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    地质地貌
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    时间:2017-12-28来源: 浏览次数:2486



    佛坪保护区地质地貌



        佛坪自然保护区位于秦岭主脊南侧,属秦岭褶皱带,区内出露的岩石以印支期花岗岩为主。该区为基岩中山地貌。海拔1500m以下,以峡谷峰岭地貌为主,地势陡峻;海拔1500~2000m,以宽谷缓坡为主,这里竹类资源丰富,水源充足,活动空间较大,是大熊猫的主要活动区;海拔2000m以上,为宽谷峰岭地貌,在山脊附近冰缘地貌发育,石海、石河分布较广。

        佛坪国家级自然保护区位于秦岭南坡的陕西省佛坪县西北部。西与长青国家级自然保护区毗邻,北接周至国家级自然保护区和陕西省龙草坪林业局,东连陕西省太白林业局所辖林区,南为佛坪县的岳坝乡。地理坐标是:东经107º40'-107º55',北纬33º33'-33º46'。总面积29240公顷。

    全区属侵蚀剥蚀中起伏──大起伏花岗岩中山,西北高东南低,地表起伏甚大。最低点在岳坝保护站附近,海拔980m;最高点为鲁班寨,海拔2904m。区内相对高差达1924m。鲁班寨、光头山等较高的山峰及其周围有比较发育的冰缘地貌。区内生物资源丰富,分布着大熊猫、羚牛、金丝猴等国家重点保护野生动物


    地质基础


        佛坪保护区在大地构造上属于秦岭褶皱系南秦岭印支冒地槽褶皱带,该褶皱带是秦岭褶皱系的五个二级构造单元之一。秦岭褶皱系是一个典型的多旋回褶皱系,其演化过程是十分复杂的。佛坪保护区北临秦岭主脊,区内遍布印支期花岗岩,古生界偶有出露,地质构造比较简单。

    一、   地层

       就地层分区而言,该保护区的主体部分是巴颜喀拉──秦岭地层区南秦岭地层分区同德──武都地层小区的一部分。由于印支期地质活动强烈,因而保护区内酸性侵入岩广泛出露,而仅在局部地段残留着奥陶纪和中泥盆世这两个时期的部分地层。这些地层零星出露,绝大部分已经变质。按由老到新的顺序将这些地层分述如下:

    1  奥陶系 (O)

    奥陶系主要出露在保护区的中部和南部,大都以北西西(NWW)-南东东(SEE)向展布,最大出露宽度约2000m。根据层位和岩石组合特征可(或)分为上、下两个层位。下层位(Oa)和上层位(Ob)均被花岗岩分隔成多条近于平行的狭长条状岩带。Oa的几条岩带在南,Ob 的几条岩带在北,大体按由老到新的顺序排列。

    (1) 下层位(Oa):主要由灰黑色石墨石英岩组成,间夹含石墨黑云母石英片及碳质片岩,偶夹大理岩。

    这套地层在大城壕沟以及大古坪附近的西河、东河沿线出露多处。在大城壕沟的支沟-东沟北铡,这套地层出露宽度约1000m,以灰黑色石墨石英岩为主,岩石硬度大,呈层状,产状20ºÐ73º,单层厚10-15厘米。这套地层比较稳定,向北西西方向延伸,直到岳坝与大古坪之间的白马梁上,仍以石墨石英岩为主,其下部见灰黑色石英黑云母石英片岩和灰白色大理岩。

    (2) 上层位(Ob):这套地层整合覆盖于下层位(Oa)之上,但在保护区Ob和Oa却被花岗岩隔开。Ob这套地层在水平方向岩相和厚度变化大,保护区内,这套地层主要由黑云母片麻岩、硅化大理岩、石墨石英岩等组成。在大茨沟和东河的纸坊沟与三官庙之间均有出露。

    本区的奥陶系在遭受区域变质的基础上,又受到比较强烈的接触变质作用,变质矿物主要有黑云母、石墨等,同时岩石发生硅化、大理岩化。

    1  泥盆系 (D)

