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2024 , Vol. 44 >Issue 3: 403 - 414

DOI: https://doi.org/10.13284/j.cnki.rddl.003801

Granite Landforms and Their Origins in the Queshi Area of Shantou, Guangdong, China

  • Mingkun Qiu , 1 ,
  • Wei Wang , 1 ,
  • Xiaohao Wen 1 ,
  • Min Chen 1 ,
  • Chen Wang 2 ,
  • Jing Feng 3
Expand
  • 1. School of Geography, South China Normal University, Guangzhou 510623, China
  • 2. School of Ecology and Environment, Tibet University, Lhasa 850000, China
  • 3. School of Architecture and Engineering, Shenzhen Polytechnic, Shenzhen 518055, China

Received date: 2023-05-23

  Revised date: 2023-09-14

  Online published: 2024-03-13

Fold

Abstract

Granite, a principal component of continental crust, emerges at the Earth's surface through crustal movements, creating diverse landforms. The Queshi region, comparable to Huangshan in its granite hilly landscape, stands as a representative granite landform in China, yet its origin remains incompletely studied. This investigation utilizes surface landscape and cave analyses to elucidate the characteristics and determining factors of granite landforms in the Queshi region, to comprehend the formation mechanisms of these unique landforms. In the surface investigation, field surveys and aerial photography, employing a DJI Phantom 4 RTK drone, were utilized to measure the morphology and dimensions of exposed rock egg sizes on cliff faces and joint spacing. The survey results facilitated an overall classification of surficial landscapes, encompassing the proportion of rock egg sizes on the mountain and the spacing between the vertical and horizontal joints. To assess mountain development concerning stone eggs, cave orientation and elevation were determined using a rangefinder and GPS measurements, while different contact relationships between stone eggs were investigated. By amalgamating domestic and international granite development theories with field investigation results, this study delves into the geological structure of the surrounding areas, the characteristics of granite landforms, and the factors governing the landform formation of granite geomorphology in the Queshi area. The findings indicate that 1) rocks in the Queshi scenic area have evolved into various rock eggs through subsequent weathering processes, manifesting as grotesque formations resembling humans, genies, or animals, and 2) granite mountain bodies in the Queshi region can be categorized into three types: rock egg mountains, peak forest mountains, and steamed bun mountains. Stone egg mountains exhibit a unique form with round, large stone eggs stacked atop each other, peak forest mountains comprise elongated rock eggs or blocks due to narrowly spaced vertical joints, while steamed bun mountains lack obvious joints and fractures, presenting gently rounded mountain shapes. Furthermore, 3) granite caves in the Queshi scenic area are classified into four categories based on different formation processes: core stone caves, collapsed caves/rock egg caves, fissure caves, and niches. Core stone caves form when weathered material in the gaps between stone cores is carried away by flowing water without causing any movement of the core stones. Fissure caves, relatively rare and small in scale in the Queshi scenic area, are formed along large fractures created by bedrock breaks. Niches are concave grooves formed at the base of rock bodies or rock eggs, buried by rock debris or soil, storing more rainwater than bare rock surfaces and enhancing chemical weathering. After external runoff removed the debris, the rock base became exposed and formed concave grooves. Finally, 4) the weathering crusts of the Queshi region formed before the subsidence of the Rongjiang fault, during which the Queshi Mountains experienced relative uplift. Consequently, the weathering crusts continued to weather, forming the present granite landforms. Weathering occurs through the rock joints of the parent rock of the weathered crusts, with the degree of damage to the rock determined by joint density. The greater the joint density, the more extensive the damage; conversely, the smaller the joint density, the less the damage. Therefore, mountain morphological differences in the Queshi region are primarily caused by variations in joint spacing rather than climate or rock-type influences.

Key words： granite landforms; controlling factors; formation age; rock egg mountains; Queshi; Shantou City

Cite this article

Mingkun Qiu , Wei Wang , Xiaohao Wen , Min Chen , Chen Wang , Jing Feng . Granite Landforms and Their Origins in the Queshi Area of Shantou, Guangdong, China[J]. Tropical Geography, 2024 , 44(3) : 403 -414 . DOI: 10.13284/j.cnki.rddl.003801

