地質景觀類型多樣,較為典型的有以下幾種。
(壹)火山景觀
地球上有1343座活火山,它是由熔巖穿過地殼,上升到地面或噴出地表而形成的山”,主要集中分布在板塊邊緣地帶。火山爆發時,伴隨著地震和雷鳴般聲響與爆炸,滾滾濃煙如原子彈爆炸升起的蘑菇雲,熔巖流咆哮奔流,映紅天空(圖7-32)。世界著名的活火山很多,夏威夷群島就是由火山締造的,如今還在不斷地溢出巖漿,傾入大海。日本、冰島都是多火山國家,此外還有印度尼西亞、菲律賓、意大利以及南極洲等。
火山噴發的主要形式有中心式、裂隙式和混合式。意大利是世界上研究火山最早的國家,許多火山類型都是以意大利和地中海火山命名的。火山是有壽命的,因此又分為活火山、休眠火山與死火山。
壹般而言,地球上的地質作用非常緩慢,但火山的形成卻很快。當地下巖漿穿過地殼上升時,就發生了火山活動。它主要噴發巖漿、火山彈、火山礫、火山灰以及水蒸氣、二氧化碳、含硫氣體等。其噴出物堆積形成火山錐、熔巖臺地、熔巖高原、熔巖堰塞湖等地貌景觀。
近百年來,人們聽到的關於火山噴發的消息,大多是從中國以外的地區傳來的。國內有記載的最近壹次火山噴發是在西昆侖山的阿什庫勒盆地,那裏的阿什火山也稱卡爾達西火山(圖7-33)。1951年5月27日突然壹聲巨響,壹股圓柱形的黑煙直沖天空,隨後,許多石塊也從火山口中拋出……當時在附近修築新藏公路的官兵身臨其境,新疆日報對此也進行了報道。因火山噴發發生在海拔5000m人跡罕至的高山中,沒有造成太大損失。
圖7-32 火山爆發
圖7-33 卡爾達西火山
中國曾經是壹個多火山噴發的國家。長白山是壹座休眠火山,休眠了很長時間,1597年蘇醒到1702年的105年間,連續爆發了3次。在我國,成群分布的火山區還有山西大同火山群(圖7-34)、臺灣大屯火山群、雲南騰沖火山群(圖7-35)、海南雷瓊火山群、青藏高原火山群等。休眠火山再噴發的危險性和可能性依然存在。火山爆發具有壹定的周期,火山何時蘇醒是火山地質工作者應倍加關註的問題。
圖7-34 山西大同火山
圖7-35 雲南騰沖火山
(二)地熱景觀
地熱景觀是指各種奇特的、絢麗多彩的、多姿多態的水熱活動景觀,如間歇噴泉、噴氣孔、蒸氣谷、沸噴泉、沸泉群、熱水湖以及由各類泉華形成的“石蘑菇”、“天生橋”、“石林”等天然景觀,也包括高溫地熱井放噴時形成的直徑達數米、高可達數十米以至百米以上的汽水柱的壯麗景色(圖7-36)。地熱景觀是在漫長的地質歷史時期和人類發展進程中在特定的地質構造環境下形成的,壹旦在天然的或人為的因素如地震、打井、過量開采、築路、建房等影響下而遭到破壞或消失,要恢復幾乎是不可能的,如西藏羊八井地熱田的熱水湖、92℃泉和河心沸泉等景觀在十多年前就已從人們的視線中消失了。近年來,隨著旅遊地學的興起和旅遊業的蓬勃發展,地熱景觀資源的價值越來越引起人們的關註,有的已列入國家級自然保護區或世界級自然遺產,受到有關法規的保護。
圖7-36 地熱景觀
(三)地震遺跡
與強烈的構造地震活動有關的各種地震地質作用和地震效應等遺跡稱為地震遺跡。壹般而言,新近發生的地震遺跡清晰、點多;而時代愈久遠的地震,隨著歲月的磨蝕撫平,只有遺跡殘留,且少而模糊。地震遺跡主要包括地裂縫、同發型滑坡、崩塌、地表堰塞湖、陸地(建築)沈沒,橋、塔建築破壞,甚至劈山移石、地面鼓包、噴水湧沙、大樹被地震撕裂等景觀現象(圖7-37)。
圖7-37 地震遺跡(壹)
圖7-37 地震遺跡(二)
