北京门头沟地质之旅

出发去北京前,我就定好了宾馆,为了距离10月18日活动集结点近一点,我定了地铁八宝山站口的汉庭。 八宝山,从小就常在中央台新闻联播里听到地名。

空错问我住哪里,我略犹豫了下,说“八宝山,这字眼听着是不是让人汗毛凛凛啊”。没想到他说“风水宝地啊,不是一般人能住的。”于是我脑子里闪现出的是碧水青山风景如画。。。他又说“八宝山下有条大断裂,那里有个地震观测点”。我是地质盲,却从小对其有浓厚的兴趣,听了这话,我不仅释然了,甚至开始神往了。此事再次证明了一件事有很多个面,你是如何看待它的,它便如何回报你。

好多年没有强体力出游过了,18日的登山活动中,疲累伺机对我这些年体能上的懈怠还以颜色,能坚持到下山,除了自己都没想到的韧性,主要还是靠朋友一直在旁的帮助和鼓励。但下山后身体部分零件已不能灵活运转,几乎是半废待修状态。傍晚联系空错时,我真想说,明天咱能不能走一条上车睡觉下车拍照的路线啊,话到嘴边,最终变成了“明天我不要爬山,不要爬山,不要爬山。。。”

19日空错约上了地质专家刘德泉老师还有安庆一起同行。刘老70岁了,然而条理清晰,思路敏捷,讲话言简意赅,通晓文史,又饱含对地质的热爱,他对人对事都坦荡真诚,有很强的亲和力和感染力。

说起对地质持有的热情,还源于我父亲。当年他就是跟着地质队投身支边的大潮的,由白云鄂博矿区地质勘探工作转而研究稀土,因此从小耳闻目染很多矿石等,对神奇的以亿记年的地质现象始终有探索的愿望。我也曾到图书馆借有关地质方面的书看,但多因名词等晦涩难懂,而最终放弃了。

这次跟随刘老师和空错的地质之旅,让我在最直观的地质景观面前接触到那许许多多的名词,难以想象,我竟如一块干燥的海绵,最大量甚至超负荷的吸收了很多地质知识。那一天的经历太奇妙了,简直有胜读十年书的感觉。傍晚回程的路上,我一直在碎碎的念着:今天真的是捞着了。

回来后,当我想整理出笔记时,却发现那些在现场对我来讲由生疏到耳熟的名词,由于缺乏最基础的专业知识,过后便与照片上的地质剖面脱节了,根本无从对应,于是到图书馆里借了相关的书来看,这次看书,明显有了方向性,并且很多内容是可以和当天的情景对应上的,晦涩的文字变的较易理解了。虽然要深入了解的内容还有太多太多,但我确信,这一天的经历已为我打开了一扇通向神奇的地质世界的大门。

刘老师在现场提及的地质年代(如:寒武纪,奥陶纪,志留纪,侏罗纪,二叠纪等)和地层名称(如:张夏组,馒头组,土城子组,长山组等)我已无法与图片对应,有待进一步修炼。

 
沿途山路的两侧到处是已经火红的五叶地锦,满满一天的地质之旅就在这红红火火中徐徐拉开了序幕
本来水平方向层叠沉积的岩石,在亿万年间的地质构造运动下被挤压,竖了起来
右侧大块面的是竖起的沉积岩,中线靠左侧是近2-1亿年间岩浆侵入成岩后形成的岩墙,侵入岩(侵入岩是由地下岩浆上升到一定部位,侵入到围岩中,停留在地下缓慢冷却,凝固而成的岩石)形成时间较周边围岩更年轻
沟里是被开采过的白云岩矿,白云岩的形成年代久远,右侧土黄色条带为岩浆侵入通道,黄色部分为火山碎屑岩后期经历了变质变形而成,年代较近,是中生代的产物
又一处裸露在外的侵入岩痕迹,断面上看它已在岩石间近于横切,但与围岩方向垂直。当年侵入的时候,旁边岩石该是与地面水平方向平行堆叠的吧,侵入完成后在地质构造作用下又倾斜至此。查资料,岩浆一般会顺岩石缝隙逐渐上溢,看到这个剖面,我很好奇,这条侵入岩是近一条线还是一个很宽的面呢?
沿途秋色

