<h3></h3><h3><br></h3><h1 style="text-align: center;"><b>柱狀節(jié)理地質(zhì)奇觀(guān)（一）</b></h1><h3 style="text-align: center;"><font color="#167efb">（世界部分）</font></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#ed2308">姜竺卿 / 文</font></h3><h3><br></h3><h3> 我的老師徐松年先生是浙江大學(xué)地質(zhì)學(xué)教授，是我國(guó)頂級(jí)的玄武巖專(zhuān)家。在他的影響下，四十年來(lái)我一直關(guān)注玄武巖及酸性熔巖柱狀節(jié)理這一課題，并收集了大量有關(guān)論文和資料。時(shí)值遲暮之年，閑著無(wú)事，將此整理出來(lái)，寫(xiě)成這篇通俗的科普文章。該文囊括已見(jiàn)于報(bào)道的大量柱狀節(jié)理地質(zhì)奇觀(guān)，分為世界、中國(guó)、浙江鄉(xiāng)土三部分，為喜歡旅游和地理的朋友送上一份大餐。<br></h3><h3><br></h3> <h3> 節(jié)理是地質(zhì)上一種常見(jiàn)的斷裂構(gòu)造。當(dāng)巖層受到地應(yīng)力作用時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂，若斷裂面兩側(cè)巖體沒(méi)有發(fā)生位置移動(dòng)，這種 “裂縫” 就叫節(jié)理；若斷裂面兩側(cè)巖體發(fā)生位移時(shí)，這種構(gòu)造稱(chēng)為斷層。自然界的節(jié)理遠(yuǎn)比斷層多見(jiàn)，但巖體斷裂成柱狀并成為群列的節(jié)理非常少見(jiàn)，裸露地表的更少，當(dāng)然就成為旅游觀(guān)賞的地質(zhì)奇觀(guān)了。</h3><h3><br></h3><h3 style="text-align: center;"><font color="#167efb">英國(guó)巨人堤的玄武巖柱狀節(jié)理</font></h3> <h3> 地球巖石圈下面是軟流層，軟流層是巖漿的發(fā)源地。當(dāng)上覆巖層壓力減輕時(shí)，巖漿就會(huì)鉆出來(lái)，發(fā)生火山爆發(fā)和巖漿侵入兩種活動(dòng)形式。這兩種巖漿活動(dòng)而冷凝的巖石叫巖漿巖，巖漿巖也分為噴出巖（舊稱(chēng)火山巖）和侵入巖兩大類(lèi)?；鹕奖l(fā)時(shí)，火山噴發(fā)物分為兩種，一種是火山灰、火山彈組成的火山碎屑物，它是經(jīng)過(guò)天空而落下來(lái)的物質(zhì)，然后經(jīng)固結(jié)成巖作用形成的巖石叫火山碎屑巖。另一種是熔融狀態(tài)的巖漿從火山口漫溢出來(lái)，沿著坡地流動(dòng)而冷凝的巖石叫熔巖。溫州出露地表的巖漿巖中80%以上是凝灰?guī)r，面廣量大。但凝灰?guī)r既不屬于熔巖，又不屬于侵入巖，而屬于火山碎屑巖，凝灰?guī)r是絕對(duì)不能發(fā)生柱狀節(jié)理的。介于熔巖與凝灰?guī)r之間的過(guò)渡類(lèi)型的熔結(jié)凝灰?guī)r，偶然會(huì)發(fā)生柱狀節(jié)理，但出現(xiàn)頻率極小。由此可知，柱狀節(jié)理只能發(fā)育于熔巖體中，而且多發(fā)育于基性的玄武巖中，少量見(jiàn)于酸性的流紋巖或中性的安山巖中?；?、酸性是什么意思呢？</h3><h3> 依SiO2含量多少，噴出的熔巖分為四類(lèi)，大于65%的叫酸性巖，52%～65%的叫中性巖，45%～52%的叫基性巖（舊稱(chēng)堿性巖），小于45%的叫超基性巖。