敦煌雅丹地质公园地质地貌特征

作者: 马玉祥

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敦煌雅丹地质公园作为独特的自然地貌景观,是由风蚀作用在干旱、半干旱地区对第三纪沉积物进行长期侵蚀而形成的一种特殊地貌,其独具一格的地貌特征和美学价值,吸引了国内外众多地质学家和游客的关注。作为典型的风蚀地貌,敦煌雅丹的形成与区域地质构造、气候条件、沉积环境及外力作用等多种因素密切相关。与之相关的保护与研究,不仅对地质学领域的学术探索具有重要意义,也对促进地区旅游业的发展、保护生态环境及推动地区经济的可持续发展具有积极作用。

敦煌雅丹地质公园地形地貌的成因

敦煌雅丹地质公园位于中国甘肃省敦煌市以西约185公里处,属于古罗布泊的一部分,地处新生代敦煌——疏勒河断陷盆地的中心位置。该地质公园因其典型的雅丹地貌而闻名于世,被俗称为“魔鬼城”。该地区为沙漠平原,阳光充足,降水稀少,蒸发量大,四季多风,最大风力可达12级以上。雅丹地貌的岩石形成于中更新世,距今约70万年,主要由河湖相的砂泥质沉积物组成,颜色呈灰色、灰绿色和土黄色。地质构造上,地层水平,垂直节理发育,导致了各种形态各异的雅丹风蚀地貌的形成。

敦煌雅丹地貌的形成条件。地理位置与地质构成,敦煌雅丹国家地质公园处于新生代敦煌——疏勒河断陷盆地的中心部位,这一地理位置使其经历了复杂的地质构造活动。断陷盆地的形成与区域地壳的伸展作用密切相关,地层的断裂和抬升,为雅丹地貌的形成提供了基础。

敦煌雅丹地质公园的地层主要由黏土、泥质、砂质和粉砂质沉积物互层构成,偶夹砂砾薄层。通过对该地区地层剖面的沉积物进行测年发现,地层底部较老地层沉积物的年龄距今30.60±3.0万年,而顶部较新地层沉积物年龄距今13.14±1.30万年,这表明构成雅丹地貌的沉积物主要形成于这一时期。这些沉积物主要来源于附近地区的河流和湖泊,于中更新世中晚期,距今30万年至13万年,泥沙通过水力、风力搬运作用沉积下来,经历了长期的风化、沉积和固结过程,形成了具有水平层理和垂直节理的岩石。岩石的颜色主要呈现灰色、灰绿色和土黄色,这些颜色的变化反映了沉积环境的氧化还原条件和沉积物的来源。

气候条件与构造运动,敦煌雅丹地区位于中国甘肃省西部,是一处典型的干旱区,其气候特征具有以下几个显著的方面。属于极端干旱的气候类型,年降水量极低,通常在39毫米左右,而蒸发量却非常高,达到2400毫米左右,蒸发量是降雨量的60多倍。这种强烈的蒸发作用和稀少的降水量是该地区干旱气候的主要特征。该地区常年盛行东西风,尤其是每年的2月至5月为风季,风速高且频繁,风沙活动强烈。极端的高温使得该地区的气候条件非常严酷。昼夜温差较大,气候变化剧烈。白天受到强烈日照的影响,气温极高,夏季室外温度可高达50℃,地表温度60℃至70℃;而夜晚由于缺乏云层的保温,气温迅速下降,导致昼夜温差显著。干旱气候和多风沙条件对雅丹地貌的形成和演化起到了决定性作用,风蚀和流水侵蚀是塑造雅丹地貌的主要外力,而干旱气候则为这些外力作用提供了条件。气候变迁下的雅丹地貌,不仅记录了地质历史的变化,也反映了气候对地貌形态的深刻影响。

敦煌雅丹地貌的发育受到了新构造运动的显著影响。新构造运动主要表现为地壳的垂直运动,且具有阶段性和间歇性。这种运动不仅控制了雅丹地貌发育的阶段性,还影响了雅丹地貌的空间分布范围。新构造运动导致了地层中节理和裂隙的出现,为后期外力地质作用沿节理、裂隙侵蚀并逐步塑造雅丹体的形态创造了条件。

地貌演化与风蚀作用。敦煌雅丹地质公园的地形地貌是地球内外动力共同作用的结果。构造运动、流水作用、风蚀作用和重力作用等多种自然力量的交织作用,造就了雅丹地貌独特的形态和规模。雅丹地貌的形成和演化是一个长期的地质过程。雅丹地貌的发育和分布与河流阶地密切相关,敦煌地区发育有三级河流阶地,其年龄分别为10万年、7万年和4万年。

雅丹地貌的形成和演化与风蚀作用密切相关。在敦煌干旱的气候条件下,风蚀作用是主要的外力作用方式。通过磨削、切割和搬运等方式,风蚀作用像雕刻师一样将岩石镌刻成多种多样的雅丹地貌。

