韩同林的“冰臼论”是对花岗岩类岩石“负球状风化”的误解

韩同林著《发现冰臼》英文书名Moulin Discovered,将花岗岩类地区大量出现与节理有关的小型臼状地形统称为冰臼,即Moulin,并指为古冰盖的遗迹,以之反推所有臼状地形区均是两、三百万年前全球泛大冰盖所遗留的地质现象。笔者假韩著中丰富图片与记述,对照文献研究,认为冰川区罕见,只有死冰区可能存在的冰臼不可能生成上述臼状地形。这种空间尺度为厘米级至米级的臼状地形,应是花岗岩类地区与节理有关的负球状风化(Negative spheroidal weathering)与风、水协力作用的结果。少量臼底堆积热释光测年证明,这一过程是冰期后即不超过10ka的时段里进行的。韩同林大力宣传其错误的冰臼论,影响读者盲目相信过于夸大的第四纪冰川分布范围,并导致旅游部门广泛布置第四纪冰川景点,对社会舆论和旅游文化产生了不良误导作用。     

论内蒙古第四纪冰川和冰臼群的成因

通过内蒙古林东地区第四纪冰川地质和冰臼群成因专项调查工作,发现了晚更新世冰碛泥砾层和龟背石、熨斗石、龟裂石等典型的冰碛砾石及冰斗、刃脊、角峰、冰川槽谷中的表皮构造等山谷冰川遗迹。在花岗岩体中发育的岩臼群,可划分为冰期冰雪融水形成的冰臼、现代季节性降水形成的瓯穴和风蚀作用为主形成的风龛3种类型。本区冰臼同山谷冰川相伴随,未发现远源巨型漂砾等大陆冰盖证据。     

崂山冰臼之质疑

作者在2010年7月问考察了被认为是“中国东部沿海低海拔古冰川地貌保留完好”的崂山地区.考察结果显示崂山的地貌是正常的花岗岩地貌,并不是古冰川遗留的地形,崂山的冰臼不过是花岗岩地区常见的风化坑.本文将崂山风化坑与国外相关研究对比,列举了崂山冰臼不是冰臼的证据,对山顶冰臼形成理论提出了疑问,同时也回答了对风化坑形成的质疑...     

“冰臼”成因争鸣-——以克什克腾旗青山岩臼群为例

近年来，韩同林研究员、吕洪波教授多次报道在中国华北地区发现冰臼群（韩同林等，1999，韩同林，2004；吕洪波等，2005；吕洪波等o）；韩同林等（2001）、韩同林（2004）甚至报道在广东发现冰臼群。吕洪波教授在刚刚结束的第六届世界华人地质学讨论会上的报告引起了热烈的讨论。人们对这种臼的成因一直存在多种不同的认识。如，崔之久等（1999）认为这种臼是风蚀而成，称为壶穴。田明中等9认为是“由于岩石的差异风化以及风、水等综合物理和化学作用而形成的”，称为岩臼。笔者在第六届世界华人地质学讨论会期间，与一百多位华人地质学家一道，考察了克什克腾旗的青山岩臼群，经短暂考察和认真思考，认为这些岩臼应当是近现代差异风化的产物。     

内蒙古察右中旗冰臼的发现及古气候意义

通过对内蒙古中部新发现的冰臼特征研究,认为该冰臼群为第四纪冰川遗迹。冰臼分布在海拔高度2005~2033m地势平缓开阔山顶部,发育于中生代中三叠世浅黄色中细粒二长花岗岩体之上,岩石完整坚硬,冰臼分布较为集中,其形态可分为圆形和不规则形两大类,口宽0.1~1.2m,深0.1~0.3m,形态规则,部分冰臼发育出水口和水流侵蚀槽,其方向不受风向的制约。通过与周边发现的冰臼群对比研究,形态特征基本一致,只是本区冰臼群发育的海拔高度更高,规模较小,但部分冰臼形态更加完整,水流冲刷、流动痕迹明显,符合冰臼的一般特征。总体看,本区冰臼的形成是在厚层冰层消融阶段长期受冰川融水冲刷、研磨作用所致。结合周边冰川遗迹发育情况,认为内蒙古、河北一带第四纪发育过较大规模冰川,可能具大陆冰川的性质。     