    佛坪保护区境内,仅出露有中泥盆统地层(D2)。分布在保护区的北部,大体沿北西西(NWW)-南东东(SEE)向展布,主要由层状混合岩和阴影状混合岩组成。出露最大宽度约2000m,四周被花岗岩所包绕。

    除上述地层外,第四纪以来的堆积物主要集中在一些河谷盆地与河床阶地上。这些堆积物以崩积物、泥石流堆积物与洪积物为主,其组成比较复杂,既有巨砾、砾、砂、粉砂,还有粘土等。大古坪小盆地,以及西河、东河、大城壕沟的部分地段,第四纪以至现代堆积物均有分布。

    二、   侵入岩

    佛坪自然保护区内出露的大面积花岗岩,主要是宁陕岩体群中的华阳岩体组成部分,为印支期酸性侵入岩。华阳岩体又称华阳岩基,主要由花岗岩类岩石组成。

    保护区境内以中粒黑云母花岗岩出露面积最大,主要出露在保护区的西部和北部;另外,在有些地区还分布着细粒黑云母花岗岩等。

    黑云母花岗岩多呈灰-灰白色,花岗结构,块状构造,主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英及黑云母,另外常含有磁铁矿等暗色矿物。矿物晶体粒径>5mm者,叫粗粒黑云母花岗岩;在1-5mm之间者叫中粒黑云母花岗岩;在0.1-1mm之间者叫细粒黑云母花岗岩。大城壕沟、白马沟、西河、东河沿线,中粒黑云母花岗岩分布最广。在大古坪、三官庙、火地坝、骡马店等处,粗粒黑云母花岗岩多有分布。细粒黑云母花岗岩常出现在花岗岩与变质岩的接触带附近。例如在大城壕沟中的小河坪南侧,出露着细粒黑云母花岗岩夹石英黑云母片岩,片岩呈条带状;其北侧就是出露较宽的灰黑色石英黑云母片岩。

    斑状黑云母花岗岩仅见于局部地段。例如在大城壕沟与东沟汇流处的北侧,黑云母花岗岩中局部为斑状黑云母花岗岩。这种花岗岩呈浅肉红色,似斑状结构、长石晶体粒径多在1.5-2.0cm之间,块状结构。岩石风化后,表面呈浑园状,粗大的长石晶体十分明显。

    在小茨沟口南侧以及纸坊沟北侧的黑沟口附近,还出露着片麻状黑云母花岗岩。这种岩石呈深灰色,略具片麻构造,组成矿物和黑云母花岗岩一样。

    除中、粗粒黑云母花岗岩外,其它结构或构造的黑云母花岗岩,其生成环境均比较复杂,多出现在与变质岩接触带附近。

    保护区内,一些石英脉,花岗岩脉,常穿插在不同类型的岩石中,一般规模不大。

    华阳岩基侵入古生代地层,并侵入三叠系,而被侏罗系角度不整合覆盖;另外据地质科学研究院用K-Ar法测定其同位素年龄为2.17亿年,故确定华阳岩基主要是印支期的产物。

    三、   构造

    佛坪自然保护区在大地构造上属南秦岭印支冒地槽褶皱带。区域构造 线方向以NWW-SEE向延伸为主。总的为一向NWW倾斜的复背斜构造,故地层展布方向多与区域构造线方向一致。由于侵入岩广泛出露,构造形态难以辨认。在褶皱构造中,仅有残缺不全的九池坝──袁家庄背斜;在断裂构造中,有皂角湾──龙草坪推测断层。

    九池坝──袁家庄背斜,其核部大致在九池坝、袁家庄一带,成NWW-SEE向延伸。此背斜位于保护区的中部和南部,由于被侵入岩破坏,因而各组成部分已残缺不全。背斜轴部被侵入岩所占据,西段仅保留了不完整的北翼。保护区内零星出露的Oa、Ob等地层,均是此背斜北翼的组成部分。

