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阿拉善科考记(三):大漠天池与花岗岩的盐风化 精选

已有 5834 次阅读 2021-3-9 04:45 |个人分类:地学科普|系统分类:科普集锦

     天池多指由冰川、火山等地质作用形成于高山中或山顶的淡水湖,天池中的“天”字既指湖泊的位置相对很高,又指其天然成因,新疆的天山天池和中朝边境上的长白山天池是两个著名的实例。

2020年的9月,在我们对阿拉善沙漠世界地质公园进行系列科考时,一个比较特别的名字“大漠天池”被列为重点科考景点之一,在去往景区途中,科考队员的心中不免有些疑惑:虽然风力可以把地面的砂粒吹较高的地方,但沙漠总体上通常形成于相对低洼的环境,沙漠中常有面积不大的湖泊或水塘,尤其是阿拉善境内的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠,各有上百个天然湖泊,这些湖泊无一例外都位于沙丘的底部,且都是咸水湖。大漠天池能有什么独特之处呢?会不会为了吸引游客而把一个普通的沙漠湖泊“拔高”为“大漠天池”呢?

带着疑问,我们科考队于2020922-23日对这个特殊的湖泊进行了仔细的考察。

一、    大漠天池——实至名归

2020922日,科考队很早就从额济纳旗出发,沿着巴丹吉林沙漠的简易公路赶到了大漠天池景区。趁着太阳还未落山,全体成员不顾几个小时的旅途劳顿,放下行李就奔向了这个天池。

大漠天池景区是由一个很小的水库与一片天然湿地和天然湖泊共同构成的综合景观,呈长条状分布在巨大的花岗岩体与巴丹吉林沙漠的接合部位。山口处有个简易的水坝,把上游方向的水拦截成一个浅而狭长的小水库。整个水库位于呈北偏西方向延伸150米、宽约十几米的峡谷底部,两侧则是因流水侵蚀和重力崩塌而形成的数十米高的花岗岩崖壁。花岗岩体内发育了大量规模不等、纵横交错的裂隙,部分裂隙被新鲜的浅红色花岗质岩石充填。

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大漠天池的位置


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大漠天池周边的花岗岩(水库出口附近)


大漠天池下的水库和湿地.jpg

水库北口与湿地和沙漠相接

穿过峡谷,便与西侧的沙山相交,空间变得开朗许多,出现了一片大漠上难得一见的湿地,芦苇和多种水草异常茂盛,水鸟在芦苇丛中欢快地叫着,鱼儿则在浅浅的水塘里缓缓地游动。湿地向东北方向拐了一个湾,溪水延伸几十米后便被黄沙掩盖,不见了踪影。

大漠天池下的湿地_184735.jpg

湿地-沙漠-花岗岩山体

我们顺着湿地西侧的软梯爬到沙山高处,看到了小溪上游被180米长的黄沙阻断,更上游方向则变成了一汪碧绿且逐渐变宽的深潭,深潭由花岗岩中的裂隙侵蚀而成,因此潭的两侧崖壁异常陡峻,水潭向北偏东方向延伸约200余米。夹在巴丹吉林沙漠和花岗岩体之间这一狭长幽深的潭水以及周边地貌就是我们要考察的重点“大漠天池”了。

微信图片_20201230(摄影王平)-c.jpg

鸟瞰大漠天池

天池湖面海拔高约为1365米,与紧邻其下的湿地间有15米的高差,与旁边牧民的住地之间高差居然有30多米,与附近地势最低的一个盐湖之间的高差则达到了175米。这是在大漠干旱地区难得的一个因黄沙淤阻而形成的淡水堰塞湖,周围花岗岩体中有纵横交错的断层和裂隙,虽然降水量十分稀少,但岩体裂隙发达,汇水面积巨大,日积月累就形成了这样一池碧水。水是干旱地区最稀缺的资源,几乎所有动植物都需要水,尤其是淡水。对于生存在极端干旱环境的牧民来说,淡水就是名副其实的生命源泉,附近的牧民和牲畜饮用水均源于此,因此,它在当地的蒙古族牧民中却享有崇高的地位,被亲切地称为“岗根淖尔”,即“美丽俊俏的湖泊”。据检测,这个湖泊中的水质良好,矿化度在300-500毫克之间,在整个阿拉善地区来说已经属于十分优质的水源。

在异常干旱的大漠,这样一个具有优良的水质和足够高度的天然湖水,称其为“大漠天池”可算是实至名归了。不仅如此,随着后续考察的深入,越来越觉得这个天池的确有很多神奇之处。

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静静的湖面

二、天池的奇与美


这个藏身于巴丹吉林沙漠边缘、面积很小的区域却是碧水蓝天与黄沙红岩相生相伴的宝地,它就像点缀在大漠中的一颗翡翠,把大漠的荒凉和苍茫化为乌有。它兼有湿地、湖泊和沙漠、花岗岩山地等多种地貌景观,是集中观察、研究这几种地貌的绝佳地点

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天池、花岗岩和沙漠 (注意水面上方的白色物质,它们是凝结在岩石表面的“盐霜”)

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天池、沙漠、花岗岩

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花岗岩风化后散落在地上的矿物颗粒明显比风吹来的砂粒粗

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被黄沙包围蚕食着的花岗岩

三、天池为什么这么美

大漠天池的美是多元的,美的成因也是多元的。既有气候和生物的因素,更有独特的地质环境因素,其中,最为典型和最有教学、科研意义的是天池附近花岗岩的风化地貌

如果你经常到山里考察或旅游,会发现植物特别喜欢在各种岩石的缝隙中生长,以便获取更多的水分和矿物质。如果高大乔木的种子落在岩石的裂缝中并发芽长大,树干和树根不断变粗,对裂隙两侧的岩石压力也会急剧增加,久而久之,就会使岩石破碎崩解。这种因树根生长造成对岩石的破坏称为根劈作用。

