云台山及其邻区的地貌结构

如题所述

云台山世界地质公园所在的南太行山地段主要发育了峪河、子房河、青龙洞河、东大河(群英河)、青天河、丹河、石河(逍遥河)、仙神河和沁河等规模不等的河流。由于其中的子房河、青龙洞河、东大河、青天河和丹河等河流的发育演化与景区的地貌景观关系最为密切。因此,这里以它们为重点来探讨该区的地貌特征。

图1-47 云台山世界地质公园地貌简图

1.丹河和东大河流域的层状地貌

丹河和东大河是云台山地区两条规模较大的河流,在山地中呈现出典型的曲流河特点,属于南太行地区先成河的典型代表。其中前者为常年性河流,隶属于黄河水系,发源于丹株岭一带,流域面积3150km2左右,流域内建有青天河水库,构成了青天河景区的主体。后者为季节性河流,隶属于卫河水系,发源于五股泉,流域面积333km2左右,其中建有群英水库,峰林峡景区位于该流域范围内。

分析横跨东大河和丹河中-上游的主要支流之一———东丹河不同河段的地形剖面发现(图1-48),该流域范围内,海拔1000~1400m高度普遍发育一级高出河床400~600m的夷平面———太行期夷平面,在地势相对平坦的夷平面上常见村庄、农田和厚度不等的风华壳分布。该夷平面一般在河流溯源侵蚀尚未涉及的河间分水岭地带最为发育,向山麓方向,夷平面常被纵横分布的山梁和残留的山峁面所代替。从流域的上游到下游方向,该夷平面的分布高度逐渐降低,一般从1300m左右逐渐降到1000m左右。在靠近规模较大的河谷附近,夷平面往往被河流深切数百米不等,原始的夷平面形态由于被侵蚀作用破坏殆尽而很难辨认。

在深切夷平面的河谷中所发育的是典型的层状阶梯地貌。其中最显著的地貌面是拔河高度达200m左右的“盘状”或U形宽谷面———唐县期夷平面(图1-48)。该期夷平面在河谷中一般分布于海拔1000m以下,从上游到下游,其海拔高度逐渐降低到300m左右。同样地,它只有在河流后期侵蚀作用较少顾及的河曲和河流汇合地段或由于河流迁移而被废弃的古河道附近可以较好地被保存下来。在河流的中、上游河谷中,该期地形面主要表现为拔河150~250m的谷肩、古河道和河曲谷地凸岸一侧的山峰面等。向河谷的上游方向,唐县面海拔逐渐增高的同时会逐渐过渡为河谷面或河源盆地面。向山麓地带,该夷平面逐渐扩展,过渡为海拔300~500m的山麓侵蚀面,并由于后期的侵蚀切割局部成为山梁和山峁面。在太行期与唐县期夷平面之间,是高200~300m的地形陡坎,由于该区的岩石地层主要表现为近水平产状的厚层的碳酸盐岩层和中薄层的碳酸盐岩层与砂、页岩或泥岩互层交替、相间分布的特点,因此在地形陡坎中常见因为岩性差异所形成的阶梯状岩坎地貌发育。

图1-48 横切河谷的地形剖面

丹河和东大河流域内切割唐县期夷平面的谷地多表现为深切峡谷,其中发育了多级规模不等的河流阶地、岩坎、裂点和类似石林的石峰等地貌性态。其中阶地在深切峡谷中最常见,并且至少可划分出4级拔河高度不等的河流阶地(T4—T1)。其中T4和T3在丹河和青天河一带分布较广、发育也较好,并构成峡谷中U形谷的底面;后者在河谷中断续分布,常夹黄色砂层或粉砂层,嵌入在切割U形谷的V形谷中。除了阶地之外,在河床的纵剖面上经常可见河流溯源侵蚀所形成的河流裂点和由于岩石硬度的差异所形成的岩坎地貌,岩坎和裂点处则形成规模不等的瀑布、跌水。另外,在沟谷中还常发育大小不一、类似峰林的石峰、石壁和石柱等河流侵蚀切割地貌形态。

