垂直地带性理论判别庐山第四纪冰川有无

张信宝

(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，四川 成都 610041)

摘　要： 庐山东约300 km的浙西千里岗山，海拔1 523 m，高于庐山1 474 m，山顶出露岩层为夹粉砂质泥岩的岩屑石英砂岩的志留系上统唐家坞组，岩性软弱。以赣北庐山为代表的中国东部第四纪冰川问题，是我国地质、地理学界争议最大、认识最分歧的重大问题，“庐山第四纪冰川”认识分歧的重要原因是山地侵蚀地貌形态和相应堆积物的多解性。依据地貌垂直地带性理论，软弱岩层的分布高程，不可能超过冰川地貌带上限，也就是说，没有达到冰川地貌带的高度。为此，通过 “跳出庐山看庐山”，判别庐山第四纪冰川的有无。认为，千里岗山与包括庐山在内的邻近地区的同高程山地的高度无第四纪冰川发育。

关键词： 地貌垂直地带性；岩性；赣北庐山；浙西千里岗山；第四纪冰川

李四光先生1931年在庐山发现第四纪冰川遗迹，1937年完成《冰期之庐山》专著(1947年发表)之后，江西庐山被认为是中国第四纪冰川的标准地点[1]。《冰期之庐山》详细论述了庐山的多种地形和沉积物并给予冰川解释，划分出鄱阳、大姑和庐山冰期。庐山第四纪冰川为国内外一些学者所承认和应用，但也有一些学者表示怀疑和反对[2-12]。施雅风先生指出：“以庐山为代表的中国东部第四纪冰川问题，是我国地质、地理争议最大、认识最分歧的重大问题，有必要认真求得解决”[5]。

李四光先生主要根据冰川侵蚀地貌和相应的堆积物，确定庐山第四纪冰川。许多学者对《冰期之庐山》一文中的冰蚀地形，如冰斗、U形谷、悬谷、冰川擦痕等提出了异议[2-12]。任美锷先生认为，庐山的侵蚀地貌同地质构造和岩性有密切的关系。许多学者认为，庐山山麓大面积分布的泥砾堆积，并非“大姑冰期的冰泛沉积”，而是泥石流堆积。不同学者对庐山疑似冰川地貌和沉积的不同解释是造成“庐山第四纪冰川”认识分歧的重要原因[9]。

笔者在青藏高原东缘横断山山地地貌垂直地带性的研究中发现，由于抗寒冻侵蚀能力的差异，冰川地貌带中只有抗寒冻侵蚀能力强的花岗岩和石灰岩等坚硬岩层的分布，没有抗寒冻侵蚀能力差的软弱岩层分布[13-15]。本文依据地貌垂直地带性理论，通过分析庐山周边地区软弱岩层分布的最高高程，判别庐山第四纪冰川的有无。

1　高寒山地的地貌垂直地带性

地处青藏高原东缘的横断山山地地貌垂直地带性明显，可分为冰川地貌带、冰缘地貌带和流水地貌带(图1)，相应的主导侵蚀方式分别是冰川侵蚀，融冻侵蚀和流水侵蚀[13-15]。以川西北为例，冰川地貌带，海拔4 200 m以上。其中海拔5 200 m以上为高山冰雪带，山地现代冰川发育，冰川舌向下深延到4 600 m；海拔4 200～5 200 m是对应于高山寒带的疏草带，山地古冰斗、角峰、冰川湖、冰碛物等古冰川遗迹比比皆是，表明曾有第四纪古冰川发育。冰缘地貌带对应于高山亚寒带的灌丛草甸带，为海拔3 800～4 200 m的川西北高原山原面。该带多年冻土发育，地面丘状起伏，丘坡较缓，多<20°，坡地融冻土流发育；河谷下切较浅，谷底较宽阔平坦，堆积有巨厚的冰水沉积。海拔3 800 m以下的流水地貌带，对应于亚高山寒温带暗针叶林。