大陆地壳的主要组成部分是花岗岩，这种岩石是在地表以下的岩浆冷凝形成的深成侵入岩，随着地壳运动的抬升，花岗岩露出地表，形成各种类型的花岗岩地貌（魏罕蓉 等，2007；陈璟元，2015）。早在20世纪60年代初，曾昭璇所著《岩石地形学》的第一篇第一章就是花岗岩地貌，并专门论述了华南热带花岗岩地貌与以黄山为代表的高山花岗岩地貌的差异和原因（曾昭璇，1960），但中国大量的花岗岩地貌研究却是21世纪初才出现。崔之久等（2007）把花岗岩地貌分为四大类，八种亚类，并绘制了中国花岗岩气候地貌分区图；董传万等（2007）将浙江花岗岩地貌分为花岗岩峰丛、花岗岩山丘、花岗岩石蛋和花岗岩崩塌堆积地貌；崔之久等（2009）在对黄山花岗岩地貌进行研究时，认为黄山地貌为经典的花岗岩地貌分布模式，呈同心状分布，各种类型分布很有规律；彭世良等（2010）在多年研究的基础上，认为衡山花岗山峰密集成群，条形岭脊突出，众多列条形岭脊呈不对称肋骨状分布在主脊线东西两侧，从内到外呈阶梯状降低，共有4级阶梯，阶梯状地貌显著；叶张煌等（2014）将清山自下而上分成４个景观带，景观随海拔呈现立体式变化，平面上呈环带状分布；齐岩辛等（2016）将大明山花岗岩地貌分为缓丘宽谷区和峡谷峰岭区，并详细描述了景观的地理位置；李志文等（2017）认为南昌梅岭花岗岩地貌是在长期的构造抬升和风化侵蚀作用下形成的以垄状山脊/锯状山脊和侵蚀沟谷为组合的地貌。花岗岩地貌景观的最后形成是内因和外因共同作用的结果，受多种因素控制（魏罕蓉 等，2007），然而，花岗岩地貌形成的主要影响因素仍存在争议。不同的学者对于内因和外因的相对重要性有不同的看法。有些学者认为内因是主导因素，岩石的成分、结构和地质构造决定地貌的形态，而外因只是起辅助作用。而一些学者则认为外因更为重要，气候和水文等外部因素对地貌的形成起决定性作用（Linton, 1955；李鹏举 等，2014；尹祝 等，2018）。
礐石位于粤东汕头市内，指多石的山（山多大石），1989年6月，被定为省级风景名胜区，同时也是潮汕地区首批国家4A级旅游区（冯郑凭，2022）。礐石有着被中国多位地理学专家、学者盛赞与推崇的可与黄山相媲美的花岗岩石蛋丘陵地貌。徐君亮认为“中国花岗岩地貌有2处突出代表，一处是黄山，其高山花岗岩石峰林立，悬崖壁立。另一处是礐石的花岗岩石蛋丘陵地貌” 1。礐石地区拥有大量的洞穴以及石蛋山体；洞内路径迂回曲折，洞府连环相扣，洞外岩石嵯峨重叠，峰势蜿蜒不断，起伏不陡。被称之为“天下第一花岗岩奇洞”①的垂虹洞是该奇特地貌的典型代表。石蛋丘陵作为一种全国少有的花岗岩丘陵地貌，其地貌成因在学术上一直没有得到充分研究；礐石风景区除石蛋丘陵外，还有峰林丘陵和馒头状丘陵等。这些丘陵在形成机制上有内在的联系，但一直没有得到科学的解释。深入了解这些地貌的形成机制，有助于拓展对花岗岩地貌的认识，同时为花岗岩地貌的分类和成因提供新的案例和数据。本文在野外调查的基础上，探讨礐石花岗岩丘陵地貌形成的原因。以期对深入认识礐石花岗岩地貌和发展礐石科学旅游提供参考。

1 礐石区域概况

礐石风景区坐落于韩江三角洲西南侧（23°17′－23°21′ N、116°39′－116°44′ E），榕江南岸，与汕头市区隔江相望（图1）。礐石山是桑浦山隆升山块向南的延伸部分，夹在两条西北－东南向断裂（桑浦山断裂与榕江断裂）之间（图2）（李平日 等，1987）。礐石山由燕山第四期岩浆侵入形成的细粒、中粒或中粗粒黑云母花岗岩构成 2，地貌上表现为100~200 m西北－东南向的低丘陵，南北长约4 km，东西长约7 km，总面积16.7 km2。礐石山有大小峰峦43座，山脉蜿蜒不断，峰势起伏不陡；香炉山为风景区最高山峰，海拔高度193 m，切割深度31~183 m。
图1 研究区域及礐石花岗岩地貌景观分布（a. 礐石风景名胜区；b. 塔山景区-焰峰景区）