2.子房河流域的地貌结构

云台山的子房河是南太行地区规模较小的一条季节性河流,隶属于卫河水系,发源于双头泉一带,流域面积约为255km2,河流中段建有子房水库(马安石水库)。根据河谷形态和地貌特征不同,可以河床上两个最显著的河流裂点为界将该河流的山地段从上到下划分为3段:第一段(上游段)位于高250~400m之间的河流高裂点之上,包括古孤泉、双头泉、勤泉和饮羊河等主要支流水系;第二段(中游段)位于台头凹高40m左右河流低裂点与高数百米的高裂点之间,子房水库即位于该段之内;第三段(下游段)位于台头凹与河流出山口之间,包含了一些规模较小的支流水系。虽然子房河流域面积不大,但它却基本上浓缩或荟萃了整个南太行山地区不同类型、不同特点的地貌类型,是云台地貌的浓缩区,也可以说是揭示整个南太行山地貌特征的窗口。

在整体上根据地势高低和峰顶面海拔高度变化,大致以800~1100m等高线为界,可将云台山地区划分为两个地貌单元,即峰顶面平均海拔分别为1100~1300m和500~700m的中山区和中-低山区。区域上,两个地貌单元被高度达300~500m不等的陡崖地形所分割。在不同地貌单元中都具备前述的太行山区基本的层状地貌结构和特征,并且从山麓到河谷上游,可依次观察到由河流阶地、唐县面和太行面等地貌面所构成的典型层状地形。其中太行面在该区主要分布在山地之中海拔约1100m及其以上主要山峰的峰顶和河流上游的分水岭地带,常构成山地中面积数平方公里或数十平方公里不等的山塬面。靠近山麓地区,该期夷平面或被侵蚀切割为山梁面和山峁面或被破坏殆尽而不复存在。唐县期夷平面主要分布在太行面退出的区域内或被侵蚀切割的沟谷中,常构成一些比较低缓的山顶、山坡垭口和古河道。在山前地带,唐县面多被侵蚀切割分解为山梁面和山峁面。在太行面和唐县面之间发育的是正在被侵蚀切割的山梁、山脊和陡崖状的地形陡坡带,而切割唐县面的是深数十米至上百米的U形或V形峡谷地貌,在峡谷中进一步发育了阶地、裂点和岩坎等地貌。

由于云台山子房河从北西流向东南方向,跨越了不同地貌单元,因此造就了该区地貌发育所具有的分段性特征,即从河流的上游、中游到下游,不同地段的地貌特征都不尽相同。其中在河流的上游段,河床坡降较大,河谷曲度较小,整体比较平直。向下游,河谷的弯曲度逐渐加大,局部出现深切曲流形态。横跨上游支流的地形剖面揭示(图1-49),在河谷横向上发育典型的多级层状地貌,从而显示出典型的“谷中谷”形态。其中太行期夷平面分布在海拔1200m以上,构成平缓的峰顶面或山塬,并常成为众多村庄聚集的场所。在切割该夷平面沟谷中,从上到下依次发育宽数公里或数十公里的“盘状”宽谷、宽数百或上千米的U形宽谷和宽数十至200~300m的V形峡谷(图1-49)。其中“盘状”宽谷的谷底面对应的是太行面被剥蚀之后的山脊或山梁面,其海拔高度一般介于1100~1200m之间。嵌入在“盘状”宽谷之中的是谷底面为1000m左右的U形宽谷,该谷底面即为所谓的唐县面。切割唐县面的是深度为100~200m的V形峡谷,目前保留的河流阶地都分布其中。

