红色岩溶:从远古醒来

日前,自然资源部中国地质调查局地质环境监测院联合贵州理工学院、中国地质调查局岩溶地质研究所在中国南方(松桃)红色岩溶高端学术论坛研讨会上发布了中国南方岩溶地质遗迹调查研究的一项重要成果,即发现并初步命名了红色岩溶地质遗迹。

贵州省松桃县红色岩溶地质遗迹

该成果是依托“全国地质遗迹立典调查与评价”项目的子课题“酉水流域碳酸盐岩典型地质遗迹详细调查及演化模式研究”获得的。红色岩溶是一种极具观赏性的世界级地质遗迹,在我国武陵山区广泛分布,其中以贵州省铜仁市松桃苗族自治县人工揭露的露头最为典型。相比于在湘西古丈、重庆酉阳人工揭露的红色岩溶地质遗迹,贵州松桃揭露的面积更大、形态特征更丰富、凹凸层数更多、凹凸程度更高,并具有独具特色的红白互层(或可称为叠层)。相比常见的岩溶地貌,红色岩溶具有独特的外观形态特征,总体呈现红色,局部白色为主,最大特点为红白镶嵌,形态总体呈现成层凹凸状。

经过野外考察和室内研讨鉴评,60多位岩溶地质领域的专家认为,红色岩溶作为岩溶地貌的新类型,具有重要的科学和经济价值:一是红色岩溶的特殊凹凸形态特征,指示了特殊的形成动力及环境,可以补充完善岩溶地貌的演化模式,丰富对岩溶地貌演化规律性认识。二是红色岩溶的岩性为互层的泥质灰岩与灰岩,指示了沉积环境的周期性变化,对认识华南板块早—中奥陶世沉积环境具有重要的意义。三是松桃县及其周边分布的红色岩溶景观在世界岩溶类型中具有唯一性,其极具观赏性的形态特征可带动武陵山区国家级连片贫困区的旅游发展。

下一步,环境监测院将依托“古生物化石与地质遗迹调查工程”,与贵州理工学院、岩溶地质研究所合作,在红色岩溶的定义、成因演化和保护利用等方面进行更深入地研究,推动松桃县地质公园或科普基地的建设,有效助力地质遗迹的保护和地方经济发展。(宋庆伟)

红色岩溶:从远古醒来

人类认识自然的脚步从未停歇,新的发现不断涌现。

在中国地质调查局“全国地质遗迹立典调查与评价”项目资助下,2019年,中国地质调查局地质环境监测院和贵州理工学院等在武陵山区酉水流域开展碳酸盐岩典型地质遗迹详细调查过程中,发现了一套以红色为主、白色为辅、外观形态凹凸有序的独特岩溶地貌。在参考国内外研究现状及相近类型地貌对比的基础上,笔者将这类独特典型的岩溶地貌地质遗迹命名为“红色岩溶”。

穿越远古的红色岩溶

红色岩溶形成于距今4.8亿年左右的早—中奥陶世浅海中(水深一般小于100米)。当时,中国大片地区处于海洋中,并不断接受来源于陆地河流水中的碳酸盐物质沉积。当沉积的碳酸盐物质(如碳酸钙、碳酸镁)中无泥沙夹杂时,将演变成灰白色的碳酸盐岩,如常见的灰岩、白云岩等;如果存在泥质混合,将演变成泥质碳酸盐岩。红色岩溶的母岩就是一套紫红色夹灰白色的泥质灰岩。

红色岩溶指示了远古的一些气候环境信息。如泥质中三价铁元素是红色岩溶中红色的来源,这反映了当时沉积环境为氧化环境。处于这种环境时,海水中富含游离氧,促进海洋生物的生长演化。这与红色岩溶岩石中富含生物碎屑相匹配。

红色岩溶在我国的分布区域主要集中在湖北恩施州、贵州铜仁市及黔东南州、湖南张家界市和湘西州、渝东南区域,即武陵山区酉水流域及其周边。目前,在贵州铜仁市松桃、印江、沿河三县已确定红色岩溶分布面积140平方千米,发现红色岩溶世界级地质遗迹4处、国家级8处、省级7处。除此之外,在重庆酉阳县和湘西古丈县也发现了大面积红色岩溶的分布。

