大地之柱——土林奇观

土林是土状堆积物塑造的、成群的柱状地形,因远望如林而得名,是在干热气候和地面相对抬升的环境下,经暴雨径流的强烈侵蚀、切割地表深厚的松散碎屑沉积物所形成的分割破碎的地形。

又因沉积物顶部有铁质风化壳,或夹铁质、钙质胶结沙砾层,对下部土层起保护伞作用,加上沉积物垂直节理发育,使凸起的残留体侧坡保持陡直。

土林一般出现在盆地或谷地内,主要分布于不同时代的高阶地上,是不同时期形成的,反映了古地理变迁和地貌发育过程。

云南元谋孕育的土林之冠

土林是流水侵蚀的一种特殊地貌形态,它是特殊的岩性组合,构造运动、气候、新构造运动频繁,地壳抬升速率快,流水侵蚀力强等综合因素的作用下相互影响而形成的。

在150万年前的第四纪早期,元谋地区河流纵横,湖泊密布,森林茂密、动物繁多、气候温和,食物丰盛,是人类先祖元谋人的生活乐园。

星移斗转,原始生态发生变化,河流带来的大量泥、沙、砾石填没了湖泊,摧毁了森林和远古部落,埋葬了部分古人类、动植物和古文化遗址。

之后,新构造运动使平缓的河湖相地层隆起成为丘陵和山冈,并在局部逐渐发育了铁质风化壳和透镜状胶结构物质。此时的元谋,日照强烈,降雨集中,干湿雨季分明。

气候的干燥与降雨量小是土林发育的重要条件,土林的稳定性非常差,因此,一般只在年降雨量小、降雨频率低、雨季短的地方拥有或遗存。而元谋则正是处于气候干燥、降雨量少、雨季不长的时期,所以对土林的侵蚀量低,非常适合土林的生育发展和保护。

在炎炎的夏季,风雨特别是暴雨成为大自然无穷威力的雕刀,它们将有铁质风化壳遮挡和透镜状胶结构物质黏合的地层,慢慢雕刻成龙柱、宫殿、庙宇、城堡和人物鸟兽等形状,周边松散的堆积层则被流水冲刷、卷走、形成大小不等的冲沟。

年复一年,冲沟不断增加、延伸、扩大,使那些戴着黑铁“帽子”的沙土造型更加突出,终于成就了土筑的森林这一千古奇观,形成了罕见的元谋盆地土林群落。

因为受到地壳运动的影响,盆地两侧逐渐被掀起,地层向东倾斜,而土林又是半胶结的土体,成岩度较高,低角度倾斜的岩层对其稳定性提供了有利的条件,这是形成高大土林的又一重要原因。

由于元谋盆地在第四纪就发育了硅、铅、铁等化学物质成分组成的风化壳,而发育在土林的风化壳主要是中更新世红色铁质风化壳,成为褐红色,一般厚0.5至1米。

土林所在的地貌部位是平缓的丘岗上部或高阶地上,当地壳抬升,河流下切,冲沟发育,形成了土屏、土柱,坚硬的风化壳则起到了对下部松软的土层的保护作用。

土林位于地下水之上的色气带中,根基牢实,较为稳定。而组成土林的半胶成岩度较高的土林对其自身稳定起着决定性作用,多层保护盖层增强了土柱的稳定性,降雨则是影响土林稳定的最主要外在因素。

土林的发育可以分为片蚀、纹沟、细沟阶段、切沟阶段、冲沟、侵蚀盆阶段、宽沟阶段和残丘夷平5个阶段。土林的类型按色彩分有红、黄、白、褐色共4种,按形态分为锥柱状、城堡状、峰丛状、城垣状、幔状和雪峰状等多种。

经过地质研究表明,元谋盆地土林至少发育形成过两次。一次是在60万年前的更新世老冲沟堆积以前形成,后被流水带来的泥、沙、砾石埋没,造成了更大的丘岗。

另一次是在15万年前的晚更新世,新冲沟堆积以前形成。元谋土林总是在发育形成——埋没消亡——再发育形成的规律中无限循环。

土林形成所需要的时间大约在960年至6490年之间。最早形成于全新世的大西洋期,最晚形成于亚太西洋期,高大的土林是全新世亚北方期的产物。

新构造运动不仅提供流水侵蚀的势能,同时也控制了土林的发育走向。

由于元谋盆地新构造运动频繁,使半胶结的地层发育节理和小断层控制了土林发育的主沟,从而形成了区域性控制节理的虎跳滩土林、新华土林、班果土林等多处土林。而这三座土林也一起构成了元谋盆地土林群落中面积最大、景点最壮观、发育最典型、色彩最丰富的土林。