子房河中游段整体上曲度较小,河谷基本是平直的。横跨河谷的地形剖面显示(图1-50),该区太行期夷平面主要分布于海拔1200~1300m及以上高度。夷平面之下是典型的“谷中谷”地貌,但与上游段相比,该段不同类型地貌的发育特点有所差异。其中盘状谷的范围相对上游较窄,仅几公里宽,但切割深度大,达200m左右。U形谷在中游段特别发育(图1-50),谷宽500~1000m,深度达到500m左右。由于河谷强烈的侵蚀切割作用,该处U形谷的谷底多为处于剥蚀状态的基岩斜坡,而不是常见的唐县期夷平面。嵌入U形谷之中的V形谷在该段的中-上游部分不甚发育,而在该段下游部分(红石峡段),唐县面普遍出现并向下游展宽,切割唐县面的V形谷深切入紫红色砂岩中,切割深度达到近百米,且宽度极窄,仅数十米到近百米,呈典型的隘谷地貌(图1-51)。在深切的V形谷中除红石峡段残留河流阶地外,其他地段很少有阶地发育,多表现为基岩陡崖或斜坡。但常见基岩岩坎,特别是在靠近上游的地段,由于河床上出露软硬不同的中厚层碳酸盐岩岩层与中薄层泥、页岩互层的中-下寒武统,于是在河床上发育了众多高度在1~5m不等的基岩岩坎,从而造就了五步一潭、十步一瀑的地貌景观。类似的地貌现象在青龙峡景区更为发育,其中最高的岩坎达10m以上,并在岩坎附近形成许多钙华堆积物(图1-10)。

图1-50 云台山子房河中游的河谷地形剖面

子房河下游段的地貌形态与中-上游段有非常明显的差异。该段河流坡降比小,河流曲度明显变大,在河流出山口附近,河流显示出典型的曲流河形态。由于早期正断层垂直活动和大密度水系及冲沟的侵蚀作用影响,该区太行期夷平面大部分被破坏殆尽已难以辨认,仅在几个海拔800~900m左右、孤岛状的残山峰顶面上或许有所保留。该段河谷的横剖面显示(图1-52,图1-53),在切割山梁面的沟谷中发育了典型的“盘状”宽谷和U形谷。其中“盘状”宽谷分布于海拔300~500m高度,切入山梁面100~200m左右,谷宽数公里不等,谷底面对应于唐县期夷平面。由于后期的侵蚀切割,该期夷平面在靠近河谷处构成顶部相对平缓的低缓山梁面(图1-52)。在盘状宽谷面之下的U形宽谷切入盘状谷100~200m,其中发育了多级河流阶地,并常见残留的古河道遗迹(图1-53)。

图1-51 云台山子房河河谷红石峡一带的唐县期宽谷面及深嵌其中的红石峡隘谷地貌

图1-52 云台山子房河下游段的唐县期山麓面与多级河流阶地地貌

3.总体特征

综上所述,云台山地区的地貌要素主要包括夷平面、峡谷、谷、阶地、河床和河流裂点等,其地貌特征主要体现在不同类型和不同世代的地貌面或地貌体在垂向上的叠置分布,如从上到下分别表现为夷平面、峡谷、谷肩或剥夷面、阶地、裂点和河床等所形成的层状地貌组合;纵向上则为不同形态特征河谷地貌的交替变化,如宽谷与峡谷或嶂谷、曲流谷与直流谷、裂点与平滩等的交替变化。上述地貌发育特征在云台山世界地质公园的各个景区内都有不同形式的表现,但在云台山景区最为典型和独特。需要指出的是,除了夷平面、阶地面和山谷等地形-地貌在垂向上呈层状分布外,该区岩溶洞穴的分布也同样显示出层状分布的特点。综合青龙峡、云台山、青天河、峰林峡和神农山等景区的岩溶洞穴可以发现,它们常常集中出现在上述的“盘状”、U形或V形等谷地的谷壁下部或谷肩部位,大致相当于海拔1100~1200m、700~800m和300~500m等高度附近。另外,在河谷纵剖面上的岩坎与跌水、裂点与瀑布也是该区特色鲜明的云台地貌特征之一。

图1-53 云台山子房河下游段的河谷横剖面

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