《地质之美》：知地质美 更知其所以美（二）

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一砂一世界，一花一天堂，

一木一浮生，一方一净土 。

    

喀 斯 特 地 貌

       岩石遇水发生溶解称为岩溶。通常由碳酸盐、硫酸盐和氯化物构成的岩石溶解程度较高，称为可溶性岩石。可溶性岩石以石灰岩分布面积最大，约占全球陆地总面积的15%。1893 年，司威依奇（Jovan Cviji?）在对斯洛文尼亚与意大利边境附近的石灰岩高原进行研究时，发现这一地区溶蚀作用强烈、地貌独特，便将当地的村名“喀斯特（Karst）”来泛指溶蚀作用强烈的石灰岩地貌。

        石灰岩溶蚀可以形成千姿百态的峰丛、峰林、石林等。与此同时，石灰岩发育地区的水体中往往含有浓度较高的碳酸氢钙，在温度上升或压力急剧减小的环境，溶解于水中的碳酸氢钙会以碳酸钙的形式重新从水中沉淀析出，在比较开放的洞穴、裂隙等环境下形成石笋、钟乳石或者石灰华台地等形态特殊的地质景观。石灰岩在水的作用下发生溶蚀以及碳酸钙从水中沉淀析出是两个相反但互相依存的过程。在石灰岩广泛分布的地区，两种过程往往同时发生。喀斯特地貌在中国广泛分布，南方的广东、广西、云南、贵州、四川、重庆等地的喀斯特地貌更为集中和典型，由云南石林、贵州荔波、重庆武隆、广西桂林、贵州施秉、重庆金佛山和广西环江七地的喀斯特地貌已经以“中国南方喀斯特”的名义被集中列入世界自然遗产名录。

                         

峰 林 与 峰 丛

                               

       峰林与峰丛是重要的喀斯特地貌类型。由多个锥状或塔状的石灰岩山峰组成， 远望如林，称为石 林。两个或多个底部联为一体的石灰岩山峰称为峰丛。峰林与峰丛广泛分布在中国 南方喀斯特地区，其中典型实例有广西桂 林和贵州兴义。

桂林奇峰镇峰林

桂林会仙峰林

云 南 石 林

        石林是喀斯特地貌的另一重要类型，是由林立的锥柱状、椎状和塔状石灰岩岩体密集组合在一起构成的景观，以云南的路南石林和乃古石林最为典型。

 石灰岩柱与溶沟

云南乃古石林

阿诗玛

奇 异 的 钙 华

        石灰岩的主要成分是碳酸钙，在水和二氧化碳的共同作用下碳酸钙可以转化为可溶性的碳酸氢钙。这个过程是可逆的，在适当的物理化学条件下，特别是当水的温度升高时，水中的二氧化碳会迅速逃逸，使富含钙离子的岩溶水发生沉淀形成钙华。

美国西部的梦纳湖（Mono Lake）

这是一个火山喷发后火山中心塌陷形成的火山口湖。自火山湖形成至今数十万年来，周围的河水携带着从土壤中溶解的矿物质不断汇入湖中，湖水越来越咸， 碱性越来越大。现在的盐度是大洋海水的2.5 倍，碱度是大洋海水的80 倍

黄龙“聚宝盆”

溶  洞

        当地壳上升，地下水面下降，喀斯特洞穴脱离地下水位，形成干溶洞。自溶洞顶部向下次生的一种以碳酸钙为主的沉淀, 开始只成为一小突起附在洞顶，以后逐渐增长, 形成具有同心圆状结构的空管， 因状如钟乳，故称钟乳石。 当洞顶的水滴落到底板后， 形成由下而上增长的碳酸钙沉淀，形如笋状，称为石笋。如果钟乳石往下长，与对应的下方的石笋相连接后便形成石柱。不同的溶洞形成的钟乳石、石笋和石柱等千差万别。

 桂林七星岩溶洞

桂林七星岩溶洞

桂林的七星岩原是距今100 万年的一段古河道。洞分3 层：上层高于中层8 ～ 12m 残留的痕迹尚可辨认; 下层距中层1 ～ 10m，是仍在发育的地下河道

北京房山石花洞

北京房山石花洞

北京房山石花洞

北京房山石花洞

石花洞园区有各类岩溶洞穴30 余个，分布在大石河沿岸。洞穴位于距今4.9 亿 ~ 4.5 亿年间形成的石灰岩中，其中最著名的是石花洞和银狐洞。 洞穴是在距今十几万年前开始形成，是中国北方温带气候条件下岩溶洞穴的典型代表。洞穴内次生化学沉积物千姿百态，堪称溶洞的艺术殿堂

红 层 及 丹 霞 地 貌

       红层泛指所有地质时期形成的红色岩系，丹霞地貌是红层地貌中的特殊类型，主要指产状平缓、节理发育的陆相红层在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合作用下形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。

        1928 年，地质学家冯景兰先生将丹霞山 “绝崖陡壁”的红色砂砾岩称为“丹霞层”。1938 年，地质学家陈国达先生将丹霞山附近顶平坡直、绝壁悬崖的奇峰怪石称为丹霞地形。1978 年，中山大学曾昭璇教授将这种以丹霞山为典型，以丹崖峭壁、石峰林立为特点的红层地貌正式称之为“丹霞地貌”。 2010 年，联合国教科文组织正式将这种地貌称为“中国丹霞”。丹霞地貌在中国已经发现1200 余处，几乎遍布整个中国。

