Geografski vestnik 78-1, 2006, 9-24
Razprave
RAZPRAVE
LITOLO[KE IN RELIEFNE ZNA^ILNOSTI LUNANSKIH KAMNITIH GOZDOV NA JU@NOKITAJSKEM KRASU
AVTORJA
dr. Martin Knez
In{titut za raziskovanje krasa ZRC SAZU, Titov trg 2, SI- 6230 Postojna, Slovenija
knez@zrc-sazu.si
dr. Tadej Slabe
In{titut za raziskovanje krasa ZRC SAZU, Titov trg 2, SI- 6230 Postojna, Slovenija slabe@zrc-sazu.si
UDK: 551.44(510) COBISS: 1.01
IZVLE^EK
Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na ju`nokitajskem krasu
Kamniti gozdovi so ena najbolj znamenitih oblik kra{kega povr{ja. Razvili so se iz podtalnih {krapelj. Zna~ilne primere tak{nih pokrajin na Kitajskem imenujemo »shilin«. Razlike med kamnitimi gozdovi, ki se razvijajo v skorajda enakih razmerah, pri~ajo, da je raznovrstna oblika stebrov posledica predvsem razporeditve in gostote razpok v kamnini, plastnatosti kamnine ter razli~ne sestave posameznih plasti. Skalne oblike na stebrih delimo na podtalne, sestavljene skalne oblike in oblike, ki jih oblikuje de`evnica. Zaradi izjemnosti opisanega kra{kega pojava na Kitajskem predlagava, da se v mednarodni strokovni literaturi za to vrsto kamnitih gozdov uporablja izraz »shilin«.
KLJU^NE BESEDE
kamniti gozd (shilin), razvoj kra{kega povr{ja, skalni relief, Lunan, Yunnan, Kitajska
ABSTRACT
Lithological and relief characteristics of the Lunan stone forests in the South China karst
Stone forests are unique karst surface landforms. The Lunan stone forests developed from underground karren. Where this type of surface is highly developed in China, it is defined as a »shilin«. Diverse examples of stone forests that formed in almost identical conditions show that the shape of the pillars is mainly the consequence of the distribution and density of fissures in the rock, its stratification, and different rock strata composition. The rock forms on the pillars are divided into subcutaneous forms, composed rock forms, and forms shaped by rainwater. Because of the exceptional characteristics of this karst phenomenon in China, we propose that the term »shilin« be used for this type of stone forest in the professional literature.
KEY WORDS
stone forest (shilin), development of karst surfaces, rock relief, Lunan, Yunnan, China
Uredni{tvo je prispevek prejelo 2. decembra 2005.
9
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
1 Lunanski kamniti gozdovi
Raziskovalci In{tituta za raziskovanje krasa ZRC SAZU `e desetletje sistemati~no sodelujemo pri raziskovanju kamnitih gozdov v provinci Yunnan. Mednje spadajo tudi lunanski kamniti gozdovi (slike 1, 2, 3), ki so svojevrstna oblika kra{kih {krapelj (Chen at al. 1998; Knez 1998; Slabe 1998; Knez, Slabe 2001a, 2001b, 2002). [kraplje, ki jih ob razpokah prepredajo {pranje, so sestavljene iz skalnih stebrov (Song 1986; Habi~ 1980, 109) ali zob (Song 1986; Song, Hong 1992; Yuan 1991). Skalni zobje so manj{e {trline, ni`je od 5 m, visoki zobje so vi{ji od 3 m, nizki pa ni`ji od 1 m (Song, Hong 1992). Po obliki se delijo (Song, Hong 1992) na koni~aste, oglate in podolgovate. Stebri so visoki od 5 do 50 m in so razli~nih oblik. Veliki kamniti gozdovi so zna~ilna oblika subtropskih podnebnih razmer (Song 1986, 3, 5).
Song (1986, 6, 7, 8) glede na lego lo~i tri vrste kamnitih gozdov. V podoljih in dolinah nastanejo veliki kamniti gozdovi z vmesnimi vrta~ami in udornicami. Pod njimi se pretakajo podzemeljske vode, so ob~asno poplavljeni (slika 4), ali pa voda te~e skozi njih. Kamniti gozd na vrhu hribov je ni`ji (od 10 do 30 m), stebri rasejo iz skupnega temelja, pokrov naplavine nad njimi je bil tenak. Kamniti gozd na pobo~ju hribov je vmesna oblika med opisanima.
Lunanske kamnite gozdove ve~krat opisujejo kot obliko pokritega krasa (Chen, Song, Sweeting 1983; Maire, Shouyue, Shixiong 1991; Sweeting 1995, 125)). Karbonatne kamnine, na katerih so nastale {kraplje, so bile namre~ pokrite z debelimi plastmi naplavin, ki so odlo~ilno vplivale tudi na nastanek in obliko kamnitega gozda (slika 5). Glede na naplavine je kamniti gozd lahko gol, pokrit ali pa pokopan. Hantoon (1997, 311) kamniti gozd opisuje kot epikra{ko obliko. Mangin (1997, 106) meni, da epikras kamnitega gozda se`e do 100 m globoko.
Lunanski gozdovi so nastali predvsem z raztapljanjem kamnine pod tlemi, z vodo iz prsti, ki vsebuje biogeni CO2 in naplavine. Voda pove~uje razpoke in lo~uje skale. Pod kislimi tlemi so med stebri
Slika 1: Kamniti gozdovi sestavljeni iz kamnitih stebrov in zob.
10
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
Slika 2: Polo`aj raziskovanega podro~ja v provinci Yunnan, ju`na Kitajska.
