翠华山国家地质公园水湫池成因新解

摘要：目的：为了进一步探讨翠华山国家级地质公园中水湫池景区的形成原因。方法：实地考察、结合沉积实验分析及历史文献资料考证。结果：发现组成水湫池堰塞坝的沉积物具有典型的泥砾结构；堰塞坝体外围的崩塌堆积，不仅是多期和多种成因崩塌活动的结果，而且现存的崩积砾石都覆盖在堰塞坝表面的古地形面上，层序关系表明其形成时间晚于堰塞坝。结论：水湫池不是这些崩塌堆积堰塞成湖的，更可能是泥石流堆积堰塞成湖，并据历史资料考证，水湫池形成时间至少应在北周以前。

关键词：崩塌堆积；泥石流；堰塞坝；景观遗迹　　

　　翠华山国家地质公园位于西安南郊的秦岭北坡，主要是山崩遗迹形成的奇特景观，共有水湫池、大坪和甘湫池等三个景区。其中，水湫池附近山崩规模最大、景观造型最丰富、景色最优美，开发历史最悠久，水湫池又是秦岭山区唯一的天然堰塞湖。关于水湫池成因问题，流传有许多神话故事和民间传说，同时也受到不少地学家的关注。多数学者认为堰塞湖是山崩堆积堵塞河谷形成的。近年来，也有不少学者先后进行过考察和专题研究，揭示了崩塌堆积成因类型的多样性和堆积时间的多期性。近期作者实地考察中，发现并确定组成水湫池堰塞坝的沉积物有“泥砾”结构，沉积特征与相邻的崩塌堆积有明显的区别；景区里所有的崩积砾石还分别覆盖在堰塞坝表面的不同部位，表明其形成时间都晚于堰塞坝。这些都对重新认识水湫池成因提供了重要依据。

1、翠华山及水湫池景区概况

　　从秦岭北麓的山口沿太乙峪溯源南行约5km，一座由乱石堆砌的天然堰塞堤坝拔地而起。坝顶南岸，一泓碧水荡漾在东、西两峰之间，这就是水湫池（历史上有天池、龙池、龙移湫，澄源池、炭谷湫、翠华湖等名称）。池的东岸紧邻玉案峰，西岸即太乙峰（又名翠华山）。堰塞坝从太乙峰东麓山脚下的度假村附近，迤逦向北延伸约500m，转而向东直抵玉案峰脚下，成弧形环绕在水湫池的西、北两岸。坝的外围和太乙峰之间乱石嶙峋，地面凸兀不平，除了山崩残留的临空面等剥蚀地貌外，崩塌堆积分布在太乙峰断崖脚下、堰塞坝西侧以及翠柏崖脚下等三处（图1中1、2、3）。其中，堰塞坝西侧的崩塌堆积面积最大，崩积物数量最多，形成的景观造型最奇特，是公园最有代表性的主景点。堰塞坝（图1中4）的轮廓虽然还比较清楚，由于环湖公路和围栏、台阶等人为建筑和设施的覆盖，只有几处露头可实地观察到组成坝体的沉积物的沉积与结构特征。

2、前人研究成果综述

　　一千多年前的唐人诗词中就有对水湫池及其附近山崩乱石等景观的描写。王维的“太乙近天都，连天到海隅”是池畔的太乙峰；岑参的“碧潭千余尺，下见蛟龙蟠”和“色向群木深，光摇一潭影”即水湫池；韩愈在长达1020个字的《南山诗》中形象化地描绘了山崩乱石的六十多种景观造型。宋、明时代的游记和诗词中记述更多，明武宗正德年间，陕籍文人管楫诗中有“山崩壑壅水伏流”，首次把几种景观的成因联系起来。

　　从20世纪50年代起，一些地学工作者曾对翠华山作过考察，但多偏重于新构造运动或地貌形态的观察，缺乏对景观成因的研究。20世纪80年代以来，介绍翠华山景观的文章、书刊增多，对景观成因的意见与管楫相同，认为是强震诱发山崩，崩塌堆积堵塞河谷而集水成湖；至于地震和山崩的发生时间则意见不一，多数认为在唐玄宗天宝年间。由于缺乏考察的实据和史料考证，作者们多客观地注明源于“相传”或“据说”。