爨底下村附近的一线天

一线天处曾经是条河道。这条路是近些年发展旅游完成的工程,据说修路时一线天内的路面下填埋掉了很高的深度,不知是曾经的河道一度很深,还是下部宽腹处曾是溶洞,与上部河流间隔被溶穿后形成了这样一线天的景观。从一线天上方山坡上看过去,一线天的顶部已经被茂密的植被覆盖了。

一条曾经用了几百年的古道,因新路的修成而被废弃了。古道融于山川水色之间,很美。旁边的侧柏,都至少有百年以上的历史了
因为曾是可以人马同行的古道,当地传说这是几百年来留下的马蹄窝,从地质的角度看,这多数是大自然的鬼斧神工所造

爨底下村古建筑群位于北京市门头沟区斋堂镇,已有近500年历史,曾为京西古驿道上商品交易的客栈转运集散地。刘老师曾深入做过北京古村落的调查研究。对能保存至今的古村落有自己独到的见解。他说那种单纯讲古村落贫穷落后,与外界甚少联系,因此未受破坏才得以保存的说法太片面了。古村落之所以能完好的保留至今,最重要的是它曾经历过鼎盛繁荣时期,因此在建筑材料结构上都趋于完美,才有条件保存至今。

 

村口的石上屋。这个立足于一块纯天然独立的岩石上的小屋,始建于明末清初,早先用于祭祀求雨等,后来被用于居住。此巨石也是双石头村的祖宗石,高约2丈,宽、长约4丈,围墙长6丈余,并凿有13级用于上下的台阶

这附近地下有很多煤层,早些时候开过很多小煤窑,这扇门后据说就是一处煤窑的窑口,我趴门缝看进去,像一个院落的入口,不远处拴着只大狗。 煤层的存在,也说明亿万年前这里经历了海陆变迁。在石炭纪,陆生植物已经十分繁茂,一段时期内海水时进时退,海水低时,这里是森林沼泽,海水淹没陆地,大量的植物死去后堆积在一起,逐渐被泥沙贝壳覆盖。在海水和新沉积的泥沙的压力下,植物会形成厚厚的煤层,上下都被泥土所包围。。。当海平面再次下降,沉积层变为大陆后,又会长出新的森林。。。陆地与海洋不断缓慢交替,形成了许多互相交叠的煤层。

正在看的《科瓦奇讲天文与地理》里这样讲:“为什么煤炭能蕴含这么大的能量?为什么我们可以使用煤炭的能量与热度,却无法使用地下其他的岩石?原因是,古老的森林从普照的阳光吸收了能量和热度。阳光一部分的能量与温度被“封锁”在煤炭之内。当我们点燃煤炭时,就解开了这种黑色石头身上的咒语,释放出阳光的温暖。”这事儿能理解了,煤层封印了古老的太阳能,而挖煤取用的我们则是揭开封印之人。

七八十年前被一泻而下的山洪冲开的石墙,再未用石料修补,只用木柴做了遮拦

北京的地层发育比较齐全,显生宙缺少上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统,有近两亿年的缺失(同华北大部地区)。

该地区最早是海洋,缓慢接受沉积,之后地壳上升(整个华北地区)形成陆地,沉积物露出水面,遭受风化剥蚀,不仅中止了几个纪的地层,而且还侵蚀掉一部分(奥陶系)地层。因此沉积层缺失了晚奥陶纪、志留纪、泥盆纪和早石炭纪的沉积。直到晚石炭纪,地壳又下降,海水重新浸漫陆地,才又开始形成新的沉积,形成一套新的地层。这样先沉积的和后沉积的地层之间是平行叠置的,但并不连续,而是具有沉积间断(即“平行不整合)。这种沉积间断说明在一段时间内该沉积区有过显著的升降运动,古地理环境有过显著变化。

在等空错和刘老师找两纪岩石交界面时,我因腿疼已上不了楼梯,就在古村街面上转悠,很多漂亮的古民居,墙体都是用当地岩石砌筑而成。下部多用横条石,上部穿插斜纹图案。石墙已有几百年的历史了,用水泥抹掉部分墙面是近几年的行为。端详这堵墙时,忽然发现对面这户人家的墙体蹊跷,我猜它的总门原是朝向街面的,后来改向,石墙上有明显补砌痕迹。