我國是多地震國家,橫跨環太平洋地震帶和地中海-喜馬拉雅地震帶,新構造運動強烈,歷史上有許多強震、大震,地震遺跡很多,尤其是西部各省區都或多或少有分布。但列入自然保護區的,目前僅有海南東寨港國家自然保護區中的“海底村莊”遺址。公元1610年瓊州大地震使瓊山縣72個村莊沈沒,形成今日東寨港,這是我國歷史上唯壹陸陷沈海的地震廢墟,具有很高的科研和旅遊價值。
圖7-38 隕擊作用示意圖(楊世瑜等,2007)
(四)隕石坑
隕石是隕星穿過大氣層尚未完全燒盡而降落到地面的殘余體。它是人類直接認識天體的珍貴樣品,具有重要科研價值,也是獨特的觀賞石。隕石從天外落到地面的過程中發生了壹系列的作用,統稱為隕擊作用。圖7-38表示隕石自天空落到地面過程中發生的各種作用。首先高速穿插進入地面(圖7-38a,b),產生向下和向周圍的側向壓縮(圖7-38c,d)。然後把撞擊粉碎的巖石物質向高空濺射(圖7-38e,f),部分物質回填到隕石撞擊坑中和坑的四周。同時,隕擊坑四周形成環形高地,隕擊坑底部巖石發生了沖擊變質作用(出現高溫礦物焦石英)和破碎作用,形成擊變石、角礫巖和裂隙帶。在隕擊的中心還會形成反彈的突起,形成壹種特殊的地質構造遺跡景觀隕石和隕石坑在全球範圍內均有分布,如我國新疆(圖7-39)和美國亞利桑那州(圖7-40)就有非常典型的隕石及隕石坑遺跡。
對於隕擊坑地質地貌景觀和形成機制的研究,我國起步稍晚,但已初步取得壹些重要認識。位於我國內蒙古自治區錫林郭勒盟多倫縣和正藍旗境內的隕石坑,是目前我國發現的隕石坑中最大的壹個,其周圍具有明顯的環形地貌特征。多倫坑的生成時代是距今約1.4億年的侏羅紀和白堊紀之間。其內環、中環和外環的直徑分別為8km、82km和170km。內環為8km的安山巖,中環位於環形水系的外側,地貌上表現為由太古宙花崗巖、變質巖和沖積熔融巖組成的環形山殘丘。隕石坑還保存壹些罕見的地質現象。多倫隕石坑是保存較好的隕石坑之壹,對探索隕擊坑的形成機制,提供了重要的啟示和依據。
1993年,我國的遙感科技人員在分析山東棲霞縣的星載合成孔徑雷達圖像時,發現壹半圓形的亮環,經分析研究確認為隕星撞擊遺跡,命名為唐家泊隕星撞擊構造。經實地考察發現,那裏有窪地和環形山的特征,中心區域反彈隆起,撞擊震碎角礫巖廣泛分布,局部巖層無序,中心還發現了震裂錐的熔融角礫巖。
圖7-39 新疆鐵隕石
圖7-40 美國亞利桑那隕石坑
(五)地層與古生物景觀
1.典型地質(地層)剖面景觀
圖7-41 梅樹村小歪頭山震旦系-寒武系界線剖面
我國各個時代的地層出露齊全,並且很有特色,雖然許多剖面屬於區域性,但也有不少剖面在國際上具有代表性,許多國內外專家前來考察研究。有些剖面具有很高的觀賞價值,如遼寧大連金石灘剖面,已列入國家級風景名勝區。例如雲南晉寧梅樹村剖面(圖7-41)位於雲南晉寧梅樹村附近小歪頭山。由白雲巖、矽質白雲巖、白雲質磷塊巖等組成。1984～1991年,此剖面曾是全球前寒武系—寒武系界線層型剖面的最佳候選者。梅樹村動物群富含腹足類、腕足類、軟舌螺類等小殼動物化石和遺跡化石,其完整的演化系列和化石分布是國內、外同期地質對比的依據。已發現5萬多件標本,***100多種、40多個門類的動物化石。梅樹村動物群是在澄江動物群(寒武紀生命大爆發)之前的壹個重要化石群,是研究5.3億年以前地球歷史和探索生物起源、生物演化的大課堂,已列入省級自然保護區。另外,在該剖面附近的海口耳材村、馬房等地發現豐富的澄江動物群化石,包括海口魚、昆明魚化石。
