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地质公园,不再傻傻看糊涂转  

2016-12-25 00:33:11|  分类: 16风景名胜古迹 |  标签: |举报 |字号 订阅

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   在长达数十亿年的变迁中,地球在不断地改变着自身的模样,来自地球内部的地壳运动和来自外部的阳光、雨水、风等诸多因素的共同作用,创造了一个又一个奇特的自然景观,也在我们的地球上留下了无数如诗如画的美景。当你身临其境,亲眼目睹这些高耸入云的山岭,或是飞流直下的瀑布时,你会有何感触?能够像李白、杜甫那样触景生情、挥毫写下千古名句的人实在太少,但如果你惊讶得下巴掉到了地上,而嘴里只会喊出“哇塞”“真牛”“太美了”“太壮观了”这样的惊叹,会不会太low?倘若我们掌握点儿地质知识,随口蹦出几个类似于“断崖”“壶穴”“褶皱”“岩溶”这样的专业术语,有没有立马高大上起来的赶脚?~

地质公园,不再傻傻看糊涂转 - 高级工程师 - 莺歌燕舞

江西龙虎山世界地质公园

地质公园,是学习地质知识最好的天然博物馆。首先,它具有一定的美学价值,可供游客参观游玩;其次,它是以地质为主题的公园,而非纯粹的风景名胜,此二者缺一不可。纵览全球,截至目前,联合国教科文组织世界地质公园网络(GGN)共有120个成员,其中我国就有33个。这还不算,我国的国家级地质公园,就有200多个。尽管它们数量众多,景观类型也多种多样,但归纳起来也有规律可循:奇山、怪石、峡谷、流水、溶洞,诸如此类,大同小异。

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国家地质公园分布图

接下来,我们就以云台山世界地质公园为例,来场虚拟旅行,一起学习下如何正确游览地质公园。

奇山——地到无边天做界,山登绝顶我为峰

我国是一个多山的国家,有东西走向的天山、阴山,有南北走向的横断山脉,还有呈弧形的喜马拉雅山脉,高低起伏,连绵不断,恰似一条条巨龙,盘亘在祖国大地上。在众多山脉中,真正吸引大家目光的,还是那些集自然风光和科普知识于一体的山峰,最著名的当属“五岳名山”,它们各具特色,泰山之雄、华山之险、衡山之秀、恒山之幽、嵩山之峻名闻天下。

而云台山,号称是集“雄、险、秀、幽、奇”于一身,好吧,我们不讨论它是不是夸张了点,竟敢超越了五岳名山,但不得不承认,既然它能跻身于世界地质公园之列,自然有其超凡脱俗之处。地质学家经过研究,给云台山独特的地质条件专门赋予一个专有名词——云台地貌。有何含义:太行山地区寒武系――奥陶系地层中形成的以“之”形长崖、线形长崖、环形长崖、台阶状长崖和瓮谷、围谷、悬沟、深切障谷为特色的滨海-浅海相碳酸岩地貌……额,你听懂了吗?没懂就对了,简单的理解,就是有断崖、有峡谷。

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丹崖断墙

拿这里最典型的景点丹崖断墙来说吧。这是一面陡立的悬崖,自上而下仿佛刀切一般,笔直、平滑。然而,它并非人工切割,而是天然形成。在这里有一条自燕山运动以来多次活动的断层带,总断距超过了600米,而丹崖断墙只不过是该断层最新一次活动形成的断层面,由紫红色石英砂岩构成,长250米,高150米。崖墙下的一系列断阶,完整地体现了造山运动的过程,又展示了造山运动的伟大。

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断层示意图(分别为正断层、逆断层和平移断层)