敦煌雅丹地貌形态与旅游价值。从敦煌一路向西,途经久负盛名的玉门关,再沿丝绸之路古道的疏勒河谷西行,穿越亘古延绵的汉代长城、烽燧遗址后,依稀可见在平坦的河床上一座座形态各异的峰峦突兀耸立、千姿百态、奇形怪状、高低错落、鳞次栉比,有的像远古怪兽,有的像庙堂楼宇,有的甚至像整装待发的舰队,严阵以待,气势恢宏。大漠雄狮、丝路驼队、云海群龟、中流砥柱……一件件形象生动的“雕塑作品”惟妙惟肖;置身其中宛若进入史前文明遗址展览馆,让人目不暇接,流连忘返。傍晚时分蜃景渐隐,“雅丹”笼罩在金色的光芒中,光怪陆离、若隐若现,更显几分神秘肃穆。夜幕降临后,狂风骤起,鸟怪嘶鸣,整个“魔鬼城”又陷入诡异的气氛中,令人毛骨悚然。

敦煌雅丹国家地质公园主要以风蚀地貌类的雅丹地貌为主。走进敦煌雅丹国家地质公园,宛如进入一座神奇的自然迷宫,一座座土丘隆集荒漠,峰回路转,各种造型的雅丹地貌变幻出不同的姿态。按形态可分为以下几类。

垄岗状雅丹:为细长形状,其长度远远大于宽度,对应雅丹地貌发育的鼎盛时期。

墙状雅丹:长度略大于宽度,按其顶部形态差异又可分为长堤状、犬牙状和鲸背状雅丹。

塔状雅丹:长度宽度相差不大,按形态又可分为圆丘状、棱锥状和印章状雅丹。

柱状雅丹:高度特征较为突出,因其侵蚀程度不同而分为蘑菇状和圆柱状雅丹。

雅丹残丘:为孤立的小丘,由崩塌作用形成,是雅丹发育的最终阶段。

敦煌雅丹旅游价值挖掘,敦煌雅丹位于甘肃、新疆的交汇处,地处塔里木盆地的外缘部分,罗布泊荒原的东南部。公园面积约为398.4平方公里,是4A级旅游景区、世界地质公园,分为南北两区。该地区主要是由风蚀作用形成的第四纪地质遗迹和自然地理大漠景观,是中国最美的三大雅丹之一。

敦煌雅丹地质公园不仅是自然景观的宝库,也是地质学研究和科普教育的重要场所。公园内设有多种研学课程,如“敦煌雅丹地貌地质遗迹科普讲座”“寻找时间”“塑雅丹”“绘制雅丹帽”等,旨在通过实地考察和互动体验,让参与者深入了解雅丹地貌的形成、演化过程及科学价值。

敦煌雅丹地质公园的保护对策

敦煌雅丹的奇异地貌作为中国乃至世界上独特的地质景观,其形成和演化受到多种环境因素的影响,包括气候变化、水资源变化、风力作用等,对雅丹地貌的稳定性、形态演变,以及生态系统都产生了重要影响。

雅丹地貌的脆弱性分析。环境变化对雅丹地貌的影响,气候因素。温度的升高可能会导致蒸发增强,减少地表水的保持,从而影响雅丹地貌的水分条件。特别是地处干旱区的敦煌雅丹,温度的升高还可能增强风化作用,加速雅丹地貌的侵蚀过程。随着全球气候变暖的趋势,敦煌地区的气候也在发生变化。气温上升可能导致岩石中的铁、磷等物质散发出来,改变了地表的颜色和地貌特征。环境因素。地下水位的升降会影响雅丹地貌底部黏土及岩石的湿度,进而影响其稳定性和侵蚀速率。

人类活动对雅丹地质公园的潜在威胁,人类活动对雅丹地貌的威胁主要表现在生态环境的改变、旅游业的过度开发、工业活动和矿产开发及气候变化等方面。过度旅游开发可能会直接破坏雅丹体的表面,或者通过改变地表植被覆盖和地表水流路径间接影响雅丹地貌的稳定性。

保护雅丹地质公园的法律法规。地质遗迹作为自然界和人类历史的重要见证,其保护工作受到了法律法规的严格规范。以下是一些与地质遗迹保护相关的法律法规。

《中华人民共和国环境保护法》是中国环境保护的基本法律,规定了环境保护的基本原则和制度,对地质遗迹的保护提出了总体要求。《中华人民共和国自然保护区条例》对自然保护区的设立、管理和保护措施作出了具体规定。《地质遗迹保护管理规定》(地质矿产部令第21号)专门针对地质遗迹保护制定的规定,明确了地质遗迹的定义、保护内容、保护区的建设和管理等方面的具体要求。《世界自然遗产和世界文化双重遗产保护管理办法》对于被列为世界自然遗产或双重遗产的地质遗迹,该办法提供了额外的保护和管理措施。