Fig.1 Distribution of the study area and granite landscape (a. Yanshi Scenic Area; b. Tashan Scenic Area-Yanfeng Scenic Area)

图2 礐石地区周边地形及地质构造

注：据陈国能（1984）、广东冶金地质931队（1982）改绘②。

Fig.2 The surrounding landforms and geological structures of the Queshi scenic spot

礐石地处广东省东部，属于南亚热带季风气候，温热而湿润，阳光充足，降雨丰沛，年均降水量为1 300~1 800 mm，多年平均气温为18~22℃。礐石风景区名胜区由啸石景区、塔山景区、焰峰景区、香炉山景区、笔架山景区、苏安景区6个景区构成。因为只有位于北部的塔山景区和焰峰景区对外开放，本文研究区域主要集中在2个景区（图1-b）。

2 方法

1）地表地貌调查：①野外实地地貌调查各种地貌；②使用无人机（大疆Phantom 4 RTK）对山体进行航拍，并对山体地形（裸露的山崖面）的石蛋形态（尺寸）和节理间隔进行测量，调查石蛋体积在山体中的占比、石蛋垂直节理和水平节理间隔（垂直节理之间的距离为垂直节理间距，水平节理之间的距离为水平节理间距）（图3-a）；③根据山体的外部景观，在野外实地地貌调查结果的基础上，从整体上对各类花岗岩山体的地貌类型进行分类。
图3 野外测量方法

Fig.3 Landform survey and cave survey methods

2）洞穴调查：在洞穴内部调查出露石蛋之间的接触关系（图3-b）；用三量激光测距仪测量洞穴空间大小（深浅）；用易立S5手持GPS测量洞穴走向和海拔等，以确定山体的发育类型与石蛋的关系。
3）结合国内外关于花岗岩发育理论，根据礐石地区花岗岩地貌特征及周边地区地质构造，探讨礐石地区花岗岩地貌的形成时代及控制因素。

3 结果分析

3.1　礐石花岗岩景观石

礐石的石景以其独有的花岗岩石蛋闻名。花岗岩经长期地质变迁，球状风化使岩石风化之后形成浑圆状石块停留在山顶、山腰缓坡地处，或堆积于山沟凹处，继而被后续的各种风化作用改造成形态各异的石蛋，构成千姿百态、类人或类物的怪石（图4）。
图4 礐石风景区内各种花岗岩景观石（a. 鹦鹉石；b. 巨蟒朝阳；c. 骆驼石；d. 风动石）

Fig.4 Granite landscape stones in the Queshi scenic spot (a. Parrot stone; b. A python rising to the morning sun; c. Camel stone; d. Balance rock)

3.2　石蛋的山体占比与山体节理的间隔

千仞崖，其崖面出露大量的大石蛋，几乎占据了千仞崖的崖面，其中最大的石蛋高度为17 m，千仞崖山体绝对高程为103 m，相对高度为88 m，石蛋高度约占山体相对高度的1/5（图5-a）。在塔山景区入口处，可以明显观察在山顶处有一块巨石，“百里繁华”4个大字刻在石蛋之上。山体的海拔剖面的分析显示，石蛋顶面高度为107 m，底面高度为92 m。垂直高度15 m的石蛋在山体之上，周围还整齐排列着着几块石蛋（图5-b）。山体顶面高程为116 m，底面高程为13 m，山体相对高度为103 m。石蛋高度约占山体相对高度的1/7。
图5 礐石风景区花岗岩石蛋山以及石蛋的山体占比（a. 千仞崖；b. 百里繁华）

Fig.5 Proportion of granite boulders measured in hill bodies in the Queshi Scenic area (a. Qianren cliff; b. Bailifanhua cliff)

千仞崖的水平与垂直节理间隔均值比值为1.33，而石山两者之比为2.25（表1），但千仞崖与石山两者垂直节理的间隔均值相差约2.3倍（10.69/4.58），两者水平节理的间隔仅相差约1.38（14.21/10.29）（见表1）。石山垂直节理间隔峰值在4~6 m，千仞崖垂直节理峰值在10~12 m（表2）。
表1 千仞崖与石山垂直与水平节理间隔统计结果

Table 1 Statistics of vertical and horizontal joint intervals of the Shishan hill and Qianren Cliff