怪石——横看成岭侧成峰,远近高低各不同

有山的地方,往往会有奇石。有奇石的地方,往往就会有故事。在云台山的红石峡景区内,有两块岩石跃出水面,远观之恰似一对恋人深情相吻,传说这是黑、白两位龙王的龙子和龙女的化身,人称“相吻石”。更有诗文赞美曰:“爱情永远不会老,于此相吻一万年”。面对传说,我只能呵呵。但话又说回来,如果没有如此美丽的传说故事,在人们的眼里它们就是两块普通的石头而已。即使是在地质学家眼中,它们也只不过是两块崩塌下来的岩石恰好叠放在一起而已。

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相吻石

在红石峡景区内还有一块悬在两座峭壁之间摇摇欲坠的岩石,如果你站在下方仰头观望,难免心惊肉跳,据说未婚男子在向自己喜爱的女子表白时,女方为了考验男子的诚意,就让他站在这块石头下面发誓,如若背叛爱情,愿葬身于石下。所以得名“试心石”。有人听了这样的故事之后调侃道:“如果真的那么灵,那天下的丈母娘挑女婿就容易多了,带他来到这里,一试便知是否真心,那岂不是很简单?”

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试心石

无独有偶,在挪威西南部的谢拉格山上,有一块只有5立方米的岩石,像一把楔子恰好镶嵌在两山之间,人称“谢拉格伯顿石”。它历经数千万年,依然屹立不倒,令人惊叹不已,人们称之为“奇迹石”。此二者可谓是异曲同工之妙,其成因应该也类似,从地质学的角度来说,它们都是岩石风化的结果。年复一年的四季变化,使得冰雪一年又一年周而复始地冻结、融化,渗入岩石的雪水在岩石裂隙中冻结膨胀,最终岩石崩裂成为岩屑,这种作用叫作冻融风化。“试心石”和“奇迹石”的形成,恰恰就是岩石崩裂遗留下的结果。

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挪威的“谢拉格伯顿石”

除此之外还有很多,人们关注的总是象形石,有的像猴子,有的像大象……如果仅仅停留于表面认识,那的确太低级了,我们不妨来见识点儿有难度的。

在云台天瀑不远处,还有一处奇怪的现象,在一片面积约500平方米水平的岩石地面上,能够清晰地看到很多起伏的波纹,就像是水面泛起的波浪被瞬间定格了一样,这些波浪的波长约60厘米,波高为6~15厘米不等,波脊为直线型。这又是如何形成的呢?导游可能会这么告诉你:传说古时候,女娲炼五色石补苍天时曾在这里杀死了一条为非作歹的黑龙,结果这里血流成河,波浪起伏,然后就凝固形成了波浪形的岩石。这故事,打死导游你也不信对吧?睁大眼睛瞧,其实,这是一处典型的沉积地貌,是一种可以登上教科书的标准素材,名曰“波痕”。

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波痕石

波痕,是由风、流水或波浪等作用于沉积物表面,所造成的起伏不平的波纹状痕迹。它一般形成于砂质、粉砂质岩层的顶面,但可在上覆岩层的底板上留下印模。因此,利用波痕可以确定岩层的顶底板。通过研究波痕的特征,地质学家能辨别出这是风成波痕、流水波痕还是浪成波痕;如果是流水波痕的话,还能辨别出当时流水的方向和速度。听起来挺牛的吧?

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风成波痕

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浪成波痕

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流水波痕

据地质学家研究,早在五亿多年前的寒武纪时期,此地在一片汪洋大海之中沉积形成了碳酸盐层,厚达数百米。在沉积过程中,由于受到海洋潮汐的作用,岩石表面就留下了丰富的波痕遗迹。后来又遭遇地壳抬升,残留下的波痕遗迹显露出来,给人类传递了重要信息。它告诉我们,五亿多年前的沉积作用发生于滨海或浅海环境中,这对地质学家的研究具有重要意义。

