大别山地区存在第四纪冰川吗?

2013-11-09刘格升王传尚胡斌

华南地质 2013年1期

刘格升，王传尚，胡斌

(1.山西地质勘查局二一四地质队，山西运城 044000；2.武汉地质调查中心，武汉 430205；3.黄冈市国土资源局大别山国家地质公园管理处,湖北黄冈 438000)

1 前言

最近，在大别山南麓湖北省罗田县河铺镇与九资河镇交界处，东起关家山村，西至牌形地村大桥头，长约3 km的河谷中，发现了蔚为壮观的“冰臼群”，当地政府十分重视，拟建立地质遗迹保护点加以保护。有关部门曾邀请中国地质大学专家前往考察。《黄冈日报》在2012年6月6日以“罗田发现中国第四大冰臼群”为题对该“冰臼群”进行了报道，称“冰臼群主要集中在百丈崖、打网河和跳鱼潭等三处，其中跳鱼潭处最为壮观。跳鱼潭冰臼群带长约500 m，宽约150 m，共有深浅、大小不一的冰臼近千余个，其形态类型丰富、口小腹大底平的冰臼特征明显，大多呈圆形或半圆形，少量为穿石形状，最深为2 m，最浅约5 cm，最大直径3 m，最小如碗口大小，形如葫芦、石灶、石锅等，并且全部在花岗岩石上形成的。中国地质大学专家经现场勘察、查阅相关资料后，确认该处冰臼群是中国第四大冰臼群，其规模和面积、形态仅次于内蒙古大青山、北京延庆和江西遂川冰臼群”。

中生代以来花岗岩的广泛侵入和地壳的多期次强烈隆升，为大别山花岗岩地貌景观的形成奠定了物质基础，但大别山在隆升之后，究竟经历了什么？第四纪冰川是塑造大别山地貌景观的“巧手”吗？从李四光《冰期之庐山》专著发表以来,牢固树立了中国东部第四纪冰川广泛分布的理论[1]。冰川作用对第四纪以来的地貌塑造就成为地质学界的一个难以回避的话题。与大别山相隔不远的庐山有不少地质专家宣称发现了第四纪冰川的痕迹[1-4]，那么，大别山是否真地有第四纪冰川的作用呢？湖北黄冈大别山国家地质公园规划已得到国土资源部专家评审通过，近期将举行揭碑开园仪式，届时，地质公园将利用自身的资源优势，充分发挥地质公园在地质遗迹保护、地质科普教育和促进当地旅游业发展等方面的作用，对于黄冈大别山地区发现“冰臼群”的问题，是在发展当地旅游业的过程中，进行大别山地质地质遗迹保护和地质科普宣传都必须做出回答的问题。

近年来，本文作者之一王传尚等承担了“湖北黄冈大别山国家地质公园的规划”项目，在黄冈大别山地区开展了地质遗迹的调查与研究，因此，对该“冰臼群”的发现深感兴趣，但笔者等欲联系《黄冈日报》所称的中国地质大学专家无果，遂在黄冈市国土局和罗田县国土局的邀请下，亲赴现场考察该“冰臼群”。

2 “冰臼群”的分布特征

笔者等多次赴百丈崖、打网河和跳鱼潭等地考察，结果发现，这里的“冰臼群”的确非常壮观，但由于没有其它相应的冰川侵蚀地貌相佐证，如羊背石、冰斗、角峰、刃脊等，无法证明大别山地区曾经发育第四纪冰川。而对“冰臼群”的仔细观察发现:

(1)所谓的“冰臼群”发育之处，均在河流拐弯处，在洪水来临时是水流最为湍急之处；同时，河道的坡度较陡，从天堂湖水库大坝-最远端的跳鱼潭“冰臼群”，直线距离约9 km，河道坡降约185 m,水动力强度大，河流侵蚀作用强烈。

(2)“冰臼群”多沿构造薄弱处发育，即在节理密集处易于发育；“冰臼群”发育的方向与节理的走向一致(图版1，图1),从节理发育性质和特点看，河谷中的节理为张性节理，其走向与水流方向基本一致，其倾角近90°。

(3)现有不少“冰臼”中尚有多块磨圆良好的砾石，为“冰臼”的成因提供了直接的证据（图版1，图2）；

(4)据观测，在大大小小的“冰臼”中，最大的直径可达7 m，并非报道中所述3 m，但该“冰臼”不完整（图版 1，图3）；

(5)在深逾2 m的“冰臼”壁，可见明显的擦痕，但该擦痕并非冰川擦痕，而是水流携带的砂、砾与臼壁的摩擦所致（图版1，图2）。

（6）河道中的花岗岩为早白垩世江家湾单元中粒含斑二长花岗岩，虽局部见斜长角闪岩捕虏体，但“冰臼”的发育并不具有岩性的选择性，仅有少数“冰臼”发育于捕虏体发育的花岗岩中，绝大多数则发育在无捕虏体的花岗岩中。换言之，当前的证据不支持河谷“冰臼”由差异风化或“负球形风化”作用所致。