2.古生物景觀
古生物是指地質歷史時期曾經生活在地球上的生物。壹般概念中,將第四紀更新世及其以前的生物稱為古生物,全新世以後的生物稱為今生物。當然,對此並沒有嚴格的規定。大部分古生物已經絕滅,但有少數古生物物種在其同類大規模絕滅之後還殘留至今,稱之為孑遺或活化石,如銀杏、大熊貓等。古代生物死亡後只有被迅速沈積掩埋,經過石化作用,才能成為化石(圖7-42)。化石有大有小,凡是不需要顯微鏡即能觀察清楚的化石稱為大化石,需要顯微放大後才能看清生物個體和結構構造的化石則稱為微體化石。壹般能夠保存為化石的主要是古生物的硬體部分或者遺跡(足印、爬痕),或者遺物(糞便等),只有在十分特殊的情況下,古生物的軟體才有可能保存下來。古生物化石記錄了地球生物演化的歷史,對研究生物進化、確定地層年代、推斷古地理環境和古氣候等,是極為重要的證據。古生物鐘即保存有可供計時標誌的各種生長紋飾的化石,如樹木年輪、珊瑚外壁紋飾等,更具科研價值。例如,對中泥盆世(約3.8億年前)的珊瑚紋飾研究表明,當時壹年大致有399天,13.04個月,當時壹天的時數為21.6小時,借此可研究地球旋轉速度的變化規律,結論是當時地球自轉速度比現今快。有的化石還具有很高的觀賞價值,是壹種重要的地質旅遊資源和珍貴的旅遊商品資源。
圖7-42 古生物景觀
(1)寒武紀生命大爆發事件化石群(澄江動物群)
“地球早期生命演化與寒武紀生命大爆發”,是當代科學研究熱點之壹,也是地球科學和生命科學中的未解之謎。在雲南澄江帽天山發現的澄江動物群是“寒武紀生命大爆發”的見證。它廣泛分布於雲南東部早寒武世筇竹寺期黑林鋪組玉案山段中上部黃綠色頁巖中。它不僅包含了現生動物的幾乎所有門類,而且還包含了壹些已經絕滅的門類,甚至還保存有十分精美的軟體化石,是迄今世界上發現的唯壹具軟軀體、保存最早(比加拿大伯吉斯化石群(中寒武世)還早)、最豐富、最完整的多細胞後生動物化石群,被國際科學界譽為“20世紀最驚人的科學發現之壹”。此外,在貴州臺江縣發現的“凱裏化石群”(中寒武紀)是其後的動物群。
(2)萬卷書——山旺古生物化石
位於山東臨朐城東的山旺村,是國家級自然保護區之壹。出露的第三紀中新世山旺組矽藻土已開采多年,巖層中含有1800萬年前大量珍貴化石。已發現的化石有十余個門類,400余種,其中有1/3是已絕滅屬種,包括藻類、苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物,以及魚、蛙、蛇、鳥和已絕滅的犀、貘、鹿等大型哺乳動物的祖先。這些化石不僅個體完整,保存精細,甚至還保存著動物生前掙紮的形態,實屬世所罕見。這些化石為研究我國華北東部中新世動物群、古地理、古氣候、地層對比都具有重要意義。由於矽藻遺體與黏土構成的頁巖薄似紙狀,風化後會層層翹起,似“書頁”狀,“頁”面上還保存有精細的化石,故稱萬卷書。目前已建立了山旺化石博物館。
(3)鳥類化石
近半個多世紀以來,尤其是20世紀80年代以來,我國發現的鳥類化石種類越來越多。其中最重要的鳥化石產地是遼西地區,所發現的關鍵化石支持了鳥類是由小型獸腳類恐龍演化而來的學說。原始鳥類演化歷史分為四個階段:中華龍鳥期、始祖鳥期、孔子鳥期與真鳥期。四個階段的代表在遼西都有發現。研究結果表明,從古環境來看,在距今1.4億年前的晚侏羅世,遼西壹帶氣候潮濕,地形起伏,河溪縱橫,陸地生物與水生植物茂盛,為包括鳥類在內的各種動物創造了良好的生存環境。