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...     

河北,内蒙古中低山区发现罕见的冰臼群

冰臼是冰川流行的有力证据之一,也是古气候,古环境变宪的历史见证,已有的资料表明,冰臼大多数发地冰谷底部及冰床之上,规模不大,数量不多。而在我 国河北,内蒙古中低山区发现的冰臼群,绝大多数分布于坚硬的花岗岩组成的山瘠和山峰上。     

丰宁喇嘛山“冰臼群”成因质疑

1997年,中国地质科学院韩同林等三位教授在丰宁喇嘛山“发现”“冰臼群”的消息被国内权威媒体加以报导,许多专家学者也纷纷表示肯定与赞扬。作者经过实地考察,提出了值得商榷的几点意见。     

河北及内蒙古中低山区罕见的冰臼群

冰臼,是地球上曾存在过冰川的证据之一,也是古气候、古环境变迁的历史见证,中国的黄山、庐山、湖北、西藏和德国、波兰、挪威、芬兰、瑞士及北美等地都有发现,但均分布于冰谷和冰床上,     

错误的“冰臼”成因说

在过去的20多年中,有学者将暴露于地表,地貌学称之为壶穴的所有臼状地形统称为"冰臼",且作为古冰川作用的证据。事实上,他们宣传的"冰臼"是流水或差异风化形成的壶穴,而非古冰川所成。在众多论著中,以韩同林先生《发现冰臼》造成的混乱为最。从冰川学的角度来看,冰川运动、消融等理论并不支持"冰臼"是由冰川作用所成的观点,其主要错误之处有三:①在冰川学中,"Moulin"一词指的是冰川表面热融形成的负地形,所涉及是冰川冰,而非冰川的下覆岩床;②此书借用早已放弃的冰水穿洞假说来论述"冰臼群"的形成过程,在常态运动的冰川上是行不通的;③书中冰融水形成的圆柱状滚流假说更与事实不符。这几点足以说明"冰臼成因说"是不能成立的,仅是一种错误的推测而已。     

“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。     

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。     

石臼、壶穴、冰臼辩——论岩臼、壶穴和冰穴的成因分类

正黄河壶口早有名[1],瀑布两侧多岩窝,术语翻译为壶穴,英人称之泼特壑"Pothole".中国古人称为小石潭,详细记述者为柳宗元;潭中"卷石底以出,为坻,为屿",河流"斗折蛇行,其岸势犬牙差互".     

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。     

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。     

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。     

华北山地多成因壶穴初步研究——对华北山地“冰臼”等“冰川地貌”的讨论

华北山地"距今二、三百万年"的"冰臼"绝大部分位于第四纪河谷内,"距今1～2万年"的"冰川壶穴"位于全新世河谷内,与华北山地地貌演化相矛盾;所谓的"冰川地貌"组合不是真正的地貌组合,而是不同时代、不同成因地貌的混合,因此,华北山地不存在冰臼。所谓的"冰臼"是不同时代、多种成因的壶穴——距今2.50Ma前后的河蚀壶穴,距今10～20ka的雪蚀壶穴,距今10ka以来的溶蚀穴、溶蚀—河蚀壶穴、风化—风蚀壶穴、现代壶穴和水潭。     

壶穴、锅穴、冰臼、岩臼等术语的辨析与使用建议

由于专家喜好不同和几本权威汉语专业辞典互不一致,壶穴、锅穴、冰臼、岩臼等术语的使用和理解存在着较严重的混乱状况。①本文建议应统一将“pothole”译为壶穴,表示基岩表面tg侵蚀而形成的一种凹坑;“kettlehole”或“kettle”译为锅穴,代表冰川沉积区因冰体融化而形成的洼地。②对于“冰臼”、“岩臼”的使用,两作者亦未能达成共识：吕洪波建议继续使用“冰臼”,等同于“冰川壶穴”,对应于“glacial pothole”,摒弃“岩臼”这一新的提法;章雨旭建议修改“壶穴”的原始定义,不再强调其快速旋转水流成因,仅强调其“口小、肚大、底平”的形态特征,同时摒弃“冰臼”和“岩臼”等术语,仅用“壶穴”一词,若强调“壶穴”的不同成因．可在其前面加注成因术语,如“冰川壶穴”、“河成壶穴”、“风化壶穴”等。③对于其他凹坑,有专用名称的用专用名称,如风化穴（tafoni）、风蚀凹槽、风龛（alcove）等;没有的则用一般词汇,称为“坑”、“穴”、“洞”（pit,hollow,cavity）等。     