Slika 3: Gosta poseljenost v okolici kamnitega gozda.
11
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
nastale {iroke in globoke {pranje, na njihovih stenah pa globoki `lebovi (Yuan 1997). Razkrite karbonatne kamnine preoblikuje de`evnica. Najprej nastanejo zobje in iz njih gozd (Song 1986, 13).
Sprva je bil apnenec, ki je `e zakraseval (Jinbiao, Baoguo 1997; Song, Wang 1997, 433), pokrit s permijskim bazaltom in tufom, kar je vplivalo tudi na njegovo oblikovanost in skalo, ki je ponekod metamorfozirala (Song, Yuhui 1997; Ford, Salomon, Williams 1996, 34). Skozi bazalte in tufe je pronicala voda in razvijal se je podtalni kras. V mezozoiku je bil del apnenca razgaljen (Song, Wang 1997, 433).
V oligocenu in miocenu so se kamniti bloki dvigali in spu{~ali, kra{ki relief je bil v spodnjih delih preoblikovan z erozijo (Jinbiao, Baoguo 1997). V eocenu se je vdrl Lunanski graben in odlo`ene so bile debele plasti jezerskih naplavin (Chen, Song, Sweeting 1983; Zhang et al. 1997; Song, Wang 1997, 433). Na naplavinah so v tropskem podnebju nastale debele plasti lateritne prsti (Sweeting 1995, 124; Ford, Salomon, Williams 1997, 112). Vpliocenu se je za~el razvijati sedanji kamniti gozd (Jinbiao, Baoguo 1997, 66).
V kvartarju je bil velik del naplavin odstranjen, ohranile pa so se v razpokah.
Nivo podzemeljske vode je imel pomembno vlogo pri razvoju gozda (Ford, Salomon, Williams 1997, 114). Z razvojem podzemeljskih vodnih poti so iz zob za~eli nastajati stebri (Zhang et al. 1997). Nihajo~a podzemeljska voda je {irila razpoke (Yuan 1991). Pod gozdovi je danes razvit celovit in raznovrsten splet vodnih poti (Zhang et al. 1997, 5). ^lenjenost kamnine zaradi tektonike je povzro~ila ni`anje gladine podzemske vode, odna{anje naplavin s povr{ja in hitrej{o rast gozdov.
Osrednji del kamnitega gozda se razprostira na 80 ha, ve~ji in manj{i kamniti gozdovi pa so razprostranjeni kar na 350 km2 (Chen, Song, Sweeting 1983; Zhang et al. 1997). Osrednji del le`i v podolju na nadmorski vi{ini od 1625 do 1875 m. Podzemeljska voda, ki je plitko pod povr{jem, se po izdatnem de`evju dvigne za 10 m. Ve~ina de`ja, med 70 in 80 % od 936,5 mm, pade od junija do oktobra (Chen, Song, Sweeting 1983). Popre~na temperatura je 16,3 °C, niha pa od-2 do 39 °C. Stebri so najvi{ji v osrednjem delu podolja, kjer se povr{inske vode stekajo v podzemlje, na robovih kamnitega gozda pa je ve~ naplavine (Sweeting 1995, 125). Habi~ (1980, 110) ga imenuje plitvi kras. V ni`jem delu kamnitega gozda se voda namre~ pretaka tudi po povr{ju.
Slika 4: Kamniti gozd sredi jezera.
12
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
Slika 5: Kamniti zobje.
Turisti~ne dele lunanskih kamnitih gozdov letno obi{~e ve~ kot milijon obiskovalcev. So edinstvena in celovita naravna in kulturna pokrajina, kjer `ivi, zdaj tudi od turizma, manj{ina Sani.
Oblika stebrov v gozdu in njihova vi{ina sta zna~ilnosti dolo~enih vrst kamnine in njihovega topografskega polo`aja (Zhang, Wang, Wang 1997, 73).
[tevilni primeri kamnitih gozdov, ki se razvijajo v skorajda enakih razmerah, pri~ajo, da je raznovrstna oblika stebrov predvsem posledica razporeditve in gostote prelomov in razpok, ki kosajo karbonatne kamnine in njihove razli~ne skladovitosti ter sestave. Upo{tevati moramo tudi pomen u~inkovitosti njihovega oblikovanja s podtalnimi dejavniki in preoblikovanja z de`evnico v razli~nih obdobjih.
2 Metode
Z razli~nimi metodami smo zbrali {tevilne nove izsledke o oblikovanju in razvoju kamnitih gozdov kot tudi kra{kega povr{ja, epikrasa in prevotljenosti vodonosnika v neposredni bli`ini razvijajo~ih se podtalnih {krapelj.
Na raziskovanih obmo~jih smo izvedli geomorfolo{ko, geolo{ko, strukturno in hidrogeolo{ko kartiran-je ter geodetske meritve. V laboratoriju v Postojni smo izvedli modeliranje oblik na mavcu (Slabe 2005).
Na terenu smo izbrali vzorce kamnin, v laboratoriju pa naredili mikroskopske preparate ter opravili litolo{ke, petrolo{ke in stratigrafske preiskave. Zelo pomembni so bili rezultati kalcimetri~nih analiz karbonatov. Ve~ nekarbonatnih sedimentov smo preiskali z uveljavljeno paleomagnetno analizo.
Raztapljanje povr{ine karbonatov na ve~ lokacijah spremljamo tudi z mikrometrskimi meritvami.
Za prikaz sva izbrala tri primere kamnitih gozdov: Naigu, Pu Chao Chun in Lao Hei Gin.
