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真实的甘肃黄河石林什么样?石林景观都是怎么形成的?
发布时间:2022-03-02     作者:   来源:科普中国   分享到:

2021年5月22日上午,在甘肃省白银市景泰县黄河石林举行的一场马拉松百公里越野赛遭遇极端天气,导致多人死伤,引起社会广泛关注。除了关注如何提高应对极端气候防灾自救的能力外,人们也对黄河石林产生了兴趣。黄河石林究竟是怎样的地质地貌?它与我们熟知的云南石林有什么区别呢?地球上还有哪些独特的石林景观呢?

《地质大辞典》中对石林一词的解释为:“由密集林立的锥柱状、锥状、塔状石灰岩体组合成的景观。”然而,目前有很多并非是石灰岩体形成的类似景观也被称作石林。这种地质景观不仅分布广泛,而且类型多样。根据形成原因不同,主要分为砂砾岩石林、花岗岩石林、石灰岩石林等。

砂砾岩石林

在甘肃省白银市景泰县东南部的龙湾村,黄河在这里拐了个大弯,河岸边满是大小不一的鹅卵石以及高矮起伏的小山。在面积约50平方千米的范围内,纵横交错的沟谷将山峰切割得七零八落。远观,这些山仿佛如黄土一般,颜色灰黄,给人以无限苍凉之感。近看,大大小小的石柱高耸入云,平均高度约80米,最高者可达200米以上,摇摇欲坠,让人心惊胆战。成龙和金喜善主演的电影《神话》曾在此取景,影片中于荣光饰演的叛将与成龙饰演的蒙毅将军之间的一场恶战,就在此拍摄。

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黄河石林(图片源自:www.chinahhsl.cn)

这里的石林是由砂砾岩组成,论地层年代它们属于第四系-更新统-五泉山组,距今一百多万年前堆积而成。这种岩石为浅红色,为粘土质粉砂胶结而成,比较坚实,其中含有大量的砾石,磨圆度较差,以次棱角的砾石为主,而且砾石大小混杂,排列没有一定的方向,砾径一般为1~4厘米,最大砾径可达40~50厘米。原本水平的砂砾岩层在区域构造运动的影响下,发育多组垂直节理,岩石本身的热胀冷缩、冰雪的冻融作用、雨水的溶蚀以及风力的侵蚀都会促进岩石的崩塌破坏,并最终形成这片规模宏大、景色优美的黄河石林。通过对黄河石林的研究,地质学家可以获取更多有关黄河上游地区新构造运动变化、黄河的形成时代与演化、干旱区地貌发展演化等信息。

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黄河石林(图片源自:www.chinahhsl.cn)

国外也有类似的景观。在塞尔维亚东南部的库尔舒利亚市有一个被称为“魔鬼城”的地方,成片分布的石柱拔地而起,高矮不一,如同烟囱一样,低的约2米,高的可达15米,宽度在4-6米不等,数量多达202个。每一根石柱顶端都压着一块黑色岩石,恰似带着帽子的怪物。每当夜幕降临之时,呼啸的狂风扑面而来,眼前的这些石柱就会发出如泣如诉的呼啸声。其实,塞尔维亚的怪石柱都是出自于大自然之手,一切关于魔鬼的故事都是耸人听闻的传说而已。数百万年来,厚厚的沉积岩在长期的风吹与流水侵蚀作用下,形成深浅不一的沟壑,岩石沿着垂直节理垮塌形成陡壁,松散的岩块被流水冲走,坚硬的部分屹立不倒,最终形成鳞次栉比的石柱。距离“魔鬼城”不远处,有一条流水潺潺的小溪,溪水呈现出不同寻常的橘红色,原因就在于流水侵蚀山上的沉积岩时,大量地溶解了其中的铁离子,被氧化之后就变得如同血色。这也恰恰证明了“魔鬼城”的成因与流水侵蚀密切相关。

花岗岩石林

地处大兴安岭山脉、燕山山脉、浑善达克沙地三大地貌结合部的内蒙古克什克腾旗,分布着一片面积约5平方公里的阿斯哈图石林。这里到处是千姿百态的岩石,有高大的石柱、石塔,还有低矮的石笋和陡峭的石墙,当你来到这片石林时,就像走进了一座壁垒森严的古战场,那一块块突兀峥嵘的巨石就像战场上厮杀的千军万马,令人不寒而栗。

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阿斯哈图石林

(图片源自:www.chifeng.gov.cn)

虽然这里的岩石都分布着横向的纹理,看起来就像是沉积岩的层理,但其实差异很大。阿斯哈图石林的岩石是花岗岩,它是岩浆在地表以下凝结形成的深层侵入岩,形成于距今1.37亿年的晚侏罗世,但后来被冰川覆盖,经过了冰川的侵蚀作用,一部分岩石崩裂被带走,只有一部分位于山顶或山脊的岩石残留下来,所以形成了独特的冰川石林,既有花岗岩地貌的特征,还具有冰川地貌的特征,属于第四纪冰川遗迹。其中最具代表性的是一根基座周长21米、高26米、直径约6米的巨大石柱,从远处看它呈现出明显的“L”形,传说这里是成吉思汗行军途中歇息时拴马的地方,所以得名“拴马桩”。

