河北邢台峡谷群国家地质公园以地貌景观和水体景观为代表,集峡谷群、瀑布景观、沉积构造、岩溶景观于一体,是一个地质科学内涵丰富、旅游资源多样的地质公园。强烈的构造运动造就了本区规模宏大的峡谷群、丰沛灵动的瀑布景观、气势恢宏的锅穴系统、丰富而典型的沉积构造。这些景观充分展现其在地球历史、地层学、沉积学、构造学等方面的重要地学意义。
一、河北邢台峡谷群国家地质公园概况
河北邢台峡谷群国家地质公园位于河北省邢台县西部,地理坐标为东经113º44′41.39″~113º56′03.11″,北纬36º59′39.12″~37°20′55.90″,海拔42—1822米,于2011年11月由国土资源部批准成立,总面积78km2。本公园是一个地貌景观与水体景观类地质公园,由3个园区组成,分别为峡谷群园区、九龙峡园区、云梦山园区, 其中峡谷群园区包括峡谷群景区、紫金山景区、天河山景区。
公园所处的邢台县位于河北省南部,太行山东麓,属暖温带半干旱性季风气候区,大陆性季风特征显著。植被属半旱生森林丛草植被区系,邢台县地形复杂,地势西高东低。境内的山脉均属于太行山支脉,河流均属滏阳河水系,为季节性河流。
公园所在地出露了自太古代至新生代的地层。邢台县中西部地区广泛出露太古代阜平群及五台群的深变质岩系,向东、西两侧依次为元古代甘陶河群浅变质岩系和长城系的滨海相沉积以及古生代寒武系和奥陶系陆表浅海碳酸盐岩和泥岩沉积,第四系则广泛覆盖于邢台县东部的平原地区。从晚太古代至今,区内经历了多旋回的构造变动,导致了多旋回的岩浆活动。
二、主要地质遗迹类型
河北邢台峡谷群国家地质公园内地质遗迹和景观类型丰富,集峡谷群、瀑布景观、沉积构造、岩溶景观于一体,是一个地质科学内涵丰富、旅游资源多样的地质公园。
(一)规模宏大的峡谷群
公园地处河北省南部太行山东麓,由于构造活动和各种地表营力驱动的侵蚀作用,在厚达数百米的长城系红色石英砂岩中,形成了规模宏大的峡谷群地貌景观,隘谷、嶂谷、峡谷均有发育。其中,嶂谷分布最为广泛,发育也最为完好。这里的峡谷谷地狭窄,两岸陡峭,纵剖面上坡降大,遭受强烈的流水垂直侵蚀作用与溯源侵蚀作用(吴娜等,2006),峡谷深度都在50米以上、长度则千米以上,多跌水和小瀑布。以贺家坪峡谷群最具代表性,它由24条峡谷组成,其中千米以上的就有8条之多,山雄、水秀、谷幽、洞奇,四季如画,风景宜人,极富美学和观赏价值。
(二)丰沛灵动的瀑布景观
太行山特殊的地质地貌背景、独特的岩溶水文条件与峡谷错综复杂的分布形势,形成公园内独特的瀑布景观。
瀑布群主要分布在云梦山景区,以岩溶瀑布为主要特色。这里沟谷下切较深,集水面积大。由于泥岩、页岩等不透水层的阻隔,地下水在寒武系灰岩中向峡谷一侧渗流,故有涌水量较大的洞、泉等出露,补给沟谷中的流水,从而增大了水流量。在峡谷中的陡崖石坎处,形成了落差较大的瀑布,如栖鹰瀑、老龙潭落差100余米,均是河流在高处的裂点上飞泻而下的结果。云梦山景区瀑潭相接、瀑由溪连的秀美景观,形成了九瀑十八潭的水景,有“北方九寨沟”之称。这里的瀑布景观独特:一是水体规模大,流量较稳定;二是落差大,愈百米者不在少数,多级瀑布相连,最多可达7级跌落;三是瀑布成群出现;四是瀑布形态各异,令人赏心悦目。
(三)气势恢宏的锅穴系统
锅穴是旋转水流侵蚀岩石而形成的凹坑,是流水作用形成的地貌特点。天河山景区内发育的锅穴多呈串珠状,十分罕见。目前这里发现的“锅穴”共有20余个,其中最典型的是“银河七穴”,由七个锅穴由高到低沿河谷逐级跌水组成。气势恢宏的锅穴系统属于北方山岳型奇特地貌,是由流水长期强烈冲蚀而成,多形成于变质石英砂岩和碳酸盐岩,其数量之多、规模之大、地理位置之独特在全国也不多见。
紫金山景区的“天瓮”是目前国内最大规模的单一锅穴,其形似大瓮,四壁光滑,直径20m—30m,深约70m。深度远大于直径的形态特征表明,垂直水流对其底部的向下侵蚀远大于对水平方向或侧向的侵蚀。天瓮四壁陡立,由289级台阶构成的天瓮栈道,蜿蜒盘旋,十分陡峻壮观。
(四)丰富的构造地质遗迹
地质公园内地层平缓,沟谷深切,出露了两个重要的构造不整合面,即九龙峡景区出露的太古界片麻岩与中元古界长城系之间的角度不整合面,以及云梦山景区出露的中元古界长城系与古生界寒武系之间的平行不整合面。后者代表了约十亿年的地层间断。
地质公园内发育有丰富典型的沉积构造,包括类型丰富的层面构造(流水波痕、浪成波痕、干涉波痕和流痕等)、层理构造(平行、波状层理,楔状、板状、槽状交错层理,双向交错层理等)和暴露构造(干裂、雨痕、冰雹痕等),是判断古沉积环境和古水流的标志,也是漫长地质发展历史的见证(陈建强等,2004)。
(五)引人入胜的岩溶景观