地名 节理间隔 平均值 极小值 极大值
千仞崖 水平节理 14.21 6.22 22.16
垂直节理 10.69 4.67 17.26
石山 水平节理 10.29 1.82 18.38
垂直节理 4.58 1.55 7.26
表2 石山和千仞崖垂直与水平节理分布及间隔占比

Table 2 Vertical and horizontal joint distribution and interval proportion of the Shishan and Qianren Cliffs

地名 节理分布 水平节理间隔 垂直节理间隔

石

山

千

仞

崖

3.3　礐石花岗岩山体类型

根据石蛋占比和节理宽窄，礐石地区花岗岩山体主要分为3种类型：石蛋山、峰林山、馒头山。
1）石蛋山：从山体崖面上可以看出，山体由圆形大石蛋垒叠而成，其中某些大石蛋可占山体比例的1/10以上，如在千仞崖和“百里繁华”（见图5）。
2）峰林山：礐石风景区典型的峰林石山位于汕头市南滨路石林桥西南侧礐石山东部的石山，山体垂直节理发育，山体长条形石蛋（块）构成，山体表面有峰林状石笋出露（图6）。
图6 礐石风景区的花岗岩山体类型 [ a. 石蛋山（百里繁华）；b. 峰林山（石山）；c. 馒头山；d. 石山山顶石林和山脚的海角石林 ]

Fig.6 Granite mountain types in the Queshi Scenic Area [a. Stone egg mountain (Hundred Miles of Prosperity); b. Stone forest mountain (Shishan hill); c. Steamed bun mountain; d. Stone Pillars at the top of Shishan hill and Cape Rock Forest at the foot of the mountain]

3）馒头山：此类山体表面没有显露明显的节理、断裂，也没有明显的巨大石蛋，但其顶部堆积散落的石蛋，石蛋体积相对较小（图6-c）。

3.4　洞穴类型

根据礐石花岗岩洞穴内外石蛋的接触关系以及岩石形态，礐石风景区可划分为4类：石核洞穴、崩塌洞穴/石蛋洞、裂隙洞穴和龛。
1）石核洞穴
这种洞穴内的石蛋虽然是球状或近球状的，但石蛋与石蛋基本都是整齐地叠置，石蛋之间主要是面面接触的关系（图3-b），除了在山脚进口和山顶出口处，极少有点接触和点面接触的（图7-a）。石蛋间面接触说明石蛋叠置前没有经过滚动或移动。在花岗岩风化剖面中，没有移动过的原生石蛋称之为岩核或石核（corestone）（Migon, 2006），故此类洞穴可称之为“石核洞穴”。石核洞穴内石核（石蛋）之间的面接触面关系是该类洞穴区别于其他花岗岩洞穴最主要的特征。此类洞穴宽度不大，但长度非常大，可从山脚一直到达山顶。被誉为“天下第一花岗岩奇洞”的“垂虹洞”是最典型的石核洞穴，该洞洞连洞，洞套洞，总长超过1 200 m，从山底延伸到山顶。
图7 礐石风景区洞穴类型（a. 石蛋洞；b. 崩塌洞；c. 裂隙洞；d. 壁龛）

图注：a-1、a-2为垂虹洞及洞内石核，虚线为石蛋面面接触处；b-1、b-2为七层洞；b-3、b-4为姻缘洞，洞内石蛋接触面为点面接触和点点接触；d-1~3为壁龛，d-4为庇护所。

Fig.7 Types of the Queshi Scenic Area's Caves (a. Stone Egg Cave; b. Collapse Cave; c. Fissure Cave; d. Niches )

2）崩塌洞穴
这种洞穴的石蛋与石蛋之间无规则的叠置，石蛋之间接触面类型多为点点接触或点面接触，石蛋之间常常有大的缝隙（空间），一般在山坡陡峭处发育。这种洞穴石蛋之间的接触关系，说明石蛋叠置之前已经过滚动，石蛋不再是花岗岩内部原生的岩核，故此类洞穴可称之为“崩塌洞穴”（图7-b）。崩塌洞穴以七层洞为代表。七层洞实际上是有同一山体一侧7个不同高度的独立洞穴组成。此类洞穴海拔不高，通常深度较浅。
3）裂隙洞穴
沿着基岩的连接/断裂处的大裂缝而形成的洞穴被定义为裂隙洞穴（图7-c）。礐石风景区此类洞穴少见，规模也不大。
4）龛
花岗岩的“壁龛”（niche）是岩壁或悬崖的底部浅洞或凹陷（图7-d-1，图7-d-2，图7-d-3），其“庇护所”是一个长而深的壁龛或壁龛的聚合体（图7-d-4）。但此类洞穴在礐石风景区花岗岩中并不多见。