熔巖在熔融狀態(tài)下的流動(dòng)性隨SiO2的增加而減弱，即酸性熔巖粘稠而不易流動(dòng)，基性熔巖粘度小而易于流動(dòng)。這些基礎(chǔ)知識(shí)很重要，是讀懂下列地質(zhì)奇觀(guān)的必備條件。</h3><h3><br></h3> <h3> 柱狀節(jié)理指發(fā)育于噴出巖中的一種呈規(guī)則的六方、五方、四方棱柱形態(tài)的原生張性破裂構(gòu)造，常構(gòu)成壯觀(guān)的石柱群，成為可供觀(guān)賞的旅游資源。以前，學(xué)界曾普遍認(rèn)為柱狀節(jié)理只能發(fā)生在SiO2含量較低、粘度小、流動(dòng)性大的基性熔巖中。近年來(lái)的野外地質(zhì)調(diào)查表明，中酸性熔巖中也可發(fā)育柱狀節(jié)理。玄武巖柱狀節(jié)理形成機(jī)制的主導(dǎo)學(xué)說(shuō)是 “冷卻收縮說(shuō)”。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為，柱狀節(jié)理的理想生成方式是熔巖冷卻過(guò)程中，冷凝面生成無(wú)數(shù)個(gè)規(guī)則而又間隔排列的均勻收縮中心，產(chǎn)生垂直于收縮方向的張力裂隙，體積收縮引起巖石物質(zhì)向固定的內(nèi)部中心聚集，致使巖石裂開(kāi)，形成規(guī)則的多面棱柱體。在理想情況下，收縮中心的距離相等，最終在垂直于冷凝面的方向上形成規(guī)則的六棱柱體。實(shí)際上，巖柱形成時(shí)受到種種環(huán)境條件的影響，特別是巖體內(nèi)的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，因而在石柱斷面上就形成六邊形、五邊形、四邊形以及七邊形等多種組合情況。換言之，如果冷卻中心分布不均勻，或流面冷卻速率存在差異，則形成非六邊形的柱體。當(dāng)巖漿呈整體快速冷卻時(shí)，不易產(chǎn)生柱狀節(jié)理，或六棱石柱形態(tài)不規(guī)則。近年來(lái)的研究指出，石柱大小和石柱密度主要取決于熔巖的冷卻速率，而與巖漿成分、粘度大小不存在密切關(guān)系，粘度大的酸性巖漿在成巖過(guò)程中，在一定條件下也可生成柱狀節(jié)理。另外，通常石柱生成時(shí)，上部柱列細(xì)而長(zhǎng)，下部柱列粗而短。野外看到的粗大石柱，則可以認(rèn)定是上部深遭剝蝕而留下的下部石柱。</h3><h3> 當(dāng)然，自然界眾多的柱狀節(jié)理石柱群由于埋藏于土下，或地處人跡罕至的深山遠(yuǎn)山區(qū)而不為人所知?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)或旅游開(kāi)發(fā)的石柱群都是因海浪侵蝕或修建公路、人工采石而出露地表，展現(xiàn)風(fēng)姿，我們相信將有更多的柱狀節(jié)理石柱群等待我們?nèi)ひ捜グl(fā)現(xiàn)。</h3><h3><br></h3> <h3> <font color="#ed2308">1、英國(guó)巨人堤</font>，又稱(chēng)巨人之路，位于北愛(ài)爾蘭最北邊的安特里姆區(qū)，地處大西洋通往愛(ài)爾蘭海的北部海峽南岸。這里由4萬(wàn)多根灰黑色玄武巖石柱構(gòu)成，綿延8公里，呈階梯狀延伸入海。石柱有高有低，錯(cuò)落有致，有的石柱高出海面6米以上，最高達(dá)12米左右，還有大量石柱淹沒(méi)于水下或與海面持平。石柱直徑在38～50厘米之間，多數(shù)石柱為45厘米。巨人堤分大堤、中堤、小堤三部分，其中以中堤的石柱最為著稱(chēng)。石柱斷面大部分是規(guī)整的六邊形，也有少數(shù)是四邊、五邊、七邊形的。距今7000萬(wàn)年前的中生代晚白堊世末期，這里發(fā)生劇烈的火山噴發(fā)，一股股玄武巖熔巖流從地殼深處涌出，在冷卻凝固的同時(shí)，大片的玄武巖收縮爆裂成規(guī)則的六邊形石柱。