地质遗迹的形成、发展和演化

一、地质遗迹的形成和演化阶段

深圳地质遗迹景观的形成经历了中元古代至中生代、早新生代和晚新生代三个地质历史阶段。从中元古代到中生代,主要是各种岩石的形成和构造特征的发展演化阶段。早新生代主要是由于构造隆升而形成的早期岩石和构造特征的侵蚀阶段,晚新生代是现今所见地质景观形成、发展和演化的重要阶段。

(1)中元古代至中生代的演化阶段

该阶段经历了从中元古代到白垩纪(181.4亿~ 0.6.5亿年前)的漫长地质历史,经过多次前加里东期、海西期、印支期、燕山期构造运动,形成了海相、陆相沉积岩、侵入岩、火山岩、变质岩(含混合岩)、东北等复杂岩石类型。特别是燕山运动时期(2.08亿~ 6500万年前),断裂构造的强烈活动导致地壳深部熔融岩浆向上侵位、喷出和变质,形成遍布全市的侵入岩、火山岩和变质岩,为花岗岩和古火山地貌的形成奠定了广泛的物质基础,形成了深圳地区的基本构造骨架。

(2)新生代早期演化阶段

这一阶段主要指古新世至上新世早期(6500万年至1200万年前)的喜马拉雅运动阶段,在此期间,中国东部大陆边缘由安第斯山向岛弧-边缘海转变。喜马拉雅运动是一次非常明显的构造隆升造山运动,将燕山期以前的各种岩石和构造面貌暴露于地表,遭受强烈的剥蚀,使构造隆升和剥蚀量减少两种作用长期进行,从而形成了深圳地质地貌轮廓的雏形。东北构造带以吴彤山、八光笔架山、七娘山火山岩为主,燕山期花岗岩及沿海山地在此基础上发育;东西向构造带中以杨泰山为中心的白芒花岗岩环形构造,以及在此基础上发展起来的凤凰山-大雁山弧形山脉,经过喜马拉雅运动的构造抬升和外力的剥蚀,不断出露,形成了深圳古火山景观、花岗岩景观和滨海景观的基本分布格局。

(3)晚新生代演化阶段

这一阶段是上新世以来(6.5438亿+0.2亿年至现代)的新构造运动阶段。新构造的间歇性和振荡性隆升是形成区域地质景观的主导内力,而风化(包括物理风化、化学风化和生物风化等。),流水的机械侵蚀和波浪的侵蚀堆积是塑造地质遗迹景观的重要外力。这些内力和外力在地貌演化过程中的相互作用,形成了该区由多级台地和阶地发育而成的层状地貌景观。吴彤山、七娘山、大堰顶、梅沙尖、八光笔架山、排牙山是深圳东部最高的一级地貌,杨泰山等海拔460-530 m的高山是深圳西部最高的一级地貌。它们形成后,长期被侵蚀破坏得面目全非,目前只剩下零星的山顶和狭窄的山脊。但其周围的丘陵和山地作为地貌演化的时空四维连续体,自形成以来一直处于不断的发展变化之中,旧地貌消失,新地貌出现,从而使火山地貌和花岗岩地貌景观的形成和发展具有多期性、叠加性、继承性和再生性。