13
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
3 Kamniti gozd Naigu
Kamniti gozd Naigu (slika 6) le`i 20 km vzhodno od osrednjega lunanskega kamnitega gozda in je pomembna turisti~na to~ka. Kamniti gozd sestavljajo ve~je skalne gmote in manj{i stebri, ki stojijo eden ob drugem ali posamezno. Svojevrstno obliko gozda dolo~ata predvsem pretrtost in sestava razli~nih skladov kamnine, na kateri je v razli~nih nivojih nastal kamniti gozd. Obse`nost stebrov narekujejo prelomi in razpoke, ki pokon~no prepredajo sklade kamnine. V obliki stebrov, ki so pogosto podtalno spodjedeni, in v njihovem skalnem reliefu se jasno ka`e pomen njihovega podtalnega oblikovanja, preoblikovanje z de`evnico pa po~asi napreduje po stebrih navzdol.
Kamniti gozd le`i vzdol` dveh tektonsko rahlo dvignjenih hrbtov. Prelomi, ki omejujejo prelomno cono, so izredno mo~ni, vmesni, ki se ve~inoma vle~ejo v smeri severozahod-jugovzhod, pa so dolgi ve~ kilometrov in globoki. Stebri so se oblikovali v prek 100 m debeli skladovnici spodnje permijskih karbonatnih kamnin Qixia formacije. Lastnosti kamnine so skozi geolo{ki prerez zelo razli~ne, zato smo skupine plasti z morfogenetskega stali{~a od spodaj navzgor razdelili v tri skupine:
•  plastnati mikritni in neporozni apnenec,
•  porozni in mo~no dolomitizirani apnenec ter
•  masivni in marogasto dolomitizirani apnenec (Knez, Slabe 2001a).
Stebri se razvijajo na razli~nih nivojih opisanih skladov kamnine in temu skladna je njihova oblika. Najbolj zna~ilna oblika stebrov je gobasta, ali pa so ob poroznih in mo~no dolomitiziranih skladih izrazite zajede. To je posledica hitrej{ega podtalnega razjedanja in votljenja najbolj poroznega dela kamnine, ki na povr{ju razmeroma hitro razpada. Stebri, katerih vrhovi so v poroznih in mo~no dolomitiziranih skladih, so o`ji in ve~inoma brez zna~ilnih, pravilnih oblik, ki jih narekujejo dejavniki njihovega razvoja. Plastnat in neporozen apnenec pogosto tvori {ir{e podstavke stebrov, ki so iz poroznih in mo~no dolomitiziranih ter masivnih in marogasto dolomitiziranih apnencev. Oblika podtalnih skalnih zob praviloma izrazito ne odseva razli~ne sestave kamnine.
Slika 6: Pogled na prostrani Naigu kamniti gozd.
14
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
Najbolj izrazite skalne oblike so podtalne in sestavljene. Podtalne so veliki `lebovi na stenah stebrov in podtalni `lebovi na {ir{ih vrhovih. Sestavljene oblike pa so `lebovi, ki vodijo iz podtalnih `lebov ali podtalnih vdolbin, ki so na vrhovih. Poglabljanje podtalnih vdolbin in iztekanje vode po `lebovih povzro~ata raz~lenjevanje vrhov stebrov, zlasti obse`nej{ih, v konice, med katerimi so lijakaste zajede.
Podtalne, praviloma ve~je skalne oblike se razvijajo na vseh vrstah kamnine v kamnitem gozdu Nai-gu. Kamnina pa vpliva na njihovo obliko, zlasti na najmanj{e, ki imajo na dolomitizirani kamnini pogosto nazob~ane robove. @lebi~i, ki jih dolbejo de`ne kaplje, so manj izrazita skalna oblika v Naiguju. Na njihov nastanek in razvoj vpliva predvsem sestava kamnine. Skalne oblike so razvite na ve~ini skladov razli~ne kamnine, le malo pa jih je na poroznih in mo~no dolomitiziranih skladih. V njih so podtalne cevi. Ko so ti skladi kamnine na vrhu stebrov, manj{e skalne oblike, ki jih dolbe de`evnica, skorajda ne nastajajo, ponekod so le de`ne vdolbine, ali pa de`evnica preoblikuje ve~je podtalne oblike. Skalni relief je torej razvit tudi sorazmerno s polo`ajem skladov v stebrih.
O postopnem in raznolikem razvoju kamnitega gozda, ki je povezan z razvojem jam pod njim, pri~ajo tudi sledi razvoja jame Bayun v njenem osrednjem delu. Iz jamskih naplavin in njenega skalnega reliefa lahko razberemo ve~ obdobij razvoja v epifreati~nem predelu vodonosnika, nato pa hiter padec gladine podzemeljske vode, kar je verjetno povzro~ilo tudi hitrej{o rast kamnitega gozda ([ebela et al. 2001).
4 Kamniti gozd Pu Chao Chun
Pu Chao Chun je manj{i kamniti gozd (slika 7), 15 km ju`no od osrednjega lunanskega kamnitega gozda. Kamniti stebri so na grebenu, kjer je njihova mre`a najbolj gosta in na pobo~ju pod njim. Obliko mu dolo~a predvsem svojevrstna razporeditev razli~no debelih, v zgornjem delu ve~inoma tenkih skladov kamnine, na katerih je v razli~nih nivojih nastal kamniti gozd. Obse`nost in podolgovatost stebrov mu narekujejo tudi prelomi in razpoke, ki pokon~no prepredajo sklade kamnine. V obliki ste-
Slika 7: Kamniti stebri v Pu Chao Chun.
