|
甘肃省酒泉市正南方30千米处有一片至今鲜为人知的独特地貌——红色砂岩风化怪石地貌。由于地处祁连山北麓，很容易让人联想起风蚀地貌，但这确实不是风蚀地貌。 在距今4000万前的古近纪，酒泉地区曾经存在着一系列陆相小盆地，在炎热干旱的环境下形成了一套以红色砂岩为主的河流相地层，分布范围很广。后来，在祁连山隆起向北逆冲的过程中，这些红层褶皱掀斜，遭受剥蚀，南边部分红层被山脉掩埋，而最主要的部分被洪积扇与沙漠覆盖，仅有不足200平方千米的岩层在祁连山北麓青稞地周围出露地表，我们姑且称其为青稞地红层。 在现今西北干旱和温差较大的气候条件下，青稞地的（含砾）红色砂岩在长期遭受剥蚀的同时，也遭受了强烈的风化作用，其中以盐风化作用最为显著。盐风化（salt weathering）作用是以物理风化为主的表生作用，也叫盐晶生长作用（salt-crystal growth）。盐风化作用在干旱地区和海岸带表现最为显著，海岸带的盐风化作用往往形成蜂窝石构造（honeycomb structure）,而渗透性好的砂岩最容易遭受盐风化作用。青稞地的红色砂岩在古近纪形成时因环境炎热干旱以至于在碎屑颗粒之间有少量的盐类物质（如石膏、芒硝，甚至岩盐）保存，为盐风化提供了物质基础。这些（含砾）砂岩颗粒之间胶结不强，渗透性好，这就为盐风化提供了结构基础。祁连山北侧现今处于强烈的干旱环境更为盐风化作用提供了重要的气候条件。 每当夏天阵雨到来，红色砂岩的上表面便开始遭受雨水冲刷，部分雨水向下渗透，将砂岩靠近表层砂粒之间的少量盐分溶解并继续向下方渗透，最终多余的水就从岩石露头的避雨暴露面（往往是下表面）渗出并蒸发。日久天长，凡是遭受雨水冲刷的地方，盐分都被雨水带走，而没有遭受冲刷的地方却因反复渗透的来水和蒸发而致盐分过饱和而结晶。砂岩空隙中的盐分结晶对其周围的砂粒产生撑力，致使砂岩下表面靠近空气的砂粒首先被撑掉。如果每年短暂的雨季都导致一些砂岩暴露面的下方（或避雨侧面）脱落部分砂粒，多年持续作用后就导致这些部位凹进而形成风化穴（tafoni），而经常遭受雨水冲刷的地方反而相对突出了。这就是盐风化作用造成的差异风化现象，因岩石露头的不规则性和雨水冲刷方向与强弱的变化，时间长了就在砂岩露头区形成形态各异的微地貌景观：凹进去的部分为大小不等的洞穴，而突出的部分有的像狮子头，有的像象鼻子，形态诡异，引人遐想。这样的地貌统称为怪石地貌（hoodoos），这就是今天还鲜为人知的青稞地红色砂岩风化地貌。由于当地强烈的西北风长期对地表进行侵蚀，因此这类怪石地貌主要保存于山脊的东南侧。
值得注意的是，青稞地的怪石地貌不是风成地貌，其凹槽不是风蚀凹槽，而是盐风化造成的风化穴。这里的风化穴主要为上下延伸，而风蚀穴主要为横向延长，这种特征可以将其与风蚀凹槽区分开来。因为岩层以倾斜为主，也不能简单地归结为丹霞地貌，应该科学命名、合理开发并注意保护。 与著名的张掖丹霞和彩色丘陵地貌区相比，青稞地红层分布范围虽然不算太大，但岩层更红。张掖丹霞景区尚有灰色、黄色等其他颜色的地层相间出现，青稞地砂岩却基本上全部为赭红色。张掖丹霞和彩色丘陵的岩层形成于白垩纪，而青稞地红层形成于古近纪。张掖的砂岩是在炎热干旱为主的气候条件下形成的，其间也有湿热气候交替出现，而青稞地的砂岩却基本上完全是在炎热干旱的气候条件下形成的，缺少湿润气候的干扰。此外，张掖丹霞和彩色丘陵地貌主要展示的是大尺度的侵蚀地貌，而青稞地红层却以差异风化形成的数米级尺度的怪石地貌吸引眼球。
=================== 说明：本文部分内容发表在《科学画报》2014第一期上，感谢杨晗之编辑的盛情邀请、督促与合作。 感谢苏德辰研究员2013年08月带队考察青稞地风化地貌景区，感谢几位同仁的陪同。 参考文献： 吕洪波. 2014. 红岩怪石—酒泉青稞地。科学画报，2014（1）：38—39. 相关博文见：苏德辰的博文......西域记之“青稞地”的一天 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39317&do=blog&id=741426 http://blog.sciencenet.cn/blog-39040-781198.html 上一篇：构造地质学学术会议砍掉野外考察省却了什么？ 下一篇：学校运动会上老年组冠军的奖励 |
|
|