刘老师和空错一起,就在这幢房子的后面,找到了相隔近两亿年的两个岩层的交界面。想想就很激动,这是个经历了多么漫长的等待才得以对接的两个地层啊
墙体上有很多种岩石,岩石排列看似随意,但总体张弛有度,密不透风

刘老师路过墙体时,看到当中一块蓝灰色岩石剖面,禁不住用手去轻抚,并发出轻呼:哎呀,多漂亮的沉积剖面啊,这么光洁细腻,多是静水沉积的产物啊。。。我脑海中立时出现一幅辽远的画面:波澜不惊深邃湛清的水下,岩层在缓缓缓缓缓缓沉积增厚。。。我从没想过从地质的角度去看一幢房屋,如果说它从前在我眼里是个漂亮的平面,那么从地质的角度看,这个平面便有了时间的厚度,变成视角更多的立体的了。

偏紫红色的岩石是因含铁

由此提到沉积环境: 海相沉积是在海洋环境下形成的沉积。 陆相沉积首先不是在海里,其次是一个有水的环境才能形成沉积岩,陆相具体起来说有冲击扇相河流相湖泊相,陆地上的岩石在沉积过程中若没有水会以接受剥蚀风化为主,但在相对低洼地区则可接受沉积。

再看这个墙面时,简直是全新的面貌。

下图中是漂亮的“斑马线”。刘老师在讲解中涉及到“沉积旋回”,便查了下名词解释:

沉积旋回是指沉积作用和沉积条件按相同的次序不断重复沉积而组成的一个层序。沉积旋回以规模较大,常表现为岩性岩相的交替变化而区别于“沉积韵律”。沉积旋回主要是由于地壳周期性振荡运动引起的,而韵律的形成则多与局部的地区性因素有关。

查“沉积旋回”的概念,又引出了“沉积韵律”,地质知识浅薄者表示区分无能,但至少理解了一件事,地球上整个地质条件是周期性变化的,斑马线的形成就是周期变化的产物。

这个位置还能看到地质上的另一个景观:断层(岩层或岩体在受力发生断裂变形时,断裂两侧岩块沿破裂面发生显著位移的断裂构造)。图片上方浅色岩石剖面部分是山体滑落位移后的断面,下方黑灰色覆少量植被的部分是下滑部分。两盘交接处的断层线清晰可辨。由此可以想见,亿万年前,这里本是一个完整的山体,后来因地质构造变迁,产生断裂,一侧山体下滑,虽然速度极其缓慢,却是拉也拉不住啊,于是两半山体渐行渐远。

近点看斑马线,不知这样宽度的一层沉积物需用多少万年
再靠近了看,斑马线的同色层里还包含有数个层理

接下来看到的岩石也特别有意思,像整齐堆叠起来的一摞摞古籍书。期间又有打破韵律的小构造(例如岩石下部的一条“宽缝”,右下角两个近垂直但并未相交的两个褶皱和褶皱下的柱状岩石形态),有序与无序只有一线之隔。很期待知道这里曾有怎样的特殊的地质事件发生。一段时间内,沉积厚度几乎等距。那一小层不知意味着多少万年,而在亿万年间掌控这样的韵律是种多么神奇的能力啊。都说生命是周而复始的,看似没有生命的岩石的不也在周而复始么。

 
近看岩上还有更细微的层面。。。这些岩石上留下的宽宽窄窄都是时间的厚度啊
沉积作用和过程的重复,这种韵律与地壳运动、海平面与气候以及沉积物变化引起沉积环境的周期性变化有关
两个褶皱下突兀的一块似横穿出来的柱状岩石,层面卷曲
岩间水平方向有一层较宽的缝
凑近看,这个特殊层面里不是坚硬的岩石,而是可以轻易破碎开的泥沙质地物质。这意味着沉积环境的改变,与海进海退相关
据刘老师现场勘验,远山上这座庙宇坐落在一处岩浆侵入岩岩体上