4 讨论

4.1　花岗岩节理的产生以及花岗岩风化作用

花岗岩是地球上分布最广、最常见的火成岩，球状的花岗岩石蛋是花岗岩内部风化的结果。众所周知，岩浆侵入地壳之内受其上厚重的岩层重压，逐渐冷却后成为花岗岩岩床埋藏于地底。当随后的地质作用使上部岩层被侵蚀而消失后，花岗岩岩床得以出露地表。此时花岗岩的外部压力减小，但内部压力仍大于外部，其结果是花岗岩床膨胀，发生开裂，形成节理。此类节理为原生节理，具有张性破裂面特征（胡广韬，1984）。通常，花岗岩岩体间裂隙（fracture）是指节理。但严格地讲，由于岩石膨胀，如果断裂面之间存在位移（哪怕很小的），就不能再称之为节理，称之为裂隙较为合理（Migon, 2006）。为了便于理解和强调花岗岩地貌特征的整体性，本文对两者不做区分，都看成是节理。花岗岩的主要节理类型如图8-a所示。
图8 节理与风化在花岗岩地貌发育的控制作用[ a. 花岗岩节理类型（Cloos, 1925）；b. 球状风化；c. 花岗岩风化剖面（Ruxton and Berry, 1957）；d. 花岗岩岩岗的形成（Linton, 1955）]

图注：b图由于节理间岩块棱角突出，易受风化（角部受3个方向的风化，棱边受两个方向的风化，而面上只受一个方向的风化），故棱角逐渐缩减，最终岩块未受风化的部分趋向呈球形；c图：从近地面向下可分4个带，风化程度逐渐变弱，剖面以下是完全没有受过风化作用的新鲜基岩。

Fig.8 The controlling role of joints and weathering in the development of granite landforms [a. types of granite joints (Cloos, 1925); b. spherical weathering; c. granite weathering profiles (Ruxton and Berry, 1957); d. formation of granite hills (Linton, 1955) ]

在地表与地下水面之间，地下水渗入花岗岩节理之内，产生深层风化（deep weathering）（Linton, 1955）。几组方向的节理将岩石切割成多面体的小岩块。岩块接受风化，成为球状的岩核或石核，即所谓的球状风化（图8-b）。球状风化是花岗岩崩解的最显著形式（Chiu et al., 1983），是物理风化和化学风化联合作用的结果，但以化学风化作用为主（图9）。球状物理风化和球状化学风化的现象在礐石风景区花岗岩中随处可见（见图9）。石核之间被风化形成岩屑或风化泥（grus）包围的现象，可在礐石风景区内或附近一些道路的一侧因修路过程开挖的剖面中经常看到（图10-a）。岩石表面因冷缩热胀产生非球状的片状剥落，在景区也随处可见（图10-b）。岩石热胀冷缩甚至能使整块岩石或石蛋开裂，开裂之处或崩落部分成为裂隙洞（图7-c）。
图9 石核间发生的球状风化作用类型

图注：箭头所指代表石核风化增强的方向：石核中心最弱向外围增强。a. 球状化学风化从石核或石蛋表面向其内部发展，形成从石核中心新鲜岩石向石核外围（向左上）风化程度变强，颜色逐渐变红、变暗变的同心圆带（铁氧化作用变强的结果）（石核3）；b. 球状物理风化是由于石核受到反复的热胀冷缩使其外围产生弧形的片状剥离，片理厚度向外围（右上方）变薄（石核2）；c. 物理及化学风化同时发生，石核1右下方有片状分离，同时颜色向下方变红、变暗，片理之下与石核2和石核4之间有风化泥，说明化学风化和物理风化同时发生。