2　高寒山地岩石分布规律

川西北高原的高山山地，无论是发育现代冰川的海拔5 200 m以上的极高山山地，还是曾经发育过第四纪古冰川的海拔4 200～5 200 m的高山山地，出露岩层均为花岗岩、花岗片麻岩和石灰岩等抗寒冻侵蚀强的坚硬岩类；广大山原面的出露岩层主要为三叠系砂板岩等抗寒冻侵蚀弱的非坚硬岩类。冰缘地貌带丘状起伏的山原面，是地面隆升到冰缘带高度后，构造隆升和以融冻土溜为主的地面剥夷竞争平衡的产物。在长期稳定的气候条件下，斜坡变形以融冻土溜为主的坡地形态往往处于稳定态(steady state)，即构造隆升速率(U)和地面剥夷速率(D)相等,U=D。融冻土溜剥夷速率的极限值，是融冻夷平面形成的最大容许构造隆升速率[14-15]，称为岩石的融冻剥夷阈值(T)，坚硬和非坚硬岩层差异很大。砂板岩等非坚硬岩层，风化碎屑颗粒细，含水量较高，岩土强度低，岩石的融冻剥夷阈值高，多高于高原构造隆升速率(U)，T>U；花岗岩和石灰岩等结晶岩坚硬岩层，风化碎屑颗粒粗，含水量低，岩土强度高，岩石的融冻剥夷阈值低，多低于高原构造隆升速率，T<U。在隆升与夷平的竞争中，结晶岩等坚硬岩石分布区，隆升往往战胜夷平，地面高程可以超过冰缘地貌带的上限，形成耸立的冰川雪山；砂板岩、泥岩等软弱岩石分布区，隆升不可能战胜夷平，地面高程不超过冰缘地貌带的上限，往往形成丘状起伏的高原面。高原面与冰川山地的巨大高程差异，是在构造抬升背景下的岩层差异侵蚀的结果。青藏高原及周边地区发育有现代冰川山地，出露岩层也均为花岗岩、花岗片麻岩和大理岩等坚硬岩类，很好地验证了以上的解释。部分现代冰川山地的岩石类型见表1。

3　千里岗山的出露岩层与庐山第四纪冰川的有无

赣北庐山海拔1 474 m，出露地层为坚硬的前震旦纪流纹岩，依据地貌垂直地带性理论，此类岩层可以分布于不同的垂直地貌带。庐山的“冰蚀地形”，如冰斗、“U”形谷、悬谷、冰川擦痕等，争议很大[2-12]。笔者认为，山地侵蚀地貌形态和相应堆积物存在多解性，有时难以确定其成因，是否可以另辟蹊径，“跳出庐山看庐山”，解决庐山是否存在第四纪冰川的世纪之争。

庐山东约300 km的千里岗山为天目山山脉的一支，位于浙西淳安县境内，新安江水库南岸，山脉走向NWW向，为东南低山丘陵区常见的砂页岩侵蚀山地地貌(图2)。白马乡以西的千里岗山西部山地海拔较高，山脊高程多介于1 400～1 500 m，主要山峰为磨心尖主峰海拔1 523 m(N29°17′ ，E199°19′)，略高于庐山，和主峰西侧的白石尖峰(1 453.7 m)、东侧的两个无名峰(1 517.1 m，1 455 m)(图2)。千里岗山南侧谷地海拔420 m，岭谷高差1 000 m左右，南坡较陡，平均坡度；千里岗山向北，地势平缓，山地逐渐过渡为低山、丘陵，直至新安江水库。

