黑龙江省中部中低山区古冰川地质遗迹存在的可能性分析

李强

(黑龙江省区域地质调查所 ，哈尔滨 150080)

现有资料表明，在中国的黄山、庐山、湖北、云南、西藏、河北、内蒙古均发现有第四纪冰川遗迹[1]。比上述各地区纬度要高的黑龙江省有无第四纪冰川存在，一直有两种认识：一种认为只有冰缘而无冰川；另一种认为既有冰缘又有冰川[2]。笔者在进行黑龙江省地质公园地质遗迹调查中发现了大量形似冰川地质遗迹的现象，以下暂称为“类冰川地质遗迹”。有的类似冰臼、有的类似冰壁龛、有的类似冰面湖湖蚀柱石……(以下暂称为冰臼、冰壁龛、冰面湖湖蚀柱石……)，这些地质遗迹的发现，为分析黑龙江省古冰川是否真正存在提供了重要线索。

1 类冰川地质遗迹总体分布特征

类冰川地质遗迹分布于黑龙江省中部的广阔区域，地理坐标为东经126°30′～130°30′，北纬45°40′～48°30′之间，目前包括黑龙江省铁力市朗乡花岗岩石林地质公园、宾县二龙·长寿山地质公园、集贤县七星峰地质公园和伊春市汤旺河小兴安岭石林国家地质公园、黑龙江凤凰山国家地质公园。其分布之广、种类之齐全、数量之多、特征之明显和保存之完好，在国内亦属少见(表1)。

表1 类冰川地质遗迹分布一览表

2 类冰川地质遗迹类型、分布及成因推测

类冰川地质遗迹类型主要有冰臼、冰悬槽、冰壁龛、湖蚀柱、角峰、刃脊等多种。

2.1 冰臼

冰臼主要分布于海拔210～792 m的高处，由花岗岩组成的山脊和山峰上，个别分布于山麓地带。分布的山体周围，地势险峻、峰丛密布，并分布有“U”型谷、角峰、刃脊、冰悬槽等冰川地貌特征 。

目前所发现的冰臼，以发育在陡峭崖壁侧面上的为多，少量发育在花岗岩岩体的顶面(图1)。

图1 长寿山上的“冰臼”

2.1.1 冰臼类型

按其分布位置分类为：

(1) 山顶冰臼

属冰盖冰臼之一，即为分布在山顶上的冰臼。目前所发现的冰臼多数属于此种类型，有二龙·长寿山地质公园一面砬子上的著名景观“左神座”和“右神座”；七星峰地质公园内利剑峰旁的“佛印”以及朗乡花岗岩石林地质公园中倾斜或水平洞状的洞冰臼。

(2) 山麓冰臼

属冰盖冰臼之一，即为分布在山麓地带的冰臼。仅发现一处为此种类型，即小兴安岭国家地质公园内所谓的“鹿鸣泉”。

(3) 漂砾冰臼

指冰川漂砾顶部形成的冰臼，朗乡花岗岩石林地质公园内发现一处属于此种类型。

按其形状分类为：

(1) 蜂窝状冰臼

指大冰盖退缩过程中产生的冰面湖或冰盖消融后期形成的冰川湖浪冲蚀陡崖产生破碎浪冲击基岩形成蜂窝状密集洞穴。发现的少量冰臼为蜂窝状冰臼。

(2) 侧洞冰臼

在地质遗迹调查中发现的冰臼大多属于侧洞冰臼，就是冰臼的开口朝向旁侧，与山顶部位开口向上的冰臼相区别。朗乡花岗岩石林地质公园是侧洞冰臼分布最多的地区。

2.1.2 冰臼特征

冰臼分布的岩石皆为印支期花岗岩，岩石成份较为均一，粒度相差不大，未见有捕虏体和析离体。

冰臼以开口水平方向或倾斜状的为主，有少量开口朝上。

冰臼规模大小不一，大的开口高可达2 m，宽可达5 m，深1.5 m，小的仅开口10 cm×8 cm左右，深仅1 cm。

冰臼，壁陡而内部光滑，内部一般无填充物，有的可见有少量泥质成份并生长杂草，小兴安岭国家地质公园内发现的唯一一个冰臼有积水和砂；二龙·长寿山地质公园内的冰臼中沉积有泥土并生长有杂草。

2.1.3 冰臼分布

(1) 朗乡花岗岩石林地质公园冰臼群，分布在海拔300～792 m之间的高地上，分布面积大，约2.6 km2，数量100～120个之间，朗乡冰臼群主要为分布于山崖陡壁的洞冰臼。

(2) 七星峰地质公园主峰上的“佛印”景观为平面上分布的联体冰臼，一个小的冰臼和相对大的冰臼相连，和秦皇岛祖山被韩同林教授认定为联体冰臼“神女卧”极其相似。

(3) 二龙·长寿山地质公园内构成 “左神座”和“右神座”的冰臼与小兴安岭国家地质公园内的冰臼皆为分布于水平面上的单体冰臼，只是长寿山中的冰臼明显遭到流水的侵蚀和破坏，一个冲蚀出出水口，一个即有进水口又有出水口。

2.1.4 冰臼推测成因

冰臼的成因在中国地质科学院地质研究所韩同林教授出版的《发现冰臼》一书中有详细的论述，它是指古冰川融水沿冰川裂隙自上而下似滴水穿石的方式冲蚀基岩产生的，形成的机制参见图2[3]。