红色岩溶形态多姿

受节理裂隙发育控制,沟壑将红色岩溶发育地层切割成不同大小、不同形状的块体,既为地下水渗流溶蚀提供通道,也为后期地质营力的塑形提供界面。在沟壑切割、岩面凹凸基础上,再加之长期经受的地质营力作用,在红色岩溶地层表面,形成了很多形状不规则的突兀岩石。这些岩石形态差异大、岩面凹凸不平,一般高度介于0.5米 ~ 2米之间,体积大多数小于1立方米。

船形

红色岩溶总体形态为层面凹凸有序,最大的形态特点主要体现在凹凸互层。以铜仁市松桃苗族自治县盘石镇当造村红色岩溶典型发育区为例,该地区红色岩溶凹凸互层总数约90层~100层,凹层与凸层的厚度为30厘米~40厘米,层间凹凸程度约为20厘米~40厘米。

红色岩溶发育地层为奥陶纪泥质碳酸盐岩(如泥质灰岩),其中泥质碳酸盐岩与纯碳酸盐岩互层成景最美。如上述当造村红色岩溶。岩石矿物测试分析结果得出,凸层岩体中黏土含量一般在20%~35%,而凹层黏土矿物含量一般小于10%。岩石组成元素分析得出,凹层铁元素含量低,钙、镁元素含量高,而凸层与之相反。这说明凹层为相对较纯的灰岩,而凸层为泥质灰岩。

总体形态特征反映了红色岩溶外观的大轮廓,而微观形态则塑造了红色岩溶千奇百态的外观。红色岩溶外观的基本形态主要有箱形、锥形、锋刃形、船形、蘑菇形、柱状形、屋檐形、宝塔形和穿洞形9类。

蘑菇形

穿洞形

红色岩溶地质遗迹岩层表面具有非常明显的溶蚀现象。凸层蜂窝状明显,而凹层较少,这说明凹层碳酸盐物质成分溶蚀得较均匀。由于凸层含不溶物质导致溶蚀速度慢,凹层主要含可溶物质导致溶蚀速度快,这种溶蚀的快慢差异促成了凹凸形态。因此,红色岩溶的凹凸形态是差异溶蚀的结果。

多处典型景观正在开发建设中

武陵山区酉水流域是我国苗族、土家族、侗族等十几个少数民族聚集区,具有丰富的人文资源。红色岩溶为当地少数民族的民俗风情增添了地质色彩,正逐渐成为新的旅游景区。

湖南古丈县红色岩溶地质遗迹出露于酉水河畔的茄通乡和断龙乡,核心区面积约20平方千米,现已建成国家地质公园。湖南张家界市红色岩溶地质遗迹位于永定区尹家溪镇红石林村,已获批国家石漠公园,总面积约11平方千米。重庆酉阳区红色岩溶地质遗迹分布于酉水河岸麻旺镇白竹村和酉酬镇江西湾村,出露总面积近2平方千米,需进一步开发建设。贵州松桃县红色岩溶地质遗迹位于盘石镇当造村、仁广村、过洲村和十八箭村,总面积约10平方千米,已开发面积2.5平方千米。湖北宣恩县红色岩溶地质遗迹位于李家河镇楠木园村,总面积约4平方千米,正在开发建设中。

这些红色岩溶地质公园和自然保护区的建立,为保护地质遗迹资源、普及地球科学知识、提高旅游科学内涵起到了重要作用。

科学保护和合理开发红色岩溶资源

对红色岩溶地质遗迹的保护,笔者建议设立特级、重点和一般三级保护区。

特级保护区的保护对象以世界级地质遗迹为主,建议以地质公园、风景区为依托,合理规划,对其进行合理的开发利用和科学保护。重点保护区保护对象以国家级地质遗迹为主,一般保护区保护对象以省级地质遗迹为主,建议设置相应的保护标示牌,并进行保护宣传。同时,将红色岩溶地质遗迹保护区作为野外科普基地,深入研究其形成演变过程,设置相应的科普解说牌,讲好红色岩溶地质故事。

红色岩溶的主要分布区域武陵山地区,具有贫困面广量大、贫困程度深、基础设施薄弱、生态环境脆弱、承载能力有限、区域发展不平衡、城乡差距大等特点。当地缺乏工业化发展条件,但拥有良好的生态环境及独特的红色岩溶资源。因此,通过合理开发红色岩溶资源,科学发展旅游业,可作为这一地区脱贫攻坚和助力乡村振兴的途径之一。

(作者:姜伏伟 董颖 杨涛;作者单位:贵州理工学院、中国地质调查局地质环境监测院)

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原标题:《红色岩溶:从远古醒来》