Fig.9 The type of spherical weathering that occurs between rock cores

图10 花岗岩风化剖面与花岗岩体片状剥落

注：a-1、a-2为礐石风景区路边出露的花岗岩风化剖面及其中的石核及风化泥/碎屑；b-1、b-2为花岗岩片状剥落，箭头所指为片状剥落处。

Fig.10 Granite weathering profile and sheet-like exfoliation of granite body

风化剖面是花岗岩出露后受风化作用的结果，显示了从新鲜基岩到近地面风化程度强弱：越接近底部基岩风化程度越弱，岩石受破坏程度越小，石核体积越大，石核与风化泥（碎屑）比例越大；剖面的最上层，风化程度最强，只剩有风化泥而无石核（图8-c）（Ruxton and Berry, 1957）。风化剖面的发育程度要受节理控制，垂直节理比水平节理发育更充分的地方，风化剖面更厚；节理间隔较大的部位，形成的石核比节理间隔较小的部位大（图8d-I）。当后续的地质作用如流水侵蚀将风化碎屑带走后，石核便出露于地表。有的石核仍保持原来的垒叠状态，石核间没有移动过，有的石核则滚落到周边堆积（图8d-II）（Linton, 1955）。为了便于说明，把原有的面面接触滚动或移动过的石核定义为石蛋。
随后如果石核之间风化物质被流水侵蚀带走，石核之间的空间就成洞穴（图11-a，图8-d-II），在此期间石核并没有移动或滚动，石核之间是面面接触的关系，即所谓的石核洞。花岗岩山顶的石核出露之后，如果还没有被风化作用破坏，仍会保留面面接触的关系（图7-a），如果石核继续受到包括物理风化和化学风化在内的风化作用破坏（见图9），石核之间风化物质不断地被带走，石核体积最终会变小，形成馒头状的石蛋滚落下来，或停留在山顶和山腰缓坡地处，或堆积于山沟凹处（图11-b，图12）。如图12-a是垂虹洞山顶出口附近的原生石核，石核之间是面面接触，而图12-b则是附近滚动过的石蛋，即在垂虹洞顶出口原生石蛋和滚动过的石蛋同时存在。如果石蛋是经过滚动后堆积，石蛋之间的接触关系也不再是面面接触，而是点面或点点接触。堆积的石蛋之间没有风化碎屑，但有间隙，也能成为洞穴，即崩塌洞（图11-b，图8-d-II）。因为是石蛋堆积而成，石蛋洞内石蛋之间的接触关系一定是以点面接触和点点接触为主。因为石蛋间间隙有大有小，所以石蛋洞大小差别很大，但都比较浅，连续性差。图12-c中龙泉洞是停留在山坡上的石蛋堆积起来的崩塌洞，而图12-d则是堆积在山谷中的石蛋，石蛋间间隙比较小。礐石景区较大的崩塌洞是七层洞，其实际上是有同一山体一侧7个不同高度的独立洞穴组成。此类洞穴不仅深度较浅，而且海拔不高，通常连续性远不如石核洞。
图11 石核洞与崩塌洞形成模式

Fig.11 Formation of corestone caves and collapse caves

图12 礐石风景区内石蛋类型

图注：a. 垂虹洞出口附近的原生石蛋（石核）；b. 垂虹洞出口附近散落的石蛋；c. 龙泉洞所在山坡上堆积起来的石蛋；d. 堆积在山谷中的石蛋。

Fig.12 Types of Stone Eggs in the Qiushi Scenic Area

国外花岗岩研究中把花岗岩的浅洞、凹陷或凹槽称作“壁龛”，而把较深的“壁龛”称“庇护所”，这些主要是岩壁、悬崖或石蛋的底部由于风化和侵蚀作用而产生的凹陷。Twidale（1962）给出了其形成过程的模式（图13）。如图所示，岩石露头或石蛋下部被岩屑或土壤埋藏，土壤和岩屑接受和储存外部流水，可长期保持潮湿，因此地面以下岩石表面长期处于潮湿状态，风化速度加快，风化向下和向内作用于岩石的风化壳前锋形成凹槽；地面以上的岩石表面可快速干燥，风化速度最慢（图14）。当外部营力（如流水）将风化碎屑带走后，凹槽出露（见图13）。如果有多次这样的过程发生，则会产生多层凹槽。在礐石风景区，“壁龛”和“庇护所”均不典型（图7-d）。
图13 花岗岩壁龛（niche）的形成模式

Fig.13 Formation process of granite niches

图14 节理的控制作用

Fig.14 Control effect of joints

如果石蛋滚落后形成新的组合，或继而被各种风化作用改造，就会形成形态千姿百态、类人或类物的景观石（怪石）。如鹦鹉石（图4-a）实际上是下部被部分风化后保留下来的石蛋（图13）。而所谓的“巨蟒朝阳”（图4-b）是2块石蛋堆在一起极似张口的蛇头，并因朝向东方，而得名“朝阳”。骆驼石（图4-c）则是2个石蛋堆在一起像骆驼背的2个驼峰。又如风动石（图4-d）是球形风化形成的石蛋，其下面的支撑石原来是一个节理面上下的2个石核（图8-d），长期风化使2块岩石的连接部位变得较细小，形成支点，产生“风动”的效果。