二是各种地质遗迹景观的形成、发展和演化

(一)古火山地貌的形成和演化

深圳古火山地貌是在晚侏罗世-早白垩世火山岩系和火山机构的基础上,经过晚新生代以来的构造隆升和外力的强烈剥蚀而形成的。

1.古代火山景观的形成条件

古火山地貌不同于其他地质遗迹,基本上是火山喷发形成各种火山构造时形成的。深圳中生代火山活动是整个环太平洋火山活动带的组成部分,属于浙闽粤粤东火山活动带中的莲花山火山喷发带。它开始于中侏罗世晚期,在晚侏罗世达到高峰,在早白垩世结束,从早到晚从西北向东南迁移。喷发活动主要发生在吴同山-香港新界火山喷发断陷盆地、半张岭-八广火山喷发盆地和七娘山火山喷发盆地。首先(大概是中侏罗世晚期),深圳断裂带西北侧以多个火山口(海拔较低,约在200m以下)的形式爆发了大量挥发分、粘度较高的中性-中酸性岩浆,并伴随着围岩的崩塌,形成了各种特殊粒度、各种成因的中性-中酸性火山岩。由于岩浆浓度高,通道逐渐堵塞,吴同山盆地出现了火山穹窿;火山活动只能沿着断裂带的部分区域线性喷发,同时喷发活动开始向东南方向迁移。在八广笔架山和七娘山地区,具有石泡结构、流动结构、孔隙结构和球晶结构的复合熔岩溢流和爆炸性的火山物质堆积形成原始的、低级的、多层次的、多部位的、不同高度的和孤立的火山锥,也形成各种成因的韵律层。此时,吴同山山的火山通道全部被堵塞,浓稠的岩浆在下层岩浆的推动下继续上升侵入,形成了这座城市的第一座火山穹窿,它高高耸立在吴同山火山盆地,火山活动最先终止。圆顶上有预先形成的陨石坑和火山圆顶。晚侏罗世末,巴光笔架山地区形成火山穹窿,火山活动停止,穹窿上有提前形成的火山锥和火山通道。火山活动继续向东南部迁移。早白垩世早期,只有七娘山火山喷发盆地继续活动,喷发的火山物质以喷发不整合覆盖了古老的火山岩系。早白垩世早期末期,火山通道被更粘稠的岩浆堵塞,岩浆失去喷发能力。它在原火山通道或侧通道外被上推挤压形成火山穹窿(七娘山火山穹窿和大堰顶火山穹窿),并伴有侵入火山柱的形成(大堰顶火山穹窿)。至此,深圳古火山地貌基本确立。

2.古火山景观的演化和发展过程。

在晚新生代构造间歇性隆升期间的构造稳定阶段,外力主要是剥蚀夷平,受火山口构造和喷发岩相控制,在火山喷发时将其“修复”成古火山口和火山通道。新构造间歇隆升期,外力主要是侵蚀和切割,侵蚀沿火山构造迅速切割,使其在火山喷发时“还原”成穹状、锥状、柱状地貌,并“还原”出高大的古火山穹、火山穹、古火山锥、古火山柱(针)等地貌。后来新构造运动不断隆升,使区内的古火山穹窿、古火山口、古火山穹窿、古火山锥、古火山柱(针)被抬升到现在的高度。

(2)花岗岩(混合花岗岩)景观的形成和演化

通过野外观察不难发现,以石蛋为主的花岗岩(混合花岗岩)球状风化微地貌景观的形成可分为两个阶段:一是地表以下一定深度范围内的风化阶段,即物理化学风化首先利用花岗岩的三组原生节理面将花岗岩分割成球状,形成石蛋“胚胎”。如果长期埋在地下,这些石蛋“胚胎”会进一步风化形成强风化。二是石蛋“胚胎”露出地表并裸露出来的阶段,使石蛋“胚胎”表面的类地球包裹体在此阶段被冲上来,最终形成石蛋。新生代晚期以来,新构造的间歇性隆升和多级剥离面的形成与解体,不仅为石蛋“胚胎”的形成创造了必要条件,也充分满足了石蛋形成的地质环境要求,因此发育了该区以石蛋为主的花岗岩(混合花岗岩)微地貌景观;许多具有重要观赏价值的花岗岩(混合花岗岩)地质遗迹景观都集中在各级剥离面的残存山脊或山脊上。如杨泰山主岭景观、凤凰山景观、阿婆矶景观、梅沙尖景观等高级花岗岩地质遗迹景观,以及内伶仃岛尖峰山的混合花岗岩、花岗岩石蛋、石磨菇等,都位于高岭或山脊上,经历了数十万至数百万年的发展演化,是非常珍贵的地质遗迹资源。

(三)海岸景观的形成和演变

海洋与陆地之间的过渡带受海洋动力作用影响的部分称为海岸带,海岸水动力作用在海岸带形成的独特地貌称为海岸地貌。海岸的演变受多种因素的影响,包括海岸的原始地貌特征、海岸的岩性和地质构造特征以及作用于海岸的各种外力(波浪、潮汐和海流)的特征。此外,河流、气候、生物等非波浪因素的特征以及海面的变化特征也对海岸开发产生影响。各种海岸地貌的形成受不同功能的控制。晚新生代以来,特别是第四纪以来,深圳北东向断裂的差异活动导致断裂东南侧北西向断裂(或转换断层)沉降(或拆离),海水侵入沉降带,形成大亚湾、大鹏半岛海岸、大鹏湾海岸地貌。内伶仃岛及其海岸地貌的形成与断块的差异隆升密切相关。