英國(guó)巨人堤是世界著名的自然奇觀(guān)，1986年被聯(lián)合國(guó)教科文組織列為世界自然遺產(chǎn)，次年成為英國(guó)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，也是當(dāng)今國(guó)人去英國(guó)旅游必去的一大游覽勝地。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 2、英國(guó)斯塔法島和芬格爾洞石柱群</font>。蘇格蘭西部的赫布里底群島，分為外赫布里底群島和內(nèi)赫布里底群島，內(nèi)赫布里底群島中有一個(gè)無(wú)人小島 “斯塔法島”，南距巨人堤只有120公里，因此它的石柱形態(tài)和形成年代與北愛(ài)爾蘭巨人堤相同，兩者 “本是同根生”。島中有一個(gè)巨大的海蝕洞，叫芬格爾洞，洞深60多米，從開(kāi)口處的13米高向里縮至6米高。蘇格蘭斯塔法島的四周下部及芬格爾洞的洞壁布滿(mǎn)了壯觀(guān)的玄武巖柱狀節(jié)理石柱群，成為世界著名的旅游景觀(guān)。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 3、美國(guó)國(guó)家名勝“魔鬼塔”</font>，位于美國(guó)西部的懷俄明州東北角的克魯克縣，地處落基山脈北段東麓的高平原上，不在黃石公園內(nèi)，黃石公園在懷俄明州西北的落基山區(qū)。這里矗立著一座巨型圓柱狀天然石峰，這就是世界著名的魔鬼塔，塔頂海拔1558米，塔高386米，塔基直徑305米，塔頂直徑84米，平坦的頂部面積為91×55米，這座石峰猶如擎天一柱，氣勢(shì)磅礴，引人入勝。在白人來(lái)到之前，這已是多支原住民部族崇拜的神圣之石，1906年由總統(tǒng)簽署法案成為美國(guó)第一個(gè)國(guó)家紀(jì)念地（國(guó)家保護(hù)區(qū)），1977年史蒂芬?斯皮爾伯格在這里拍攝電影《第三類(lèi)接觸》使其盛名遠(yuǎn)播，訪(fǎng)客暴增。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> 距今2億年的中生代早侏羅世初期，這里曾是一片海洋，沉積了海相的石灰?guī)r，后來(lái)地殼隆起抬升成為陸地，沉積了陸相的砂巖、頁(yè)巖等沉積巖層。到了距今5600萬(wàn)年的新生代第三紀(jì)始新世早期，這里發(fā)生火山噴發(fā)，巖漿穿透上覆的沉積巖層，噴薄而出，冷凝形成巖漿巖錐狀體，地質(zhì)上叫 “火山頸”。由于熔巖冷凝收縮斷裂，形成柱狀節(jié)理。后來(lái)歷經(jīng)數(shù)千萬(wàn)年的風(fēng)化侵蝕，上部300多米巨厚而松軟的沉積巖層被剝蝕并搬走，堅(jiān)硬的巖漿巖不易被侵蝕而挺立于此，形成今天的 “魔鬼塔”。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> 魔鬼塔的巖性，很多文章說(shuō)是玄武巖，這是明顯錯(cuò)誤。在巖石學(xué)上這種巖石叫 “響巖”，沿節(jié)理?yè)舸?，?huì)發(fā)出清脆響聲，故名。響巖與玄武巖一樣，SiO2含量在45～52%，所以屬于基性熔巖。塔壁上有數(shù)百道平行的垂直節(jié)理，把整座塔石分割成眾多的六邊形石柱，是典型的響巖柱狀節(jié)理柱。與英國(guó)巨人堤不同，這里的石柱特別粗大，直徑1.5米以上，很多達(dá)到2米（巨人堤僅0.45米），這證明是柱狀節(jié)理形成初期的下半部分。魔鬼塔也是北美最佳的高難度的攀巖場(chǎng)所之一，從有紀(jì)錄的1939年至今，共有5萬(wàn)多人申請(qǐng)攀登魔鬼塔，其中不到100人成功登頂，且有不幸墜死事件發(fā)生。