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科普丨不是喀斯特,不逊喀斯特的石灰岩地貌奇观

 贵理工涛声涛影 2020-01-29

不是喀斯特,不逊喀斯特的石灰岩地貌奇观

撰文︱范晓   摄影︱范晓

19世纪末,欧洲学者在今斯洛文尼亚的喀斯特高原,研究石灰岩的溶蚀作用及其地貌以来,喀斯特,几乎成了石灰岩地貌景观的代名词。

在地球上的各种岩石中,石灰岩是一种易于溶解的岩石。这是因为石灰岩主要由方解石这种矿物构成,而方解石的化学成分是碳酸钙(CaCO3)。如果水中有足够的二氧化碳,它和水结合会形成碳酸,并很容易对石灰岩进行溶蚀,从而形成溶洞、峰丛、石林等典型的喀斯特地貌,它们主要是化学溶蚀的结果。

所以,石灰岩的存在,是形成喀斯特地貌的物质基础。因为石灰岩的化学成分为碳酸钙,所以它也被称为碳酸盐岩。碳酸盐岩不只有石灰岩,它还包括主要由白云石(碳酸钙镁,CaMg(CO3)2)组成的白云岩,以及石灰岩和白云岩之间的过渡类型——白云质灰岩等。为行文简便,下文主要用石灰岩来概称碳酸盐岩。

喀斯特地貌由石灰岩形成;但石灰岩形成的地貌,不一定都是喀斯特地貌。

因为,喀斯特地貌的形成,不仅要有石灰岩,还需要适宜的气候、丰沛的降水、充足的二氧化碳来源,以及稳定的地质构造环境。

在比较干冷的气候环境下,缺乏水作为媒介,而且稀薄的植被和土壤层难以提供大量的二氧化碳;如果地壳运动又比较强烈,山脉快速隆升,即使有溶蚀作用,也来不及对地表的石灰岩进行充分细致的雕刻,山体就已快速抬升。这种情况下,石灰岩地貌的形成,主要源于寒冻风化、冰雪侵蚀、重力崩塌、流水冲刷等物理风化或机械侵蚀,而不是化学溶蚀,笔者称之为非喀斯特的石灰岩地貌。它的成因与地貌形态,和典型的喀斯特有很大不同。

在青藏高原及其边缘山地,这种非喀斯特的石灰岩地貌有广泛分布。在物理风化作用下,石灰岩与砂岩、泥岩等岩石相比,显得更为坚硬,抗风化能力更强,常常形成突出于周边山岭的奇峭壮丽的山峰,其景观的魅力,并不逊于华南“桂林山水”那样的喀斯特石灰岩地貌。

青藏高原东部之川西高原的非喀斯特石灰岩地貌。石灰岩山峰突出于周围的砂岩、板岩之上。

笔者在川西高原从事区域地质调查时,常常要把这些灰岩体作为路线观察和定点控制的标志岩层。由于这些灰岩体常常出露在山脊附近,因此也经常要攀登近千米的高度,才能抵达目标。

在地质时代的海洋盆地中,这些石灰岩往往是在海洋中的山岭顶部之浅水台地形成的沉积,所以有地质学家将这些石灰岩体直接称为“海山”。这些石灰岩体多由古生物礁构成,有较丰富的化石,在川西高原,主要是距今2.2亿年左右的三叠纪晚期的石灰岩。

甘肃南部迭山的非喀斯特石灰岩地貌。迭山山脉位于青藏高原东北缘向黄土高原的过渡带,处在迭部、卓尼、岷县、宕昌之间,是洮河与白龙江的分水岭。构成山岭的是距今2.5亿年左右的三叠纪早期的石灰岩。

甘肃迭部县境内的扎尕那山,属于迭山山脉的一部分,曾被《中国国家地理》杂志评为“中国十大非著名山峰”之一。实际上,它是著名的非喀斯特石灰岩山峰。

青藏高原东缘的岷山山脉,九寨沟与黄龙之间的红星岩,非喀斯特石灰岩山峰。

青藏高原东缘的岷山山脉,四川九寨沟源头的非喀斯特石灰岩山地。

青藏高原腹地西藏丁青县境内的孜珠山,非喀斯特石灰岩地貌,但山上残留有早期喀斯特作用形成的溶洞残迹——穿洞。孜珠山景观奇特,被奉为西藏苯教神山,依山建有孜珠寺。图片据才华烨

笔者在青藏高原的野外地质调查中,曾于西藏江达至昌都的沿线,也见到过类似孜珠山的、残留有穿洞的石灰岩地貌。在四川白玉县境内,笔者还曾见到石灰岩与砂岩接触处残存的深不可测的喀斯特竖井。

青藏高原在抬升成为平均海拔4000米以上的“世界屋脊”之前,曾经有一个海拔在一两千米以下的准平原时期,当时曾发育有喀斯特地貌,但形成现今的高原以来,地表的喀斯特溶蚀作用已很微弱甚至停止,并代之以高山寒冻物理风化。

中国著名的地质地貌学家崔之久先生,曾对青藏高原的喀斯特地貌作过研究。根据他对高原范围内残存的喀斯特溶洞的洞穴沉积的年代测定,其年代最晚也止于约260万年以前的新近纪。这是耐人寻味的。

也可以说,青藏高原的喀斯特地貌是过去时(源自地下深处溶蚀,由泉水在地表形成的钙华堆积除外),仅局部残存遗迹;高山寒冻风化的非喀斯特石灰岩地貌是现在进行时,也是当下青藏高原的典型石灰岩地貌。

青藏高原东南缘,云南哈巴雪山东北侧鲁子拉的非喀斯特石灰岩山峰群。具有典型的高山寒冻风化特征。

由云南石鼓附近的金沙江河谷,向东北方向眺望玉龙雪山的非喀斯特石灰岩山峰群,主要特征为冰雪侵蚀形成的角峰、刃脊等。

青藏高原东南缘,四川稻城亚丁,冰雪侵蚀形成的非喀斯特石灰岩山峰。

北太行山,河北涞源白石山,非喀斯特的白云岩塔峰地貌。白云岩形成于距今10亿年左右的元古代,地貌主要由第四纪以来的寒冻风化、流水侵蚀、重力崩塌等作用造就。

山西太岳山,古生代石灰岩形成非喀斯特曲流峡谷地貌。 

新疆天山,独库公路沿线的非喀斯特石灰岩地貌。

从空中看新疆天山的非喀斯特石灰岩山地。

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