增强硅酸盐岩风化——“碳中和”之新路径

自工业革命以来,人类活动向大气排放了大量的CO₂,使得全球地表温度快速上升,为应对全球变暖,人类有必要大规模应用负排放技术。增强硅酸盐岩风化是一种基于地球化学原理的负排放技术,该技术旨在通过向农田或森林中添加硅酸盐岩粉末,加速硅酸盐岩的化学风化过程,以在较短时间内固定更多的大气CO₂。中国玄武岩储量丰富且分布广泛,并有大量未利用的矿山尾矿和碱性硅酸盐废料,因此通过增强硅酸盐岩风化去除大气CO₂的潜力很大。研究结果显示中国每年可通过增强硅酸盐岩风化去除0.13～0.80 Gt CO₂,有助于我国“碳中和”目标的实现,但目前增强硅酸盐岩风化仍面临诸多问题。结合国内外研究进展,总结了增强硅酸盐岩风化主要的应用效果和影响因素,对我国应用增强硅酸盐岩风化的潜力进行了分析,并从技术、经济、安全、社会和政策5个方面探讨了我国应用增强硅酸盐岩风化面临的主要问题。针对目前研究的热点与不足,对增强硅酸盐岩风化固碳量的计算及其应用的潜在危害性等需要重点关注的内容和面临的挑战进行了展望。     

极地深冰心钻探“暖冰”层钻进技术难点及对策

极地冰心分辨率高、记录时间尺度长、信息包含量大,直接记录着远古时期的大气组成,蕴藏着珍贵的古气候和古环境信息,获得年代久远的深冰心,对于重建地球的历史演化以及预测全球气候、环境的变迁具有重要意义。因此,世界各国都在竞相寻找年代久远的冰心,开展深冰心钻探工程。实践表明,由于极地冰盖深部＂暖冰＂层冰的熔点低而温度高,某些冰层的温度接近甚至达到冰的压力熔点,以至钻进速度慢、取心率低、卡钻事故频发。详细介绍了极地深冰心钻探＂暖冰＂层钻进实践,深入分析了＂暖冰＂层钻进存在的技术问题,对钻具回转切削产生的切削热对钻进的影响进行了探讨,据此提出了＂暖冰＂层钻进技术对策以及今后的研究方向,以期为我国即将开展的深冰心钻探工程和冰下基岩取心钻探工程提供一定借鉴。     

洞庭湖“四水”入湖河床沉积物主量元素地球化学特征及意义

本研究利用X射线荧光分析仪（XRF）对洞庭湖"四水"（湘江、资江、沅江、澧水）入湖河床沉积物进行主量元素地球化学分析,探讨"四水"入湖沉积物主量元素组成特征及其影响因素。结果表明,洞庭湖"四水"入湖沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、P2O5、LOI等元素含量变化相对较小、分布特征相似;而MnO、MgO、CaO、Na2O等则含量变化较大,在各河流沉积物中分布差异明显。其中沅江和澧水入湖沉积物中MgO、CaO、Na2O等的含量明显高于湘江和资江沉积物,而MnO则反之;澧水沉积物TiO2含量明显偏高。且湘江、资江、澧水沉积物中TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、P2O5、LOI等主量元素含量变化有明显的粒度效应,而沅江沉积物则不然。不同河流入湖沉积物主量元素组成差异明显,沉积物主量元素组成的明显差异与流域源岩岩性、化学风化作用、水动力条件等因素有关。其中湘江和资江沉积物主量元素组成主要与由上地壳+花岗岩组成的源岩有关;沅江沉积物元素组成受湖南板岩的影响明显;而澧水沉积物元素组成则是总体与上地壳元素组成相近似的区域源岩有关,并受长江沉积物影响。湘江和资江沉积物显示的风化程度明显高于沅江和澧水沉积物。但化学风化作用是通过不同抗风化能力岩石的空间分布而影响沉积物的元素组成。此外,湘江、资江、澧水沉积物元素组成受水动力条件影响,而沅江沉积物则不然。但水动力分选对沉积物元素组成的影响也受源岩岩性的控制。因此,流域源岩岩性是控制"四水"入湖沉积物主量元素组成的主要影响因素。