15
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
brov in v njihovem skalnem reliefu se jasno ka`e pomen njihovega podtalnega oblikovanja, preoblikovanje z de`evnico pa po~asi napreduje po stebrih navzdol.
Kamnina se prek geolo{kega prereza prakti~no ne spreminja. Vseskozi sledimo ve~inoma biomi-krosparitnemu apnencu s skoraj sto odstotnim dele`em CaCO3, apnencu, ki v tem profilu ka`e podobne sedimentacijske razmere in ne glede na debelino plasti ka`e enak odziv na vpliv erozijskih in korozijskih procesov (Knez, Slabe 2001b). Debelina plasti odlo~ilno vpliva in se jasno odra`a na morfolo{kem videzu posameznih kamnitih stebrov.
V zgornjem delu kamnitega gozda so stebri ve~inoma posamezni in manj{ih pre~nih prerezov. Skladi kamnine so tam najtanj{i. Bolj ~okati in tesneje drug ob drugem so spodnji deli stebrov, ki se oblikujejo na debelem skladu kamnine. Ob tenkih skladih so izrazite zajede, hitreje razpadajo in pod njimi so vrhovi pogosto razmeroma ravni, ~e pa so na vrhu debelej{i skladi, so vrhovi ostri. V spodnjem delu kamnitega gozda, kjer je manj kamnitih stebrov, so le ti nastali na debelih skladih kamnine, zato so praviloma spodaj {ir{i, navzgor pa se o`ijo.
Dobro so razvite vse vrste skalnih oblik, ki pri~ajo o razvoju kamnitega gozda. Podtalne skalne oblike so veliki podtalni `lebovi in podtalne fasete ter podtalni `lebovi in podtalne vdolbine na obse`nej{ih vrhovih. Slednji podtalni `lebovi so se pogosto razvili iz podtalnih cevi ob lezikah. Razkrile so se, ko so razpadli zgornji skladi. Na dolgotrajnej{ih nivojih prsti, ki je obdajala stene, so nastale podtalne zajede. Izrazit dele` skalnega reliefa je iz sestavljenih skalnih oblik. Delimo jih na tiste, ki nastajajo zaradi neposrednega prepletanja podtalnih dejavnikov in de`evnice, in na tiste, katerih svojevrstna oblika je posledica preoblikovanja podtalnih oblik z de`evnico. Sestavljene skalne oblike so `lebovi, ki vodijo iz podtalnih `lebov, in podtalnih vdolbin, ki so na vrhovih ter podtalnih votlin med lezikami kamnine. Na robovih so nastala lijakasta ustja. Razgaljene podtalne skalne oblike preoblikuje de`evnica, ki dolbe `lebi~e, `lebove in de`ne vdolbinice, na navpi~nih in previsnih stenah pa tudi de`ne fasete, ki nastanejo zaradi polzenja vode po hrapavi povr{ini skale. [kavnice najve~krat nastanejo na dnu razgaljenih podtalnih skalnih oblik.
5 Kamniti gozd Lao Hei Gin
Kamniti gozd Lao Hei Gin (slika 8) le`i 18 km severno od osrednjega kamnitega gozda Shilina. Posamezni in gru~asti kamniti stebri ter ve~ji korozijsko in erozijsko preoblikovani bloki kamnine zavzemajo okrog 2 km2 povr{ine. Kjer so stebri gru~asti, so med njimi le {pranje ali razpoke. Nastali so na razli~nih nivojih skorajda vodoravnih skladov kamnine in temu skladne so tudi njihove oblike. Ve~je gru~e kamnitih stebrov so sestavljene iz ve~ deset stebrov. Na razmeroma veliki povr{ini kamnitega gozda so le posamezni stebri in skalni zobje. Nekateri stebri imajo obliko kvadrastih stolpov ali pa so gobasti. Pogosto so sestavljeni iz ve~ kvadrov, ostankov skladov kamnine med lezikami in razpokami. Posamezni stebri so razmeroma veliki, {iroki in visoki, ali pa so nizki (od 1 do 2 m) in {iroki.
Prvotni apnenec je na podro~ju kamnitega gozda Lao Hei Gin mo~no diagenetsko spremenjen: v kamnini lahko pod mikroskopom opazujemo subhedralna do euhedralna zrna dolomita, ki tvorijo hipidiotopi~no do idiotopi~no strukturo. Razen povsem zgornjega dela kamnite stebre v grobem gradijo dolospariti in dolomikrospariti tipa grainstone.
Pomembna razlika v posameznih paketih plasti je v ugotovljenih razli~nih stopnjah sekundarne poroznosti in rekristalizacije, kar se odra`a tudi na morfolo{kem videzu kamnitih stebrov. Spodnji del stebrov gradijo dolospariti do dolomikrospariti tipa grainstone, kjer skoraj ne opazimo sekundarne poroznosti. Osrednji del stebrov gradijo zelo sekundarno porozni dolomiti. Kristali dolomita so v povpre~ju manj{i od kristalov v spodnjem paketu plasti hkrati pa tudi manj ~isti. Zgornji del stebrov pa je zgrajen ponovno v sekundarno skoraj neporoznih apnencih in dolomitih. Samo vrhovi so iz rekri-staliziranega sekundarno neporoznega apnenca. Dolomitna kamnina razpada ve~inoma v zrnih.