论内蒙古第四纪冰川和冰臼群的成因

通过内蒙古林东地区第四纪冰川地质和冰臼群成因专项调查工作，发现了晚更新世冰碛泥砾层的龟背石、熨斗石、龟裂石等典型的冰碛砾石及冰斗、刃脊、角峰、冰川槽谷中的表皮构造等山谷冰川遗迹。在花岗岩体中发的岩臼群，可划分为冰期冰雪融水形成的冰臼、现代季节性降水形成的瓯穴和风蚀作用为主形成的风翕3种类型。本区冰臼同山谷冰川相伴随，未发现远源巨型漂砾等大陆冰盖证据。     

崂山花岗岩晶洞与天然石臼成因探讨

近年来,一种基岩表面石臼状微地貌(天然石臼)引起了学术界的关注,由此中国东部第四纪冰川问题再度掀起争论。关于天然石臼成因大体有: 壶穴说、冰臼说、风蚀穴说、风化坑说,等等。显然,在不同情况下,其成因可能是不同的。笔者对青岛崂山考察发现,这里的晶洞花岗岩本来原生洞穴(晶洞或气泡洞)非常发育,它们对天然石臼的形成存在重要影响。不但几厘米的晶洞可以经过风化作用拓展成相当大的石臼,甚至一些较大的晶洞(气泡洞)与石臼在形态、尺度和分布上比较接近。因此推断,崂山的天然石臼是岩石原生洞穴沿节理和裂隙崩塌破坏后,暴露出来经风化作用改造而成,甚至有的石臼基本是晶洞破坏后的直接产物,而非所谓的"冰臼"。     

驳施雅风“冰臼”“负球状风化”成因论

施雅风院士最近撰文指出笔者等近年来在中国东部发现的若干"冰臼"并非冰川遗迹,而是花岗岩经"负球状风化"而成。然而,他所谓的"负球状风化说"与当地的气候环境条件和客观存在的事实完全相悖。冰臼是地表负地形之一,现今是"堆积区"而不是"侵蚀区",以现代常见的侵蚀作用产生冰臼的所谓"风说"、"壶说"、"风雨说"、"差异风化说"、"负球状风化"等,都是不可能的。这些假说是对过去业己形成冰臼群进行不同成因推断,是对冰臼群成因的最大误解。冰臼只能由大量冰川融水沿冰川裂隙自上向下,以滴水穿石的方式形成滚流水钻,强烈冲击下伏基岩产生。从河流流水动力学特点上看,急流旋涡主要产生水平力为主,而冰臼的形成主要是垂直力才有可能产生,因此河流流水也是无法产生冰臼的。     

蓬莱9-1潜山岩性组成及其对储层发育的控制

PL9-1潜山油藏是渤海湾盆地储量最大的古潜山油气藏之一,探明储量过亿吨.该油藏发育于庙西北凸起鞍部的中生界花岗岩侵入体顶部.凸起端部变质岩中没有油气发现.油气的分布受岩性控制明显.综合岩心观察、薄片鉴定、X粉晶衍射以及常量元素分析等技术手段,通过对比不同岩石类型的矿物组成、储集空间类型及发育程度,探讨了岩性组成对储层发育的控制作用.研究表明,变质岩中裂缝和孔隙均不发育,不能形成有效储层.花岗岩主要储集空间类型为孔隙-裂缝型,总体具有从砂质风化带→砾质风化带→裂缝带→基岩带,储集空间组合类型从孔隙→孔隙+裂缝→裂缝→不太发育的微裂缝的变化特征.储层厚度大,成层性强,可形成有效的规模性储层.花岗岩与变质岩的矿物组成差异控制了研究区优质储层的发育.变质岩中长石含量极低,不能形成溶蚀孔隙,较高含量(30%~50%)的片状矿物使其在应力作用下易发生塑性变形,不易产生裂缝.花岗岩具有很高的长石含量和含量很低的片状矿物,不仅容易被风化并产生溶蚀孔隙,而且易于发生脆性变形形成裂缝.      