　　20世纪90年代以来，对景观的实地考察、研究逐渐增多，吴成基教授（1994年）最早提出景观遗迹成因的多因素和崩塌活动的多期性⑴，他认为除了地震可能诱发山崩外，暴雨等外营力也可能引起崩塌；景区现存的崩塌堆积不只与唐代的强地震事件有关，唐代以前和以后的多次地震也可能在景区诱发山崩。南凌博士⑵（2000年）正确地指出主景区大规模崩塌可能是一次强震诱发的快速山崩，但把分布位置及沉积特征明显不同，形成时间相对较晚的翠柏崖下与太乙峰断崖下的崩积物，定为他所认为的快速崩塌堆积的同期异相（边缘相）。值得注意的是，在其论文附图中所表示的环绕水湫池西北岸的滨岸沉积物不是崩塌堆积，而是“河流相沉积与土壤”。郭力宇博士⑶（2001年）不仅注意到崩塌活动的多期性，还把景区内的崩积物按照先后次序首次分为三期，但把堰塞坝体北坡和覆盖在它上面的翠柏崖脚下崩积物误认成同期、同相的崩塌堆积。

3 、组成堰塞坝的沉积物

　　组成水湫池堰塞坝体的是一套粗碎屑的砾石堆积，主要出露在池北岸坝体北坡的十八盘，坝高约200m，靠近翠柏崖的西半部坝体被后期崩塌堆积的巨石覆盖，东半部本来出露完整，可惜的是近年来修建的盘山道掩盖了大部份剖面，只有零星露头散布在水泥路面两侧，仅能观察到沉积物中所含砾石的粒度大小，很难分辨沉积物的结构特征；由于环湖公路和迎宾广场等人工建筑的覆盖，只有度假村附近和池北滨岸地带有几处露头可以清晰地观察组成坝顶的沉积物。

　　首先引人注意的是：⑴.组成堰塞坝的堆积物所含砾石的砾径比较小，度假村附近的坝顶沉积物一般砾径0.5-1.0m，最大砾径2.0m左右；池北滨岸剖面所含砾石的一般砾径0.2-0.5m，最大砾径不过1.0m；出露在十八盘坝体中、下部的砾石最粗，一般在1.0-2.0m，超过3.0-5.0m的极为少见；⑵.沉积物中砾石含量比较少，度假村附近的剖面中，砾石占沉积物总量的50-70﹪，池北滨岸则更少到30-50﹪。由于崩塌和人为覆盖过多，十八盘出露的堰塞中下部沉积剖面已不清楚，砾石密集程度估计在70﹪左右；⑶.组成堰塞坝沉积物中的砾石外表多成半楞角状，坝顶剖面中少量甚至成圆或半圆状。

　　沉积物内部结构是鉴别其成因类型的重要标志。组成堰塞坝的沉积物，无论其砾石含量及砾径大小异同与否，砾石之间都互不相接，分散在砂泥质或泥质成分的基质包裹之中，形成所谓的“泥砾”结构，在堰塞坝顶部各个露头都很清晰。

　　从几处露头的粒度变化分析，沉积物的物源应来自水湫池西岸、太乙峰东侧原有的支沟，只是由于后期发生的多次大规模崩塌活动破坏了泥石流孕育和发生期的古地貌，现在只能从堆积物的沉积特征识别其沉积类型。组成堰塞坝体的沉积物另一重要特点,特别是坝顶沉积的几处露头，无论露头与池岸的距离远近和与水面高差大小，组成坝体的沉积物中砾石风化程度都很深（砾石松散，锤击即碎；所含长石多已风化成高岭土）,而且在坝体沉积物与上覆的崩积砾石之间还有一层厚度不等的风化残积土。表明二者的形成时间不仅有先后之别，而且坝体堆积形成后，还曾经历过一个沉积间断时期，才覆盖了崩塌堆积。这为进一步识别和区分堰塞坝体与周围几处崩塌堆积的区别和层序关系提供了直接证据（图2）。

4 、景区内崩塌堆积的沉积特征及其与坝体沉积的区别

　　根据崩积物所在位置，景区里的崩塌堆积分为水湫池西岸外围的主景区崩塌堆积和由它分隔开的太乙峰东坡崖下的和池北岸翠柏崖下的崩塌堆积等三部分（关于它们的成因分类与崩塌活动分期另文讨论）。它们的形成时间、产状和沉积特征所反映的成因机制不同，但都具有崩塌堆积的共性特征而与组成堰塞坝坝体的沉积物有明显的区别：

　　4.1 组成崩塌堆积的砾石粒度巨大，主景区崩积物中最大砾径70—100m，一般在20—30m以上，3.0—5.0m以下者极少；其它两处崖下的崩塌堆积最大砾径10—20m，一般3.0—5.0m；而组成坝体的沉积物最大砾径不过1.0—2.0m，大于3.0－5.0m的几乎没有。

　　4.2 崩塌堆积中的砾石外形成棱角状，其中主景区崩积物中不少砾石有强烈碰撞造成的碎裂面；而组成坝体的沉积物中砾石外表多为半楞角状，个别的甚至成圆或半圆状（图3）。