Mo~no sekundarno porozni osrednji deli stebrov tako pod tlemi kot na povr{ju preperevajo in razpadajo hitreje. Visoki stebri so zato praviloma izrazite gobaste oblike. Delno porozni in neporozni skladi
16
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
so namre~ obstojnej{i in obse`nej{i. Ponekod zgornjih delov stebrov ni ve~, ohranjeni so le nizki stebri, ki so oblikovani v spodnji neporozni kamnini, ki izdanja iz tal. Mo~no porozna kamnina v osrednjem delu stebrov je pogosto prevotljena s podtalnimi cevmi, ki jih preoblikuje de`evnica, polze~a po stebrih navzdol. Redki vrhovi stebrov, ki se oblikujejo na tak{ni kamnini, so najve~krat neenotnih oblik.
Skalni relief sestavljajo vse zna~ilne skupine skalnih oblik, podtalne, tiste, ki jih dolbe de`evnica in sestavljene skalne oblike. Zna~ilnosti jim v precej{ni meri dolo~a sestava razli~nih skladov kamnine, {e zlasti, ko je razkrita. Na podtalne oblike se manj izrazito odra`a.
V prvi sklop podtalnih oblik sodijo razli~no veliki podtalni `lebovi, ki so nastali zaradi strnjenega pretakanja vode na stiku stene in naplavine, ki je prekrivala kamnino in zapolnila {pranje ob pokon~-nih razpokah. Premer najve~jih `lebov dose`e ve~ metrov. ^lenijo vse {tiri razli~ne sklope plasti. Na vrhovih vi{jih stebrov so bili preoblikovani z de`evnico, porozni osrednji skladi pa preperevajo prehitro, da bi se na njih ohranili dlje ~asa. So torej predvsem zna~ilnost ni`jih stebrov in skalnih zob. Tudi podtalne fasete, ki nastanejo na razmeroma prepustnem stiku skale z naplavinami, so ohranjene praviloma na neporoznih skladih oziroma na {ele kratkotrajno razgaljenih, mo~no poroznih skladih.
Obse`nej{i vrhovi stebrov in zob so raz~lenjeni s srednje velikimi in manj{imi podtalnimi `lebovi in vdolbinami (Slabe 1999, 259), ki so nastali pod prstjo, s katero je bila skala le deloma prekrita, torej zaradi prenikanja vode skozi prst in njenega pretakanja ob stiku s kamnino. Sestavljene skalne oblike so ve~ji `lebovi na zgornjem delu sten stebrov. Nastanejo zaradi iztekanja vode iz podtalnih `lebov, ki so na obse`nej{ih vrhovih stebrov, ali pa vodijo iz lijakastih zajed. Na dnu le teh so podtalne vdolbine oziroma so neko~ bile. Na robu vrhov so torej ve~ja ali manj{a lijakasta ustja, ki so najve~krat preoblikovana z de`evnico. [e zlasti izraziti so na neporoznih skladih, oziroma, ko je vrh v apnen~asti kamnini, segajo do spodaj le`e~ih mo~no poroznih plasti. Njihova razporeditev in oblika, saj so razmeroma ozki in globoki, je dolo~ena s pretrtostjo kamnine, nazob~anost skalnega oboda pa tudi z njeno sestavo.
Slika 8: Gobasta stebra v Lao Hei Gin kamnitem gozdu.
17
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
Na dolgotrajnej{ih nivojih prsti in naplavin, ki obdajajo stebre, nastanejo polzvonovi (Slabe 1999).
Skalne oblike, ki jih dolbe de`evnica, zlasti najmanj{e, kot so `lebi~i in de`ne vdolbinice, na tej skali ne nastanejo. Skala je grobo hrapava, na njej so le skalne oblike, katerih velikost presega posamezne raz~lembe hrapavosti. Izjema je manj{i, najvi{je le`e~i predel kamnitega gozda, kjer so na vrhovih zob iz apnenca nastali `lebi~i. Raz~lenjenost ve~ine vrhov je torej dolo~ena s sestavo in pretrtostjo kamnine. Iz podtalnih vdolbin nastajajo izrazito raz~lenjene in hrapave {kavnice, le dno tistih, ki je prekrito s tenko plastjo naplavine in pora{~eno, ostaja ravno in razmeroma gladko. Na zgornjem delu strmih sten so `lebovom podobne raz~lembe, ki so najve~krat zelo ozke in sorazmerno globoke, oglatih oblik; njihov premer meri od 1 do 10 cm, dolge pa so od 2 do 3 m.
6 Rezultati in razprava
Podro~je kamnitih gozdov gradita spodnjepermijski karbonatni formaciji Qixia in Maokou. Formaciji sta dve od pomembnej{ih bazalnih formacij, v katerih so nastali {tevilni kamniti gozdovi v Lunanu v ju`nem delu Yunnana. Zna~ilnosti formacije Qixia so mikritni apnenci z interkalacijami dolomita in doloapnenca z vmesnimi polami skrilavca. V spodnjem delu formacije Maokou se apnenci izmenjujejo z dolomiti in doloapnenci. V zgornjem delu sledimo zaporedju apnencev, ki so ponekod tankoplasto-viti, drugod pa gradijo ve~ metrov debele sklade, ter masivnemu apnencu, ki v posameznih horizontih vsebuje tudi do ve~ decimetrov velike gomolje ro`enca. Glavne litolo{ke lastnosti formacije Maokou so v grobem podobne formaciji Qixia, le da pri karbonatih formacije Maokou ne zasledimo ve~jega vpliva poznodiagenetske dolomitizacije in ponekod znatne sekundarne poroznosti. Pri obeh opazimo mo~no diagenetsko spremenjenost osnovne kamnine, ki je nedvomno tudi posledica intenzivne vul-
Slika 9: Podtalne zajede in fasete.                                Slika 10: Polzvon.