1.海洋景观的形成和演变

原来的障壁型海岸,被河流带入大海的大量碎屑物质,以及海崖的侵蚀物质,被海浪冲刷,开始在海湾堆积,形成最初的海滩,根据沉积物的不同可分为砾石滩、沙质滩和泥质滩。然后在海滩后缘形成沙洲,将内陆海水与近海海水隔开(一侧有潮汐通道作为潮汐的进退通道),沙洲后缘形成泻湖。

2.海洋侵蚀景观的形成与演化

在波浪的侵蚀下,岩石海岸的海蚀地貌有多种类型:首先,波浪和夹带的石块侵蚀岩石海岸的底部,形成沟槽和洞穴(海洋洞穴);再进一步,在海浪的持续作用下,海洞崩塌,其上的岩石失去支撑,在重力作用下崩塌,形成陡峭的海崖,崖脚下出现由崩塌的巨砾组成的堆石堆;海浪继续作用,海崖后退,形成向海倾斜的台地(海蚀台地),坚硬的岩石残留在台地上,形成海蚀柱;海浪不断侵蚀着海蚀洞,向上的急流压缩着洞内的空气,使洞顶的裂缝扩大,最终穿透洞顶,形成一个连通的垂直洞穴(海蚀天窗);在波浪侵蚀作用下,岬角两侧的海蚀洞相互连通,形成海蚀拱桥。不同的岩石类型在波浪作用下形成不同的海蚀地貌和景观组合;

1)下白垩统官草湖群为一套非海相红色粗粒砂砾岩系,在波浪作用下常形成海相悬崖与台地的组合。陡峭的悬崖与略向海倾斜的平台并存,平台后缘有常见的海蚀洞。在这个岩性中,海蚀洞很少见,海柱、海拱桥、海天窗基本看不到。造成这种地貌的原因可能与砂砾岩不致密、抗风化能力弱有关。角头角和达拉甲岛西角的海蚀景观是其典型代表。

2)中生代花岗岩和前震旦纪混合花岗岩多形成海边低丘。球状风化的花岗岩(混合花岗岩)被海浪进一步冲刷侵蚀,形成各种海蚀洞穴和海蚀槽,被大自然之斧雕刻成各种海蚀石蛋和低海蚀柱。无论是石蛋还是低海柱,都有花岗岩球状风化的痕迹,呈圆形,发展演化速度非常迅速。新圩任贤石海洋景观和内伶仃岛东后角石丹潭海洋景观是花岗岩(混合花岗岩)海洋景观的代表。

3)有各种类型的由坚硬的火山岩和应时砂岩形成的海蚀地貌,既有陡峭的海相悬崖和缓坡向海的台地,也有高大的海相石柱、海相洞穴及其共生的海相拱桥和窗。在发现的三座海相拱桥中,有两座位于流纹岩中,1位于应时砂岩中。造成这种地貌的原因可能与岩石的硬度和较强的抗风化能力有关。高排、双鹏洲、大辣甲岛南部的海蚀地貌可以代表。

4)中泥盆统鼎湖山群中上部应时砂岩夹粉砂质泥岩和泥质粉砂岩。这种软硬岩石形成礁岩(海柱),是风化侵蚀的产物。西充附近的疙瘩石、月亮石、锯齿石就是这种景观的典型。

(四)水景景观结构的形成和演变

中新世以来,深圳的构造活动相当频繁。在深圳断裂带和北西向断层的共同控制下,在坪山一带,以及南山、杨柳岗一带,形成了数千米的断层山、断层崖、三角面和直线延伸的断层谷。

白垩纪以后,随着地壳的间歇性上升,各种溪流的深部作用被认识到并发挥了巨大作用。在地壳上升和河流加深的过程中,形成了峡谷和河岸崩塌,产生了瀑布和巨石和岩石。

地壳上升暴露出许多地质景观资源。