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1928年，获美国哥伦比亚大学地质学硕士学位的矿床学家冯景兰，在我国粤北仁化县注意到了分布广泛 的第三纪（6500万年～165万年前）红色砂砾岩层。在丹霞山地区，厚达300-500米的岩层被流水、风力等风化侵蚀，形成了堡垒状的山峰和峰丛、千姿百态的奇石、石桥和石洞。冯景兰意识到这是一种独特的地貌景观，并把形成丹霞地貌的红色砂砾岩层命名为丹霞层。而“丹霞”一词源自曹丕的《芙蓉池作诗》，“丹霞夹明月，华星出云间”，指天上的彩霞。
1938年，构造地质学家陈国达把这种红色岩层上发育的地貌称为“丹霞地形”，并把这种地形作为判断丹霞地层的标志。
1977年，地貌学家曾昭璇才第一次把“丹霞地貌”按地貌学术语来使用。
1982年，素有“丹霞痴”之名的地理学家李见贤（黄进）发表了《丹霞地貌坡面发育的一种基本方式》，这是中国论述丹霞地貌的第一篇论文。这个时期正是中国旅游业大规模发展的起始阶段，丹霞地貌作为一种重要的旅游资源，受到了来自社会各界越来越多的关注。
1983年《地质辞典》首先提出丹霞地貌定义，“指厚层、产状平缓、节理发育、铁钙质混合胶结不匀的红色砂砾岩，在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。”这是学术界对丹霞地貌所下的第一个定义。
从此之后，不同的辞书、专家对丹霞地貌的定义达到20种以上，甚至同一位专家对丹霞地貌所下的定义在几年之间也会发生很大变化。而这些定义中地不同之处若从岩石地貌学的角度来看，是属于原则性的，各种定义彼此是不能合理共存的。岩石地貌中的关键因素是构成地貌的岩石类型，对于构成丹霞地貌的岩石来说，多数人主张是碎屑岩中的砾岩和砂岩，有的则认为还应包括火山碎屑岩、红色碳酸盐岩、浅变质岩，甚至有人主张只要是能形成赤壁丹崖群的红色岩系就行。此外，关于构成丹霞地貌的岩石的成岩环境也没有达成统一认识。多数人主张应该是陆相（即当时应是在河流或湖泊环境中）沉积的岩石，有人则认为应包括海相（即当时应是在海洋环境中）沉积的岩石，还有人提出：“凡红色碎屑岩，不论它是陆相、海相、火山相（即是由火山活动所生成的岩石），只要形成丹崖赤壁的都称丹霞地貌。”
构成丹霞地貌岩层的时代
对于构成丹霞地貌岩层的时代，学者们持有截然相反的见解。有人主张岩石地貌只有和构成它的地层的时代联系起来，而且限制在特定的层位才有对比意义，有人主张不应受时代限制，有人甚至认为把自己原来定义中的地层时代删去代表着进步，认为只要是形成赤壁丹崖的红色岩层就都可以被考虑进来。然而，在岩石地貌学中，岩石的时代是用来进行地球演化过程对比研究的必要条件之一，失去了时代限定的岩石地貌，其对地质学研究所能提供的参考阶值就大打折扣了。在地貌形态上，多数人强调赤壁丹崖才算丹霞地貌，但也有人把拱门、巨丘、石蛋、石蘑菇、劣地、土柱林等划入丹霞地貌，目前在这个问题上也没有最终的结论。最后，对岩石的色彩讨论也出了问题。所有丹霞地貌的定义都承认岩石是红色的，但对色调并没有定量标准，甚至有人认为某些灰白色岩层形成的陡崖也是丹霞地貌，因为它可能是由红色退化而变成灰白色的。
