石城国家地质公园位于江西省赣州市,是江西丹霞地貌代表之一,石城龟裂地貌主要产于晚白垩世河口组红色砂岩中。石城地质公园发育的龟裂地貌形态多样,岩石表面颜色多样,且多为偏红色调,如砖红色、紫红色、灰紫色、褐黄色等,龟裂地貌造型奇特多样,形成多种象形景观,如龟寿石、松果石、鳄鱼石、仙人犁田等,具有较高的观赏价值和研究价值。然而目前国内外对龟裂地貌的研究不足,对其成因同样缺乏系统深入的阐述。本文以发育较多龟裂地貌的通天寨景区为主要研究区域,结合野外调查和室内实验分析,分析石城龟裂地貌的成因和演化过程。野外观察发现,石城龟裂地貌主要发育在颗粒相对均匀的厚层细粒砂岩中,可在砂岩层面或其它暴露面上,发育的岩层上常有一层黑色薄膜,表面发育的裂隙向下延伸一般不超过30 mm。野外观测过程中,利用罗盘测量裂隙走向,分析裂隙的优势方向,并通过回弹仪的测量,研究岩石表面颜色的抗压强度的关系,同时采集砂岩样品进行偏光显微镜、扫描电子显微镜和电子探针实验观察,分析发育龟裂地貌的砂岩在微观下的特征。在偏光显微镜下,砂岩样品的碎屑颗粒主要为次棱角状-次圆状,分选性较好,填隙物中含有方解石胶结物和铁质胶结物。扫描电镜实验分析结果表明,镜下颗粒胶结疏松,颗粒表面的溶蚀小孔和裂隙较常见,空隙常被外来物质充填。电子探针图像显示,岩石颗粒破裂,矿物常被其他物质交代填充。从宏观上分析岩石岩性、沉积构造以及气候作用对龟裂地貌成因的影响,研究结壳硬化作用对龟裂地貌的发育的影响,并讨论龟裂地貌形成初期到发育成熟,最后逐渐消亡的演化过程。结合国内外类似研究和对比与龟裂地貌相似的生物成因构造和泥裂构造,本文认为岩性是龟裂地貌发育的基本要素,裂隙走向的玫瑰花图显示,断裂构造控制了一部分龟裂地貌的形成。在风化作用过程中,因硅、铁、锰氧化物沉淀而在砂岩表层形成薄层结壳,后因应力拉张使结壳破裂,形成细小裂隙,流水沿着裂隙侵蚀使其扩大,最终形成龟裂地貌。