    近东西向的皂角湾──龙草坪推测断层为江口──皂角湾──龙草坪大断层的东段,东西横穿保护区的北部。另外,在保护区内还有为数众多的小断层。

    花岗岩中节理发育,有垂直节理、板状节理等,其规律性不大明显。

    水系分布特征往往是地质构造特征的反映。保护区内水系以树枝状为主,沟头多呈钳状,这说明该区的构造运动以整体抬升为主。

    四、   地质简史

    佛坪保护区是秦岭的一部分,该区地质演化历史和秦岭的地质史密切相关。秦岭原属秦岭褶皱系,它是秦岭地槽系在三叠纪中、晚期才转化为褶皱带的。晚古生代前,秦岭海槽面积较广。加里东运动使海槽北部边缘的部分地段发生褶皱。在海西运动和印支运动中,褶皱范围逐步扩大到整个海槽,海水向西南方向退去,秦岭初露峥嵘。尤其是在印支运动中,强烈褶皱引起酸性岩浆大规模地侵入,形成一系列巨大的花岗岩体。后来在佛坪保护区内外大面积出露的华阳岩体便是其中之一。此后由于地表长期外露,遭受剥蚀,因而到中生代晚期,秦岭地区已呈现出准平原状态。后经燕山运动,特别是经过喜马拉雅运动,秦岭山脉才发展成今日之状态。在燕山运动中,秦岭再度上升,酸性岩浆活动强烈,又形成一系列新的侵入岩体。燕山运动之后,地壳运动还导致了大断裂的产生。秦岭被不同时期形成的一条条近东西向的多级断裂切割成有规律排列的断块。后来在喜马拉雅运动中,上升幅度最大的断块便成为秦岭的核心部分,该断块的北部位置最高,成为秦岭的主脊。而主脊两侧的断块上升幅度较小,因而便使秦岭南北侧呈阶梯状逐级下降,形成明显的三级台阶。佛坪保护区主要位于秦岭南坡的第二级断块之上,故全区位置较高。

    根据板块构造学说推测,三叠纪以前,秦岭地区是一片汪洋大海,称为秦岭古海。海水之下的大洋地壳称为秦岭古海板块。秦岭古海的南北两侧分别是扬子古陆板块和中朝古陆板块。在加里东运动时期,秦岭古海板块曾向中朝古陆板块之下发生过一次大的俯冲活动。当时在刚性较强的古陆壳的强力抵制下,使秦岭古海板块的北部边缘褶皱成山,形成中朝古陆南缘的一道镶边──即形成秦岭加里东褶皱带。秦岭古海的面积随之变小。印支运动时期,秦岭古海板块再次向中朝古陆板块之下大规模俯冲,其结果使秦岭古海板块全部褶皱成山──即形成秦岭印支褶皱带。到三叠纪末,秦岭古海全部消失,秦岭地区已成为连接南北古陆的褶皱山系。在此以前的漫长岁月中,秦岭古海起着分隔南北的作用,并成为引起南北地质差异、生物群落差异的原因之一。而到这个时期,代海而起的秦岭褶皱山系,便成为我国南北最重要的地质分界线。燕山运动时期,南边的扬子古陆块向已经褶皱成山的秦岭下面俯冲,结果使秦岭山系迅速抬高,而且与中朝古陆断开,进而还使中朝古陆之南缘发生断陷,逐步形成渭河盆地。喜马拉雅运动使扬子古陆板块的俯冲活动强化,因而引起秦岭的多期急剧上升。时至今日,秦岭仍在缓慢地上升着。佛坪保护区位于秦岭印支褶皱带内,其地质基础形成历史较久。当然,上述推测还有待进一步证实。


    地貌特征


    佛坪自然保护区在陕西省地貌区划中,属于秦岭山地区、秦岭南坡中山亚区。区内地貌类型比较复杂,中、小型地貌甚为发育。保护区主要是华阳岩体的一部分,区内出露着大面积的花岗岩,仅在局部地段有变质岩出露。保护区内的地貌正是在此基础之上,经内、外营力的长期作用而形成的。目前,处于山体的缓慢抬升与流水强烈侵蚀综合作用阶段。保护区内西北高而东南低,海拔高度一般在1000-2500m之间,地表起伏大。所以,该区是一种侵蚀剥蚀中起伏──大起伏中山地貌。保护区位于秦岭南坡,其北缘是秦岭主峰太白山以南的又一条近东西向横列的分水岭。正因如此,佛坪保护区内较大河流的流向多近南北向,它们是秦岭南坡的顺成河与先成河。区内最大的河流有三条,即西河、东河与大城壕沟,以它们为主干均形成树枝状水系。在这三条干流之间的分水岭多呈西北──东南向或东北──西南向。地质构造格局控制着水系的发育。