在云台山的红石峡景区,也能看到这样的波痕石——红石峡的主题碑的正面是景区简介,背面就是天然的波痕,也反映了当时古海洋的沉积环境,特征十分明显。

峡谷——山重水复疑无路,柳暗花明又一村

“峡”字本意就是两山夹水的地方,所谓峡谷,就是一种狭而深的河谷,两坡陡峭,横剖面呈“V”字形。峡谷以其幽深、险峻和充满了神秘而吸引了大量的探险爱好者。我国山川广布,峡谷沟壑自然也是多不胜数,比如著名的雅鲁藏布大峡谷、金沙江虎跳峡、长江三峡、怒江大峡谷、澜沧江梅里大峡谷、太鲁阁大峡谷等等。云台山世界地质公园也是以峡谷地貌而著称,其中分布着红石峡、青龙峡、峰林峡等诸多景点。

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红石峡

我们不妨看看红石峡,这是一条长约2000米的峡谷,深度超过60米,最宽的地方有30多米,最窄处只有几米而已,很多人见到过所谓的“一线天”就类似于此。

这里的砂岩中富含铁质,铁质矿物氧化后呈暗红色,使得整个崖壁仿佛被红霞染过一般,故而得名“红石峡”。它的形成很简单,就是内因和外因共同作用的结果。在大约10多亿年的地质变迁中,云台山经历了无数次的造山运动,地壳抬升使得岩石升出地表。不过,这只是内动力作用,要促使峡谷最终形成,还需一定的外动力地质作用,那就是流水。别小看那柔弱的流水,滴水可以穿石,能够以柔克刚,更可况是数千万年的流水冲刷?现在我们虽看不到山地的隆升和岩石的沉积过程,但还能看到崩腾不息的流水在改变着这里的地貌,置身于峡谷之中,看那潺潺流水,我们就能深切地感受到流水的巨大威力和沧海桑田的岁月变迁。

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红石峡谷横剖面示意图(据贾丽云等,2014年)

举一反三,我们就可以推测其他峡谷的成因。美国科罗拉多大峡谷在2007年8月与云台山与结为“姐妹”公园,它全长约446公里,最深处大约1.6公里,最宽处13公里,是世界上最著名的峡谷之一,而它的成因也与红石峡类似,是由于科罗拉多河穿流其中,常年冲刷的结果。

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科罗拉多大峡谷

流水——飞流直下三千尺,疑是银河落九天

对于自然景区而言,有了水,才会有灵气。与南方的小桥流水不同,北方降雨相对稀少,即使只有季节性流水或瀑布,也会深受游客喜爱。云天山的天瀑就是这样一道亮丽的风景,该瀑布垂直落差314米,雨季时的宽度约20米。由于河道遇到一段陡峭的断崖,大量的河水骤然跌落,仿佛白练垂空,水花四溅,气势磅礴,声如雷震,蔚为壮观。在雾气腾腾的瀑布之下,时常有彩虹闪耀其间,更是难得的奇景。云台天瀑落差之高位居迄今我国所发现的单级瀑布之冠,故而有“华夏第一瀑”之美誉。

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云台天瀑

来到此地,别只顾着拍照,最好观察一下它周边的环境,并思考一下它的成因。众所周知,瀑布的真正成因是河流+陡崖。要有瀑布,必须首先有河流。大自然的规律是“水往低处流”,所以河水总是会沿着地势最低的方向前进,虽然曲折迂回,但它的纵断面(也就是坡度曲线)应该是一道相对平滑的弧线。但是,当流动的河水经过陡坡或悬崖时,这条弧线就会被打破,形成近乎垂直倾泻而下的水流,这就是瀑布,也有人称之为跌水。瀑布所在之地往往会成为著名的风景区,如我国最大的瀑布黄果树瀑布,黄河上游的壶口瀑布,江西庐山的香炉峰瀑布等。云台天瀑的成因也是如此,它的断崖是一处三面环壁、一面开放的围谷,崖壁陡峭,落差高达300~360米,所以能形成如此壮观的美景。