4.2　礐石花岗岩地貌的形成

4.2.1　礐石花岗岩地貌的形成年代

潮汕平原自东向西由韩江平原，榕江平原和练江平原组成，潮汕地区的沉积平原一般都发育在受北东和北西2组断裂围截的断陷盆地内（见图2）。潮汕基底大部分由燕山期花岗岩及部分侏罗纪流纹斑岩、砂页岩等构成（王建华 等，1997）。桑浦山位于榕江断裂的上升盘（陈伟光，1984），礐石山是桑浦山隆升山块向南的延伸部分，位于韩江三角洲西侧（见图2）。礐石山和桑浦山同属韩江三角洲外围隆起断块。礐石山和桑浦山的花岗岩由燕山第四期岩浆侵入形成，桑浦山的燕山期花岗岩体中有喜山期侵入的玄武岩（图2中鸡笼山），而韩江三角洲基底的风化壳则埋藏在第四系（晚期三角洲沉积物）之下（图2）。这些风化壳与三角洲外围丘陵的风化壳相连续，厚度亦相似，说明其风化壳形成发育到相当程度时，韩江三角洲基底尚未断陷（李平日 等，1987）。差异断块运动引起准平原解体是潮汕平原产生的根本原因（陈国能，1984）。韩江平原澄海南社HK-5号钻孔剖面底部（埋深约85 m处）砂砾层热释光年龄为52 130±2 606 a B P，因此，李平日等（1987）认为韩江三角洲开始沉积的时代为晚更新世中期。宋毅盛等（2012）根据练江平原多个钻孔的OSL（光释光）和ESR（电子自旋共振）年代，认为练江平原是在中更新世发生局部断陷，在晚更新世以来开始接受大面积沉积。Zhong等（2022）从榕江平原获得的岩心（ZK002）中最古老的OSL年龄为177±20 ka，位于93 m深处，被认为是最小年龄，因此榕江平原沉积物堆积的起始时间至少可以追溯到MIS 6（中更新世晚期）。风化壳的形成需要长期稳定的构造条件和适宜的气候环境，由此推断位于断榕江断陷一侧的礐石山风化壳形成于榕江断陷发生前，断陷发生时，礐石山相对隆升，继续受风化作用，形成今日之花岗岩地貌。

4.2.2　岩性与气候对礐石花岗岩地貌形成的控制作用

峰林石山是高山花岗岩地形的主要特征（曾昭璇，1960）。山地寒冷使冰裂充分发展，流水侵蚀和冰裂只沿垂直节理进行，使花岗岩体按节理系统形成各种形状的峰体；流水侵蚀和冰裂继续作用使节理继续扩大，可将峰林进而分离为石柱、石针等地形。因化学风化较弱，高山及寒冷气候地区的花岗岩破碎后，不一定都能形成石蛋，往往形成乱石堆，中国的黄山就是典型的高山花岗岩地形。石蛋在黄山都不是圆滑形状的，而是有较明显的具棱角的石块（曾昭璇，1960）。高温多雨可以加快风化作用，使风化作用更快地深入岩石内部，但如果沿垂直和水平节理都有强烈的风化，则难以形成高大的（峰林）石柱。花岗岩本身的节理性质（图8-c）使得风化必须沿2个方向同时进行。而只有单向（垂直方向）的破坏作用，才有可能保留石柱，因而黄山峰林主要是流水下切和融冻形成（曾昭璇，1960）。地壳抬升速度快和慢的地区在整个华南地区存在，但见不到有高大的花岗岩峰林。所以，高温多雨强烈风化是华南没有高大花岗岩峰林的主要原因。
片状剥蚀在热带地区对花岗岩地貌的形成特别重要（曾昭璇，1960）。礐石风景区山体属于燕山期晚期花岗岩低丘陵（海拔100~200 m），位于南亚热带季风气候区，高温多雨。在热带高温和暴雨的交替作用下，山坡和岩体因热胀冷缩产生片状崩裂是热带花岗岩剥蚀的特点（图10-b）。花岗岩是坚硬、致密的不透水的岩石，其致密的结晶状态结构使风化作用只能在岩石表面进行，逐渐向内层发展，岩石本身抵抗侵蚀，成为造就山体的骨干，但在高温和暴雨的交替作用下，形成大规模的片状剥落，山体外形只能风化成圆滑外表，难以被切割成孤立的峰林形状，所以包括礐石在内的华南地区难以见到如黄山那样的大型花岗岩峰林地形，更多的是如馒头形状的山地（曾昭璇，1960）。这种山地的山顶和山坡往往分布散落的石蛋（图6-c），这是因为热带暴雨的强烈冲刷作用把风化剖面表层（图8-c）移去，因此石蛋并不大，但却成为这种浑圆单一山地的山顶和山坡上唯一的起伏地形。这就是通常所说的“石蛋地形”（而非千仞崖那样是石蛋山），暴雨作用愈大的山地，石蛋地形就愈发育。

