吕洪波
江西灵山环形山花岗岩表面发现多边形龟裂微地貌景观 精选
2020-9-15 20:15
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标签:江西, 灵山, 环形山, 花岗岩, 多边形龟裂

江西灵山环形山花岗岩表面的多边形龟裂

       江西上饶市城区西北有一座陡峭的花岗岩山--灵山。其独特的环形山体吸引了无数旅游爱好者和猎陨者的目光,已经成为江西重要的风景名胜区。先看看前人的介绍吧!

    灵山花岗岩形成于一亿多年前的早白垩世,主要为粗粒黑云母花岗岩。侵入冷凝后随着造山运动而抬升,造山带遭受剥蚀导致灵山岩体出露地表,呈现为圆形花岗岩体。中间风化严重而侵蚀为低洼盆地,仅仅外围一圈花岗岩保留为陡峭的山脊,形成典型的环形山。从卫星照片上就可见其环形特征,很像陨石撞击坑,曾经吸引很多人去寻找陨石,但至今尚未发现任何陨石撞击的证据。

         20190319日,我有幸考察了江西省灵山地质公园。我对灵山地质公园感兴趣主要基于两个目的:一是看看是否有陨石坑证据,另一个是看看灵山花岗岩露头是否发育盐风化地貌。结果因为时间紧没有深入考察是否有冲击变质及其相关矿物,也没发现典型的盐风化穴。

    灵山为何没见盐风化穴?仔细考虑一下就理解了,因为灵山年降雨量超过2000mm,空气湿润干净,空中缺少盐分尘埃,偶尔的粉尘落地也被降水冲走,所以盐风化作用不明显。

    意外的收获是发现另一种微地貌景观:花岗岩表面多边形龟裂(polygonal cracks)。十几年前我就在青岛崂山发现花岗岩表面多边形开裂,当时觉得很是奇怪,但一直未能破解其成因。这次在灵山环形山体陡坡花岗岩露头表面却广泛分布,一下子引起了我的兴趣。

    这种微地貌景观在国内地学界还未见研究先例,也没见媒体披露。国外例子也不多,如美国约塞米蒂花岗岩表面的龟裂就有研究报道。灵山花岗岩表面的多边形开裂如此丰富,其形成机理如何?具有什么样的环境意义?下面就利用灵山花岗岩露头照片进行简单的探讨!

多边形龟裂特征及其环境意义:

    第一:龟裂发育在花岗岩大岩块表面,呈现出多边形网格状,以四边形、五边形居多,而且常见弧形弯曲延伸。开裂延伸有两个优势方向,其中一组为主,另一组受限。

    第二:所有开裂都与岩石露头表面垂直,深度约为几厘米,同一面上开裂深度一致。

    第三:裂缝间距从十多厘米到五十厘米不等,但间距大者开裂深度也大,二者正相关。

    第四:多边形开裂处岩石表面已经下凹,说明开裂导致岩石边角的进一步圆化,已经经历了很长时间的日常风化,因此多边形龟裂是过去气候事件的记录。

    根据上述特征判断:开裂因花岗岩露头表面遭受温度变化所致。虽然国外学者计算理论上日温差可以造成开裂,但本文作者认为这些开裂非现在日常温变所致,而是更新世末期到全新世早期冰缘气候阶段的产物。那时冬季至少零下十几度的低温和夏季白天几十度的高温之巨大的年较差引起的热应力足以引发岩石表面开裂,而灵山一带地形导致的降水频发(常常引发冻雨)更加剧了花岗岩表面的热胀冷缩。因此,灵山花岗岩表面的多边形龟裂是过去冰缘气候带下温度剧烈变化的历史记录,是重要的地质遗迹,也是一种独特的微地貌景观。

    灵山为何叫灵山?自有其历史文化渊源。然而,我的理解是:地表浑圆状的花岗岩露头(包括石蛋)表面发育了大量的多边形龟裂,如同成群的灵龟附着在陡峭的山坡之上慢慢地向上爬行,诉说着过去“寒冷”的冰缘气候历史。这个历史造就了灵山独一无二的微地貌景观。正可谓:

   几分寒意随风去,一片灵龟上山来!


进一步研究建议:

    一是对该多边形龟裂进行详细的观测记录,二是对重要的花岗岩露头进行暴露年龄计算(如:采集表面石英颗粒进行宇宙成因核素测试定年),最终确定江西灵山一带冰缘地貌发育的主要时段。这项工作对中国东部特别是江西一带古气候恢复具有重要的意义。朋友们如果在其他地方发现类似的微地貌景观,敬请发出来分享!

    再放几张灵山花岗岩球状风化露头照片,供朋友们深入理解球状风化作用的特征。

    江西灵山地质公园管委为本次考察提供了方便和帮助,借此机会特致谢意!

吕洪波

2020.09.15

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