流水创造了瀑布,但流水也终究会消灭这样的美景。正所谓“水滴石穿”,流水是改变地球外表特征最强大的力量,天长日久的冲刷和侵蚀,促使瀑布所在的悬崖不断地坍塌,使得瀑布向上游方向后退并降低高度,直到瀑布消失,最后的结果依然是:河流纵断面趋向于一道相对平滑的弧线。当然,这是一个十分漫长的过程,可能要历经数万年甚至数百万年的时间。

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瀑布成因示意图(据张绪教等,2011年)

更有意思的是,就在云台天瀑的顶端,大约位于瀑布口处,有一个圆形的天然大石坑,口径约2米,深约3米,其中的水清澈得能一眼看到坑底堆积的美丽鹅卵石。传说这里是天上的仙女洗澡的地方,人们称之为“天池”,但与长白山的天池比起来它的规模也太小了点,倒不如说是“仙女洗澡盆”更形象一点。每当盛夏季节,汛期雨水频繁,天瀑的水量突然增大,这个坑里面的鹅卵石就会偶尔顺着瀑布流水从天而降,喜欢听传说的人则更愿意相信,这是仙女洗澡时怕有人偷窥而扔出来的“防狼利器”,哈,如此说来倒是也似乎合情合理!

如果我们揭开了这个秘密,告诉你所谓的仙女并不存在,你也别想偷窥到仙女洗澡,那你会不会很郁闷呢?不用伤心,地质学里的解释也是蛮有趣的。这种圆形凹坑,我们称之为“壶穴”。壶穴是河流上游经常出现的一种地理特征。汛期时,雨水令河水流量增加,带动上游的石块向下游流动。当石块遇到河床上的岩石凹处无法前进时,会被水流带动而打转。急流漩涡夹带砾石长时间地磨蚀河床,就会在基岩河床上形成近似壶形的凹坑。那所谓的仙女扔出的鹅卵石,恰恰是壶穴形成的证据,正是这些砾石不断被“扔出去”,才造就了“仙女洗澡盆”。

其实,世界上很多地方都存在这种特殊的地貌,在我国的浙江磐安大盘山地质公园、河北保定顺平县白银坨景区、邢台天河山以及台湾基隆河等地,还发现有多处规模较大的壶穴群。

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北京延庆白龙潭壶穴

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台湾基隆河的壶穴

由于天瀑垂直落差很大,哪怕是很小一块砾石飞落而下,也有可能给人体造成伤害,所以,在观赏这个瀑布时,游客还是要提高警惕,注意安全。

湖泊——湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨

从太空俯瞰内陆大地,可以清晰地看到一潭潭波光粼粼的水域,就仿佛是一颗颗明珠,镶嵌在祖国母亲的胸前,这就是湖泊。生活在青藏高原等内陆地区的人们很少能见到大海,当他们看到这辽阔无边的湖泊时,就亲切地称呼它们为“海子”,意思就是“海洋的儿子”,把它们当成大海来看待。

云台山地质公园里最著名的湖泊是子房湖,该湖泊十分狭长,全长约4000米,东西宽只有200米左右,平均水深50米。湖水清澈见底,周围是重峦叠嶂,青山与绿水相映成趣。据说,汉代著名谋士张良(字子房)在帮助刘邦建立东汉政权后隐退到此,故而此地得名“子房湖”。

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曾隐居在云台山的张良

当泛舟于平静的湖水之上时,你是否想过它是如何形成的?我国的湖泊不仅众多,而且成因也多种多样,有些湖泊是沿地壳运动产生的断裂下陷而形成的,如云南的滇池;有些是火山口贮水形成的,如长白山上的天池;有些是冰川挖蚀形成的坑洼积水而成的,如新疆阜康天池;还有些是大风侵蚀沙漠造成洼地而后汇水形成的,如甘肃敦煌附近美丽的月牙湖。子房湖当属于哪一种类型呢?传说很早以前,这里只是一个很小的水坑,当年的张良解甲归田隐居山林之后,将他战马的马鞍放到了水坑边,不料后来马鞍化作一块岩石,淹没在了湖底。

