喀喇沁旗马鞍山森林公园发育U形谷等冰川剥蚀地貌

U-shaped valleys found in granite hills in Karqin Banner, Inner Mongolia, China

吕洪波（中国石油大学地球科学与技术学院，山东省青岛市，266580）

任晓辉（赤峰学院资源与环境科学学院，内蒙古赤峰市，024000）

吕中华（承德大招旅游开发有限公司，河北省承德市，）

在大兴安岭南段与燕山山脉东段交汇处，为一片海拔1000—2000米的低山区，该山区称为七老图山，也是河北省承德市和内蒙古赤峰市的交接地带。内蒙古赤峰市喀喇沁旗政府所在地锦山镇就位于七老图山东侧的山谷中，连接内蒙古赤峰市和河北省承德市的G45高速公路穿过锦山镇。在锦山镇东南大约8千米的花岗岩山区，有一个森林公园—马鞍山国家森林公园。为什么叫“马鞍山”？是因为公园西侧有一处特殊的地形呈现出典型的马鞍状。2015年05月03日，笔者与任晓辉教授和吕中华先生等一起到现场考察，确认为典型的U形谷，是第四纪冰川侵蚀的证据。这里借科学网宝地宣布我们的初步研究结论，供地学爱好者和地学同仁们参考。

若有人转发，请注明出处。若写文章参考，也请标注。先上几张图片！

在冰川剥蚀区的东部是一条近南北向延伸的平缓山脊，海拔高度1400米左右，而西边宽广的谷地海拔高度不足1000米，山麓下农田主要为黄土覆盖。冰川侵蚀地貌就发育在高度1000米至1400米之间的西侧斜坡带上。

通过卫片可以看出：在公园景区门口的西北边，有两个并排的U形谷向312°方向的下坡延伸，中间以尖锐的刃脊相隔。其中U形谷①：谷长220m，宽140m，纵向落差75m；U形谷②：谷长270m，宽160m，纵向落差90m。公路西侧马鞍山莊③处的GPS值为：N 41^o52.14′, E 118^o46.50′, H 1000m (±5m)。

   利用Google Earth换个角度观察，U形谷特征更为明显。在山谷的公路旁向东南方向观察，U形谷展示了典型的马鞍状：宽缓的谷地和狭窄、陡峭的刃脊。

从U形谷下方的公路边近处仰视典型的U形谷，平缓的谷底和陡峭的刃脊特征更加显著，而刃脊上浅肉红色粗粒花岗岩还发育与谷壁近乎平行的剥离面理（exfoliation）。

简单讨论：U形谷无疑是冰川侵蚀的关键证据，因为由坚硬的花岗岩组成的山区若没有冰川存在是无法形成U形谷和刃脊这样的地貌组合的。显然，河流无法切割出这样宽缓的且坡度很陡的谷地，风也无法在花岗岩表面吹蚀出这样的谷地而不留下风蚀痕迹。由此可以判断：此处U形谷唯一的侵蚀动力只能是冰川，而且是山谷冰川。其发育时间为第四纪，因为更早的冰川不可能留下如此明显的侵蚀地貌遗迹。

值得注意的是，马鞍山国家森林公园附近平缓的山脊海拔高度仅仅1400米左右，而这里的冰川侵蚀地貌却保留于山体的西坡。与典型的高山区山谷冰川地貌明显有别的是，这里的U形谷不是发育在高山半腰并向下汇合的狭长谷地，而是发育于平缓山脊的边缘，而且U形谷的长度也短得多；然而，这里的U形谷坡度却很大，而且往往成群分布，有点类似于北美北极附近高原边缘的悬冰川，是大型山谷冰川的上部支流。

中国西部现代冰川U形谷起源于山半腰雪线附近的冰斗，向下延伸到冰舌之下后就被V形谷（山区河谷）所代替，而这里的U形谷下游却不见V形谷。

阿拉斯加现代冰川发育由很多悬冰川和其主谷的大型山谷冰川（图9）。在2万多年前的末次冰盛期（LGM），美国北部和加拿大基本上被大陆冰川所覆盖，1万多年前冰川由南向北退缩（Adams, 1997）。由此推断：北极附近原来被大陆冰川所覆盖的区域，现今退化成大型的山谷冰川和其两侧高原边缘的悬冰川组合。

马鞍山森林公园附近除了上述两个U形谷外，在北部山脊西侧还发育一系列相关的冰川剥蚀地貌组合，如：下面这片区域就发育很好的冰斗--U形谷组合，而且表现出统一的冰川移动体系。

从上述分析中我们可以获得启发：赤峰等地这些发育在高原边缘的小型U形谷就是第四纪大陆冰川退缩后形成的悬冰川谷。U形谷下方的主谷受到风化、黄土沉积及河流侵蚀改造已经很难看出原貌，而在裸露的花岗岩山坡上保存的小型U形谷就成了第四纪冰川存在的有力证据。