18
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
kanske (bazaltna lava) dejavnosti na prehodu iz paleozoika v mezozoik. Kamnina ima izredno visok odstotek karbonata.
Na raziskanem podro~ju zasledimo znatne variacije v debelini, poroznosti, stopnji in na~inu dolo-mitizacije, vsebnosti vklju~kov in barvi posameznih plasti, kar se zrcali v oblikovanosti kamnitih gozdov.
Morfolo{ke zna~ilnosti so odsev razli~nih dejavnikov, od katerih so najpomembnej{i geolo{ki. Eden temeljnih je razpokanost kamnine, ki vpliva na obliko gozda in obse`nost kamnitih stebrov. Razporeditev stebrov (tloris kamnitih gozdov) je skladna s pretrtostjo kamnine. Stebri so lahko povezani v nize med izrazitimi prelomnimi predeli, so tesno drug ob drugem, ali pa kamniti gozd oziroma njegove dele sestavljajo posamezni, {iroki ali ozki stebri. Stebri, ki imajo manj{e pre~ne prereze, praviloma nastanejo ob gosti mre`i razpok, ob redkej{i mre`i pa ve~je skalne gmote, ki imajo {ir{e vrhove.
Posebno pomemben dejavnik je plastnatost kamnine, ki vpliva na obliko kamnitih stebrov. Na stebre, ki se razvijajo na debelih skladih in skladih z enakomerno strukturo kamnine, le-te skorajda ne vplivajo. Vzdol`ni prerez stebrov na tankih skladih kamnine je pogosto nazob~an, saj so raz~lenjeni z zajedami, ki nastanejo ob lezikah, ali pa se v njihovi zunanji obliki odra`a neenakomerna odpornost razli~nih skladov kamnine.
Od geolo{kih dejavnikov ne smemo izpustiti sestave kamnine. Sestava kamnine, zlasti ~e je raznovrstna, lahko odlo~ilno vpliva na oblikovanost kamnitih stebrov, tako na njihov vzdol`ni prerez kot na obse`nost pre~nega prereza. Porozni skladi so pogosto prevotljeni in hitreje razpadajo, skladi kamnine s slab{e topnimi sestavinami pa najve~krat {trlijo iz sten.
Za razumevanje tako regionalnega kot lokalnega razvoja kamnitih stebrov moramo izpostaviti tudi vpliv podtalnega oblikovanja kamnine, ki je botrovalo zna~ilnemu oblikovanju stebrov na raznovrstni kamnini in svojevrstnemu skalnemu reliefu. De`evnica ostri vrhove stebrov in preoblikuje sledi njihovega prvotnega podtalnega oblikovanja.
Slika 11: Podtalni `lebovi.
19
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
Slika 12: Podtalna cev.
Slika 13: Vrhovi kamnitih stebrov s skalnimi oblikami, ki jih dolbe de`evnica.
20
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
Svojevrsten razvoj kamnitih gozdov se odra`a tudi v njihovem skalnem reliefu. De`evnica postopoma preoblikuje podtalni skalni relief. Najbolj izrazite, zlasti najve~je skalne oblike so podtalne in sestavljene. Podtalne so fasete (slika 9), veliki `lebovi, zajede in polzvonovi (slika 10), podtalni `lebovi (slika 11) ter vdolbine na {ir{ih vrhovih, sestavljene oblike pa so `lebovi, ki vodijo iz podtalnih `lebov ali podtalnih vdolbin in ~lenijo stene stebrov. Mnogi stebri so podtalno spodjedeni, vrhove pa imajo preoblikovane z drugotnimi podtalnimi skalnimi oblikami in oblikami, ki jih dolbe de`evnica. Svojevrsten je skalni relief obse`nej{ih skalnih stebrov, {e zlasti tistih, ki imajo obse`nej{e vrhove, bodisi na debelih skladih kamnine, kjer nastanejo drugotne podtalne oblike, bodisi na vrhovih, ki nastanejo zaradi razpadanja tenkih skladov kamnine, ko se v podtalne oblike ali pa v velike `lebove, ki jih preoblikuje de`evnica, razvijejo podtalne cevi (slika 12), ki so nastale ob lezikah. Obe obliki posredno vplivata tudi na oblikovanost sten stebrov zaradi odtekanja vode iz njih in dolbljenja `lebov. Na dolomitni kamnini, na zelo porozni ali z ve~jimi vlo`ki zapolnjeni kamnini, manj{e skalne oblike praviloma ne nastanejo.
7 Sklep
[tevilni primeri kamnitih gozdov, ki se razvijajo v skorajda enakih razmerah, pri~ajo, da je raznovrstna oblika stebrov predvsem posledica zna~ilnosti kamnine, od razporeditve in gostote prelomov in razpok, ki jo kosajo in njihove razli~ne skladovitosti do sestave. Upo{tevati moramo tudi pomen u~inkovitosti njihovega oblikovanja s podtalnimi dejavniki in preoblikovanja z de`evnico, torej tudi poteka njihovega razvoja v razli~nih obdobjih.
Lunanski kamniti gozdovi so oblikovani v spodnjepermijskih karbonatih formacij Qixia in Mao-kou s pestrim menjavanje zelo ~istih apnencev, dolomitiziranih apnencev in dolomitov, menjavanjem tankih in debelih plasti, ter ponekod izrazito poznodiagenetsko dolomitiziranostjo in sekundarno poroznostjo. Skladi so ve~inoma vodoravni ali nagnjeni za 5 do 10 stopinj. Zaradi `ivahne tektonike so razlomljeni s {tevilnimi vertikalnimi in subvertikalnimi prelomi in razpokami.