    就该区地貌类型系统而论,可分为山岭系统和沟谷系统。而随着海拔高度的增加,各地段地貌类型组合又各具特色。海拔1500m以下,以峡谷峰岭地貌为主;海拔1500-2000m之间,以宽谷深切河床及浑园状山头与缓梁地貌为主;海拔2000m以上,以宽谷峰岭地貌为主。

    该区中、小型地貌十分发育,并与大的地貌类型有一定联系。例如,在海拔1500m以下的沟谷地貌系统中,沟谷在平面上呈"似串珠状",沟谷中重力地貌十分发育,崩积物到处可见。另外,在沟谷中,阶地、小泥石流扇、河床上的石滩、壶穴等也较多见。

    研究该区的地貌特点与大熊猫之间的关系,对进一步探索大熊猫的生活规律,更好地保护大熊猫具有重要意义。


    一、地貌类型


    1 分类的目的、方法

    研究该区地貌类型的目的在于:通过分析各类地貌的特点、组合规律、分布特征以及演化过程,进而探索地貌特点与大熊猫分布的关系。

    对该区地貌类型的划分,主要采用形态、成因相结合的方法,由大到小逐级划分。在分析地貌特点时,对地貌年代和构造地貌也给于了应有的重视。

    2地貌分类系统

    从形态和成因分析,佛坪自然保护区属于侵蚀剥蚀中起伏──大起伏花岗岩中山地貌,从印支期酸性岩浆侵入起,至今经历了2亿多年的演化历史。此中山地貌可分为两大系统:山岭系统和沟谷系统。详细分类如表1.1。

     

                                                                                 表1.1   佛坪自然保护区地貌分类系统

                                                                  Table 1.1 Land-forms Classification System of Foping Nature Reserve

     

    侵蚀

    剥蚀中起伏

    大起伏花岗岩中山

     峰

     岭

      岩石大面积裸露的、陡峻的峰岭

      山坡较平缓的、浑园状的山顶

    山梁和鞍部

      岩石大面积裸露的、陡峻的山梁

      平缓的山梁与鞍部

     

     

     峡

     谷

       

                        堆积式阶地

                   阶地  基座式阶地

                   石滩

      中小型地貌   崩积体

                   小泥石流扇     

                   平台

                   河漫滩

     宽

     谷

     山间

     盆地  

    (1)     山岭系统

        Ⅰ峰岭

        I1岩石大面积裸露的、陡峻的峰岭

        主要分布在海拔1500m以下和海拔2000m以上的地段,尤其以海拔2000m以上最典型。

        I2山坡较平缓的、浑园状的山顶

    主要分布在海拔1500-2000m之间,在三官庙一带比较典型。

        Ⅱ山梁和鞍部

         Ⅱ1岩石大面积裸露的、陡峻的山梁

    该区北缘的分水岭地段,象光头山、黄桶梁以及骡马店和中咀梁连线以北地段,这种地貌类型最为发育。

         Ⅱ2平缓的山梁与鞍部

    三官庙一带的山梁以及白马沟梁等,其顶部较平缓,多被风化物覆盖。梁上的鞍部起伏较小,山间道路多由此处经过,象凉风垭等。

    (2)     沟谷系统

    Ⅲ 峡谷

    海拔1500m以下,沟谷形态以峡谷为主,局部地段还出现隘谷、障谷。象大城壕沟、大茨沟、白马沟等多为峡谷。沟谷横剖面呈"V"字形,坡谷较陡峻,常出现阶梯状陡坡。谷底出现岩滩及雏形河漫滩。雏形河漫滩为河床相砾石、砂组成,为现代沉积物。雏形河漫滩极不稳定。在这一地带内,河床多在基岩之上。河床纵剖面比降大,水流湍急,河床下切很深,属深切河谷。

