李強(qiáng)

(黑龍江省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所 ，哈爾濱 150080)

現(xiàn)有資料表明，在中國(guó)的黃山、廬山、湖北、云南、西藏、河北、內(nèi)蒙古均發(fā)現(xiàn)有第四紀(jì)冰川遺跡[1]。比上述各地區(qū)緯度要高的黑龍江省有無第四紀(jì)冰川存在，一直有兩種認(rèn)識(shí)：一種認(rèn)為只有冰緣而無冰川；另一種認(rèn)為既有冰緣又有冰川[2]。筆者在進(jìn)行黑龍江省地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了大量形似冰川地質(zhì)遺跡的現(xiàn)象，以下暫稱為“類冰川地質(zhì)遺跡”。有的類似冰臼、有的類似冰壁龕、有的類似冰面湖湖蝕柱石……(以下暫稱為冰臼、冰壁龕、冰面湖湖蝕柱石……)，這些地質(zhì)遺跡的發(fā)現(xiàn)，為分析黑龍江省古冰川是否真正存在提供了重要線索。

1 類冰川地質(zhì)遺跡總體分布特征

類冰川地質(zhì)遺跡分布于黑龍江省中部的廣闊區(qū)域，地理坐標(biāo)為東經(jīng)126°30′～130°30′，北緯45°40′～48°30′之間，目前包括黑龍江省鐵力市朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園、賓縣二龍·長(zhǎng)壽山地質(zhì)公園、集賢縣七星峰地質(zhì)公園和伊春市湯旺河小興安嶺石林國(guó)家地質(zhì)公園、黑龍江鳳凰山國(guó)家地質(zhì)公園。其分布之廣、種類之齊全、數(shù)量之多、特征之明顯和保存之完好，在國(guó)內(nèi)亦屬少見(表1)。

表1 類冰川地質(zhì)遺跡分布一覽表

2 類冰川地質(zhì)遺跡類型、分布及成因推測(cè)

類冰川地質(zhì)遺跡類型主要有冰臼、冰懸槽、冰壁龕、湖蝕柱、角峰、刃脊等多種。

2.1 冰臼

冰臼主要分布于海拔210～792 m的高處，由花崗巖組成的山脊和山峰上，個(gè)別分布于山麓地帶。分布的山體周圍，地勢(shì)險(xiǎn)峻、峰叢密布，并分布有“U”型谷、角峰、刃脊、冰懸槽等冰川地貌特征 。

目前所發(fā)現(xiàn)的冰臼，以發(fā)育在陡峭崖壁側(cè)面上的為多，少量發(fā)育在花崗巖巖體的頂面(圖1)。

圖1 長(zhǎng)壽山上的“冰臼”

2.1.1 冰臼類型

按其分布位置分類為：

(1) 山頂冰臼

屬冰蓋冰臼之一，即為分布在山頂上的冰臼。目前所發(fā)現(xiàn)的冰臼多數(shù)屬于此種類型，有二龍·長(zhǎng)壽山地質(zhì)公園一面砬子上的著名景觀“左神座”和“右神座”；七星峰地質(zhì)公園內(nèi)利劍峰旁的“佛印”以及朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園中傾斜或水平洞狀的洞冰臼。

(2) 山麓冰臼

屬冰蓋冰臼之一，即為分布在山麓地帶的冰臼。僅發(fā)現(xiàn)一處為此種類型，即小興安嶺國(guó)家地質(zhì)公園內(nèi)所謂的“鹿鳴泉”。

(3) 漂礫冰臼

指冰川漂礫頂部形成的冰臼，朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處屬于此種類型。

按其形狀分類為：

(1) 蜂窩狀冰臼

指大冰蓋退縮過程中產(chǎn)生的冰面湖或冰蓋消融后期形成的冰川湖浪沖蝕陡崖產(chǎn)生破碎浪沖擊基巖形成蜂窩狀密集洞穴。發(fā)現(xiàn)的少量冰臼為蜂窩狀冰臼。

(2) 側(cè)洞冰臼

在地質(zhì)遺跡調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的冰臼大多屬于側(cè)洞冰臼，就是冰臼的開口朝向旁側(cè)，與山頂部位開口向上的冰臼相區(qū)別。朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園是側(cè)洞冰臼分布最多的地區(qū)。

2.1.2 冰臼特征

冰臼分布的巖石皆為印支期花崗巖，巖石成份較為均一，粒度相差不大，未見有捕虜體和析離體。

冰臼以開口水平方向或傾斜狀的為主，有少量開口朝上。

冰臼規(guī)模大小不一，大的開口高可達(dá)2 m，寬可達(dá)5 m，深1.5 m，小的僅開口10 cm×8 cm左右，深僅1 cm。

冰臼，壁陡而內(nèi)部光滑，內(nèi)部一般無填充物，有的可見有少量泥質(zhì)成份并生長(zhǎng)雜草，小興安嶺國(guó)家地質(zhì)公園內(nèi)發(fā)現(xiàn)的唯一一個(gè)冰臼有積水和砂；二龍·長(zhǎng)壽山地質(zhì)公園內(nèi)的冰臼中沉積有泥土并生長(zhǎng)有雜草。