由于魔鬼塔是當(dāng)?shù)?0多支印第安族的圣地，每年6月份會(huì)舉辦許多儀式和活動(dòng)，為尊重印第安文化，當(dāng)局決定禁攀一月。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308">4、美國(guó)魔鬼巖柱堆</font>，位于加利福尼亞州東部猛犸山附近，地處內(nèi)華達(dá)山脈深處。這里的玄武巖柱狀節(jié)理巖柱堆，曾因建設(shè)水庫(kù)大壩險(xiǎn)遭爆破粉碎，1911年美國(guó)總統(tǒng)簽署法令，建立國(guó)家紀(jì)念地（保護(hù)區(qū)），遂成為著名景點(diǎn)。此地的巖柱高122米，形成時(shí)間相對(duì)年輕，距今不到10萬(wàn)年的新生代第四紀(jì)晚更新世，因而六邊形巖柱輪廓分明，呈現(xiàn) “嶄新” 態(tài)勢(shì)。由于地勢(shì)高峻，冬季大雪封路，所以每年只在夏秋季的五個(gè)月對(duì)外開(kāi)放，大約在六月上旬到十月底之間，具體時(shí)間根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕笛顩r而定。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 5、意大利巨島</font>，位于西西里島東南海岸，鄰近埃特納火山。埃特納火山是當(dāng)代著名的活火山，因而巨島的玄武巖柱的形成時(shí)間比美國(guó)加州的魔鬼巖柱堆更晚，更具有 “嶄新” 的形態(tài)。與世界各地相比，這里的巖柱呈彎曲形態(tài)，這是因?yàn)槿蹘r流動(dòng)冷凝時(shí)受到擠壓變形而成，或者后期經(jīng)過(guò)地殼運(yùn)動(dòng)，使原本垂直的節(jié)理變形為褶皺構(gòu)造。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308">6、冰島斯蒂基斯霍爾米玄武巖石柱群</font>，位于冰島西部峽灣的斯奈山半島沿海，從54號(hào)公路與55號(hào)公路三岔路口附近拐進(jìn)去，走一段石子路才能看到。非常有氣勢(shì)的一大排玄武巖柱狀節(jié)理石柱群垂直而整齊地組成一堵石墻，每根石柱高約14米，寬1.5米。巖壁下堆積著眾多風(fēng)化墜落的亂石塊，減緩了它的高度和挺拔。石墻腳麓有牛羊吃草，但不見(jiàn)牧民，頗具荒涼感。很多人想要攀爬這個(gè)近乎垂直的陡壁，因?yàn)槭喜](méi)有可以抓手的裂縫或洞口，攀登這片斷壁幾乎是件不可能的事。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308">7、冰島南部的斯瓦蒂佛斯瀑布</font>，位于斯卡夫塔費(fèi)德國(guó)家公園內(nèi)，是一條落差39英尺（約合12米）的瀑布，瀑布的峭壁上布滿(mǎn)了玄武巖柱狀節(jié)理巖柱，中國(guó)游客稱(chēng)之為 “玄武巖瀑布”。白色瀑布傾瀉而下與黑色玄武巖石柱互相映襯，成為獨(dú)具特色的風(fēng)景。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 8、冰島南端維克鎮(zhèn)</font>有一片黑沙灘，黑沙灘西部是自然保護(hù)區(qū)，東部就是舉世聞名的玄武巖石柱群。1991年美國(guó)《島嶼雜志》將維克鎮(zhèn)的黑沙灘列為世界十大最美海灘之一，黑沙與白浪在陽(yáng)光映襯下呈現(xiàn)出美妙的海濱美景。這里的黑色玄武巖經(jīng)風(fēng)化和海浪的侵蝕作用形成黑色的沙質(zhì)海灘，海灘邊突兀的崖壁上密密麻麻布滿(mǎn)柱狀節(jié)理形成的六邊形玄武巖石柱，加上玄武巖海蝕洞相伴，營(yíng)造出攝人心魄、美輪美奐的海、灘、崖的絕景。