中国学者们在中国境内所发现的丹霞地貌几乎全发育在不早于中生代（距今两亿多年前）的地层上，而且岩石的成分以陆相沉积为主（岩石是由当时的河流或湖泊沉积物所形成的，而不是在当时的海洋环境中形成的）。然而，随着研究的范围向全世界扩展，学者们发现，其他国家的丹霞地貌也有发育在更古老的地层或者海相沉积岩层中。于是，有的学者就建议放宽对红色岩层的时间及成分限制，以利于把丹霞地貌的概念向全世界推广。在早期对丹霞地貌的定义中，地貌的形态往往会被不厌其烦地描述，这样的定义充分说明，丹霞地貌是有着许多曼妙优美的形态的，这种形态并不具有普遍性，因此可以把它们归为一类地貌。然而，随着研究丹霞的人越来越多，全国各地的丹霞地貌都有人去考察，在大量调查的基础上，丹霞地貌的定义变得越来越简洁和有概括性，再也不罗列具体的地貌形态了，而是把这些形态归结为“以赤壁丹崖为特征的一类地貌”（即有陡崖的陆相红层地貌）。学者们规定“丹崖”的高度应大于10米，“丹崖”的坡度则应满足悬崖坡的条件：55°至90°之间。高度和坡度低于上述标准的丹崖不能算是丹霞地貌，应归入红层丘陵山地中，这是划分丹霞地貌与红层地貌的界限。
2009年，《中国国家地理》杂志社与中国地理学会共同发起了“中国地理百年大发现”的评选活动，丹霞地貌的发现就名列其中。
2010年8月1日傍晚，正在巴西利亚举行的第34届世界遗产大会审议通过了将中国湖南崀山、广东丹霞山、福建泰宁、贵州赤水、江西龙虎山和浙江江郎山联合申报的“中国丹霞地貌”列入“世界自然遗产目录”。这是是中国第四十个被列入《世界遗产名录》的项目。
丹霞地貌主要分布在中国、美国西部、中欧和澳大利亚等地，以中国分布最广。 到2008年1月31日为止，中国已发现丹霞地貌790处，分布在26个省区。广东省韶关市东北的丹霞山以赤色丹霞为特色，由红色沙砾陆相沉积岩构成，是世界“丹霞地貌”命名地，在地层、构造、地貌、发育和环境演化等方面的研究在世界丹霞地貌区中最为详尽和深入。在此设立的“丹霞山世界地质公园”，总面积319平方公里，2004年经联合国教科文组织批准为中国首批世界地质公园之一”。
中国的丹霞地貌广泛分布在热带、亚热带湿润区，温带湿润－半湿润区、半干旱－干旱区和青藏高原高寒区。福建泰宁、武夷山、连城、永安；甘肃张掖（张掖市临泽县和肃南裕固族自治县），湖南怀化通道侗族自治县东北部万佛山、邵阳新宁县崀山（位于湖南省西南部，青、壮、晚年期丹霞地貌均有发育）；云南丽江老君山；贵州赤水（约有1300平方千米）；江西龙虎山、鹰潭、弋阳、上饶、瑞金、宁都；青海坎布拉；广东仁化丹霞山、坪石镇金鸡岭、南雄县苍石寨、平远县南台石和五指石；浙江永康、新昌；广西桂平的白石山、容县的都峤山；四川江油的窦圌山、成都都江堰市的青城山；重庆綦江的老瀛山；陕西凤县的赤龙山以及河北承德等地，是中国丹霞地貌的典型地质地貌
红层地貌中所谓“红层”是指在中生代侏罗纪至新生代第三纪沉积形成的红色岩系，一般称为“红色砂砾岩”。水平构造地貌指由产状水平或近于水平的第三纪厚层红色砂砾岩为主组成的平坦高地，受强烈侵蚀分割、溶蚀和重力崩塌等综合作用而造成平顶、陡崖、孤立突出的塔状地形。
丹霞地貌发育始于第三纪晚期的喜马拉雅造山运动。这次运动使部分红色地层发生倾斜和舒缓褶曲，并使红色盆地抬升，形成外流区。流水向盆地中部低洼处集中，沿岩层垂直节理进行侵蚀，形成两壁直立的深沟，称为巷谷。巷谷崖麓的崩积物在流水不能全部搬走时，形成坡度较缓的崩积锥。随着沟壁的崩塌后退，崩积锥不断向上增长，覆盖基岩面的范围也不断扩大，崩积锥下部基岩形成一个和崩积锥倾斜方向一致的缓坡。崖面的崩塌后退还使山顶面范围逐渐缩小，形成堡状残峰、石墙或石柱等地貌。随着进一步的侵蚀，残峰、石墙和石柱也将消失，形成缓坡丘陵。在红色砂砾岩层中有不少石灰岩砾石和碳酸钙胶结物，碳酸钙被水溶解后常形成一些溶沟、石芽和溶洞，或者形成薄层的钙化沉积，甚至发育有石钟乳。沿节理交汇处还发育漏斗。
