赤峰大青山:谁在花岗岩上凿出“九缸十八锅”社会

科技日报 / / 2019-02-14 16:50

内蒙古赤峰市克什克腾旗内有一座山,名叫大青山,此山溪泉缠绕、峰耸入云,景色颇为秀丽。在大青山的山巅之上,有百余个像缸一样的石臼,当地人称为“九缸十八锅”。

这些生成于花岗岩之上的石臼,分布在山顶约1000平方米的范围内,它们虽然大小不一、形状各异,但都口小肚大。最大的一个石臼长10米、宽5米、深3米,里面有积土,一株白桦树茁壮生长其中,在白桦树周围,花草环绕,犹如一个巨型的天然盆景。

经地质学家考证,克什克腾旗大青山的石臼,是目前世界上发现的规模最大、类型最多、保存完好的石臼群。

关于“九缸十八锅”的形成,人们有着各种猜测:有人说,石臼是某些神秘力量留下来的;也有人认为石臼是风蚀作用导致的;还有科学家指出,这是冰川作用下形成的……

风化作用石臼产生?

“说起大青山石臼群,首先让我想到了我在格陵兰岛西南部海边开展地质调查时看到的情景,那里也分布着大量的异霞正长岩,并且这些岩石上也有大大小小、形状各异的坑洞,经过对其形成过程的分析,我们认定这些坑洞主要是在盐风化作用下形成的。我觉得大青山石臼群的形成与此类似,很可能也是盐风化作用导致的,或者至少盐风化作用起到了重要作用。”中国地质科学院矿产资源研究所研究员赵元艺告诉科技日报记者。

所谓盐风化作用是由于盐类的周期性结晶作用而造成地表岩石和建筑材料的破坏,形成诸如风化穴或蜂窝石构造等地貌景观。盐风化作用是差异风化的主要表现形式之一,而差异风化是指岩石矿物的抗风化能力不同最终导致表面凹凸不平。

中国地质大学教授田明中则认为大青山石臼群是风化作用造成的,但不是盐风化作用,而是物理风化作用。“因为花岗岩的矿物颗粒多数比较粗大,尤其在干旱、半干旱地区,遭受风吹日晒即物理风化是最强烈的,所以时间一长,花岗岩的颗粒就会一点点往下掉,久而久之,就形成了这种奇特的现象。”田明中说。

冰川融水冲出洞穴?

在距大青山不远处,有一地方叫阿斯哈图,那里分布有巨型石林,但那些石林与大青山的构造完全不同。在阿斯哈图的石林中也发现了小型的石臼。专家们在仔细分析后,提出了大青山石臼成因的另一个说法。

阿斯哈图地区和大青山地区有几个相同点,它们都是同一个时代的花岗岩,同一个时期被抬到相同的高度;不同的是阿斯哈图地区形成的石林比较丰富。两地区独特地貌的成因也很相似,有很多相同的地方,都是小型冰川作用造成的结果。

与此同时,地质专家们经过数次考察,注意到大青山周围有不少“U”字形的山谷,山顶上有很多突出的、边缘光滑的巨石。中国地质科学院地质研究所研究员韩同林曾表示,大青山地区在二三百万年以前,曾经被厚厚的一层冰川所覆盖,就像现在的南极那样,冰层可以达到几公里厚。如果冰层在山顶上有裂缝,冰川顶部融化的水就会沿着裂缝往下冲击,那样用不了多长时间,就可以将这种很坚硬的岩石冲出很多垂直于岩面的洞穴,因此,石臼也被称为“冰臼”。

尽管冰川学说得到了不少学者的支持,但质疑的声音也一直存在。北京大学教授崔之久就认为,克什克腾旗地区虽然发育过第四纪冰川,但其规模达不到形成“冰臼”所需要的水平。他认为,大青山的花岗岩石臼是由于风蚀作用加上水蚀作用共同形成的。

在对克什克腾旗地区进行了数年地质遗迹调查,并结合石臼的岩石特征、构造条件、气候、地理位置等综合因素进行分析后,崔之久认为,该地区花岗岩石臼的形成经历了从萌芽、初具外形、发育中期、成熟到衰亡5个阶段。花岗岩自身是一种易风化岩石,而特殊气候环境和水的侵蚀作用,促使了花岗岩石臼的萌芽。

大风剥蚀造就奇景?

风蚀说是解释“九缸十八锅”形成的另一种观点,理由是大青山处于盛行的西风带,这里一年有百余天会刮五六级的大风,风带长年累月会对花岗岩的表面进行剥蚀,从而形成了大青山石臼群。

不同于风化作用,风蚀作用是指风以自身的力量和所挟带的砂石对地表岩石、松散沉积物的破坏作用。

然而,韩同林却并不认同这种观点。他表示,关于大青山石臼群形成的风蚀说是站不住脚的,因为风蚀的作用最强烈的地方就是迎风面,那里的花岗岩最容易受到侵蚀。而大青山“九缸十八锅”都是垂直于地面的,因此风蚀作用要想产生这种效果,就必须有一股力量很大的风,长年累月地垂直于山顶,从上往下不停地吹。事实上,这是不可能发生的。

陨石撞击形成大坑?

此外,很早就有人提出,大青山“九缸十八锅”是由大规模的陨石撞击造成的。陨石在落到地面的时候,会对地面产生猛烈的撞击,正是这种剧烈撞击才产生了大小不一的陨石坑。

但是,在赵元艺看来,大青山石臼群不可能是陨石撞击形成的。“陨石撞击之后,会在撞击坑四周形成冲击锥,并且这种冲击锥的走向与陨石撞击方向相反。我们在大青山的石臼中并没有发现冲击锥的存在,因此,它不可能是陨石撞击造成的。”赵元艺说。

同时,还有观点认为,陨石坑一般底部要小一些,开口比较大,但大青山石臼却恰恰相反。此外,陨石在高空飞行时,表面温度高达数千摄氏度,这样的高温下,陨石的表面会融化成为液体,之后由于大气层阻挡,陨石的飞行速度会越来越慢,这个过程中,陨石融化的表面就会冷却下来,形成一层叫做“熔壳”的薄壳。但是人们在大青山山顶却没有找到任何“熔壳”。

关于大青山“九缸十八锅”的成因,不同的人会从不同的角度来思考,也就会提出不同的解释,不过到目前为止个中缘由仍然众说纷纭,尚无定论。(实习记者 陆成宽)

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