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单词 中国东部山地古冰川研究
释义

【中国东部山地古冰川研究】
 

拼译:study on the mountain palaeoglaciation in east China
 

自地球上出现古人类以来的200~300万年(第四纪)中,地球气候曾发生过几十次冰期与间冰期相交替的剧烈变化。冰期的全球年平均气温要比现在低6~7℃多,中高纬地带要低10~14℃多,不仅南极冰盖曾大规模扩张,北半球高纬地带也曾发育过一系列厚逾3000m的大冰盖,如北美的Laurentide(劳伦)冰盖,北欧的Fennoscandian(芬诺斯堪的纳维亚)冰盖等,全球生态环境也曾发生过重大的改变。1972年,有的学者曾据高纬地区的降温与中纬地带的少雨等现象提出新冰期即将来临的预言,它意味着世界大部分产粮区的土地将丧失生产力。在第四纪冰期中,中国东部山地曾否出现过山地冰川活动的研究,关系到论证冰期成因、冰川发育机理、冰期来临标志、冰期环境特征以及古冰川堆积物的科学鉴别等一系列基本问题的探索。

欧洲的古冰川研究至今已有近200年的历史。中国东部山地古冰川研究的奠基人是李四光,他于1922年、1933年、1934年、1936年分别报道了在华北山地、长江中下游山地,如江西庐山和安徽黄山等地发现的多类古冰川活动的遗迹,包括冰斗、冰窖、冰盆、冰溜面、U型谷等古冰川侵蚀地貌,具条痕的漂砾和谷壁上的刻痕,U形谷中的羊背石以及多种类型不同时代形成的冰碛物等。1937年李四光又完成了专著《冰期之庐山》,详细阐述了庐山的古冰川侵蚀与堆积的自然体系(由于抗战,该专著1947年才出刊)。

李四光报道的中国东部山地残存的古冰川活动遗迹,曾被当时由国际联盟教科文组织派来实地考察的威斯曼(H.V.Wissmann,1937)教授所承认,但也为国内外部分学者强烈反对,其中包括早年的巴尔博(G.B.Barbour,1934,1936)、哈尔迪和扬(Teilhard de Chardin P.and C.C,Young,1935)等。60多年中,又有部分学者声称在中国东部的其他山地区也发现了古冰川活动遗迹,如山东泰山、安徽大别山和九华山、浙江天目山、江西幕阜山以及湖南和湖北西部的山地等,从而支持了李四光提出的古冰川学说;但是,对李四光提出的古冰川学说持怀疑甚至否定态度的似乎也越来越多。不同观点的争论曾在20世纪60年代和80年代两度达到高潮,争论的焦点是:(1)所认为的古冰川遗迹是否真的是由古冰川作用所形成的?(2)中国东部的这些山地,所处地理纬度比较低、山体规模和海拔高度也比较小,在这种条件下是否有可能发育古冰川?争论的场所已扩及几次在国外召开的国际学术讨论会和多种国际学术刊物。不同观点的争论也带来了科学研究的深化。

要把有关中国东部山地古冰川问题的争论条理清晰地表达出来是相当困难的。应该说,在近几十年的调查研究中,确乎存在中国东部山地古冰川遗迹分布的“扩大化”现象。如把一些地方由洪流(包括泥石流、碎石流)或坡地动力作用形成的泥、沙、碎石和岩砾组成的混杂堆积,视作冰碛泥砾了,把另一些地方的古冲积砾石层底部的蚀余堆积中的巨砾权定为冰(融)水堆积等。事实上,就目前的科学技术水平而论,对一些自然现象的认识不可避免地会出现“多解性”,或从不同角度对它进行研究往往会得出不同的结论。对一些古冰川侵蚀地貌的不同认识,就是由其“多解性”而产生的。

对那些与古冰川活动有关的堆积体,也有不同的认识。反对者提出这些堆积体颜色较深,反映其形成时气候比较温暖,其中有部分巨砾的排布有一定的定向性,恰与泥石流堆积相近;堆积体中粗颗粒与细颗粒的配比关系,与国内外其他地方典型的冰碛物不完全相符;堆积体的空间规模偏大,它与物质供源区空间规模的比例关系,也与中国西北高山现代冰川活动区的情况有较大的差别。实际上,世界各地的现代山地冰川,由于冰体规模、冰川类型、冰面坡度及冰流运动速度的不同,受冰川侵蚀的基岩岩性及其矿物成分的不同,以及冰碛物堆积部位的差别等原因,所形成的冰碛物,无论在其粒度结构方面,还是在巨砾的排布构造方面,本来就有相当宽的变化幅度(D.E.Sugden,等,1976)。另外,在江西庐山还发现,所谓冰川堆积物的颜色偏深,仅仅是其表层颜色偏深,其内部没有经历长期风化染色的部分颜色仍然很浅。中国东部山地古冰川是指第四纪更新世冰期中曾发育的冰川,而现代山地冰川全是经历了全新世1万多年气候温暖时期大量融化之后的残余部分,在物质供源区与堆积体规模的比例关系方面,把两者等同起来作比较,显然是不可取的。

如何把冰川作用形成的混杂堆积与非冰川作用形成的混杂堆积,用具体标志检测加以区别,这仍然是个比较困难的问题。有的学者倾向于注重对混杂堆积体的“生成构造”进行深入细致的观测分析,原理是冰川流本属流动缓慢的固态流,它与自然状态下的气态流(风)、液态流(水)以及具临空面的碎屑流或块体流等在物理参数方面因而在堆积体生成机制与生成构造方面会有比较大的差别。经过连续几年的观测,已发现江西庐山的部分混杂堆积体中存在强烈推挤压轧所产生的压裂、挤褶、扭曲、研磨、逆覆、压陷等构造现象,从而认为它们是与古冰川活动有直接关系的混杂堆积体。

杨怀仁教授长期研究中国东部第四纪自然环境变迁,1958年提出长江下游地带存在第四纪冰缘现象,1980年创立了东亚“冰期冷槽”理论。东亚冰期冷槽起因于西部高山高原自第四纪初期以来的继续强烈隆起、冰期中东亚夏季风的萎缩、北方冷气流的南侵和气旋活动的加强,它导致中国东部冰期气温比世界同纬度其他地区低得多,雪线高度也大幅度下降。之后,对南海北部深海沉积的研究等有力地证实了东亚“冰期冷槽”的影响。它为中国东部山地在第四纪冰期中出现冰川活动的可能性提供了理论依据。

中国东部山地古冰川研究,早已为国际地学界所关注,预计在今后10~20年中有可能在混杂堆积的生成机制、生成时代测定及生成环境的研究方面取得重大进展,并在预测未来东亚环境特征方面作出重要贡献。

【参考文献】:

1 Lee JS.Geol Mag ,1922,59:14~21

2 Lee J S. Bull Geol Soc,China, 1933,13:15~44

3 Barhour G B. Analysis of Lushan glaciation problem, ibid, 1934,13:647

4 Teilhard de Chardin P,et al. The Cenozoic sequence in the Yangtze valley, ibid, 1935,14:165

5 Lee J S.Nature,1938,141∶3569

6 李四光.中央研究院地质研究所乙种专刊,1947,第2号

7 Sugden D E,et al.Glaciers and landscape.London,Edward Arnold,1976

8 杨怀仁,等.南京大学学报(自然科学版),1980,1∶121~144

9 施雅风,等.中国东部第四纪冰川与环境问题.北京:科学出版社,1989

10 杨达源.地质论评,1990,36(2)∶125~129

(南京大学地理系杨达源教授撰)

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