    Ⅳ 宽谷

    海拔1500m以上,谷地开阔,形成时间较早,多为宽谷。宽谷内一般有一级或数级阶地。海拔2000m以下的阶地多被开垦为农田,居民点多建在阶地上。

    Ⅳ1谷坡和缓的宽谷

    这类宽谷主要分布在海拔1500-2000m之间。三官庙附近的东河谷地比较典型,沟谷一侧常有1-2级堆积阶地,阶地后缘多被厚层坡积物所覆盖,谷坡和缓。在这一地带内,河床比降较小,多为砂石河床。

    Ⅳ2谷坡陡峻的宽谷

    海拔2000m以上是该区风化剥蚀最强烈的地段,花岗岩峰岭地貌比较典型。由于基岩外露,遭受风化剥蚀时间长久,因而在相邻山峰之间,谷地均较开阔。沟谷两侧裸岩壁立,十分陡峻。这也是该区最高地段的一大特点。这一地带是河流的上源区,河床一般规模较小,流水多在基岩上流动,河床下切不太深。

    Ⅴ 沟谷中的其他地貌类型

    Ⅴ1  阶地

    该区的河谷多为不对称型河谷。不同河段出现的阶地常在河谷的一侧。阶地多出现在宽谷中,但在一些峡谷的汇流处也可能出现阶地。例如在西河与东河的汇流处附近,便可看到三级阶地(如图1.1),且为堆积阶地。基座阶地多出现在沟谷比较狭窄的地段,尽管阶地面上常被坡积物掩覆,但阶地前缘基岩裸露仍较明显。一般说来各阶地之间的高差,是地壳上升幅度的标志;而堆积阶地上部沉积物的厚度则是地壳下降幅度的标志。

     

                                                                                图1.1  西河横剖面示意图

    Fig. 1.1 Cross Section Sketch Map for theWestRiver

    Ⅴ2   崩积地貌

    花岗岩山区,崩积物到处可见。峡谷中崩积体,常是石滩的物质源。崩积物梭角分明,大小不一,不象河流砾石那样浑园。崩积物可以遍布坡度较缓的一些山坡上,或呈倒石堆堆积于坡脚。

    Ⅴ3      小泥石流扇

    小泥石流扇主要分布在一些支沟与干沟的汇流处。其物质组成杂乱,面积不大,边缘常遭干沟水流侧蚀而呈陡坎状。

    Ⅴ4    山间盆地

    山谷中的断陷地带,常形成山间盆地。这里常常是多条沟谷的汇流处。大古坪盆地就属于这种类型。

    Ⅵ 山间平台

    山间平台是古夷平面的残留部分。在火地坝一带,有一长约1.5公里,最宽处约0.3公里的开阔平台,这是秦岭南坡的一级平台,是秦岭间断性上升的产物。三官庙一带,地势比较和缓均与古夷平面有关。

    二、 地貌组合分区

    该地区地貌类型的组合,随着海拔高度的变化而发生明显的分异。大体可分为三大分区。

    1  地貌组合分区的原则

    (1)相对一致性原则:即在同一大区内,其地貌类型及其组合具有相对一致性。

    (2)主导因素原则:对本保护区而言,划分大区的主导因素是沟谷特点和海拔高度。这两个因素是分析地貌演化和现代地貌成因的重要依据。地貌图之所以以坡度作为指标分级,以海拔高度作为划分大区界线的道理正在这里。

    (3)划分大区要考虑与大熊猫生活的关系。

    2  三大区

    (1)海拔1500m以下为侵蚀剥蚀花岗岩中山下部陡坡峡谷区。这一地貌大区在保护区内所占面积不大。主要分布于保护区南部、东南部数条河流的下段,象大城壕沟、白马沟、西河、东河等河流的大部分河段以及两岸的狭窄区域。