青藏高原东部冻融作用下花岗岩力学性质弱化机理研究

花岗岩山体通常被认为是稳定性较好的地质体,但在青藏高原东部高寒高海拔山区,因冻融作用导致花岗岩体力学性质变差,崩塌、滑坡等地质灾害频发。针对青藏高原东部理塘和八宿地区的花岗岩开展了冻融循环力学试验,通过波速、核磁共振方法分析了岩石冻融过程中的损伤发展趋势。试验结果表明：岩石内部损伤程度随着冻融次数的增加而增加,岩石波速则随着冻融次数的增加而明显降低;从核磁共振T2弛豫时间分布的发展规律可以推断,天然条件下风化较严重的岩样经过冻融循环后裂隙尺寸范围进一步增大,而风化程度微小的岩石经过冻融后裂隙尺寸范围较为集中。对经过冻融循环后的岩样进行三轴压缩试验,结果表明岩石的单轴抗压强度和弹性模量随冻融次数增大而减小,而泊松比和内摩擦角没有表现出明显的变化规律。基于试验数据和理论分析,以八宿花岗岩为例,提出了冻融损伤本构模型,对不同围压和冻融循环次数条件下的岩石应力应变全过程进行模拟和预测。     

内蒙古牙克石喇嘛山花岗岩景观特征及其对比分析

内蒙古牙克石市喇嘛山有海西期至燕山期白岗质花岗岩岩组和花岗斑岩岩组出露.受新华夏构造体系波及,塑性地层发生褶皱,刚性岩层断裂,形成区内大小28座突兀挺拔、陡峭嶙峋的花岗岩奇峰;又由于该区气候湿润,岩石风化、溶蚀较快,周围岩石脱落,导致各种类型的花岗岩峰石球化,形成大量石蛋、石柱、象形石、石槽、岩臼、石穴等微地貌.本文简要叙述了喇嘛山花岗岩景观的类型、特征,并与其他地区典型花岗岩地貌景观进行了对比分析.     

中温带气候区花岗岩风化剖面元素地球化学特征及其环境意义

岩石风化是地球关键带中重要的地质过程,对环境变化具有重要的指示意义。不同气候区岩石风化过程具有其特殊性,本文选取位于中温带气候区的哈尔滨英杰花岗岩风化剖面为研究对象,通过元素地球化学特征分析,揭示岩石风化程度及元素迁移富集规律,并结合磁化率和色度指标,对其风化环境进行探讨。结果表明,研究区剖面整体化学风化程度较低（CIA值为56~68）;Ca、Na、K等活动性较强元素随风化作用的进行表现为明显亏损;高场强元素与轻稀土元素也表现出较强的活动性,揭示了即使在中低等程度的化学风化下稳定元素也容易迁移。Si/Al和Ti/Al比值指示半风化层和腐泥岩层为原位风化产物,而顶部的氧化土层则可能受外来物质的影响。化学风化表现为自下而上逐渐减小的特征,这种异常的风化规律是由后期物理风化对其原有化学风化的叠加改造所致。对风化环境的多指标分析表明,在风化剖面形成后,区域气候逐渐变干,化学风化向物理风化转变,温差风化及冰劈作用形成大量裂隙导致原有的风化剖面被改造,并最终形成了研究区独特的风化模式,这为解释中温带气候区干冷环境下花岗岩风化特征提供了新的思路。

     