听多了刘老师对地质剖面的解读,地质结构中隐藏的奇妙让我对地质相关知识充满了热情和好奇。虽然回来后也看了两本简单的地质书,但知识量根本无法满足用专业的语言描述我所看到的,不过我还是可以表达一下我的感受:现在,看这些极具韵律的各种形态的岩石,除了能感受到美,我还能感受到堆叠起来的时间的痕迹和那看不到的巨大的自然神力,无比吸引我的还有它们从前种种变迁的故事。

一个漂亮的褶皱

途中一段山体,剖面都是灰岩,但却出现明显的分界线,右下角是干净的云质灰岩,这说明当时它身处较深的水下接受沉积,左上偏黄色的灰岩含泥质较多,是在较浅较混的水中接受沉积的。本来水平方向的沉积面经地质构造运动的挤压,呈现倾斜的面貌。

两种灰岩的分界那么明显,不知当时大地是发生了怎样急剧的变化
路上因重度霾,远山朦胧一片,近景还好拍两张照片
途径斋堂水库,正赶上重度霾中的日落,太阳可以直视

天已经傍黑了,我们又去看了刘老师发现过新石器时代晚期古人类活动遗址的一段马兰黄土(华北晚更新世黄土,距今3-1万年,典型的风力堆积物)剖面。

这是在这段马兰黄土中发现的新石器时代的陶器(图片来源于网络)

刘老师带我们到一段马兰黄土的剖面处,指给我们看当初他发现的火烧土遗迹,也就是有人类活动遗迹的地方。没有专业的眼光,即使我瞪大了眼睛,仍与那火烧土对面不相识。这这这。。。哪里像是烧过的呀。

当初之所以断定此处有人类活动遗迹,是因为除了火烧土,还看到这些黄土层里有碎煤渣,焦渣,碎陶片等

刘老师早已是火眼金睛,边说着话,边向前走着,随手就捡起一块白云石质地的石块,质疑说,这不像普通石头的样子,很有可能是石器时代的砍砸器,这处黄土层地带不产白云岩,是外来的石块,且有三分之一的边有尖,有类似”刃“的加工痕迹。

白云岩质的疑似石器

现场捡回来的焦渣、红陶和灰陶碎片,灰陶碎片上有绳纹图案(绳纹是新石器时代至商周时期陶器最常见的纹饰,是陶器的装饰纹样之一,其制作方法是:在陶坯制好后,待半干时,用缠有绳子的陶拍在陶坯上拍印,便留下绳纹,再入窑焙烧)。想着这是4000年前古人类的用具,不知怎么忽然想到那句“千里共婵娟”来,应在此时此景上,可不是“千年共陶片”么。这些古人类遗留下来的用具就是供今人穿越时间隧道,一窥它们日常生活场景的时间机器啊。

在场的几位都是见过世面的,也沉稳矜持,唯有我难掩激动,兴奋异常。

路上,我还顺便问了一直以来的疑问,为什么有些地区的山上植被茂盛,有的却寸草难生。刘老师说这跟山体的岩性等有关系。比如火成岩中含有丰富的微量元素,适合植物生长,因此其上常有成片茂密的森林;石灰岩区域发育的土壤土层浅薄,蓄水能力弱,因而环境比较干燥,生长在其上的植物大多具耐旱的特性;石炭纪、二叠纪的地层破碎,常生长乔木林等;草原地区土层较薄,土壤下要么是岩石,要么是沙土,受涵水量的影响,难生高大树木。

从这个角度也能看到地质历史对当今自然的影响,自然发展的历史也有因果。

觉得特别有意思的一件事是,懂地质,就能从地质剖面上推理出一系列地质历史上发生的事件,就像柯南一样,不一定看到事情发生的过程,却能通过事情发生当时留下的蛛丝马迹推断出事情发生的原委。以这样的方式翻看一页页亿万年前的地质历史,是件多么神奇有趣的事情啊。

这一天的地质之旅,就象走进了一条通往远古时光的隧道,通过千奇百怪的岩层的面貌,我看到了时间的交错,时间的厚度,时间的力量。。。回到那个蛮荒还没有人类的过去,感受大地跌宕起伏的变迁,内心的感受无比震撼。真的很羡慕那些有解读地质现象能力的专家们。他们知道更多的故事,对自然也会有更多的敬畏吧。

- -- -

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注