2.2 冰悬槽

冰悬槽以分布于朗乡花岗岩石林地质公园的最为典型，其中之一位于663.1高地南约300 m山脊上，与山脊同向。它全长15.1 m，宽0.5～1.0 m，呈“U”型，为冰盖、冰帽形成的冰川融水携带冰碎屑、岩屑物质沿冰川与基岩面流动形成的底平、两侧陡峻的小沟槽。另外的位于著名的景观“石瀑”之上，由十几条冰悬槽组成群体，受后期流水的冲刷构成“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”的壮美景观(图3)。

图3 朗乡公园中的“石瀑布”

图4 朗乡公园中石柱

此外，在二龙·长寿山地质公园也有类似的现象，只是受后期流水作用较强，特征不明显而无法最终认定。

2.3 湖蚀柱和蘑菇石

湖蚀柱目前仅见于朗乡石林花岗岩石林地质公园山脊上，共发现2处，其中一处规模较小，高30 cm，底部直径15 cm，旁侧尚有流水冲蚀的沟槽(图4)；另外一处高约5 m，底部直径约0.8 m，构成细柱状孤峰。朗乡花岗岩石林地质公园还产生了蘑菇石这一特殊地质现象(图5)。

图5 朗乡公园中石蘑菇

湖蚀柱的成因可能是冰川最后全部融化、冰川融水形成巨大的冰川湖，湖浪对基岩及陡壁冲蚀作用的结果。

2.4 冰壁龛

是冰川湖湖浪对基岩及陡壁冲蚀作用的结果，和韩同林教授所认定的河北丰宁平顶山山麓地带冰湖浪形成的湖蚀龛相似。仅见于朗乡花岗岩石林地质公园，数量较多，可达60～70余处，最大的冰壁龛为朗乡花岗岩石林公园主峰792高地上的冰壁龛，由一连串4个较大的冰壁龛连接在一起，其底部是一组略向北倾斜的平直节理，单体呈半月型，高1.7～1.9 m，宽3～4 m，水平延深0.8～1.2 m，内壁光滑，构成“鳄鱼头”景观。另外的冰壁龛也构成多种奇特的景观，如朗乡地质公园的“雄狮怒吼”等。

冰壁龛和洞冰臼的区别在于后者常呈单体出现且形态圆润规则。

2.5 冰石林

在朗乡、汤旺河、饶河喀尔喀山形成的或成片、或孤立存在的石林景观，可能均是冰盖冰川的掘蚀、拔蚀和挖蚀以及后期冰川融水的冲蚀作用下产生的特有的冰川地貌类型(图6)。

饶河喀尔喀山石林中发育的水平节理，很有可能是冰盖融化后压力突然释放而形成的释重构造。

2.6 角峰

朗乡石林地质公园内的792高地形似角峰，山顶呈现锥状。

2.7 刃脊

形成朗乡石林“石瀑布”的山脊即具较典型的刃脊地貌(见图3)。

2.8 石海

在五常凤凰山海拔1 600 m以上的高度上，存在着大面积平坦的石海，形成石海的岩石棱角分明，说明其为为较短的时间内倒塌而平铺到地面上，石海的成因，简单的以风化作用形成是难以解释这种现象的，最可能合理解释就是和冰雪的冻融作用有关，即第四纪的某个时期，此地位于雪线之上，由于昼夜温差以及间冰期及冰期的交替，岩石裂隙中的冰水不断的冰胀—融化—冰胀，这样不停的循环，再加上其它地质作用的影响，最终岩石坍塌，形成这种地质现象。

图6 朗乡公园中疑为冰川拔蚀作用形成的石林景观

3 冰川地质遗迹存在的可能性分析

本文中所说的“冰臼”、“冰壁龛”等类冰川地质遗迹现象，是否最终认定确实是冰川形成，还需要更多的证据，因为，上述地质现象的成因至今尚存在着争议，即除了“冰说”外，还存在着“壶说”、“风说”、“风雨说”等多种说法。

“冰说”以韩同林、郭克毅为代表，他们认为，冰臼主要是由冰川融水(包括冰川压融水)携带大量冰碎屑、岩屑及冰川粉物质，沿冰川裂隙自上向下以滴水石穿的方式形成滚流水钻，对下伏基岩进行强烈的冲蚀和研磨作用下形成的。

“壶说”目前以黄进、刘尚仁等少数研究者为代表，认为“基岩河床上形成的近壶形的凹坑，是急流漩涡夹带砾石磨蚀河床形成的”。

“风说”以崔之久、南凌为代表，他们在1998年科技上报上发表文章认为内蒙古赤峰等地岩石中所发现的凹坑是由“赤峰风道”的“长期定向风力侵蚀作用所致”，并命名为“风蚀锅穴”，简称“风锅”。

“风雨说”以黄进为首提出的，他们认为广东丹霞地貌及北国山山顶的上凹坑形成主要是由风化、雨水的滴蚀、溶蚀作用下产生的，称之为“风化、雨滴溶蚀说”，简称“风雨说”。

以上的多种学说，除“冰说”外，在韩同林所著的《发现冰臼》一书中均给予了否定。笔者也倾向于“冰说”。不过，要想认定本省存在的上述地质现象的确是冰川作用所形成，除了要在微地貌上进行判断外，还需要采用多种技术手段综合分析。这些工作就是从宏观到微观的多个方面，利用遥感、沉积学(冰碛物)等的研究，并与国内外相似的地区对比，然后最终确定它是否是冰川地质遗迹。

总之，以上地质现象目前尚不能完全确定为冰川成因，但这些“类冰川地质遗迹”的发现，必将引发科学界更多专家学者的观注和思考，再通过以上所提到的各种地质技术手段的综合研究和分析，在黑龙江省最终认定古冰川地质遗迹的存在并进一步发现更多冰川地质遗迹是极有可能的。