天梯山发育了较典型的北方岩溶景观,岩溶类型丰富,规模宏大,地表、地下岩溶相得益彰。这里发育着典型的北方岩溶峰丛地貌,天生桥与天窗合二为一,天生双桥蔚为壮观。金水洞属地下溶洞,被誉为华北第一水洞,现已开发的水洞长约500米,旱洞长约800米,分为上下两层。旱洞内发育了类型丰富的化学沉积物,有石花、石猴、石钟乳、石瀑布等,形态各异,惟妙惟肖,令人叹为观止。
天梯山发育的溶洞共30余处,按高度可分为四层,多为顺层发育。洞连洞,洞套洞,曲折回环,幽深莫测,反映出新构造运动华北地台构造抬升与相对稳定的过程,反映了该地区的古气候、古地貌特征,对于古地理环境的恢复研究提供了可靠的证据。
三、地质公园的地学意义
公园内规模宏大的峡谷群,丰沛灵动的瀑布景观以及气势恢宏的锅穴系统,彰显出邢台地区独特而稀有的水蚀地貌;丰富而典型的沉积构造,真实地记录了地球十几亿年的海陆变迁历史;岩溶类型丰富,地表、地下岩溶相得益彰,充分展现了典型的北方岩溶特点。这些景观不仅具有极高的美学观赏价值,同时也具有重要的科学价值。
(一)地球历史意义
本区经历了基底形成、盖层发展以及强烈活动三大阶段。晚太古代—早元古代本区经历了阜平运动和五台运动,吕梁运动最终形成了中朝准地台结晶基底;中元代—二叠纪本区进入了相对稳定的盖层发展阶段,大体可划分为“三降两升”的五个地史发展期;三叠纪—现代本区结束了海侵历史,太行山深断裂带受来自南东方向的西太平洋毕乌夫带影响而空前活跃,太行山区从此慢慢崛起。太行山深断裂带以东持续隆起,广泛遭受剥蚀。在上新世时期,本区属于以宽谷平原为主、丘陵与宽谷平原相间的地貌。第四纪初期,喜马拉雅造山运动第三幕(新构造运动幕)开始,山麓地区随之上隆,而且上升速度较大,逐渐形成了今日的太行山地貌格局。直至现在,太行山仍在继续隆升,其上升速度为0.44—0.60mm/a(吴忱等,1999)。这也造成了太古代阜平群杂岩陆核的广泛出露。此外这种地壳的差异运动性也导致了沿山麓边缘一带地震的多发性。
地质公园内出露的地层、保留的各类地质遗迹,都一一记录并真实地反映了本区地球发展历史。因此,邢台峡谷群国家地质公园就是一份珍贵的地球科学档案,是探索本区地球发展的窗口。
(二)地层学意义
地质公园内的晚太古代阜平群及五台群构成背斜核部,广泛出露于邢台县中西部地区,占总面积的50%,两翼依次为元古代甘陶河群、长城系以及古生界寒武系和奥陶系,占总面积的20%;第四系则覆盖于邢台县东部的平原地区。这些地层记录了地球沧海桑田的变化。1921年李四光首次在邢台的山麓地区发现了冰川擦痕,次年在英国《地质杂志》发表了“华北挽近冰川作用的遗迹”一文,打破了中国近代冰川研究方面的沉寂局面,也为我国第四纪地质的研究揭开了新的一页。
(三)沉积学意义
地质公园内沉积构造特别典型、丰富,发育了各种层面构造、层理构造和暴露构造,是漫长地质发展历史的最好见证。如今所展现在人们面前的古老的地层、突兀的岩石、复杂的岩性、多样的沉积构造,恰如一个沉积岩石学的天然博物馆,无不诉说着沧海桑田的巨大变化。公园又是太行山中部地区的典型代表,是进行地貌特征及地质科学研究的最佳场所。
沉积构造是沉积岩的重要特征,是由沉积物的成分、结构、颜色等因素的变化而显示的岩石宏观特征。多样的沉积构造是漫长地质历史发展的最好见证,宛如一部内容丰富教科书。步移景迁,都会揭开地学实验室内容的新篇章。这对研究地球演化史、生命起源与进化均有重要意义,为地质科研、科普宣传、现场观测、展示提供了绝好的场所,是理想的沉积学教学基地。
(四)构造学意义
地质公园横跨山西台隆和华北断拗两大构造单元,以邢台-安阳深断裂分界,不同的构造单元表现了不同的构造特点。本区共经历了四次大的构造运动,即太古界末的阜平运动,下元古界末的吕梁运动,中生界的燕山运动,以及新生界的喜马拉雅运动。公园内的构造地质遗产包括:长期结构稳定的中朝克拉通的地史演化代表性剖面,大型不整合面,规模不等的断层、节理,以及由其控制的峡谷、深切河谷、谷中谷和多层溶洞等。
丰富的地质构造类型,典型的构造形态,独特的构造遗迹,充分利用和保护好这种资源将有助于地质科研和地区旅游经济的发展。地质遗迹具有很高的科普和旅游价值,有利于向全民进行地质知识的普及。同时,对于邢台地区的进一步研究提供了有利场所,为整个新构造运动的科学研究提供了充分的证据。地质遗迹所具有的科学意义对于重新定位邢台旅游的重点、挖掘公园的科学内涵、提高邢台旅游的品味都将十分重要。
四、结语
河北邢台峡谷群国家地质公园拥有众多的地质遗迹类型,并有重要的地学意义,这是一个美丽的地学殿堂。建立地质公园的一个重要意义就是普及地学知识,这里恰为人们提供了天然平台。欢迎大家来到河北邢台峡谷群国家地质公园,它因您的到来而多彩。
(作者单位:1、克拉玛依职业技术学院,2、中国石油新疆技师学院)