虎跳滩土林距元谋县城32千米,总面积6平方千米,已开发2.2平方千米,景区所在地的海拔在1050~1200米之间,发育于一套河流相间砾石层、沙层夹黏土层的地层中。景区主要由一条主沙箐和34条幽谷组成,分为4个片区,有主景点9个,小景点127个。

土林分布密集,沿冲沟发育,形态多以城堡状、屏风状、帘状、柱状为主,土柱高低不一,错落有致,一般高度在5~15米之间,最高达42.8米。

土柱形状各异,沟壑纵横,荒凉粗犷,密密簇簇,千峰比肩,四周绝壁环绕,两岸陡壁连延,层层土林,莽莽苍苍,何等苍状。其颜色有红色、黄色、白色、褐色等多种不一。

正是由于大自然的鬼斧神工和精心雕琢,造就了千奇百怪的沙雕泥塑和诡异迷离的地质地貌,构成了元谋土林这座令人神往的艺术殿堂。

1638年,也就是明崇祯帝朱由检执政期间,我国著名的旅行家、地理学家徐霞客游至云南元谋时,记述了土林的景色:

涉枯涧,乃蹑坡上。其坡突石,皆金沙烨烨,如云母堆叠,而黄映有光。时日色渐开,蹑其上,如身在祥云金栗中也。

新华土林距元谋县城40千米,海拔1560米~1640米,面积1.4平方千米,发育于湖相沉积的粉细沙层、黏土层夹少量的细砾石层中。土林高大密集,类型齐全,圆锥状土柱尤为发育,一般高3至25米不等,最高达27米,居元谋土林单体土柱之冠。

新华土林在形状上有圆锥状、峰丛状、雪峰状、城垣状等多种形状。雪峰状土林规模较大,高达40米,在色彩上,顶部以紫红色为主,中上部为灰色,中下部以黄色为基调,其间夹有褐红、灰白、棕黄、灰黑、樱红等多色组成。

班果土林位于元谋县城西12千米的平田乡东南面,面积6.1平方千米,为元谋规模最大的土林,主沟长3.5千米,土柱主要分布于大沙箐及支沟两旁,主要形状以古堡状、城垣状、屏风状、柱状为主,因班果土林是老年期残丘阶段的代表,所以,土林高度一般在5至15米左右,最高为16.8米。

由于土林发育地层岩性差异,导致色彩不同,但小单元土林色彩单一,有白色土林、褐红色土林、棕黄色土林和浅黄色土林,从整体上看,主要以黄色为主色调。

多年来,许多专家学者都曾到元谋盆地进行过大量的考证。他们发现,在元谋盆地发育土林的层位是一套巨厚层半胶结的河湖相地层。

岩性为砾石层、砂层夹薄层黏土和亚黏土,岩层较厚,主要以石英岩、石英砂岩为主,铁质泥质胶结,胶结较紧密,具有较强的抗风能力和抗压强能力,这是形成高大土林和稳定性较高的主要内在因素。

土林地貌具有较高的观赏价值、科学价值和历史文化价值。

就观赏价值来说,土林的优美度、奇特度、丰富度和有机组合度较好,在优美度方面自然造型美、自然风光美、自然变幻美。

在科学价值方面,土林是流水侵蚀的特殊地貌,是水土流失的艺术结晶。它虽然容易流失,但并非所有的水土流失都能形成土林,而是在特殊的地质结构、土壤成分、构造运动、水文气候、地形植被等多种因素相互作用条件下方能形成。

因此,系统地研究土林这种特殊的演化、发展、消亡以及防止水土流失有着重要的科学价值。

在历史文化价值方面,土林风景区内出土的大量动植物化石,周边众多的与土林有着密切联系的史前文化遗迹等一系列古生物、古人类、古文化,以及新石器、细石器、旧石器文化遗迹,对解答人类的起源与演化过程无不展示了元谋盆地及元谋土林厚重的历史积淀和丰富的文化内涵。

