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科考队员在南部海岸园区。

手指状波痕构造。

窗棂构造剖面。

石香肠构造。

海之韵广场背后陡崖上有大面积的波痕构造。

棒棰岛特征明显的背斜。

李永化:北京大学博士,现为辽宁师范大学城市与环境学院院长、教授。1983年毕业于北京大学地理系,1988年北京大学遥感技术应用研究所硕士研究生毕业,1996年获北京大学城市与环境学系理学博士,研究方向为气候地貌与沉积,现主要从事第四纪泥石流及环境灾害研究工作。

单学东:高级工程师,1992年毕业于中国地质大学(武汉)地质系,现供职于辽宁省地质勘察院。毕业以来,长期从事野外地质专业工作,尤其在大连地区从事过多轮区域地质调查工作,在沉积地层、沉积环境研究方面有较高造诣,获得过“全国地质勘探工程技术能手”等荣誉。
科考纪实
3月22日,科考队再次出发。这次科考的目的地是大连滨海国家地质公园南部海岸园区,其地处大连市南部海岸,东起大连港、西到黑石礁,总面积28.19平方公里,分为海之韵、棒棰岛、燕窝岭、老虎滩、星海湾和黑石礁六大景区。海之韵景区和棒棰岛景区是我们首先要去的地方,在这两个大连人似乎熟悉得不能再熟悉的景区中,到底有着什么奇特而不为人知的地质景观呢?这是临行前,很多科考队员心中的问号。
来过海之韵的人一定会对其广场背后的陡峭岩层印象深刻。这里也正是这次科考的第一站。有些科考队员以前曾来过很多次,然而目光总是集中在分辨“攀岩者”真假和岩层前各种雕塑上,还真没好好注意过这些岩层有什么特别。
专家介绍说,这里是典型的岩质海岸地貌,岩石形成于远古海滩。地质遗迹有海蚀地貌、波痕构造等,代表的是远古时代的海滩环境,站在现代的海滩,遥想远古时代的海滩,别有一番滋味。规划人员也说,这种古代海岸和现代海岸的对比是个很不错的地质旅游看点。
在岩层脚下,我们还看到了几块滑落的岩块和碎岩砾,滑落严重处有一指示牌,上面写着大大的“危险”两个字。规划人员说,可以在这里做一个滑坡灾害的小知识普及。
“看,这是非常明显的波痕,而且面积大、集中。”单工指着表面高低起伏,好似凝固的波浪的岩层说,“波痕也有很多不同的种类,等会儿我们再去看看规模小一点的,呈手指状,很有意思。”接着,我们就来到了手指状波痕处,看上去形状、大小就像用手指在没凝固的水泥上抹了一下留下的痕迹。
然后,科考队来到了棒棰岛继续科考进程,这里集中了背斜构造、叠瓦状断层、石香肠构造、窗棂构造等多种构造形态。那天,风大浪大,好几次,科考队员要抓住浪退去的时候才能快速通过。
一路东行,我们首先看到的是几个巨大的背斜构造,身高170多厘米的科考队员,竟然还没有背斜的核部高,站在大大的背斜下,显得特别渺小。不仅如此,这里的背斜特征非常明显,易于辨认。
之前的大黑山景区科考,龙王庙构造景观也曾让科考队员惊叹,虽然二者的外在形态相去甚远,但在特征的明显性上却是相似的。而且我们还见到在背斜构造上方有一段相当规模的岩壁,岩层像旧时房上的瓦片那样错落有致地叠加排放着,这就是叠瓦状断层。
“再前面有典型的石香肠和窗棂构造。”规划人员介绍说。光听名字就已经让我们感觉有趣了,这两种构造形态和香肠、窗棂有什么关系呢?看到时才发现,这名字叫得还真是形象:有的岩石剖面,酷似一节节香肠;有的岩石层面,则是几块平行的棂柱状结构。
原本熟悉的景致,从不同的视角观察,竟然产生了不一样的美感,更得到了意料之外的沉甸甸的知识收获。我们既为大连地质旅游资源的丰富而感到欣喜,也不由得思考,如何更好地开发,让它们为更多人所知……
科学认定
丰富的构造形态
海之韵、棒棰岛景区有着波痕、石香肠构造、窗棂构造、叠瓦状断层、特征明显背斜、倾伏褶皱等形态各异、特征典型的构造形态。
构造运动造成的岩石的变位和形变,主要有两种形式:一种是岩石受力发生的弯曲变形,但没有破坏其连续性,叫褶皱;另一种是岩层产生了断裂面,连续性遭到了破坏,叫断裂,又包括节理和断层。这两种构造都可以在棒棰岛景区看到。