千里岗山一带为加里东地槽区，奥陶系和志留系为海相碎屑岩和碳酸盐岩的地槽相沉积；加里东运动后褶皱成陆，上古生界为地台相沉积，石炭系下统为含煤砂页岩，中统和上统为纯碳酸盐岩。白马乡以西的千里岗山位于NWW向大角老坞-郭住向斜的北翼，千里岗山南侧的谷地为向斜的核部，千里岗山山脊南侧有一纵向断层分布。千里岗山主体出露地层为断层两侧的志留系上统唐家坞组(S3t)；向北，出露地层依次变老，分别为志留系中统(S2)和下统(S1)、奥陶系上统(O3)和中下统(O1+2)；断层以南，出露地层依次变新，分别为石炭系下统(C1)、中统(C2)和上统(C3)。向斜核部出露地层为石炭系中统黄龙组(C2h)和上统船山组(C3c)。断层两侧的地层均倾向东南，产状较陡，倾角50°左右，近向斜核部地层的产状较缓，倾角20°左右 (图3)。

千里岗山主体出露岩层为志留系上统唐家坞组(S3t)。据浙江省区域地质志[19]，唐家坞组以灰绿色厚层-块状中至细粒岩屑石英砂岩为主，夹中至薄层粉砂质泥岩，局部为紫红色砂岩，下部夹一层厚度2.5～5.5 m 灰绿色凝灰岩，厚度670～1 300 m。唐家坞组砂页岩系地层为软弱岩层，依据地貌垂直地带性理论，分布高程不可能超过冰川地貌带上限，也就是说，第四纪以来不可能发育过冰川。

赣北庐山的高程和纬度与浙西千里岗山相近，相距不足300 km。根据地貌垂直地带性理论，既然浙西千里岗山无第四纪冰川发育，赣北庐山也应无第四纪冰川发育，流水侵蚀应该是庐山第四纪以来地貌演化的主要动力学机制。

4　结 语

庐山主体出露岩层为坚硬的前震旦纪流纹岩，既可以分布于冰川地貌带，也可以分布于冰缘地貌带和流水地貌带。东约300 km的浙西千里岗山，高程和庐山相近，出露岩层为志留系上统唐家坞组，为夹粉砂质泥岩的岩屑石英砂岩，岩性软弱。依据地貌垂直地带性理论，千里岗山分布高程不可能超过冰川地貌带上限，包括庐山在内的相邻地区的同海拔的山地，第四纪以来不可能发育过冰川。

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Discrimination of Quaternary Glaciation in the Lushan Mountain of East China by Using Vertical Geomorphology Zone Theory

ZHANG Xinbao

(InstituteofMountainHazardsandEnvironment,CAS,Chengdu610014,China)

Abstract: Quaternary glaciation in the low mountain-hill regions of East China, represented by Lushan Mountain in North Jiangxi, is one of the most controversy and divergent issues in geology and geography in China, because of multiple explanations of the erosive landforms and the relative deposits. The issue on the quaternary glaciation in the Lushan Mountain is discriminated by using a way of “Out of Mount Lu to see Mount Lu”. Qianligang Mountain in West Zhejiang, 300 km east to the Lusha Mountain, has an elevation of 1 523 m, which is higher than 1 474 m of the later. Clastic rocks of the Tangjiawu Group of Upper Silurian, such as sandstone, siltstone and mudstones are outcropped at the peak of Qianligang Mountain. According to vertical geomorphology zone theory, the highest distribution elevation of those types of soft rocks is limited to the upper elevation of the perglacial zone，in other words, don’t reach to the elevation of the glacial zone. Therefore, Qianligang Mountain and the other mountains with similar or less elevations including Lushan Mountain have no glaciations.

Key words: vertical geomorphology zone; lithology；Lushan Mountain in North Jiangxi；Qianligang Mountain in West Zhejiang；Quaternary glaciation

收稿日期(Received date)：2015-10-11；改回日期(Accepted) : 2015-10-19。

作者简介(Biography)：张信宝(1946-)，男，江苏镇江人，博士生导师，现从事地质地貌研究。[Zhang Xinbao (1946-),male, was born in Zhenjiang, Jiangsu province, professor, mainly engaged in research of geomorphology.] E-mail:zxbao@imde.ac.cn

文章编号： 1008-2786-(2016)2-129-05

DOI：10.16089/j.cnki.1008-2786.000109

中图分类号： P931

文献标志码： A