元谋盆地和土林景观是以古人类演化遗迹、地质地貌遗迹为核心的地区,是供古人类、地理、地质、环境保护等学科开展科研的大型基地。

土林作为珍稀的自然遗产,应加以严格保护,为世界地质及生态环境保护作出积极的贡献。因此,保护土林不仅是元谋一项重大责任,而且也是我们所有人的共同责任。

[旁注]

新构造运动 主要是指喜马拉雅运动中的垂直升降。一般来说,新构造运动隆起区现在是山地或高原,沉降区是盆地或平原。地质学中一般把新近纪和第四纪时期内发生的构造运动称为新构造运动。

风化壳 地壳表层岩石风化的结果,除一部分溶解物质流失以外,其碎屑残余物质和新生成的化学残余物质大都残留在原来岩石的表层。这个由风化残余物质组成的地表岩石的表层部分,或者说已风化了的地表岩石的表层部分,就称为风化壳或风化带。

片蚀 是黄土坡面降雨强度超过地面入渗强度时产生超渗径流,薄层水流及微小股流把表土中的细小颗粒带走,产生土壤侵蚀,并在坡面留下细小纹沟及鳞片状凹地的侵蚀。

冲沟 由间断流水在地表冲刷形成的沟槽。冲沟切割土地,使之支离破碎,不易对土地进行利用。冲沟发育地带,水土的流失,更给建设带来困难受加速水流的侵蚀而切入地表的沟。

全新世 11500年前的一个地质时代,是最年轻的地质时期。这一时期形成的地层称全新统,它覆盖于所有地层之上。全新世与更新世的界限,以第四纪冰期最近一次亚冰期结束、气候转暖为标志,因此又称为冰后期。

势能 物体由于位置或位形而具有的能量。它是储存于一个系统内的能量,也可以释放或者转化为其他形式的能量。势能是状态量,又称作位能。势能不是属于单独物体所具有的,而是相互作用的物体所共有。

土柱 土状堆积物组成的柱状地形。顶端有一巨砾或石块。由于巨砾周围的地面受雨滴,细流的侵蚀,逐渐降低,而巨砾下面的土层因受到保护,形成土柱。

屏风 古时建筑物内部挡风用的一种家具,所谓“屏其风也”。屏风作为传统家具的重要组成部分,历史由来已久。屏风一般陈设于室内的显著位置,起到分隔、美化、挡风、协调等作用。它与古典家具相互辉映,相得益彰,浑然一体,呈现出一种和谐之美、宁静之美。

胶结 在将沉积物压在一起的过程中,受压力的作用,岩石的一些矿物慢慢溶解在水里,于是含有矿物的水溶液就渗入沉积物颗粒间的空隙中。当含有矿物的水溶液中的矿物结晶时,沉积物颗粒被结晶的晶体粘在一起的过程就叫胶结。

水土流失 在水力、重力、风力等外营力作用下,水土资源和土地生产力的破坏和损失,包括土地表层侵蚀和水土损失,也称水土损失。人类对土地的利用,特别是对水土资源不合理的开发和经营,使土壤的覆盖物遭受破坏,土壤流失由表土流失、心土流失而至母质流失,终使岩石暴露。

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土林中多所呈现出的景现,在不同的季节、不同的时间、不同的气候和不同的角度有着不同的韵味,属于“全天候”风景区。

阳光下的土林造型硬朗、醒目、挺拔,一览无遗。雨雾中,土林则似显似露,若明若暗,如柔纱缠绕的少女,朦胧含蓄。冬季,土林温暖如春,气候宜人。夏天,景区炎热酷暑,如置身沙海荒漠。

加之土林的稳定性差,易于流失,一些土柱在这一年似鸡,第二年却可能似狗,三五年之后干脆消失得无影无踪,留下一堆白沙黄土,让人们追忆逝去的昨天。

这种罕见的变幻美、朦胧美充满了神秘感,激发了人们猎奇的心理,土林成为了“回头客”最多的风景区,在这里,人们品味着变幻,寻找着消亡,盼望着新生,把自己融入到无生命的土柱之中。