棒棰岛的小构造群更是非常典型,它是印支运动时期伴随大黑山大型水平韧性滑脱构造的形成,而在新元古界青白口系碎屑岩中产生的次级构造。如此典型集中的多种构造形态非常少见,不仅是相关专业学生实习的好场所,也具备很高的地质旅游价值。
“凝固”在陡崖上的10亿 8亿年前的“波浪”
金石滩科考的时候,我们曾在鳌滩发现过波痕,不过特征最为典型、明显的还要属海之韵广场背后陡崖上的波痕构造。
这里的岩石形成于距今10亿
8亿年前的青白口系,位置处于远古时期的海滩,是形成波痕的有利环境。波痕类型包括尖脊型、圆脊型、平直型、曲线型、分叉型、干涉型等,大如地垄、小如手指,代表了当时海滨极其复杂的波浪运动形态。关于波痕的形成在,以前我们的版面中已经解释过,这里就不赘述了。
可是,海浪形成的波痕应该是水平的,又怎么会像现在这样“刻”在陡峭的崖壁上呢?其实,这是由于构造运动的作用,使原本水平的岩层竖起来、甚至倒转。所以,由于岩层近于直立,并且是石英岩和板岩相间,雨水过后,石英岩就极易沿酥软的板岩滑落而发生滑坡。
这也不由得令人担心:发生了滑坡之后,我们是不是就看不到波痕了?波痕其实还能看到,在各层岩石中都存在,但可能没有现在岩层表面这么明显。这是因为,现在表面的石英岩正好处于潮间带的位置,波浪作用最为强烈,而处于潮下的板岩受到波浪作用很小,波痕也就不明显。所以,如何更好地保护这片地质景观也是值得我们思考的问题。
“镶”在石头里的“香肠”和“窗棂”
石香肠构造和窗棂构造出现在棒棰岛景区,它们是线理。线理是描述岩石内部或表面的各种平行线状构造的一个术语。这两种构造属于大型线理,多存在于强烈变形的岩石中,由于岩层卷曲、肿缩、破裂、碾滚而形成。它们都因其外在形态而得名,都发生在软硬相间的岩层中,棒棰岛的板岩和石英岩互层岩石,具备其形成的基本条件。虽然二者有时存在共生关系,但形成机理并不相同,前者反映了垂直层理的压缩,而后者则反映了平行层理的缩短。
石香肠构造也叫布丁构造,岩层受到垂直层面的挤压后,较软的板岩会被压扁并顺着层面向两侧作塑性流动,虽然形状发生了改变,但并没有断裂。夹在其中较硬的石英岩不容易塑性变形而被拉断。板岩变形过程中分泌出的物质填充到石英岩断裂形成的缝隙中,或由板岩流入呈褶皱楔入。裂开的石英岩块并列排列,看上去就像一串香肠,“香肠”断面呈矩形、菱形、藕结形等。
窗棂构造常在软硬岩层相间的硬岩层的界面出现,按形态和成因可分为节理式、肿缩式和褶皱式,我们在棒棰岛看到的是肿缩式。岩石受到顺层挤压缩短时,较厚的硬石英岩层层面上铸成波状背形,软的板岩则在背形之间发生紧闭的褶皱楔入。这样,在外观上呈现出一系列圆柱体或波伏起伏的浑圆棂柱。
窗棂构造在外观上和波痕构造有相似之处,它们有什么不同呢?波痕是一种沉积构造,在岩石形成前就存在了,只出现在岩石的表面,非常平滑、有规律;而窗棂构造是在岩石形成后,由于构造挤压作用形成的,它弯曲了整个岩层,断续、凌乱。
“刻”在海岸的“浮雕”
叠瓦状断层、特征明显的背斜、倾伏褶皱……像一个个雕刻在海蚀崖上的浮雕,更是难得的天然教科书。
断层是两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。根据断层两盘的相对运动,可分为正断层、逆断层和平移断层。上盘相对上升,下盘相对下降的断层叫逆断层。而两条以上倾向相同、又相互平行的逆断层,其上盘依次向上推移,形状像叠瓦,就形成了叠瓦状断层。
褶皱的形态多种多样,而背斜和向斜是其基本形态。背斜在外观上是向上拱起的弯曲,老地层在中间,两翼依次渐新,向斜则正好相反。
背斜是常见的地质构造,棒棰岛背斜奇就奇在它们的地质特征异常明显,这是板岩和石英岩互层岩石抗风化能力不同造成的。抗风化能力弱的板岩被侵蚀得快,形成明显的宽度不等的缝隙,最宽处甚至形成了很深的窄洞,而抗风化能力强的石英岩则留了下来,这样就使这里的背斜构造突出而明显。
倾伏褶皱的认定则和褶皱的枢纽、也就是褶皱最大弯曲点的连线有关,当其倾伏角大小处于10度
70度之间时,就是倾伏褶皱。
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