张掖七彩丹霞是如何形成的:分四阶段演化

张掖七彩丹霞是如何形成的,整体分为白垩纪沉积成岩、构造褶皱抬升、流水切割塑形、风蚀风化显色四个阶段,岩层色彩来自铁锰矿物在氧化还原环境下的价态变化,仅在西北干旱半干旱盆地红层区才能发育成型,湿润多雨的南方红层很难形成这类大面积彩色丘陵景观。

第一阶段:内陆湖盆沉积岩层

1.35亿至6500万年的白垩纪,张掖区域为大型内陆湖盆,河流不断把泥沙、碎屑物质带入湖内,逐层堆积形成砂岩、泥岩、砾岩互层的厚层红层地层。

湖水深浅与干湿环境交替变化,沉积物里的铁元素不断发生氧化或还原反应,三价铁形成红橙色调,二价铁形成灰绿青灰色调,锰、石膏等杂质进一步丰富色带,一层层彩色岩层就此固定下来。

第二阶段:地壳挤压造成岩层褶皱

受青藏高原隆起带来的板块挤压影响,原本水平平铺的岩层发生弯曲、倾斜,产生大量节理裂隙,平整地层变成起伏的褶皱构造,为后续外力侵蚀创造了条件。

第三阶段:地壳抬升加流水切割沟壑

造山运动把整套红层岩层整体抬出水面,岩层暴露在地表,季节性暴雨形成的地表径流顺着裂隙向下冲刷,不断拓宽加深沟槽,把整片岩层分割成连绵起伏的丘陵形态,塑造出山体基础轮廓。

第四阶段:风力风化完善彩色丘陵样貌

张掖常年多大风,加上昼夜温差带来的冻融风化,松散泥岩被持续剥蚀,坚硬砂岩保留下来,岩层剖面完整裸露,分层色彩清晰显现。到距今30万年左右,当前的彩色丘陵地貌基本定型。

色彩分层与地貌类型区别

岩层矿物形成环境呈现颜色
三价氧化铁炎热干燥氧化环境赤红、橘黄、赭红
二价亚铁矿物湖盆深水还原环境灰绿、青灰、浅蓝
石膏、碳酸钙夹层湖盆蒸发干涸阶段米白、浅黄、奶白色

这里要明确边界条件,张掖七彩丹霞属于丹霞地貌与彩色丘陵复合地貌,只有同时满足白垩纪内陆湖盆红层、后期强烈构造褶皱、干旱区流水加风力共同侵蚀这三项条件,才可以形成同类景观,单纯流水侵蚀的南方丹霞只有单一红色,很难出现多层相间的彩色条带。

依据张掖世界地质公园2022年发布的地质遗迹资料,该片区彩色丘陵地层严格限定在下白垩统地层,侏罗纪或者第三纪地层很难发育出同等规模的彩色条带。

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