南昌市梅岭花岗岩石蛋地貌的特征与发育机制初探

梅岭主要以新元古代花岗岩为地质基础,在长期的构造抬升和风化侵蚀作用下,形成了以垄状山脊/锯状山脊和侵蚀沟谷为组合的地貌特征,其代表性地貌为大小不同和圆度各异的石块堆积,广泛分布于山顶、山谷和缓山坡上,对于其形成机制,过去常被认为是冰川遗迹或倒石堆。通过研究这些石块堆积的形态特征和分布规律,笔者认为属石蛋地貌,可分为裸露型石蛋地貌和埋藏型石蛋地貌。二者的广泛分布,表明梅岭处于花岗岩地貌演化的幼年期晚期—青年期早期阶段,发育机制与当地的地质构造背景和湿热气候环境密切相关,其中的裸露型石蛋主要与埋藏型石蛋剥露、裸露岩石的球状风化和倒石堆的球状风化有关,沟谷中的石蛋流主要形成于裸露岩石崩解破碎后顺坡滚动、土体崩塌导致埋藏型石蛋出露和顺坡滚动、洪水搬运、季节性冻融作用使岩石顺坡蠕动等方式的综合作用下。埋藏型石蛋主要是在花岗岩内部裂隙和节理的控制下,形成于温度和降水对不同深度花岗岩的差异性风化作用。     

内蒙古赤峰召庙花岗岩表面的冰川壶穴、泄水槽、盐风化穴和剥离面理

在内蒙古赤峰市巴林左旗林东镇以南约20 km的召庙, 出露一片面积约20 km2的花岗岩, 称为召庙花岗岩体。该岩体被至少2组垂直节理及与地面起伏一致的剥离面理切割成大小不等的弧形岩块, 构成高于周围地表300~400 m的花岗岩山区。在多条花岗岩山脊上保存有大小不等的壶穴, 山脊两侧则发育从上到下紧密排列的泄水槽, 而泄水槽则被剥离面理横向切割, 沿剥离面理的露头线发育大小不等的风化穴。通过详细的野外调查, 认为花岗岩山脊上的壶穴不是风蚀和风化所致, 而是晚更新世冰盖上的冰川融水下泄冲刷形成的; 山脊两侧的泄水槽也是冰川融水下泄冲刷的结果; 剥离面理是第四纪冰川发育导致地表之下岩石温度变化的热变应力所致, 可用于恢复第四纪冰川作用时期的基岩古地貌; 盐风化穴是第四纪冰川退缩后本区重要的物理风化类型, 优先沿着剥离面理发育。本区3种微型地貌景观和大型的剥离面理共生组合记录了更新世以来召庙花岗岩山区的地貌演化史。     

南昌梅岭花岗岩地貌景观特征及其形成发育规律

花岗岩地貌具有独有的景观特征和演化规律,本文对江西南昌梅岭地区新元古代花岗岩地貌景观特征、空间分布规律和成因演化规律进行了系统分析与总结.梅岭花岗岩地貌主要发育于新元古代花岗岩之上,并在岩性、区域断裂和气候控制的风化侵蚀作用下,逐步形成了以崩塌倒石堆积、石蛋为特色的花岗岩低山丘陵地貌;新生代以来,梅岭地区长期受到太平洋...     

江西武功山花岗岩地貌特征与成因

江西武功山花岗岩穹窿构造地貌景观类型具有多样性、典型性,具有极高的美学价值、科学价值和旅游开发价值。武功山花岗岩地貌类型可划分为花岗岩风化壳高山草甸、花岗岩侵蚀构造地貌、花岗岩流水侵蚀地貌和花岗岩崩塌堆积地貌等,而且每一类型又有多种微地貌景观,具有显著的集聚性特征,主要集中在金顶、明月山和羊狮幕地区,空间上可分为4个梯度,分别为中心高山草甸带、中心边缘构造侵蚀地貌区、外围峡谷、孤峰、瀑布、温泉区、武功山主山体前缘区。花岗岩穹窿构造核部及外缘区域的花岗岩地貌发育模式和发育阶段具有明显差异,反映了武功山不同山体单元多期差异性隆升后,在亚热带气候环境下,流水溯源侵蚀、构造、岩体性质等内外营力对原始地貌面的差异性作用过程。本研究不仅可为花岗岩穹窿构造地貌景观空间展布规律和地貌特征的研究提供有效借鉴,而且可为武功山地区地学科普、地质遗迹保护等提供支撑。     