广东丹霞山

构成丹霞地貌的岩石为白垩系丹霞组的砂砾岩，形成时间为新近纪以后

广东丹霞山

承德磬锤峰（棒槌山）

由侏罗纪末期—白垩纪早期形成的红色砂砾岩构成。磬锤峰大约形成于300 万年前

张掖冰沟丹霞

张掖冰沟丹霞

青海坎布拉地质公园内的丹霞峰 丛

主要由距今大约3800 万年（始新世）的砂砾岩组成。这里的丹霞地貌大约开始形成

十几万年前，以奇峰、方山、洞穴、峭壁为主要特征

张掖彩色丘陵

由1 亿年前白垩纪早期的河湖相砂砾岩和泥岩组成。该景观常被称为“七彩丹霞”，也是陆相砂砾岩为主，形成时代也是中生代，但因为没有明显的陡崖坡和峰林，并不是严格意义上的丹霞地貌

张掖彩色丘陵

岩石中有钙质胶结物和石膏等易溶矿物，呈现出类似喀斯特特征的地貌

风 成 地 貌

风 蚀 地 貌

        风蚀地貌主要发育在干旱和半干旱地区，中国西北的沙漠、戈壁和黄土高原是典型的风蚀作用地区。风力的侵蚀表现在两个方面，一是强风本身就具有很强的动力对岩石进行直接的击打破坏；二是因其他原因风化崩解的岩石碎屑可被强风吹走，从而加速岩石的崩解风化过程。极端条件下形成的龙卷风或台风则可吹移巨大的石块。常见的风蚀地貌有风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀穴、风蚀洼地等。

甘肃玉门石油沟口的风蚀地貌

砾岩因风蚀作用和差异风化作用形成各种怪异的地貌景观，强风吹过时，会出现各种怪异的声响，被称为魔鬼城。西北地区许多魔鬼城都是类似成因

新疆和静县开都河附近的花岗岩（天山）

甘肃敦煌雅丹地貌中的“凤凰”

卫星照片上显示的雅丹地貌

犹如一群在大海中航行的舰艇（甘肃敦煌）

沙 漠 地 貌

       

       风沙吹蚀作用强烈，沙丘、沙垄等风积地貌广泛发育的地区称为沙漠。世界上最大的沙漠是位于非洲北部 的撒哈拉沙漠， 位于塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠为中国第一大沙漠。

沙漠驼铃（敦煌）

鸣沙山月牙泉

巴丹吉林沙漠卫星照片

风 的 搬 运

       

       空气的流动产生风。风有极强的搬运能力，可将松散的砂和尘土等吹起并携带到异地。风的搬运能力受风速、颗粒大小与形态、地形等多种因素控制。粒径小的砂粒可以搬运很远，粉尘和气溶胶颗粒可以随大气环流漂洋过海数百公里甚至上千公里。例如， 塔克拉玛干的沙尘暴可以轻易将大量扬尘带到日本。在前进过程中遇到障碍时，风的流动方式和速度都会改变，携带的砂粒便会沉积下来，形成沙丘、沙堆、沙垄等风积地貌，沙漠是最典型的风积地貌。空气中携带的粉砂或悬浮的尘土等在空气静止或流动较慢时会呈面状均匀沉降，我国西北的黄土高原大部分属于风积成因。

沙尘暴

2010 年4 月7 日诞生于蒙古高原的沙尘暴，气旋中心位于呼伦贝尔草原，这场巨大的沙尘暴携带的颗粒到达了北美五大湖区

2010 年4 月25 日诞生于

塔克拉玛干沙漠的沙尘暴

                                                     

                         

火 山 地 貌

                 

地球内部的岩浆沿地壳薄弱带或岩浆通道喷出地表的过程称为火山作用，它包括火山的喷发及火山物质堆积有关的沉积作用，还包括与火山喷发有关的岩浆侵入作用。

由火山活动与之相关的沉积作用、风化作用等形成的各种地貌称为火山地貌，包括各种类型的火山锥以及熔岩垄岗、熔岩台地、熔岩高原、熔岩瀑布、熔岩流、熔岩洞穴的。广义的火山地貌还包括熔岩型堰塞湖、湿地和火山口湖等。

含有大量水气的岩浆通常呈爆发式喷出，形成大量的火山碎屑，并沿火山口堆积成锥状，称为火山锥。

留尼汪岛火山喷发                 

 厄瓜多尔雷文塔多火山喷发    

火山岩六角柱状节理

 侵入到地表或近地表环境的岩浆有数百度高温 ，在逐渐冷却到正常温度的过程中会发生渐变收缩，最终形成柱状节理。一般多见于玄武岩和黑曜岩。香港世界地质公园中的火山岩为1.4亿年前火山爆发时喷出的酸性流纹质火山熔岩 ，熔岩层在冷却成岩期间出现规则的收缩，形成了今天所见的六角柱状节理。

                           

香港世界地质公园

香港世界地质公园

美国魔鬼峰

火山口与火山口湖

火山口是指火山喷出物在喷出口周围堆积，在地面上形成的环形坑。上大下小，常成漏斗状或碗状，一般位于火山锥顶端。火山口的深浅不等，一般不超过二三百米，直径约在1000m以内。火山口多年积水，可形成火山口湖。

五大连池世界地质公园

五大连池的火山喷气锥----全球罕见的火山珍品，是由一层层的乳状熔岩堆积而成，里面是钟乳状的空心，形似宝塔。在熔岩台地上高低错落，形如黑色宝塔的奇异熔岩凝结体。

注：本文资料来源于中国地质科学院苏德辰、孙爱萍所著《地质之美：经典地貌》。致谢！