     这一大区的地貌特征是:沟谷系统以峡谷为主,也有隘谷、障谷等;地形陡峻,谷坡多在30度以上;基岩裸露面积大,水流切入基岩较深;河床纵剖面比降大,水流急湍且流量较大,侵蚀作用较强烈,沟底遍布巨砾,部分为崩积物,河床上石滩发育,且多壶穴;由于受花岗岩体中纵横交错的小断裂的控制,所以河谷转弯急剧,有时出现90º直转弯;沟谷中崩积物发育,一些小的崩积体常分布在河床两侧的坡脚,还有一些崩积物散落在部分坡度较缓的坡面上;沟谷中有时出现1-3级阶地,规模较小,阶地面上的砾石呈浑园状,为河流砾石,与崩积物中的具棱角状的砾石明显不同;在一些支沟与干沟的汇流处,有时可见小型泥石流扇;由于支流汇入,因而干沟忽窄忽宽,呈串珠状;流水侵蚀作用是这一地貌大区现代地貌形成与发展的主要动力。此地貌大区中的山岭系统以陡峻的峰岭为主。

        此地貌大区由于位于整个山地的下部,汇水面积大,因而主干沟道水流量较大,侵蚀强烈。此部位也是新构造运动影响最明显的地区,地壳的隆升,加之流水侵蚀,因而便形成陡坡峡谷这一地貌大区。此区植被覆盖较好,由于竹类分布面积不大,再加上位置较低、地势陡峻,受人类活动影响较大,所以,这里仅是大熊猫偶而出没的边缘地区。

    (2)海拔1500-2000m之间为侵蚀剥蚀花岗岩中山中部缓坡宽谷、平梁区。这一地貌大区在整个保护区中所占比例较大,主要分布在三官庙及其周围地区。

     此地貌大区的特征是:山岭起伏不大,坡度一般较小,在三官庙以及周围地区,地面坡度多在21度以下;地表风化壳较厚,基岩裸露面积较小;沟谷较宽。堆积阶地发育,阶地面较宽,河床纵剖面比降较小;水流多切入基岩,以砾石、砂质河床为主;沟谷弯曲较缓;梁顶较平,山头浑园,在山梁附近常出现大片开阔平地,象火地坝-蒸笼厂一带。

     此地貌大区,由于位置适中,地势开阔接受阳光较多,再加上平顶缓梁及开阔地均为古夷平面的残留部分,因而这里物理风化与化学风化都比较强烈,故形成较厚的风化壳;此地貌大区内汇水量比海拔1500m以下地区小,因而水力侵蚀不如后者强烈,但此区段是秦岭南坡最大降水高度带的范围,故降水量最多,流水侵蚀仍比较活跃。此地貌大区内针阔叶混交林十分繁茂,林下生长着大面积的巴山木竹,再加上地表起伏和缓,水源充足,为大熊猫提供了充足的食物条件、饮水条件和良好的活动空间,所以,此地貌大区是大熊猫生活的中心地带。据调查,三官庙一带是佛坪保护区内大熊猫分布密度最大的地段。

    (3)海拔2000m以上为侵蚀剥蚀花岗岩中山上部陡坡、宽谷峰岭区。这一地貌大区占据着保护区的西北部和北部,面积较大,是保护区内位置最高的地段。

    此地貌大区的特征是:基岩大面积裸露,花岗岩峰岭地貌十分发育;山峰陡峻,较高的山峰间,谷地甚宽,但地面起伏不大,谷地又由较低的、参差不齐的一此大块岩石组成,常出现悬崖峭壁;河床水流小,多为季节性小溪,河床上常出现跌水;此地貌大区内,谷坡坡度一般在30度以上。

    此地貌大区由于位置较高,气温较低且温差较大,因而是寒冻风化作用可以影响到的地段,机械风化作用占优势,故岩石裸露面积大,且易开裂、解体、形成奇峰怪石,悬崖峭壁。此大区是剥蚀作用强烈的地段,山体的长期上升,加剧了风化剥蚀作用的进行,所以现代地貌是长期风化剥蚀的产物;正因为风化剥蚀作用强烈,因而古夷地面不易保存,故峰岭发育,地表起伏较大。此大区由于气温较低,属针叶林带,仅分布着一此松花竹。此地貌大区为大熊猫季节性采食区,同时还是羚牛、金丝猴夏季的主要生活区。