萨拉乌苏组地层年代学研究

我国北方地区晚更新世河湖相标准地层——萨拉乌苏组地层的年代学研究,有助于正确理解萨拉乌苏组与马兰黄土以及与冰期气候对比等关系。笔者近年来根据野外层位对比和地层沉积相的划分,采用同位素年代测定,并结合黄土-古土壤序列研究的最新成果,初步建立了可以与黄土、深海沉积记录和冰期气候波动对比的萨拉乌苏组地层序列。认为河湖相沉积的萨拉乌苏组形成于约140-70kaBP的末次间冰期,大致与深海氧同位素第5阶段对应,与黄土高原古土壤S₁发育同期。城川组风成细砂形成于约70-10kaBP的末次冰期,与黄土高原的马兰黄土是同期异相地质体.      

江西武功山花岗岩地貌特征与成因

江西武功山花岗岩穹窿构造地貌景观类型具有多样性、典型性,具有极高的美学价值、科学价值和旅游开发价值。武功山花岗岩地貌类型可划分为花岗岩风化壳高山草甸、花岗岩侵蚀构造地貌、花岗岩流水侵蚀地貌和花岗岩崩塌堆积地貌等,而且每一类型又有多种微地貌景观,具有显著的集聚性特征,主要集中在金顶、明月山和羊狮幕地区,空间上可分为4个梯度,分别为中心高山草甸带、中心边缘构造侵蚀地貌区、外围峡谷、孤峰、瀑布、温泉区、武功山主山体前缘区。花岗岩穹窿构造核部及外缘区域的花岗岩地貌发育模式和发育阶段具有明显差异,反映了武功山不同山体单元多期差异性隆升后,在亚热带气候环境下,流水溯源侵蚀、构造、岩体性质等内外营力对原始地貌面的差异性作用过程。本研究不仅可为花岗岩穹窿构造地貌景观空间展布规律和地貌特征的研究提供有效借鉴,而且可为武功山地区地学科普、地质遗迹保护等提供支撑。     

陕西榆林风沙滩区全新世气候和环境变迁

榆林长城沿线处于环境变化敏感带,其风沙滩区沉积剖面的磁化率和粒度分析结果显示,该区全新世早期11500～10000aBP随着全球气候的逐渐转暖,磁化率、黏粒和粉沙含量逐渐增高;全新世中期的10000～45003BP气候相对比较湿润,植被覆盖度增大,风沙活动减弱,地表沉积物当-中粉沙和黏土成分含量显著增大,风化成壤作用增强,地表发育沙质弱古土壤;全新世中期后段的4500～3000aBP期间,气候以比较温和湿润为主,但在4200～4000aBP出现一个气候干旱事件,风沙活动强烈;近3000a以来,气候显著干旱化,波动频繁,地表风沙沉积物显著变粗,表现出有5次沙漠扩张。该区生态环境演化、人文历史变迁基本上是自然因素与人为活动综合作用的结果,以自然演化为主,近代人为因素对环境变化起着加强和放大作用。     

神府矿区的水土流失特征和趋势

陕北神府矿区地处黄土高原上黄河中游地区,是我国本世纪重要的能源供应地。通过采用遥感影像、实地勘测等多种手段的调查与研究,对研究区进行了水土流失类型分区：东部以严重的水力侵蚀为主,西部以风力侵蚀为主,中部为水力风力侵蚀交织地带。在分析该区多年地质环境资料的基础上,根据其水土流失的演化规律对本地区的水土流失趋势进行预测,为矿区的水土流失治理提供了参考。