安孝义：福建永安喀斯特与丹霞地貌——

^主安安2025/9/22 0:43:56

安孝义：福建永安喀斯特与丹霞地貌——

《福建永安喀斯特与丹霞地貌共生演化特征及地质意义研究》

摘要

福建永安地区是我国少有的喀斯特地貌与丹霞地貌交错共生的区域，其独特的地貌组合是地球演化过程中海洋环境向陆地环境转变、多期次地壳运动与长期外力作用共同作用的结果。本文结合实地地质调查数据（如大湖坑边喀斯特岩石中的海洋生物化石）与区域地质演化背景，系统梳理永安两类地貌的物质基础、形成时序、空间分布特征及关键争议点，明确其“海洋沉积 - 陆地抬升 - 次生塑造”的完整演化链条，阐释李四光先生关注该区域的地质科学价值，回应“海底阶段能否形成丹霞地貌”“抬升时间尺度”等核心问题，为区域地质公园建设与地质演化研究提供更全面的理论支撑。

关键词

福建永安；喀斯特地貌；丹霞地貌；地质演化；共生特征；抬升时间尺度

一、引言

地貌是地球内动力（地壳运动、岩浆活动等）与外动力（流水、风化、重力等）长期作用的产物，不同地貌类型的物质基础、形成环境与演化时序，直接记录了区域地质历史的变迁过程。福建永安地处我国东南沿海构造带，受古特提斯构造域与太平洋构造域演化的叠加影响，形成了以桃源洞丹霞地貌和大湖坑边喀斯特地貌为代表的独特地貌景观。

历史上，李四光先生在抗战时期曾专程带领学生赴永安考察，正是看中该区域地貌对地质演化过程的“完整记录性”——两类地貌的共生不仅直观展现了环境变迁，更蕴含着地壳运动的关键信息。其中，西营坂作为李四光考察的核心区域之一，其地质构造与岩石标本数据，为后续剖析两类地貌形成机制提供了重要原始依据。近年来，随着永安桃源洞国家地质公园的设立，其地貌共生特征的科学价值进一步凸显。然而，当前对永安两类地貌形成的关键细节（如海底阶段能否孕育丹霞、抬升过程的时间跨度）认知仍存在模糊性，需结合实地调查与地质理论深入剖析，以厘清演化逻辑。

二、永安喀斯特与丹霞地貌的物质基础差异及核心争议回应

地貌形成的核心前提是物质基础，永安喀斯特地貌与丹霞地貌的根本区别，首先体现在其依托的岩石类型与形成环境的差异，这也是回应“海底阶段能否形成丹霞地貌”这一关键问题的核心依据。

2.1 喀斯特地貌的物质基础：海洋成因的碳酸盐岩

通过对永安大湖坑边喀斯特地貌区的实地地质调查发现，该区域出露的岩石以古生代碳酸盐岩（主要为石灰岩）为主，岩石内部保存有大量海洋生物化石，包括贝壳类、腕足类生物残骸等——这一化石证据直接表明，该套碳酸盐岩的形成环境为海洋。在古生代时期，永安区域处于广阔的浅海环境，海洋生物死亡后的残骸与海洋中的碳酸钙沉积物共同堆积，经长期压实、胶结等成岩作用，逐渐形成厚度达数百米的碳酸盐岩地层，为后续喀斯特地貌的发育提供了物质前提。

碳酸盐岩的可溶性（易被含二氧化碳的流水溶蚀）是喀斯特地貌形成的核心属性，而其“海洋成因”的属性，也决定了该套岩石的形成必然早于永安区域脱离海洋环境的阶段，且仅能在海洋环境中孕育。

2.2 丹霞地貌的物质基础：陆地成因的红色碎屑岩与“海底无丹霞”的论证

与喀斯特地貌不同，永安桃源洞丹霞地貌依托的岩石为中生代红色碎屑岩，主要岩性为砂砾岩、砂岩。通过岩石薄片观察与沉积构造分析可知，该套红色碎屑岩具有典型的陆相沉积特征：岩石中可见明显的河流搬运形成的磨圆状砾石，且发育交错层理、水平层理等陆相沉积构造，未见任何海洋生物化石或海相沉积标志。

这一特征直接论证了“永安海底阶段不可能形成丹霞地貌”的核心观点：一方面，丹霞地貌的物质基础（红色碎屑岩）需在陆地环境（如河流盆地、湖泊盆地）中形成——只有当永安区域从海底抬升为陆地后，陆地上的泥沙、砾石才能经流水搬运至低洼盆地沉积，进而形成红色碎屑岩；另一方面，即便忽略物质基础，丹霞地貌的塑造（如赤壁、峰林的形成）需岩石出露地表后接受陆地外力作用（流水侵蚀、重力崩塌），而海底环境中，沉积物被海水覆盖，既无法形成陆相沉积岩，也无陆地外力作用的空间，因此“海底形成丹霞”的可能性完全不存在。