　　4.3 崩塌堆积全由砾径巨大（1.0m以上）的角砾石组成；而组成坝体的沉积物中泥沙含量在30—50﹪，砾石50—70﹪。粒度分布图中，横轴代表Φ值，Φ值与砾径D（以微米为单位）的函数关系为Φ=－lg2d；纵轴代表不同砾径大小所占的百分比。从图4可以看出：崩塌堆积呈单峰态，主要由砾石组成，而组成坝体的沉积物呈双峰态说明了砾石和泥沙的含量都有较高的数值。（图4）。

　　4.4. 崩塌堆积中砾石相互镶嵌交错，呈颗粒支撑；砾间空隙巨大而又中空（图5），没有任何充填物，其中比较著名的如“风洞”、 “冰洞”和“夏之春”等，有的长近百米，有的深达二、三十米，有的形如大厅可容人半百；而组成坝体的沉积物中，每块砾石分别有泥沙包裹而悬浮在基质之中，形成典型的“泥砾”构造（图6）。截然不同的沉积结构是区别两种沉积物成因类型的主要标志：前者是重力崩塌形成的“颗粒流”堆积；后者则是非线性的粘性流体形成的“碎屑（泥石）流”堆积。

　　4.5. 崩塌堆积都沿断崖延伸方向呈带状分布，崩积物的发育程度，包括崩积物数量、崩积角砾的砾径大小和其产状等与相邻断崖的相对高度、岩体的稳定性和岩石的风化破碎程度成正相关的关系；而泥石流则发生在主沟两侧的支沟沟口，其产状多呈长垄形，与主沟流向正交或斜交。遗憾地是，后期多次而强烈的崩塌活动破坏了泥石流发生源地的的古地貌，只能根据堆积物的沉积特征判断其成因类型。

5、 结束语

　　1.景区内现有的崩塌堆积无论其成因和形成时间是否相同，都分别超覆在堰塞坝的不同部位，层序关系上晚于堰塞坝的形成时间。因此，水湫池不可能是这些崩塌堆积堰塞成湖的。

　　2.组成堰塞坝坝体沉积物的砾石含量、形态与砾径大小，沉积结构等各种沉积特征和相邻的崩塌堆积都有明显的区别。从比较沉积学的观点看二者的形成条件和成因类型自不相同。形成堵塞河谷而集水成池的堰塞坝沉积物不是砾间空隙大而中空的崩塌堆积，而是砾石分别被泥沙组成的基质包裹的泥石流堆积（4）。

　　3. 据《北周地理志》（5）载，北周武帝时（公元566—578年）有僧人释道判担任过终南山龙池道场主持。则龙池在北周以前已有自无疑问，其时间比天宝年间早近200年。北周以前缺乏准确说明水湫池形成时间的历史资料（6）。有待利用现代绝对测年技术确定其形成时间。

参考文献
(1) Wu Chengji, Hui Zhende, Liu Limin, etc., Research on The Landslide Relief Landscape of CuiHua Mountain and its Tourism Devolvement, Journal of Shaanxi Normal University, 1994,22 (Sup.), 52-56.吴成基 惠振德 刘丽敏.翠华山山崩地貌景观及旅游开发研究，陕西师大学报（自然科学版）1994 22（增刊）52－56
(2) Nan Ling, Cui Zhijiu, The Deposit Characteristics of The Paleo Avalanched Landslide in Xi’an CuiHua Mountain and Analysis of its Generative Process, Journal of Mountain Science, Dec. 2000,Vol.18, No.6, pp502-507. 南 凌，崔之久. 西安翠华山古崩塌性滑坡体的沉积特征及其形成过程，山地学报，2000，18（6）：502-507.
(3) Guo Liyu, Wu Chengji, Gan Zhimao, etc., Shaanxi Cuihuashan Landslides and Their Environmental Effects, Journal of Mountain Science, Aug., 2001, Vol.19, No.4, pp355-358. 郭力宇，吴成基，甘枝茂等. 陕西翠华山山崩及其环境效应，山地学报，2001，19（4）：355-358.
(4) 贺明静 孙根年 宋咏梅等.  陕西西安翠华山地质景观遗迹成因探析，干旱区地理，2005，28（2）：146－149
(5) 王仲荦.《北周地理志》，中华书局，1980年北京版，18-20
(6) Su Huimin，He mingjing，A study on the formation age of Shuiqiuchi pool and the culluvial deposits around the pool in Cuihuashan mountain ，Journal of Chinese historical geography. Oct，2005，Vol.20，No.4，pp134-140.苏惠敏，贺明静.翠华山水湫池及其附近崩塌堆积形成年代探疑，中国历史地理论丛，2005，20（4），135-140

苏惠敏　贺明静
（陕西师范大学 旅游与环境学院西安710062）