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科普之旅

天然褶皱博物馆

地理位置: 跨及四川、重庆、陕西等地

在构成四川山川格局的地貌单元中,秦巴山地很容易被川人所忽视。这里虽然群山连绵,但和西部的横断山相比似乎仍显得微不足道,况且它还跨及四川、陕西、重庆等地,并非四川专属,所以被川人视为绝域殊方之地,自有道理。

但秦巴山地,确是一个重要分野。它是中国的南北界线,其实不止是南北,它也是中国的东西部交融聚合之地。它的北面,流淌着黄土高原的粗狂和中原大地的厚重;西面,是青藏高原的高亢和辽阔;东面,是江汉平原的美丽与富饶;南面,是四川盆地丰饶的天府之域。秦巴山地,就这样不东不西、不南不北地深嵌于这样的地理之间,兼具着西域的豪迈粗粝、中原的厚重深沉、江南的柔情婉约、巴蜀的外戎内华。

天然褶皱博物馆

天然褶皱博物馆:

秦岭—大别山造山带是这种特殊地理单元形成的关键。这条著名的造山带,横亘在我国大陆的中部,向西与昆仑和祁连山造山带相连,向东被著名的郯庐断裂所截,东西绵延2000公里,成为我国大陆的脊梁。

这条造山带的深层动力来源于2.4亿年前印支运动所引发的南北大陆聚合。彼时,扬子板块由南向北向华北板块俯冲,并最终完成两大板块的拼合,形成统一的中国大陆。两大板块碰撞聚合的同时也拉开了秦岭造山运动的序幕。尤其以白垩纪以来,陆内造山作用最为强烈。奇妙的是,地壳深部由南向北俯冲挤压,却在中上地壳产生了完全相反的逆冲推覆构造作用,它自北向南挤压推覆四川盆地,形成近东西向中央造山带中唯一向南凸出的弧形褶皱带,称为“大巴弧”

“大巴弧”深刻地影响着四川盆地与秦岭过度带的地貌格局。我们一般将城口断裂视为南、北大巴山的分界线,它同事也是秦岭与扬子板块的边界断裂,而将铁溪—巫溪隐伏断裂视为四川盆地与大巴山的边界断裂。这样就构造了十分有趣的“大巴弧”分带现象,自北向南分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山冲断褶皱带和川东北前陆盆地。这个分带性的特点是由北向南构造变形渐次减弱。尤其是城口断裂与铁溪—巫溪隐伏断裂之间的地带就是南大巴山冲断褶皱带,这条北西至南东向展布的断褶皱构造带,由一系列不对称线状褶皱和冲断层组合而成,越靠近北,变形越强烈,向南则逐渐由断裂构造为主过渡为以褶皱构造为主。

有趣的是,在宣汉以东,发育一条由东北向南西流淌的河流,它的流向正好与“大巴弧”垂直相交。地壳持续的抬升和流水经年累月的冲刷,像一把巨斧完整地将南大巴山横切开,形成一条长达70公里的峡谷。这条百里长峡不仅谷涧深幽,奇峰列峙,绝壁如削,风景秀美,更重要的是,峡谷内各种背斜、向斜纵横捭阖,无数褶皱如游龙飞凤,它将隐藏在大山深处大巴弧的秘密暴露在世人面前。

百里长峡 百里褶皱

和许多生涩难懂的地质术语相比,褶皱要好理解得多,因为它也是一个我们日常生活中常常使用的名词,如衣服褶皱,皮肤褶皱,都是指衣服与皮肤受外力影响所发生的变形和弯曲。地质上的褶皱也是一种变形或者弯曲,只不过介质换成了构成我们地球的岩石,外力则是地壳运动。

扬子地块向华北地块俯冲、碰撞,引起秦岭造山带向四川盆地方向地挤压和推覆,形成了著名地大巴山弧形构造。如果我们把这个弧形构造看成是一张拉开地弓,那么百里峡便位于拉弓搭箭地位置。这个弧形构造从印支期便开始发育发展,燕山期的侏罗纪陆内造山作用,地层的变形和弯曲尤其强烈,形成了这里壮观的推覆褶皱带。这个褶皱带,在地表上往往表现为一系列的山和谷,也就是我们常说的“背斜成山,向斜成谷”。岩层间变形和弯曲的细节,被埋藏于山与谷的深处,加上植被的覆盖,造成在野外很难连续地见到。百里峡地神奇之处,便是前河垂直于褶皱轴向千万年地持续侵蚀,它像一把锯子,最终不但切割出一条深达千米的峡谷(最大切割深度为1692米),也把南大巴推覆褶皱构造完整地暴露在峡谷,让我们在欣赏百里峡雄奇壮美地同时,有幸领略到1亿多年前地壳运动留在这里地百里褶皱长卷。

人们往往用“天然褶皱博物馆”来形容百里峡。这句略显俗气的话,却恰如其分地说明百里峡褶皱的丰富多彩,千奇百态。这些褶皱大多属于弯滑褶皱,是岩层受到挤压后沿薄软层滑移产生的弯曲和变形,就像我们左右挤压三明治时,夹在面包之间的肉片会顺着奶酪变形。实际上,地质学家们也常常开展沙箱实验,用硅胶和石英砂来模拟岩层之间的薄软层,研究大巴山弧形构造的形成过程。

这里的褶皱有着令人吃惊的数量和多样性,在70公里的峡谷内,仅保存完整的大中尺度褶皱就多达31处多,而小规模的露头级褶皱更是多达101处。在形态类型上包括了箱状褶皱、圆弧褶皱、斜歪褶皱、倒转褶皱、复式褶皱、尖棱褶皱、膝折褶皱、层间揉皱等。而且这些褶皱的形态类型在峡谷中的分布也有规律可循,从峡谷上游随河而下,越远离秦岭造山带,岩层变形强度越弱,褶皱由紧闭高陡向开阔舒展向变化。

不同尺度、不同形态、不同组合与不同变形强度的褶皱,往往形成不同的景观。伟人峰便位于圆弧背斜所形成的山体之上,熔蚀形成的齿状峰状若五官而成一景。峡谷区的最高峰老黄山就是一个大型箱状褶皱。仙女岩、平顶方山,断崖高悬,两侧岩层直立,将大型复杂箱状褶皱的特征一展无遗。大尺度褶皱形成的大体量景观气势恢宏,中、小、微型褶皱则在细节上更引人入胜。神鹰岩由一系列复合褶皱构成,断壁上褶皱线条如绘,层间揉流、挠曲生动有趣,尤其是先期形成的褶皱又被后期的断层错断,形成膝折现隔河远观,复合褶皱如神鹰作欲飞之态,成为游客驻足难离的景点。临河边的褶皱,雨季时常低于河流水位线,褶皱受流水的冲刷,被淘洗、打磨得光滑洁净,从河岸对望过去,灰、白相间的褶皱条纹起伏律动,之下清莹的前河低回婉转。

在大多数时候,褶皱作为一种地质构造,是专供地质学家们研究地球、解密自然的,它并不总是那么富有观赏性。但百里峡的百里褶皱,既是地质奇观,又构成峡中诸景,还与峡中自然、文化密切关联,它是大巴山的缘起。穿行在其中,跨越在亿万年之间,让人感觉自然的力量如此神秘而难测,埋藏在岩石里的光阴如此优雅动人。

文/李忠东图/刘乾坤

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