2.1.3 冰臼分布

(1) 朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園冰臼群，分布在海拔300～792 m之間的高地上，分布面積大，約2.6 km2，數(shù)量100～120個(gè)之間，朗鄉(xiāng)冰臼群主要為分布于山崖陡壁的洞冰臼。

(2) 七星峰地質(zhì)公園主峰上的“佛印”景觀為平面上分布的聯(lián)體冰臼，一個(gè)小的冰臼和相對(duì)大的冰臼相連，和秦皇島祖山被韓同林教授認(rèn)定為聯(lián)體冰臼“神女臥”極其相似。

(3) 二龍·長(zhǎng)壽山地質(zhì)公園內(nèi)構(gòu)成 “左神座”和“右神座”的冰臼與小興安嶺國(guó)家地質(zhì)公園內(nèi)的冰臼皆為分布于水平面上的單體冰臼，只是長(zhǎng)壽山中的冰臼明顯遭到流水的侵蝕和破壞，一個(gè)沖蝕出出水口，一個(gè)即有進(jìn)水口又有出水口。

2.1.4 冰臼推測(cè)成因

冰臼的成因在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所韓同林教授出版的《發(fā)現(xiàn)冰臼》一書中有詳細(xì)的論述，它是指古冰川融水沿冰川裂隙自上而下似滴水穿石的方式?jīng)_蝕基巖產(chǎn)生的，形成的機(jī)制參見圖2[3]。

2.2 冰懸槽

冰懸槽以分布于朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園的最為典型，其中之一位于663.1高地南約300 m山脊上，與山脊同向。它全長(zhǎng)15.1 m，寬0.5～1.0 m，呈“U”型，為冰蓋、冰帽形成的冰川融水?dāng)y帶冰碎屑、巖屑物質(zhì)沿冰川與基巖面流動(dòng)形成的底平、兩側(cè)陡峻的小溝槽。另外的位于著名的景觀“石瀑”之上，由十幾條冰懸槽組成群體，受后期流水的沖刷構(gòu)成“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”的壯美景觀(圖3)。

圖3 朗鄉(xiāng)公園中的“石瀑布”

圖4 朗鄉(xiāng)公園中石柱

此外，在二龍·長(zhǎng)壽山地質(zhì)公園也有類似的現(xiàn)象，只是受后期流水作用較強(qiáng)，特征不明顯而無法最終認(rèn)定。

2.3 湖蝕柱和蘑菇石

湖蝕柱目前僅見于朗鄉(xiāng)石林花崗巖石林地質(zhì)公園山脊上，共發(fā)現(xiàn)2處，其中一處規(guī)模較小，高30 cm，底部直徑15 cm，旁側(cè)尚有流水沖蝕的溝槽(圖4)；另外一處高約5 m，底部直徑約0.8 m，構(gòu)成細(xì)柱狀孤峰。朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園還產(chǎn)生了蘑菇石這一特殊地質(zhì)現(xiàn)象(圖5)。

圖5 朗鄉(xiāng)公園中石蘑菇

湖蝕柱的成因可能是冰川最后全部融化、冰川融水形成巨大的冰川湖，湖浪對(duì)基巖及陡壁沖蝕作用的結(jié)果。

2.4 冰壁龕

是冰川湖湖浪對(duì)基巖及陡壁沖蝕作用的結(jié)果，和韓同林教授所認(rèn)定的河北豐寧平頂山山麓地帶冰湖浪形成的湖蝕龕相似。僅見于朗鄉(xiāng)花崗巖石林地質(zhì)公園，數(shù)量較多，可達(dá)60～70余處，最大的冰壁龕為朗鄉(xiāng)花崗巖石林公園主峰792高地上的冰壁龕，由一連串4個(gè)較大的冰壁龕連接在一起，其底部是一組略向北傾斜的平直節(jié)理，單體呈半月型，高1.7～1.9 m，寬3～4 m，水平延深0.8～1.2 m，內(nèi)壁光滑，構(gòu)成“鱷魚頭”景觀。另外的冰壁龕也構(gòu)成多種奇特的景觀，如朗鄉(xiāng)地質(zhì)公園的“雄獅怒吼”等。