在砂岩中，因有交错层理所形成锦绣般的地形，称为锦石。河流深切的岩层，可形成顶部平齐、四壁陡峭的方山，或被切割成各种各样的奇峰，有直立的、堡垒状的、宝塔状的等。在岩层倾角较大的地区，则侵蚀形成起伏如龙的单斜山脊；多个单斜山脊相邻，称为单斜峰群。岩层沿垂直节理发生大面积崩塌，则形成高大、壮观的陡崖坡；陡崖坡沿某组主要节理的走向发育，形成高大的石墙；石墙的蚀穿形成石窗；石窗进一步扩大，变成石桥。各岩块之间常形成狭陡的巷谷，其岩壁因红色而名为“赤壁”，壁上常发育有沿层面的岩洞。
2005年，在《中国国家地理》杂志举办的“选美中国”活动中，评选出了“中国最美的七大丹霞”，名称与当时标注的所属地分别如下：（标注双市名的后者为县级市）
第1名：丹霞山（广东省韶关市仁化县）
第2名：武夷山（福建省南平市武夷山市）
第3名：大金湖（福建省三明市泰宁县）
第4名：龙虎山（江西省鹰潭市）
第5名：资江—八角寨—崀山丹霞地貌（包括广西壮族自治区桂林市资源县的八角寨与湖南省邵阳市新宁县的崀山，实际上这两处景观基本在一起，因为均地处湘桂两省交界处）
第6名：张掖丹霞地貌（甘肃省张掖市临泽县和肃南裕固族自治县）
第7名：赤水丹霞地貌（贵州省遵义市赤水市）
除上所述外，中国还有下列著名的丹霞地貌
江郞山丹霞地貌（浙江江山市）
坎布拉丹霞地貌（青海）
老君山丹霞地貌（云南丽江）
丹霞山丹霞地貌
武夷山丹霞地貌
大金湖丹霞地貌
龙虎山丹霞地貌
资江—八角寨—崀山丹霞地貌
张掖丹霞地貌
张掖丹霞地貌位于甘肃省河西走廊中段的张掖市，古为河西四郡之一张掖郡，取“断匈奴之臂，张中国之掖（腋）”之意。张掖丹霞地貌在方圆一百平方山地丘陵地带，有造型奇特，色彩斑谰，气势磅礴的丹霞地貌。丹霞是指红色砂砾岩经长期风化剥离和流水侵蚀，形成的孤立的山峰和陡峭的奇岩怪石。这里的丹霞地貌发育于距今约200万年的前侏罗纪至第三纪。
赤水丹霞地貌
贵州省赤水市境内以侏罗、白垩纪出露地层中，有一千多平方公里的丹霞地貌著称于世。赤水的丹霞地貌，以其艳丽鲜红的丹霞赤壁，拔地而起的孤峰窄脊，仪态万千的奇山异石，巨大的岩廊洞穴和优美的丹霞峡谷与绿色森林、飞瀑流泉相映成趣，形成很高的旅游观赏价值，令游人倾倒。
江郎山丹霞地貌
江郎山位于浙江省西部，地处浙、闽、赣交界处的江山市，由上白垩统方岩组的紫红色块状砾岩、砂砾岩为主(夹少量砂岩、粉砂岩)的岩层所构成。江郎山是我国丹霞地貌特征最明显、发育最完全的区域之一，素以“雄奇冠天下，秀丽甲东南”著称，拥有全国“一线天”之最、“神州丹霞第一奇峰”之誉。
三爿石是江郎山最令人注目的三座岩墙式的巨大石峰，突起于500米左右的山顶之上，分别为郎峰(819.1米)、亚峰(737.4米)、灵峰(765.0米)，三爿石是江郎山风景区的精华所在，在500米左右的山顶上，再巍立三座300米左右的石墙式的巨大岩峰。
坎布拉丹霞地貌
坎布拉丹霞地貌多以奇峰、方山、洞穴、峭壁为 其主要地貌特征。大型山体如住状、塔形、城堡，陡峭直立，雄伟壮观，气宇非凡。小尺度的造型地貌似巨人、兽类，各种造型等栩栩如生，形态千奇百怪，有鬼斧神工之妙。
老君山丹霞地貌
云南丽江县的黎明，离县城120多公里。有200多平方公里的丹霞地貌，是我国西南区最大的丹霞地貌群。 传说太上老君曾在离这里不远的老君山上炼丹，那窜动不灭的火焰一直蔓延至此，于是就有了这一片色赛丹珠的红色砂岩。它镶嵌在莽莽森林的万绿丛中，显得更加璀璨夺目。