Razli~na pretrtost, skladovitost in sestava kamnine se odra`ajo v obliki kamnitih gozdov in kamnitih stebrov. V istem kamnitem gozdu, ki je nastal na pestro sestavljeni kamnini, so lahko stebri razli~nih, a zna~ilnih oblik, kar je posledica njegovega razvoja na razli~nih nivojih raznovrstnega stolpca kamnin.
Na obliki kamnitih stebrov, ki so iz debelej{ih in enakomerno sestavljenih skladov kamnine, se odra`a predvsem razvoj iz podtalnih {krapelj v kamniti gozd, sledi podtalnih dejavnikov postopoma preoblikuje de`evnica. Pre~ni prerezi kamnitih stebrov, ki so nastali na tenkih skladih kamnine, so pogosto nazob~ani, njihovi vrhovi, tudi o`jih stebrov, ki so praviloma koni~asti, pa najve~krat ravni, kar je posledica hitrega razpadanja tenkih skladov. Porozni skladi kamnine so najve~krat podtalno prevotljeni in na povr{ju hitreje razpadajo, stebri so zato ob njih o`ji, vrhovi na tak{ni kamnini pa nimajo zna~ilnih oblik. Odpornej{i skladi kamnine {trlijo iz pre~nega prereza. Vrhovi o`jih stebrov so ostri, ostrijo jih tako podtalni dejavniki kot de`evnica. Obse`nej{i vrhovi so raz~lenjeni s konicami in lijakastimi vdolbinami.
Svojevrsten skalni relief nastane, ko se skala oblikuje pod tlemi. Razgaljeno skalo preoblikuje de`evnica, ki dolbe `lebi~e, `lebove (slika 13) in {kavnice.
Na razvoj kamnitih gozdov, hitrost njihove rasti v dolo~enem obdobju, vplivajo tudi polo`aj in razvoj kra{kih votlin pod njimi, oziroma na~in odtekanja vode s kra{kega povr{ja in z njo tudi naplavin in prsti. Razli~na obdobja razvoja lahko razberemo iz kra{kih votlin.
Zaradi izjemnosti opisanega kra{kega pojava na Kitajskem predlagava, da se v mednarodni strokovni literaturi za to vrsto kamnitih gozdov uporablja izraz »shilin«.
Podobna oblikovanost kra{kega povr{ja se razkriva tudi ob umetnem razgaljanju pri posegih v nizki in pokriti Dolenjski kras (Knez, Otoni~ar, Slabe 2003).
21
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
8 Viri in literatura
Chen, X., Gabrov{ek, F., Chuxing, H., Yuzhang, J., Knez, M., Kogov{ek, J., Hong, L., Petri~, M., Mihevc,
A., Otoni~ar, B., Mengxiong, S., Slabe, T., [ebela S., Wenqing, W., Shouyue, Z., Zupan Hajna, N.
1998: South China Karst I. Ljubljana. Chen, Z. P., Song, L. H., Sweeting, M. M. 1983: The pinnacle karst of the stone forest, Lunan, Yunnan,
China: an example of sub-jacent karst. New Directions in karst. Norwich. Ford, D., Salomon, J. N, Williams, P. 1996: Les »Forets de Pierre« ou »Stone forests« de Lunan. Kar-
stologia 28/2. Le-Bourget-du-Lac. Ford, D., Salomon, J. N, Williams, P. 1997: The Lunan stone forest as a potential world heritage site.
Stone forest, a treasure of natural heritage. Beijing. Habi~, P. 1980: S poti po kitajskem krasu. Geografski vestnik 52. Ljubljana. Hantoon, P. W 1997: Definition and characteristics of stone forest epikarst aquifers in South China.
Proceedings of 12th International Congress of Speleology. La Chaux-de-Fonds. Jinbiao, Y., Baoguo, Y 1997: Paleoenvironment during formation of Lunan Stone Forest. Stone forest,
a treasure of natural heritage. Beijing. Knez, M. 1998: Lithological properties of the three Lunan stone forests (Shilin, Naigu and Lao Hei Gin).
South China Karst I. Ljubljana. Knez, M., Otoni~ar, B., Slabe, T. 2003: Subcutaneous stone forest (Trebnje, Central Slovenia). Acta car-
sologica 32/1. Ljubljana. Knez, M., Slabe, T. 2001a: Oblika in skalni relief stebrov v Naigu kamnitem gozdu (JZ Kitajska). Acta
carsologica 30/1. Ljubljana. Knez, M., Slabe, T. 2001b: The lithology, shape and rock relief of the pillars in the Pu Chao Chun stone
forest (Lunan stone forests, NW China). Acta carsologica 30/2. Ljubljana. Knez, M., Slabe, T. 2002: Lithologic and morphological properties and rock relief of the Lunan stone
forests. Evolution of karst: From prekarst to cessation. Ljubljana. Maire, R, Shouyue, Z., Shixiong, S. 1991: Genèse des karsts subtropicaux de Chine du Sud (Guizhou,
Sichuan, Hubei). Karstologia mémoires 4. Le-Bourget-du-Lac. Mangin, A. 1997: Some features of the Stone forest of Lunan, Yunnan, China. Stone forest. Beijing. Slabe, T 1998: Rock relief of pillars in the Lunan Stone Forest. South China Karst I. Ljubljana. Slabe, T 1999: Subcutaneous rock forms. Acta carsologica 28/2. Ljubljana. Slabe, T 2005: Two experimental modellings of karst rock relief in plaster: subcutaneous »rock teeth«
and »rock peaks« exposed to rain. Zeitschrift für Geomorphologie 49. Berlin-Stuttgart. Song, L. H. 1986: Origination of stone forest in China. International Journal of Speleology 15. Bologna. Song, L. H., Hong, L. 1992: Control of geological structures over development of cockpit karst in south
Yunnan, China. Tübingen Geographische Studien 109. Tübingen. Song, L. H., Wang, F. 1997: Lunan Shilin Landscape in China. Proceedings of 12th International Congress
of Speleology. La Chaux-de-Fonds. Song, L. H., Yuhui, L. 1997: Definition of Stone forest and its evolution in Lunan County, Yunnan, China.