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308">9、韓國(guó)濟(jì)州島的柱狀節(jié)理帶</font>，位于南海岸的西歸浦市區(qū)西面的 “中文旅游區(qū)”，該旅游區(qū)的大浦洞村往西南600米的海岸分布著一條長(zhǎng)達(dá)1000多米的黑色巖石帶，那就是聞名全球的濟(jì)州島玄武巖柱狀節(jié)理帶。這條落潮時(shí)高達(dá)40米的垂直節(jié)理帶，形成于距今50萬(wàn)年前的第四紀(jì)更新世火山噴發(fā)，巖柱斷面多呈六邊形，少數(shù)為四邊形。但由于這里海浪洶涌，驚濤拍岸，浪高可達(dá)10米以上，強(qiáng)烈的海浪侵蝕作用使石柱崩塌后移，而且石柱輪廓顯得模糊。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 10、日本 “呼子町”</font> 小鎮(zhèn)，位于九州島西北部佐賀縣的東松浦半島，佐賀縣是九州七個(gè)縣里最小的一個(gè)縣。呼子町隸屬于唐津市，離韓國(guó)濟(jì)州島比較近，以盛產(chǎn)烏賊而聞名于日本。從呼子碼頭乘船出海，沿著唐津的海岸前行，不多時(shí)抵達(dá) “七釜”。七釜是玄界灘懸崖峭壁上被海浪沖蝕而成的7個(gè)大的玄武巖海蝕洞穴，最大的海蝕洞洞口有3米寬，游覽船可以開(kāi)進(jìn)一段，以便近距離觀(guān)賞洞壁上柱狀節(jié)理的石柱?！捌吒?不僅可以乘船觀(guān)賞，還可以上岸沿著人行步道走到巖柱的上方，零距離接觸這些地質(zhì)奇觀(guān)。與韓國(guó)濟(jì)州島不同，這里的巖柱更加纖細(xì)，而且呈彎曲的形狀，但形成年代與濟(jì)州島一樣，是距今50萬(wàn)年前的第四紀(jì)更新世。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308"> 11、外高加索地區(qū)的加尼谷</font>，位于亞美尼亞首都埃里溫以東23公里的一個(gè)內(nèi)陸峽谷中，在懸崖峭壁上布滿(mǎn)大片保存完好的柱狀玄武巖，像是一座谷底遭侵蝕掏空而形成的空中花園，只有勇敢的游客才敢在數(shù)千噸重懸空石頭下面拍照留影。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3> <font color="#ed2308">12、六角池</font>，位于敘利亞庫(kù)奈特拉省的戈蘭高地（現(xiàn)被以色列占領(lǐng)），因池邊巖壁上矗立著眾多六邊形的垂直玄武巖石柱，故名六角池。這些巖柱也是古火山噴發(fā)而產(chǎn)生的玄武巖柱狀節(jié)理地貌。</h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3> 最后，說(shuō)一下俄羅斯西伯利亞勒拿河沿岸的柱狀巖自然公園，在這里可以看到高達(dá)百米的神奇而罕見(jiàn)的石峰，沿勒拿河綿延40公里。沿岸壯美的石峰像柱子，像尖塔，像角樓，像拱門(mén)，像教堂，像動(dòng)物等形狀。但它們不是玄武巖柱狀節(jié)理構(gòu)造，而是石灰?guī)r沿垂直節(jié)理經(jīng)冷熱風(fēng)化和凍融風(fēng)化及外力侵蝕而形成的柱狀峰巖，很多人都誤認(rèn)為柱狀節(jié)理。這里的石灰?guī)r很古老，形成于距今5.3億年前的古生代初期的早寒武世。石灰?guī)r屬于沉積巖，沉積巖是絕對(duì)不會(huì)發(fā)育柱狀節(jié)理構(gòu)造的。<font color="#167efb">（未完待續(xù)）</font></h3><h3><br></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3> <h3></h3>