     

    三、地貌的成因及演化历史

    现代地貌是一种历史性的产物,是长期以来,内外营力综合作用的结果。其中内营力奠定了地貌的地质构造基础、轮廓、大的格局和基本的地域配置;外营力则是在此基础之上进行的雕塑。就是说构造地貌是基础,外动力地质作用是对地球外貌进一步的改造和修饰。

    和地质史密切相关,佛坪自然保护区的地貌演化同样经历了复杂而漫长的历史。该区是秦岭印支褶皱带的一部分,此褶皱带是三叠纪中、晚期形成的。后经燕山运动,再次褶皱隆升、断裂及岩浆侵入,奠定了秦岭的基本轮廓。此后又经历了长期的剥蚀夷平。其后发生的喜马拉雅运动对秦岭现代地貌的形成起着决定性作用。

    燕山运动之后,刚刚形成的秦岭山地不断遭受剥蚀。到中新世初,已形成了统一的波状起伏的夷平面,这是一个始于燕山运动经过长期剥蚀的早第三纪夷平面。当时秦岭的海拔高度和相对高差均较低,因而还不足以象今天这样构成南北自然地理的重要分界。此地文期叫做"秦岭期",所形成的准平原面叫"秦岭期夷平面"。

    中新世的喜马拉雅运动第一幕,承袭了前期的断块运动性质,使统一的早第三纪夷平面解体,并转化为剥蚀面,形成互相镶嵌的高度参差的山体结构。

    此后,到晚第三纪,又在地壳相对稳定的条件下,进行了大规模的剥蚀和夷平过程。被肢解为高低不等的秦岭期夷平面的碎块不断遭受剥蚀,地表起伏又趋于和缓。至上新世晚期山地剥蚀面的三级结构才基本定型。

    上新世晚期至更新世初期的强烈地壳运动,即喜马拉雅运动的第二幕,使秦岭各断块沿着长期存在的活动性断裂带再次发生差异性升降,地表发生大规模的构造变位和变形,三级山地剥蚀面之间的高差迅速增大。使秦岭南北两侧的坡形呈阶梯状,山地已达到了现今的巨大高差,秦岭已开始成为我国东部自然地理的重要分界。

    秦岭山地只有一级代表准平原阶段的高山山顶面,其它较低的山顶面或剥蚀面是后期断裂差异运动的结果。海拔3300-3500m的太白山跑马梁,是秦岭山地最早期的,也是最高一级的夷平面;海拔2500-2800m的一级山顶面,为第二级剥蚀面。该保护区北部的光头山及黄桶梁的顶面属这一级剥蚀面,由于后期风化剥蚀强烈,因而山顶上呈平坦状的部分较少;海拔1500-1800m的山顶面为第三级剥蚀面,这是秦岭山地分布最广、形态比较完整的一级剥蚀面,该保护区大古坪一带的开阔平台正是这一级剥蚀面的一部分。这三级剥蚀面都是秦岭期夷平面的组成部分,后期的差异升降使它们按一定规律排列在不同的高度。

    进入中更新世纪以来,秦岭山地以区域性的、间歇性的抬升为主,河流发育有四级阶地。保护区内的1-3级阶地,均是中更新世以来逐步形成。第四纪冰川气候和冰缘气候对秦岭山地的改造也十分明显。保护区北部山岭由于受寒冻风化作用和重力作用影响,形成比较典型的花岗岩峰岭地貌。

    在最近一万年的全新世,秦岭仍在缓慢上升,海拔2000m以上地段,机械风化作用占优势,剥蚀作用强烈;海拔2000m以下地段,流水侵蚀作用占优势。在平缓山坡和谷底遍布现代崩积物和流水冲积物。在外力长期综合作用下,佛坪自然保护区逐步演化为侵蚀-剥蚀中起伏-大起伏花岗岩中山地貌。