自从1997年韩同林研究员在河北丰宁花岗岩山区发现冰臼（韩同林等，1998，1999）以来，关于中国东部第四纪冰川存在与否的争论就从来没有停止过。以施雅风院士为代表的一大批地学研究者从上世纪八十年代开始大量撰文，认为中国东部不具备发育第四纪冰川的条件（如：施雅风，1982，2000）。面对近十年来赤峰等地第四纪冰川地貌的报道（如：吕洪波等，2006，2008），施雅风先生在九十高龄后仍然撰文，认为被当作冰川融水侵蚀标志的壶穴（如：韩同林，2004）是负球状风化造成的（施雅风，2010）。针对施雅风先生对中国东部第四纪冰川的否定，吕洪波等撰文指出花岗岩山脊上的壶穴就是冰川壶穴，同时还伴有其他冰川侵蚀标志（吕洪波等，2010），后来还专门报道了鲁山片麻岩表面的颤痕（吕洪波等，2012）。这些冰川侵蚀标志的报道为中国东部第四纪冰川有无问题提供了良好的观察点。

十几年来关于壶穴成因的争论至今尚未结束，与其争议壶穴成因无果，还不如去寻找大家公认的冰川侵蚀标志。如果某学者不相信壶穴的冰川融水成因，可以去观察相伴生的其他侵蚀标志。为此，作者在此展示了马鞍山森林公园花岗岩山区U形谷等第四纪冰川侵蚀地貌，以便让不同观点的学者去现场观察并做出自己的判断。

主要参考文献

Adams J.M., 1997.Global land environments since the last interglacial. Oak Ridge NationalLaboratory, TN, USA. http://www.esd.ornl.gov/ern/qen/nerc.html

Britanica.com,2015. Glacial valley. http://global.britannica.com/science/glacial-valley.

Gary, M.,McAfee Jr, R, and Wolf, C. L. (Editors). 1972. Glossary of Geology. AmericanGeological Institute, Washington, D. C. 805pp.

McIntyre,M. P., 1985. Physical Geography (Fourth Edition). John Wiley & Sons, NewYork, 534pp.

Press, F.,and Siever, R., 2001. Understanding Earth (Third Edition). W. H. Freeman andCompany, New York, 573pp.

Wikipedia.org,2015. U-shaped valley. https://en.wikipedia.org/wiki/U-shaped_valley.

韩同林，劳雄，郭克毅. 1998. 河北省丰宁县喇嘛山冰臼群的发现及意义。中国区域地质，（1）：102.

韩同林,劳雄，郭克毅. 1999. 河北、内蒙古中低山区发现罕见的冰臼群。地质论评，15（5）：456—462。

吕洪波，任晓辉，许民，欧阳江城，2008，壶穴差异风化或风蚀作用成因质疑。地质论评，54（2）：192—198。

吕洪波，任晓辉，许民，欧阳江城，2010，再论山脊壶穴的冰川融水成因—兼与施雅风院士商榷。地质论评，56（5）：693—702。

吕洪波，任晓辉，杨超，2006，赤峰等地第四纪大陆冰川的地貌证据。地质论评，52（3）：379－385。

吕洪波，徐兴永，易亮，李萍，2012. 山东鲁山混合岩表面发现第四纪冰川剥蚀的直接证据—颤痕。地质学报，86（3）：514—521。

施雅风（主编），2000.中国冰川与环境—现在、过去和未来。北京：科学出版社，410页。

施雅风，1982. 庐山真的有第四纪冰川吗？冰川冻土，4（1）：64—69.

施雅风，2010. 韩同林的“冰臼论”是对花岗岩类岩石“负球状风化”的误解。地质论评，56（3）：349—354.

==================附：U形谷的基本定义与特征回顾：

冰斗、U形谷、刃脊等冰川侵蚀地貌的基本特征在上百年前就为地学界所熟知，为了让读者更清晰地辨认马鞍山的U形谷，我们再次回顾一下U形谷（U-shaped valley）的基本特征：

传统的地质学词典上有如下描述：

U-shaped valley is a valley having a pronounced parabolic cross profile suggesting the form of abroad letter “U”, with steep parallel walls and a broad nearly flat floor; specific a valley carved by glacial erosion, such as a glacial trough (Gary etal., 1972, p.770).

其基本含义：U形谷具有明显的抛物线形态横剖面，类似于一个宽广的字母U，两侧发育陡壁而谷底平坦。这种谷地是冰川剥蚀形成的特征谷地，如：冰川槽谷。

在大英百科全书网上有这样的介绍：

glacial valley（冰川谷）, also called glacial trough（冰川槽）, stream valley that has been glaciated, usually to atypical catenary, or U-shaped, cross section. U-shaped valleys occur in manyparts of the world and are characteristic features of mountain glaciation（Britanica.com, 2015）.

这里强调的是：U形谷是山岳冰川的特征性地貌。

U形谷作为冰川侵蚀的典型地貌早已毫无异议，在普通地质学教材（如：Press and Siever,2001, p.340）或自然地理学教材（如：McIntyre, 1985, p.374）中都有较为详细的论述和实例展示。

在当今最流行的网上词典—wikipedia上有着清晰的描述：

A U-shaped valley or glacial trough is formed by theprocess of glaciation. It has a characteristic U shape, with steep,straight sides and a flat bottom. Glaciated valleys are formed when a glaciertravels across and down a slope, carving the valley by the action of scouring.

网站上不仅明确指出：U形谷就是冰川槽谷，而且给出了其典型的横剖面示意图，此外还列举了很多实例（wikipedia.org,2015）。