上述“冰臼群”的分布及其形态特征，为揭开其成因之谜提供了有力的证据。除此之外，在大别山地区还零星分布着一些穴状微地貌景观，如在大别山主峰天堂寨脚下的神仙谷中的“神仙灶”（图版2，图4），在天堂寨哲人峰顶的小型穴状地貌（图版2，图 1），以及在龟峰山顶的“仙人脚”（图版 2，图5）、薄刀峰山脊上的“天池”（图版 2，图 3）等景点，都是小型的穴状微地貌，其成因存在一定的差异，但均不是冰川作用的产物，换言之，上述穴状微地貌并非冰川成因的“冰臼”，其成因需要针对每一处穴状微地貌进行具体分析。

3 “冰臼群”的成因

上述现象说明，这一激动人心的“冰臼群”，并不是真正的“冰臼群”，而是河流侵蚀作用所形成的一种特殊的地貌景观——“壶穴”。这一认识，与施雅风先生关于中国东部中低山地区不发育第四纪冰川的意见是吻合的。根据施雅风1989年以来的研究成果，在中国东部中低山地区，并无发育冰川的古气候条件[5-6]。

事实上，1990年代末，学术界关于“冰臼”与“壶穴”的争论十分激烈。事件的起因是中国地质科学院地质研究所韩同林教授1999年趁回乡探亲之便，考察了广泛分布于广东省丰顺县龙鲸河和揭西县石肚溪现代河谷中花岗岩上的穴状微型地貌，认为其为距今200万年前的早更新世的冰川作用形成的“冰臼群”。这一消息披露后，广东传媒以显著版面予以报导[7]。与此同时，对河谷“冰臼”说质疑之声也不绝于耳[8-21]，专家们研讨的地域范围也不断扩大，也有少数学者对韩同林先生的观点给予积极的评价[21-22]，韩同林先生亦多次著文对上述质疑予以回应[23-28]。

对南国“冰臼群”的争论，使地质学家对“冰臼”的成因有了更为深入的认识，同时，也使地质学家在发现穴状微地貌分析其成因时，更加谨慎。

笔者之一（王传尚）曾于2006年考察过位于瑞士卢塞恩的第四纪冰川遗迹，该冰川遗迹发现于1872年，后辟为冰川公园，该冰川公园的冰臼、冰川擦痕、冰川漂砾十分典型（图版1，图5-7），研究表明在2万年前，位于阿尔卑斯山脚下的卢塞恩地区由厚达千米的冰雪覆盖。该处的冰臼群和大别山地区河谷中的“冰臼群”在形态上虽然较为相似，但该冰臼群发育在当地狮子山的山坡上，冰川擦痕成片分布，冰蚀作用明显。而大别山地区所发现的“冰臼群”分布于河谷中，且不见冰川擦痕，也无相关的冰川作用的痕迹佐证，因此，笔者等认为，黄冈大别山地区河谷中的“冰臼群”与冰川作用无关，而是河流侵蚀作用所形成的。每当洪水来临，河水暴涨，水流极为湍急，其中裹挟了大量的泥沙和花岗岩砾石，这样的水流侵蚀力极强，而一旦在河床薄弱处（如节理发育处）形成凹坑，就会形成涡流，从而带动砂、砾不断在该处侵蚀，便逐渐形成了壶穴。壶穴形成后，在长期的流水侵蚀作用下，均会有扩大、加深、破坏和新生（图版1，图8）。从壶穴目前保存的情况看，最大的壶穴均保存在河床两侧的岩壁上（图版1，图3、4），并且只有少数是完整的，这无疑是河流在漫长地质历史中，不断下切侵蚀的结果。

在大别山主峰天堂寨山脚下的河谷中的一处景点“神仙灶“（图版2，图4），与上述成因相同，在河流侵蚀作用下首先形成了穴状微地貌（壶穴），随后，在河流的强烈下切作用影响下，该壶穴渐渐高出河面，其底经河流的侧向侵蚀掏空，最终形成了上下洞穿的“神仙灶”，现“神仙灶”顶已高出河面约3 m，而河谷中的水流侧向侵蚀作用随处可见（图版2，图2）。

黄冈大别山地区其它的穴状微地貌（壶穴），其成因大致与施雅风提出的花岗岩“负球形风化”有关[20]，如在天堂寨哲人峰顶的穴状微地貌，以及在龟峰山顶的“仙人脚”、薄刀峰山脊上的“天池”等景点。但上述景点的壶穴稍有不同，哲人峰顶的壶穴直径约30 cm，深约5 cm，口圆壁直底平，是典型的负球形风化特征（图版2，图1）；而龟峰山顶的“仙人脚”（图版 2，图 5）、薄刀峰山脊上的“天池”（图版2，图3）形状不规则，鉴于该花岗岩体中常见花岗闪长岩的包体，且该包体的耐风化能力较弱，可能是包体率先风化剥落，然后再进一步风化剥蚀形成了状如人脚的“仙人脚”或“天池”等穴状微地貌。