到了20世纪60年代,当地政府在这里修建了一座大坝,蓄水之后这里成了一座水库。毛泽东曾在一首词中写有“高峡出平湖”的名句,意思是在长江中修建堤坝截断江水,然后水坝上游原来高峡间的河流将变为平静的大湖。说白了,子房湖是典型的“高峡出平湖”,湖面夹在一条山谷之中,人工修建大坝之后就成了类似于三峡大坝蓄水之后的效果。

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子房湖大坝

溶洞——天生一个仙人洞,无限风光在险峰

岩溶、喀斯特地貌,很多人都很熟悉,桂林山水、云南石林都以岩溶地貌而著称。在自然界中,石灰岩、大理岩、白云岩等碳酸盐类岩石最容易发生岩溶现象。构成这类岩石成分的碳酸钙在含有二氧化碳的水的作用下,溶解为钙离子和重碳酸根离子而被水带走。所以,碳酸盐类岩石在特定的地质条件与气候条件,以及诸如流水侵蚀等各种机械作用下,易于产生大小不一的空洞和各种形态的岩溶地形。

云台山的青龙峡景区有个三官洞,洞深约1700米,其中最大的洞庭能够容纳300多人,洞内有瀑、有潭,还有形态各异的石钟乳和石笋,看到这些想必你就能立即意识到这就是所谓的岩溶地貌。可还有些特殊的岩溶现象并非一眼就能识别出来。

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龙凤壁

云台山的潭瀑峡景区内有一片悬崖绝壁,三面环山,只有一面敞口,而在崖壁上喷涌而出的流水自40多米高处飞奔而下,形成一道美丽的瀑布奇观。它只是一道瀑布这么简单么?非也!仔细观察就会发现,它与普通的瀑布有很大不同,前文说到的瀑布是河流遇到了断崖而成的,而这里的流水是从崖壁中间喷出来的,也就是说这里是暗河!简单地说,就是暗河的侧蚀、溶蚀和重力崩塌作用,造就了这种三面绝壁、一面开放、口小肚大、形如瓮状的瓮谷。更深入的研究发现,其实这也是一种岩溶现象。

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溶蚀型瀑布发育示意图(据赵逊等,2005年)

这里沉积的有易于发生溶蚀现象的白云岩和相对不透水的泥灰岩,岩层倾角较小,近乎于水平状态。当大气降水和地表水顺着岩石中的构造裂隙下渗时,遇到白云岩就会慢慢溶蚀形成空洞,而一旦遇到相对不透水的泥灰岩,流水难以继续向下,便不得不改成水平前进,顺着白云岩和泥灰岩的界面流动,透过溶洞倾泻而出,于是就在悬崖上形成了瀑布,地质学家称之为“悬挂泉”。日后再看到这样的瀑布,我们应该反射性地想到它背后有溶洞和暗河。

古人云:“智者乐山,仁者乐水”。据说古时候有位禅宗大师曾提出过参禅的三重境界:参禅之初,看山是山,看水是水;禅有悟时,看山不是山,看水不是水;禅中彻悟,看山仍然是山,看水仍然是水。按照这种说法,我们绝大多数人都难以达到其中的第三种境界。但作为一枚“文化人”,我们至少应力争达到第二种境界,通过观察山水,能够想到它背后的科学成因,而不是仅仅停留在导游忽悠你的那些鬼怪传说故事中。

有地质学者这样总结:“如果说山地隆升是地貌景观发育的前提条件,岩石地层分布是其发育的物质基础,那么古气候、水动力与重力崩塌作用等则是地貌景观形成的塑造者。”了解了这些知识,你再去游览地质公园的时候,是否能收获得更多呢?(来源:蝌蚪五线谱



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