彩色丘陵是发育在红层之上的丘陵状杂色岩石地貌,是近二十年才出现的地貌学名词。本文以甘肃省张掖市的彩色丘陵为例,探究彩色丘陵的成因以及其和丹霞地貌的区别。
1、基本情况与形成过程
首先是了解甘肃省张掖市彩色丘陵的基本情况。该地彩色丘陵由白垩系下统庙沟群下岩组(Kb1mg)互层状杂色砂质泥岩、泥岩组成,呈紫红色、灰绿色、黄绿色、蓝灰色、灰色、白色、黑色等。都是沉积作用的产物。[1]
根据其现状分析并推测得知,在中生代白垩纪时期,该地是广袤的湖泊,历经数百万年的漫长时期,湖底沉积了一层又一层的泥沙,形成了一套数百乃至上千米厚的山麓-湖泊相沉积层。在湖相沉积层形成时期,由于古气候环境的不断变化,湖泊水位、氧化还原条件等也都随之发生变化,从而使得沉积物的特征特别是颜色也随之变化,最终形成了不同色彩的呈水平或近乎水平状态岩层。并且在长期的雨水冲蚀和风化作用下,不同颜色的岩石风化产物发生混染,以及随着地壳运动出现了的褶皱,最终形成了色彩斑斓的、高低不平的彩色丘陵地貌。[2]
2、丰富多彩的颜色以及成因
已知在不同的沉积情况下,会形成不同颜色的岩层。彩色丘陵的颜色是对沉积环境及当时环境下的氧化—还原程度的真实反映。那么这些靓丽的颜色又具体是怎么出现的呢?根据前人的研究,我们可以知道当地层中Fe3+含量较大及Fe3+/ Fe2+比值较高时, 地层颜色以紫红、砖红色为主; 当地层中Fe2+含量较大及Fe3+/ Fe2+比值较低时,地层颜色以白色、黑色为主;当地层中Fe3+/ Fe2+比值由高逐渐变低时, 地层颜色逐渐由红色向灰绿、黄灰、蓝灰过度,直至黑色或白色;如果在沉积过程中处于干旱环境,就会以氧化作用为主,含铁矿物以红色的赤铁矿(含铁离子Fe3+)为主;如果处于潮湿环境,就会以还原作用为主,含铁矿物则以针铁矿(含离子Fe2+)为主。[3]某一岩层的厚薄则反映了不同沉积环境的时间长短。[1]
可见,颜色的形成和铁元素关系密切。但是不同颜色的呈现除了与Fe2+、Fe3+的含量以及它们的比例有关之外,还受到其他因素的影响。比如,相同化合价的某一种元素若存在于不同的矿物之中,也会显示出不同的颜色,如果铁赋存在粘土矿物中,通常显绿色而不呈红色,如果铁赋存在硫化物中,则常显示黄色。而这些显色矿物又是影响地层颜色的主要因素,并且显色矿物的含量甚至不一定需要很多,如氧化物铁通常呈现红色,2%的氧化物铁的含量就能使砂岩的颜色色标达到孟塞尔颜色系统的5YR(即纯黄红色)。[4]
3、与丹霞地貌的比较和分析
(1)与丹霞地貌的区别不太明显
值得一提的是,很多人将彩色丘陵和丹霞地貌混为一谈。那么该怎么区分它们呢?首先根据百度百科的对两者的定义,可知彩色丘陵的概念有两个层面的含义:一是有丘陵状的形态;二是岩层呈现出丰富的色彩;而丹霞地貌的概念也有两个层面的含义:一是有陡崖状形态特征,二是有陆相红层。也就是说,彩色丘陵与丹霞地貌最大的区别就在于:彩色丘陵是以岩石色彩鲜艳为突出特点;而丹霞地貌则是以岩石形态怪异并兼具红色为突出特点。[2]
图 丹霞地貌(上图)和 彩色丘陵(下图)
(2)人为因素导致错认
首先是地质学家对丹霞地貌的定义不完全统一,不同的文献列出的定义互不相同。很多外行人在一知半解的情况下,会把一些相似的景观都冠以“丹霞”之名,其中就包括彩色丘陵,结果就造成了误导。另一个原因是游客的误解。张掖确实存在丹霞地貌,比如冰沟丹霞等。很多游客抵达张掖之后,并没有去看丹霞地貌,而是直接去了彩色丘陵,却误以为眼前看到的就是丹霞地貌,从而人云亦云,以讹传讹。[3]
4、总结
甘肃省张掖市彩色丘陵地貌的绚丽色彩是由多个因素共同作用下形成的。地质沉积、矿物质的化学元素、地质过程以及气候环境等因素相互交织,共同创造出了这一壮丽景观。它的存在让人不禁感叹大自然的神奇,并激发了人们对地球奇妙之处的好奇心和探索欲望。
参考文献
[1] 丁宏伟,王世宇,姚兴荣等.张掖丹霞暨彩色丘陵地质成因分析[J].甘肃地质,2014,23(02):70-77.
[2] 刘红叶,吴立.中学地理教学中丹霞地貌、雅丹地貌和彩色丘陵地貌的区别与联系[J].科学咨询(教育科研),2023(05):193-195.
[3] 马志飞.彩色丘陵之谜[J].科学24小时,2020(12):30-33.)
[4] 倪凤娟. 甘肃临泽县彩色丘陵地层岩性特征及其赋色意义[D].东华理工大学,2021.DOI:10.27145/d.cnki.ghddc.2021.000543.
[5] 刘红叶,吴立.中学地理教学中丹霞地貌、雅丹地貌和彩色丘陵地貌的区别与联系[J].科学咨询(教育科研),2023(05):193-195.
图1来源:
图2来源:
图3来源:
撰写人:2022级地理科学闫琼月