除了植物的根劈作用外,水冻结成冰后也会使岩石崩解。

寒冷的冬季,暴露于室外的水管会因内部的水冻结成冰而胀裂,这是因为水在结冰后体积增加近11%。岩石内部总有或多或少的裂隙,岩石内部的矿物颗粒之间还有很多更小的孔隙。这些裂隙和孔隙中往往含有一定量的水分(称为裂隙水)。当气温降到0摄氏度以下,裂隙水结冰,体积膨胀,使裂隙进一步增大;温度升高后,裂隙水融化,更多的水渗入到裂隙深处。日久天长,岩石就被胀破。这种造成岩石的松动和崩解且不断重复的过程称为冻融作用或冰劈作用。

      自然界还有一种与冰壁作用非常类似但又很少被人认识的现象,就是盐辟作用,或者叫做盐风化作用。

  在前一篇介绍大漠胡杨的博文中,我们已经知道土壤中特别是干旱地区的土壤中含有大量的盐分。原来,岩石和土壤、水体中普遍含有可溶解于水的盐类物质,这些盐除了我们日常食用的氯化钠(NaCl)外,还有硫酸钠、碳酸钠、硫酸镁、明矾(硫酸铝钾)、石膏(硫酸钙)等。含盐的水或直接流淌到岩石表面,或沿裂隙渗透到岩石内部,还可混在空气中传播到更远的地方。温度高的时候,岩石裂隙中的水分蒸发,盐类物质在裂隙中结晶,体积膨大,于是对周围的岩石产生压力,促使裂隙扩大。之后,含盐的水进一步向裂隙深处渗透,继而又生成新的盐晶。这个过程重复多次后,造成盐晶周围的岩石崩解破碎,并可进一步形成巨大的洞穴。

  盐风化的过程与冰劈作用十分相似,不过冰壁作用只能发生在液态水与固态冰之间频繁转换的环境,一般常见于高海拔和高纬度地区;而盐类物质的结晶-溶解作用主要发生在湿度和盐度频繁变化的环境,分布范围遍及地球各个角落,尤以海边、盐湖湿地附近和干旱、半干旱地区最常见另外,含盐的湿润空气或毛细管作用可以把盐分带到洞穴的顶部、微小的岩石裂隙间,这样,盐分可以沿着岩壁向上方生长渗透,使得上方的岩石颗粒持续崩解。

盐风化形成的洞穴奇形怪状,往往被当作强风吹蚀的结果。然而,强风吹蚀一般会在岩石表面留下坚硬光滑的沟痕(照片),而盐风化可以发育在完全无风的洞穴顶部甚至是人工建筑内部,盐风化还具有明显的粗糙和酥脆的外表特征。

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这张拍摄于大漠天池东侧的照片上有一组定向沟痕,它们是强风吹蚀形成的。沟痕四周的岩石异常坚硬光滑,与盐风化形成的洞穴有明显区别。

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典型的风力吹蚀形成的表面现象,岩石表面异常光滑、坚硬,风蚀的沟痕异常明显(拍摄地:阿拉善盟林草局)


在野外经常可以见到风力吹不到的地方发育许多小洞,或者在大洞内部又有许多更小的洞穴,甚至在很多人工开凿的大型岩洞、佛教洞窟或者窑洞内部都有许多小的洞穴或明显的风化侵蚀现象,用强风吹蚀或水蚀完全无法解释,其实都是盐风化的结果。

 

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根劈作用


大漠天池位于极端干旱区,昼夜和季节性温差都很大,花岗岩体内断裂和节理构造发育,强烈的温差、阳光照射以及强风,为花岗岩的风化创造了极为有利的条件。因此,在大漠天池附近恰好可以见到风蚀与盐风化两类成因截然不同的洞穴,但以盐风化地貌最为典型。


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冰壁作用与盐风化作用示意图(来自网络)

(二者的区别:冰壁作用是水的结晶,盐风化则是盐类矿物的结晶)

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 image.png内蒙古大漠天池花岗岩的盐风化

1-4:盐风化形成的地貌。其中,12的明显是就近堆积的风化产物,特别是根据风化穴周围的沙波纹,可以明显确定风向,这些洞穴处于背风位置;5-6:盐风化穴中由风吹进来的砂粒,注意这些砂粒明显小于花岗岩风化形成的砂粒,进一步说明这些洞穴处于风力吹蚀较弱的位置;7-8:风化穴中的白色物质是结晶在花岗岩表面的盐类矿物,图8中可以看到3-5mm厚的白色盐壳

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盐风化(参见上图)


四、交通及住宿


大漠天池景区在行政区划上位于阿拉善盟阿拉善右旗阿拉腾敖包镇巴音塔拉嘎查,虽然是新开发的景区,但已经具备了非常好的交通和食宿条件,在电子地图上可以轻易搜索到这个世间罕见的景点位置和路线【景区参考坐标:北纬40°3'7",东经104°7'12"】。

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大漠天池景区的露营地

 后记:阿拉善大漠天池景区面积很小,距离很远,但它集沙漠、湿地、花岗岩风化地貌于一体,可以实地体验和观察大自然的变化过程,实在是不可多得的好去处。其周边还有面积非常大的怪石林景区、还有许多远古先民的岩画等。这次考察我还拍摄了大量怪石林景区的照片,以后如果有时间我会撰文介绍。

   以本文为基础的科普文章已在2021年第2期《知识就是力量》发表。共同作者有阿拉善盟交通投资有限公司的林军和阿拉善沙漠世界地质公园的多胜利



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