Stone forest, a treasure of natural heritage. Beijing. Sweeting, M. M. 1995: Karst in China. Its Geomorphology and Environment. Berlin, Heidelberg, New York [ebela, S., Slabe, T, Kogov{ek, J., Hong, L., Pruner, P. 2000: Baiyun cave in Naigu shilin, Yunnan Karst,
China. Acta geologica sinica 75/3. Beijing. Yuan, D. 1991: Karst of China. Beijing.
Yuan, D 1997: A global perspective of Lunan Stone forest. Stone forest, a treasure of natural heritage. Beijing. Zhang, F., Geng, H., Li, Y, Liang, Y, Yang, Y Ren, J., Wang, F., Tao, H, Li, Z. 1997: Study on the Lunan
stone forest karst, China. Beijing. Zhang, F., Wang, F., Wang, H. 1997: Lunan Stone forest landscape and its protection and conservation. Stone forest, a treasure of natural heritage. Beijing.
22
Geografski vestnik 78-1, 2006
Razprave
9 Summary: Lithological and relief characteristics of the Lunan stone forests in the South China karst
(translated by Wayne J. D. Tuttle)
For ten years, karstologists from the Karst Research Institute of the Scientific Research Centre of the Slovenian Academy of Sciences and Arts have been systematically involved in research of stone forests in Yunnan province, cooperating most productively with karstologists from the Geographical Institute of the University of Kunming. So far, we have successfully concluded five bilateral projects, and a sixth is in progress. Using various methods we have obtained numerous new findings about the formation and development of stone forests, as well as about the karst surface, epikarst, and hollowed aquifer in the immediate vicinity of developing subsoil karren. In the areas studied we conducted geomorphological, geological, structural, and hydrogeological mapping and geodetic surveying. In the laboratory in Postojna we conducted experiments in the modeling of rock forms in plaster. In the field we collected rock samples and in the laboratory made microscopic preparations and conducted lithological, petrological, and stratigraphical studies. The results of calcimetric analyses of carbonates were very important. Many noncarbonate sediments were analyzed using standard paleomagnetic analysis. The dissolving of the surface of carbonates at several locations was also tested with micrometric measuring.
Stone forests are unique karst surface landforms. The Lunan stone forests developed from underground karren, and where this type of surface is highly developed in China, it is defined as a »shilin« landscape.
Numerous examples of stone forests (shilin) that developed in almost identical conditions show that the diverse shape of the pillars is primarily a consequence of
•  the properties of the rock,
•  the distribution and density of joints and fissures in the rock, and
•  its diverse stratification and composition.
Furthermore, we must also consider the significance of the effect on their shaping by subsoil factors and later transformation by rainwater, that is, the course of their development in various periods.
The Lunan stone forests formed in early Permian carbonates of the Qixia and Maokou formations. Characteristic of these are frequent alternations of very pure limestone, dolomitized limestone, and dolomite, the alternation of thin and thick layers, and in some places distinctive late diagenetic dolomi-tization and secondary porosity. The layers are mostly horizontal or inclined by five to ten degrees. Due to vigorous tectonic action, they are fractured by numerous vertical and subvertical joints and fissures.
The diverse fracturing, stratification, and rock composition are reflected in the shapes of the stone forests and their stone pillars. In the same stone forest, which developed on diversely composed rock, pillars may be of various but typical shapes, the consequence of their development on different levels of a diverse rock column.
The shape of stone pillars occurring on thicker and uniformly composed rock strata reflects primarily the development from subsoil karren into a stone forest, and the traces of subsoil factors are gradually reshaped by rainwater. Cross sections of stone pillars occurring on thin rock strata are often jagged, and their tops (even of thinner pillars), which as a rule are pointed, are often flat, the consequence of the rapid disintegration of thin strata. Porous rock strata are most often perforated below the ground and disintegrate faster on the surface; the pillars are therefore narrower and the tops on such rock have no characteristic shapes. More resistant rock strata protrude from the cross section. The tops of the narrower pillars are sharp, sharpened as much by subsoil factors as by rainwater. The broader tops, however, are dissected by points and funnel-like cups.
A unique rock relief occurs when the rock is shaped under the ground. Exposed subsoil relief forms are transformed by rainwater that hollows flutes, channels, and solution pans.
23
Martin Knez, Tadej Slabe               Litolo{ke in reliefne zna~ilnosti lunanskih kamnitih gozdov na…
The development of stone forests and their rate of growth in a particular period are also influenced by the position and development of karst caves below them, that is, by the manner the water - and the sediment and soil with it - flows from the karst surface. Various periods of development can also be determined from the karst caves.
Because of the exceptional characteristics of this karst phenomenon in China, we propose that the term »shilin« be used for this type of stone forest in the professional literature.
24