    光头山一带的冰缘现象

    佛坪保护区的北缘属于秦岭主脊的一段,分布着鲁班寨(海拔2904m)、光头山(海拔2838m)等较高山峰,这些山峰及其周围冰缘现象比较发育,主要是第四纪冰期的产物。

    一、 冰缘地貌的主要特点

    据初步考察,光头山一带的冰缘地貌以石海、石河为主。

    冰融风化形成的大量巨石沿山坡向下呈带状分布,这种地貌形态称石河。光头山两侧的石河比较发育,多沿坡面或沿坡面上的沟道分布。巨砾粒径2~5m。石河由上而下延伸的长度多达200~300m;宽度变化较大,山梁附近较宽,常与石海或山顶危岩相连,顺沟谷延伸的石河较窄,10m到50m不等。砾石多呈尖角状,表面附着苔藓、地衣,颜色较暗,或呈斑驳状。巨石间隙生长着比较耐寒的灌丛和草本植物。目前,石海基本处于稳定状态,未见下移痕迹。

    冻融风化作用使地表较平缓的山梁缓坡上的岩石被崩解为巨大岩块,呈片状分布在地面上,这种地貌形态称为石海。光头山一带的山梁上有石海分布。

    光头山一带还形成一些奇峰怪石。有的地方由于受到断裂切割,岩体一侧壁直如削。有的岩体由于被近于水平状的节理分割,再加上岩体周围受差异性风化的影响,形成多层状塔式岩体。有的巨砾顺山坡下滑,叠置在另一块巨砾之上,呈垒叠状。

    二、 冰缘现象的成因

    冰缘现象的形成,既与第四纪气候变化有关,还与地表岩石性质有关。

    第四纪气候曾出现过多次干冷与温湿交替变化过程。一般把干冷期称冰期,把温湿期称间冰期。冰期时,气候干燥而寒冷。当时秦岭地区雪线以上的山峰如太白山,曾有冰川分布,冰川活动形成冰川地貌,有的直保留至今。而雪线附近地区,虽无冰川覆盖,但在干寒气候影响下,寒冻风化作用强烈,地表岩石经机械风化作用而崩解成一些巨大的块体,有的展布在山梁缓坡形成石海,有的顺坡向下移动形成石河。有关研究指出,第四纪末次冰期,秦岭山地雪线的高度为海拔3300m到3600m。当时,光头山一带位于雪线以下,因而冰缘现象比较发育,目前尚未发现冰川活动的遗迹。

    石海、石河等冰缘现象是冰缘气候下的产物,同时也与岩石特征相关。光头山一带出露着大面积的粗粒花岗岩,在长期寒冷条件下,冻融作用最强烈。沿小裂隙渗入岩石中的水遇冷结冰时,会产生强大的侧压力,使裂隙不断扩大,长此以往,便会将岩体分解成块。另外,一般岩石是热的不良导体。白天,岩体表面在阳光照射下受热膨胀,而岩体内部却不能同步膨胀;夜晚,当岩体表层受冷缩时,而岩体内部因刚刚接受到传入的热量却开始膨胀。岩体表层和内部膨胀与收缩的差异,也会导致岩体崩解。

    全新世以来,气候相对暧湿,冰缘气候不再继续,光头山一带的石海、石河不再发展,而是在机械风化、化学风化与生物风化的共同作用下,基本处于稳定状态。 

    大熊猫分布与地貌条件

    大熊猫的正常生活需要以下条件:

    (1)丰富的食物资源。该区主要是巴山木竹资源。

    (2)适宜的活动空间。大熊猫体态笨拙,需要在坡度不大、起伏较小的地面生活。

    (3)充足的水源。

    (4)受人类活动干扰较小。

    海拔1500-2000m为侵蚀花岗岩中山中部缓坡宽谷平梁区。区内沟谷开阔,地表起伏相对较小,水源充足,人类活动影响不大,特别是这时是大熊猫的主要食物巴山木竹的主要分布区,因而该区域是大熊猫生活的理想场所,所以大熊猫比较密集。故保护该区的生态环境是保护大熊猫的首要条件。