类似于阿斯哈图石林的地貌并不多见,但在我国北部、东北部却集中分布有多处。内蒙古阿尔山市的玫瑰峰花岗岩石林、黑龙江省伊春市花岗岩石林都十分典型,具有重要的科研价值及旅游观赏价值,现在均已建成国家地质公园。

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阿斯哈图石林(图片源自:www.cyzq.gov.cn)

石灰岩石林

在我国云南一直流传着阿诗玛的传说。美丽的姑娘阿诗玛原本与青梅竹马的阿黑订了婚,不料竟遭到财主儿子来抢亲,为了救出阿诗玛,阿黑与财主父子斗智斗勇,历经了磨难,更不幸的是,阿诗玛却在过河时被洪水冲走了。最后,阿诗玛变成了一座石峰,无论风霜雨雪,她都坚守在那里翘首以盼,等待着阿黑哥的到来,无论你怎么喊她,她都会用同样的回声来回答你。据说,现在还完好地保存着那座石峰。

阿诗玛的传说悲怆而又感人,当我们走进云南石林,看到那些鬼斧神工、栩栩如生的奇山怪石,更会多一份惊讶和赞叹。云南石林位于昆明市石林彝族自治县境内,在面积约400平方公里的范围内,分布着不计其数的石柱,高度为20~50米不等,有些类似人像,有些貌若怪兽,造型各异,千姿百态,远远望去犹如一片森林,石林之名便由此而来。

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云南石林(摄影:马志飞)

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云南石林(摄影:马志飞)

从成因上看,云南石林属于典型的岩溶景观,由于我国西南部的云南、贵州、广西等地分布着大量的石灰岩,地表水及地下水沿着石灰岩表面及节理裂隙不断溶蚀,常常会形成溶沟石牙、溶蚀洼地、峰林、石林等各种岩溶景观,桂林山水、云南石林都是其中的典型代表。在距今2.7亿年前后的晚古生代二叠纪,云南石林这一带为滨海-浅海环境,沉积了上千米厚度的石灰岩、白云岩等碳酸盐岩,为石林的形成塑造了物质基础,而后经过长期的地壳运动,此地抬升变成陆地,在地表水及地下水的溶蚀作用下,最终形成了如今美丽的石林地貌。

石灰岩石林的形成过程

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(图片源自:《地球科学大辞典》)

我国与之类似的石林还有四川省南部宜宾市兴文世界地质公园、福建省西部宁化县境内的天鹅洞岩溶国家地质公园、湖南古丈红石林国家地质公园等地。

国外也有一些比较特殊的石林地貌。1658年,欧洲荷兰的探险家来到澳大利亚西部珀斯市西北大约200公里的海岸附近,发现离海岸不远处的一片黄色的沙漠中,久经风霜的尖顶石柱拔地而起,就好像是一片干枯的丛林,他们以为发现了一座远古时代的城市废墟。几百年过去了,竟然没什么人再留意到它,直到1934年,有人对这里进行实地考察时才真正注意到它的与众不同。这些石柱大小高低各不相同,最高可达3.5米,低的可能只是露出个头而已,当你身临其境时就会发现,它们看起来更像是科幻电影中的东西,脚下仿佛是一片外星球的土地。1967年澳大利亚当地政府将其划为保护区,几十年后又把它合并入南邦国家公园,此后人们才慢慢揭开了它的神秘面纱,这就是著名的尖峰石阵,也有人称之为尖峰石塔、沙漠岩塔。

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澳大利亚的尖峰石阵(图片来源:pixabay.com)

科学家研究发现,这些石柱都是石灰岩,它们的原料来自于早期海洋中的贝壳、珊瑚之类的生物。在数百万年以前,这些富含碳酸钙的海洋贝壳被海浪打碎,然后被吹到陆地上形成流动的沙丘。由于雨水的作用,石灰质逐渐被冲到沙丘的底部,而地表留下的是石英质的沙子,当植物在沙子上面生长时,它们的根系将沙丘撑开了裂缝,促使石灰质伴随着水的流动在裂缝中逐渐聚集,历经漫长的时光然后固结成为石灰岩。直到后来海风吹走了上面的沙砾,逐渐把下面的石灰岩柱显露出来。在某些石柱上面,还能观察到交错层理结构,科学家们认为,这恰恰表明在最初的石灰岩床形成之时,盛行的风向发生了变化所致。实际上,直到现在科学家们仍然对这个问题存在着争论,但主流的观点始终认为,植物在尖峰石阵的形成过程中发挥了重要作用。

无论是砂砾岩石林,还是花岗岩石林、石灰岩石林,它们都如同鬼斧神工的天然雕塑,向我们展现了大自然神奇的魔力。当我们置身于石林之中,才能真真切切地感受到什么叫“以柔克刚”,正是那柔弱的风和流水的长期侵蚀,才将坚硬的岩石变成了千峰竞秀、危峰兀立的地质奇观。其中,砂砾岩石林的岩层垂直节理及断裂特别发育;花岗岩石林既有垂直节理,也有水平节理,并常伴有冰川活动遗迹;石灰岩石林中岩溶现象显著,裂隙和孔洞数量众多。依据这些突出特点,我们既能区分石林的不同类型,也能仔细品味它们各有千秋的魅力。


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