这些法律法规构成了中国地质遗迹保护的法律框架,旨在确保地质遗迹得到有效保护,同时合理利用,以供科学研究和教育普及之用。随着环境保护意识的提高和法律体系的不断完善,地质遗迹保护的相关法律法规也在不断更新和发展。

保护管理与开发措施的探讨。敦煌雅丹国家地质公园应当采取科学环保管理与合理旅游开发相结合的模式,保护和保存这一独特地质遗迹的同时,也允许和鼓励适度的旅游、研学等活动,以提升公众对地质遗迹的保护意识和促进地方旅游经济发展。

科学化环保管理包括四个方面。

保护规划:地质公园制定详细的保护规划,明确保护目标、保护范围和保护措施,确保雅丹地貌及其生态环境得到有效保护。

环境监测:建立环境监测系统,定期监测雅丹地貌的地质结构、生态环境和气候变化等,及时掌握地质遗迹的健康状况。

科学研究:鼓励和支持科研机构在地质公园内开展科学研究,深入了解雅丹地貌的形成机理、演化过程及环境变化的影响。

公众教育:通过设置解说牌、开展科普讲座和教育活动等方式,提高公众对地质遗迹保护的认识和参与度。

合理化旅游开发的三个方面。

旅游规划:制定合理的旅游开发规划,确保旅游活动不会对地质遗迹造成破坏,同时提供丰富的旅游产品和体验。

基础设施建设:在不破坏地质遗迹的前提下,建设必要的旅游基础设施,如步道、观景台、休息区等,提升游客体验。

旅游产品开发:开发以地质科普为主题的旅游产品,如地质公园游览、地质遗迹摄影、地质文化节等,吸引游客参与。

通过上述措施,敦煌雅丹国家地质公园实现地质遗迹保护与旅游开发的平衡。这种模式不仅保护了珍贵的地质遗迹,也为游客提供了独特的旅游体验,同时促进了当地经济的可持续发展。

敦煌雅丹的地质特征及自然价值。敦煌雅丹形成于中更新世,主要由河湖相的砂泥质沉积物组成,区域气候干旱,年降水量极低,蒸发量高,四季多风,风力强烈。独特气候条件和新构造运动创造了极具特色的敦煌雅丹地貌特征。公园不仅是自然景观的宝库,也是地质学研究和科普教育的重要场所,提供多种研学课程和互动体验。敦煌雅丹地质公园的旅游价值和科学价值,使其在地质学研究、环境保护和旅游开发方面具有重要意义。

保护对策的可行性与建议。敦煌雅丹国家地质公园以其独特的地质景观而著称,面临着气候变化、水资源变化和人类活动等环境因素的挑战,这些因素可能影响雅丹地貌的稳定性和生态系统。为了保护这一珍贵的自然遗产,公园理应采取科学环保管理与合理旅游开发相结合的模式,通过制定保护规划、建立环境监测系统、鼓励科学研究和开展公众教育等措施,确保地质遗迹得到有效保护。同时,通过合理的旅游规划、基础设施建设、旅游产品开发和游览管理规范,既提供了丰富的旅游体验,又促进了地方经济的可持续发展,实现地质遗迹保护与旅游开发的平衡。

对未来研究方向的展望。敦煌雅丹地貌作为世界上独特的地质景观,其研究不仅对地质学领域具有重要意义,也对旅游业和生态环境保护等方面产生了深远影响。未来的研究方向可从以下几个方面进行展望。

雅丹地貌与古环境重建。雅丹地貌的形成和演化记录了地球历史上的气候和环境变化。通过高精度的测年技术和古环境重建方法,如热释光和14C测年技术,可以更准确地确定敦煌雅丹地貌的形成年代,进而推断古气候和古环境条件。这将有助于理解雅丹地貌与古代气候、地貌演化和生态系统变迁的关系。

雅丹地貌的风蚀动力学机制。风蚀作用是塑造雅丹地貌的主要外力。未来的研究可以利用现代技术手段,如风洞实验、数值模拟和3D扫描技术,来研究风蚀过程中的物理和化学作用,以及它们如何共同影响雅丹地貌的形态变化。此外,研究风蚀速率和风沙沉积物的分布特征,可以为沙漠化防治和风沙灾害预警提供科学依据。

雅丹地貌的旅游开发与环境保护。随着旅游业的发展,雅丹地貌的旅游价值日益凸显。未来的研究需要平衡旅游资源的开发与环境保护,探索可持续的旅游管理模式,减少人类活动对雅丹地貌的负面影响。同时,研究如何通过科普教育和文化活动,提高公众对雅丹地貌保护的意识和参与度。

通过文章的深入探索,敦煌雅丹地貌的研究将不断取得新的突破,为地质科学的发展、生态环境的保护和旅游业的可持续发展做出更大的贡献。

(作者单位:甘肃省地矿局第四地质勘查院)