冰壁龕和洞冰臼的區(qū)別在于后者常呈單體出現(xiàn)且形態(tài)圓潤(rùn)規(guī)則。

2.5 冰石林

在朗鄉(xiāng)、湯旺河、饒河喀爾喀山形成的或成片、或孤立存在的石林景觀，可能均是冰蓋冰川的掘蝕、拔蝕和挖蝕以及后期冰川融水的沖蝕作用下產(chǎn)生的特有的冰川地貌類型(圖6)。

饒河喀爾喀山石林中發(fā)育的水平節(jié)理，很有可能是冰蓋融化后壓力突然釋放而形成的釋重構(gòu)造。

2.6 角峰

朗鄉(xiāng)石林地質(zhì)公園內(nèi)的792高地形似角峰，山頂呈現(xiàn)錐狀。

2.7 刃脊

形成朗鄉(xiāng)石林“石瀑布”的山脊即具較典型的刃脊地貌(見圖3)。

2.8 石海

在五常鳳凰山海拔1 600 m以上的高度上，存在著大面積平坦的石海，形成石海的巖石棱角分明，說明其為為較短的時(shí)間內(nèi)倒塌而平鋪到地面上，石海的成因，簡(jiǎn)單的以風(fēng)化作用形成是難以解釋這種現(xiàn)象的，最可能合理解釋就是和冰雪的凍融作用有關(guān)，即第四紀(jì)的某個(gè)時(shí)期，此地位于雪線之上，由于晝夜溫差以及間冰期及冰期的交替，巖石裂隙中的冰水不斷的冰脹—融化—冰脹，這樣不停的循環(huán)，再加上其它地質(zhì)作用的影響，最終巖石坍塌，形成這種地質(zhì)現(xiàn)象。

圖6 朗鄉(xiāng)公園中疑為冰川拔蝕作用形成的石林景觀

3 冰川地質(zhì)遺跡存在的可能性分析

本文中所說的“冰臼”、“冰壁龕”等類冰川地質(zhì)遺跡現(xiàn)象，是否最終認(rèn)定確實(shí)是冰川形成，還需要更多的證據(jù)，因?yàn)?，上述地質(zhì)現(xiàn)象的成因至今尚存在著爭(zhēng)議，即除了“冰說”外，還存在著“壺說”、“風(fēng)說”、“風(fēng)雨說”等多種說法。

“冰說”以韓同林、郭克毅為代表，他們認(rèn)為，冰臼主要是由冰川融水(包括冰川壓融水)攜帶大量冰碎屑、巖屑及冰川粉物質(zhì)，沿冰川裂隙自上向下以滴水石穿的方式形成滾流水鉆，對(duì)下伏基巖進(jìn)行強(qiáng)烈的沖蝕和研磨作用下形成的。

“壺說”目前以黃進(jìn)、劉尚仁等少數(shù)研究者為代表，認(rèn)為“基巖河床上形成的近壺形的凹坑，是急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床形成的”。

“風(fēng)說”以崔之久、南凌為代表，他們?cè)?998年科技上報(bào)上發(fā)表文章認(rèn)為內(nèi)蒙古赤峰等地巖石中所發(fā)現(xiàn)的凹坑是由“赤峰風(fēng)道”的“長(zhǎng)期定向風(fēng)力侵蝕作用所致”，并命名為“風(fēng)蝕鍋穴”，簡(jiǎn)稱“風(fēng)鍋”。

“風(fēng)雨說”以黃進(jìn)為首提出的，他們認(rèn)為廣東丹霞地貌及北國(guó)山山頂?shù)纳习伎有纬芍饕怯娠L(fēng)化、雨水的滴蝕、溶蝕作用下產(chǎn)生的，稱之為“風(fēng)化、雨滴溶蝕說”，簡(jiǎn)稱“風(fēng)雨說”。

以上的多種學(xué)說，除“冰說”外，在韓同林所著的《發(fā)現(xiàn)冰臼》一書中均給予了否定。筆者也傾向于“冰說”。不過，要想認(rèn)定本省存在的上述地質(zhì)現(xiàn)象的確是冰川作用所形成，除了要在微地貌上進(jìn)行判斷外，還需要采用多種技術(shù)手段綜合分析。這些工作就是從宏觀到微觀的多個(gè)方面，利用遙感、沉積學(xué)(冰磧物)等的研究，并與國(guó)內(nèi)外相似的地區(qū)對(duì)比，然后最終確定它是否是冰川地質(zhì)遺跡。

總之，以上地質(zhì)現(xiàn)象目前尚不能完全確定為冰川成因，但這些“類冰川地質(zhì)遺跡”的發(fā)現(xiàn)，必將引發(fā)科學(xué)界更多專家學(xué)者的觀注和思考，再通過以上所提到的各種地質(zhì)技術(shù)手段的綜合研究和分析，在黑龍江省最終認(rèn)定古冰川地質(zhì)遺跡的存在并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)更多冰川地質(zhì)遺跡是極有可能的。