2.3 李四光永安西营坂考察对地貌研究的深远影响

抗战时期，李四光带领学生奔赴永安西营坂开展地质考察，这一行动对深入探究永安喀斯特与丹霞地貌的形成有着不可估量的作用。

李四光秉持地质力学理论，着重关注区域构造运动对岩石变形、地层分布的影响。在西营坂，他通过细致的地质测绘与构造分析，发现该地存在多组不同方向的断裂构造与褶皱变形。这些构造形迹反映出永安区域在地质历史中经历了复杂的应力作用，为两类地貌的形成奠定了构造基础。比如，断裂构造为喀斯特地貌区的地下水运移提供了通道，加速了碳酸盐岩的溶蚀过程，促进溶洞、地下河的发育；而在丹霞地貌区，断裂与褶皱控制了红色碎屑岩地层的产状与出露形态，影响着流水侵蚀与重力崩塌的方向，造就赤壁丹崖、峡谷等地貌特征。

李四光对岩石标本的采集与研究，为明确两类地貌的物质基础提供了关键依据。在西营坂采集的碳酸盐岩标本中，他观察到丰富的海洋生物化石，确认了喀斯特地貌物质基础形成于海洋环境；对于红色碎屑岩标本，通过研究其矿物组成、粒度分布与沉积构造，进一步论证了丹霞地貌物质基础的陆相沉积属性，有力支撑“海底无丹霞”的观点。

此次考察还启发了后续学者对永安地貌形成时间序列的深入研究。李四光绘制的地质剖面图与地层对比图表，为构建区域地质演化框架提供了原始资料。基于这些资料，后续研究结合放射性同位素测年等技术，精确厘定了喀斯特地貌物质基础（古生代碳酸盐岩）与丹霞地貌物质基础（中生代红色碎屑岩）的形成时代，明确了二者在时间上的先后承接关系，以及地壳抬升、外力塑造等关键阶段的时间尺度，完善了永安两类地貌的演化模型。

三、永安两类地貌的形成时序与抬升过程的时间尺度

结合物质基础差异与区域构造演化背景，可将永安喀斯特地貌与丹霞地貌的形成过程划分为三个关键阶段，同时明确“抬升过程需数千万年”的时间尺度，厘清两类地貌“先后承接”的演化逻辑。

3.1 第一阶段：古生代海洋环境——喀斯特地貌物质基础形成（亿年尺度）

在古生代（约5.41亿年 - 2.52亿年前），永安区域受全球古地理格局影响，处于古特提斯洋东延的浅海区域，属于稳定的海洋沉积环境。该阶段，海洋中的浮游生物、底栖生物（如贝壳类生物）不断繁殖、死亡，其残骸与海洋中的碳酸钙沉积物共同堆积，经长期压实、胶结与成岩作用，形成了厚度达数百米的碳酸盐岩地层（即当前大湖坑边喀斯特地貌的依托岩石）。

此阶段持续时间长达近3亿年，永安区域完全被海水覆盖，仅完成了喀斯特地貌的“物质储备”，未进入地貌塑造阶段，也无任何丹霞地貌形成的条件。

3.2 第二阶段：中生代地壳抬升——从海洋到陆地的环境转变（数千万年尺度）

进入中生代（约2.52亿年 - 6600万年前），受太平洋板块向欧亚板块俯冲的构造运动影响，永安区域所在的东南沿海地区发生强烈的地壳抬升运动（即燕山运动的重要组成部分）。需特别强调的是，此次抬升并非“一次性快速抬升”，而是伴随多期次的构造活动，持续时间长达数千万年——原本处于海底的碳酸盐岩地层逐渐被抬升，最终出露于海平面之上，永安区域正式从海洋环境转变为陆地环境。

这一漫长的抬升过程为后续地貌演化奠定了关键基础：一方面，出露的碳酸盐岩开始接受流水溶蚀、风化等外力作用，喀斯特地貌的塑造过程正式启动（如溶洞、石芽、石林等初步形成）；另一方面，陆地环境的形成也为丹霞地貌的物质基础（红色碎屑岩）提供了沉积条件——抬升后的陆地表面形成众多低洼盆地，河流、湖泊在此发育，陆源碎屑物质（泥沙、砾石）在盆地内沉积，逐渐形成红色碎屑岩地层。

3.3 第三阶段：新生代外力塑造——两类地貌的最终成型（数千万年尺度）

新生代（约6600万年前至今），永安区域的地壳运动趋于稳定，但外力作用（流水侵蚀、风化、重力崩塌）持续增强，推动两类地貌进入“最终成型阶段”，此阶段同样经历了数千万年的时间累积。

对于喀斯特地貌：长期的流水溶蚀作用不断扩大碳酸盐岩中的裂隙，形成溶洞、地下河等地下喀斯特景观；地表则因溶蚀与重力崩塌，形成石林（如大湖坑边石林）、峰丛等地表喀斯特景观，喀斯特地貌的形态趋于完整。