4.2.3　节理对礐石花岗岩地貌形成的控制作用

节理的产生破坏了花岗岩的坚固性和不透水性，为风化剖面（图8-c）中石核的发育创造良好条件。一方面，在高温多雨的环境下，深层化学风化强烈，岩石露头节理间的岩块容易产生球状风化，形成石核和石蛋，另一方面，暴雨又将石核间的风化碎屑迅速带走，快速掏空石核之间的空间，形成石核洞（图7-a）。花岗岩出露后产生的节理的疏密间隔不是固定的（Linton, 1955）。由于风化只能在岩石表面进行，节理的间隔愈大，节理间岩石受风化作用的影响愈小，完好的岩石保留下来的机会愈大。同理，节理愈密集，岩体崩解的机会愈多，受风化作用破坏的程度愈高，若随后的地质作用（如流水）把风化碎屑带走，节理间隔宽大的地区的岩石得以保留成突出的山体，节理最密集的地区岩石受破坏程度最大，风化碎屑被带走后成为山体之间的低地（Linton, 1950）。因此节理的性质不仅控制节理间石核的大小和形状（图8-d），还控制山体的类型（图14）。
礐石风景区内石蛋山（千仞崖），峰林山（石山）和图6-c那样的馒头山形成于不足百米范围内（图2），不同山体所在地的气候并无差异，岩石类型也相同（见图1），因此山体形态差异是山体所在地的节理间隔不同造成的，而非气候差异或岩石类型的结果。根据实测节理数据，如表1和表2所示，千仞崖和石山节理间隔是很不一样的。千仞崖和石山相隔只有逾200 m（见图1），但千仞崖和石山的水平节理间隔平均距离分别是14.21和10.29 m，两者的垂直节理间隔相差更大，分别为10.69和4.58 m，说明礐石地区花岗岩节理在很小的范围内疏密间隔就有很大的变化。
由于节理的疏密变化，节理间隔最宽大的山体成块状的馒头山（见图6-c），节理间隔相对较窄的成石蛋山，节理间隔更窄的山体成峰林山（图14）。像黄山那样的大型花岗岩峰林地形，只能在高山寒冷，冰裂充分发展的地区形成，而地处热带季风区的礐石花岗岩只能形成小型的峰林山（见图6）。

5 结论

礐石的花岗岩石蛋丘陵地貌是中国花岗岩地貌主要类型之一。礐石山由燕山晚期岩浆侵入形成的花岗岩构成，于中更新世晚期之前就受风化作用，形成今日之花岗岩地貌；礐石地区高温多雨的热带季风气候使花岗岩产生深层风化，礐石花岗岩节理的疏密变化以及强烈的风化作用，导致不同类型的花岗岩山体和洞穴的形成；根据石蛋占比和节理间隔宽窄，礐石地区花岗岩山体主要分为3种类型：石蛋山、峰林山、馒头山。根据礐石花岗岩洞穴内石核（蛋）的接触关系以及岩石外部形态，礐石风景区的洞穴可划分石核洞，崩塌洞穴（石蛋洞），裂隙洞和龛。石蛋山和石核洞是礐石花岗岩地貌最具特色的地形。

1 汕头市礐石风景名胜区自然与文化旅游资源资料汇编，2014。

2 粤东地质图1∶200 000（广东省冶金地质勘探队931队，1982）。

邱明昆：论文撰写，野外调查；

王 为：论文选题与修改，研究框架制定与野外调查技术指导；

温小浩、陈敏、王晨、冯静：野外调查。

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