对于丹霞地貌：中生代形成的红色碎屑岩地层在新生代进一步抬升，出露于地表后，受间歇性流水的侵蚀切割与重力崩塌作用，逐渐形成赤壁丹崖（如桃源洞“一线天”两侧岩壁）、柱状峰林、深切峡谷等典型丹霞地貌景观。由于红色碎屑岩的形成晚于碳酸盐岩，且其地貌塑造启动时间也晚于喀斯特地貌，因此永安丹霞地貌属于“次生地貌”，其形成时间显著晚于喀斯特地貌，两类地貌的时间间隔可达上亿年。

四、永安地貌共生特征的科学价值与现实意义

4.1 科学价值：地质演化的“天然教科书”与李四光考察的核心原因

永安喀斯特与丹霞地貌的共生特征，具有不可替代的地质科学价值，这也是李四光先生在抗战时期专程赴永安（含西营坂）考察的核心原因：

① 首先，两类地貌分别对应“海洋环境 - 陆地环境”的地质历史变迁，其物质基础（碳酸盐岩、红色碎屑岩）的形成时序，完整记录了永安区域从海底抬升为陆地的构造演化过程，且“数千万年抬升”“上亿年间隔”的时间尺度，为研究地壳运动的速率与外力作用的累积效应提供了实证；

② 其次，两类地貌的空间交错分布（桃源洞丹霞与大湖坑边喀斯特相距仅数十公里），为研究不同岩石类型（可溶性碳酸盐岩、松散碎屑岩）在外力作用下的地貌响应差异提供了“天然对比样本”，可直观印证地质力学理论中“地壳运动控制地貌演化”的核心观点，为研究东南沿海构造带的演化提供了关键依据；

③ 最后，李四光在西营坂发现的断裂、褶皱构造与岩石标本，进一步揭示了“构造运动 - 物质基础 - 地貌形成”的内在关联，填补了早期对永安区域构造背景认知的空白，为后续构建完整演化链条提供了核心线索。

4.2 现实意义：国家地质公园建设的核心支撑与科普价值

永安两类迴异地貌的共生特征，不仅具有很高的科学价值，还具备极高的景观价值与科普价值。2004年，永安桃源洞被批准为国家地质公园，其核心申报依据正是“喀斯特与丹霞共生的独特地貌景观”“完整的地质演化链条”以及“清晰的时间尺度与环境变迁证据”（含李四光考察相关的地质遗迹）。

目前，永安桃源洞国家地质公园已成为集地质科普、旅游观光、科学研究于一体的平台：

① 科普层面，通过展示大湖坑边的海洋生物化石（印证海底历史）、桃源洞的红色碎屑岩（印证陆地沉积），以及西营坂的构造遗迹（印证地壳运动），可让公众直观理解“地球如何从海洋变为陆地”“不同地貌为何形成时间相差亿万年”“地壳抬升为何需要数千万年”等复杂地质问题，实现地质科学知识的通俗化普及；

② 科研层面，公园（含西营坂考察区）为地质学界研究东南沿海中生代以来的构造演化、海陆变迁与地貌形成机制，提供了长期、稳定的野外研究基地，助力深化对我国东南沿海地质历史的认知。

五、结论

1、永安喀斯特地貌与丹霞地貌的物质基础存在本质差异，且直接决定“海底无丹霞”：喀斯特地貌依托古生代海洋成因的碳酸盐岩（含海洋生物化石），仅能在海洋环境中形成；丹霞地貌依托中生代陆地成因的红色碎屑岩（陆相沉积构造），需陆地环境支撑，因此永安处于海底阶段时，绝无形成丹霞地貌的可能。李四光在西营坂的岩石标本研究，进一步实证了这一物质基础差异。

2、永安两类地貌的形成遵循“海洋沉积 - 地壳抬升 - 陆地沉积 - 外力塑造”的完整演化链条，且各阶段均为漫长地质时间尺度：古生代（亿年尺度）形成喀斯特物质基础，中生代（数千万年尺度）经地壳抬升实现“海洋→陆地”转变，同时启动喀斯特塑造与丹霞物质沉积，新生代（数千万年尺度）外力作用完成两类地貌成型，丹霞地貌形成时间显著晚于喀斯特地貌，二者间隔可达上亿年。李四光在西营坂发现的构造形迹，为解析地壳抬升与地貌塑造的关联提供了关键依据。

3、永安两类地貌的共生特征，是研究东南沿海地质演化（海陆变迁、地壳抬升、外力作用）的“天然教科书”，李四光对西营坂的考察则为挖掘这一价值奠定了基础，二者共同构成桃源洞国家地质公园建设的核心支撑，其科学价值、科普价值与景观价值显著。

综上，本研究明确了永安喀斯特与丹霞地貌共生演化的核心逻辑，回应了关键争议问题，为区域地质研究提供了理论参考。未来可进一步结合高精度遥感技术、三维地质建模等手段，细化地壳抬升的动态过程与外力作用的量化分析；同时，依托桃源洞国家地质公园，深化地质遗迹保护与科普融合模式，推动科学价值向社会认知转化，助力我国东南沿海特色地貌的研究与可持续发展。

（共5002字）