若你曾置身于中国广东丹霞山,面对那层峦叠嶂、灿若红霞的赤壁丹崖,心中涌起的想必是对天地造化的无尽赞叹。这片被镌刻在世界自然遗产名录上的瑰宝,不仅是一席雄奇的视觉盛宴,更是一部以大地为纸、以岩层为卷的亿年史书。
秀丽的丹霞群峰。(受访科研团队供图)
然而这部雄浑的地质史书该如何解读?那些构筑了丹霞风骨的砂石,究竟是何方来客?它们又曾踏上过怎样漫长而曲折的旅程,才最终在粤北汇聚、沉睡,历经时光雕琢,化为今日的奇观?
近日,一支由河海大学、广东省地质调查研究院、中山大学等多家机构顶尖学者组成的“地质侦探”团队,通过一场精彩的跨学科合作,为人们揭开了隐藏在丹霞盆地深处的惊人秘密。
科研人员在野外调查。(李宏卫供图)
他们的研究如同穿越地球漫长历史的一束光,照亮了华南大地在白垩纪波澜壮阔的构造历史,并发现其演化并非步调一致的“集体抬升”,而更像一场南北两端交替起落的“跷跷板”游戏。这项颠覆性的研究成果,已发表于国际构造地质学领域的权威期刊《构造地质学》(Tectonics)。
第一块丹霞基石,从何处来?
假如造物主将时间的指针拨回到一亿多年前的白垩纪。恐龙依然是地球的霸主,而如今人们脚下的华南大地,正经历着一场翻天覆地的“青春期骚动”。在西太平洋板块如同一个执着推手的不断挤压下,华南东南缘的地壳不堪重负,原有的构造格局被彻底打乱,一场山脉崛起、盆地沉降的宏大地理变革就此拉开序幕。
科研人员在野外调查。(李宏卫供图)
星罗棋布于华南各地的内陆盆地,就像一个个天然的“现场记录仪”,将这场构造大戏的每一个细节,都以“沉积物”——也就是泥沙、石块的形式,忠实地封存起来。丹霞盆地恰好被武夷山、云开大山、南岭等几大山脉环抱,得天独厚的地理位置,使其成为了一个近乎完美的“地质档案馆”。
“这些砂石究竟从何而来?它们又循着怎样的路径抵达此处?”这是悬在所有研究者心头的核心谜题,“解开它,就等于拿到了一把钥匙,能够开启理解整个华南大陆内部山脉形成与地貌变迁的神秘大门。”
来自远古的“信使”:一粒沙石里的世界
为了侦破这桩亿年悬案,科学家们动用了一系列尖端技术。他们的工作远不止于观察岩层的颜色与厚度,而是深入到砂石的微观世界,去解读那些刻印在矿物晶体中的“基因密码”。
科研人员在野外调查。(李宏卫供图)
比如学者的“破案工具箱”里,有一件威力巨大的分析工具“碎屑锆石U—Pb—Hf同位素分析”。人们可以把锆石想象成一种来自远古的“信使”,它坚硬无比、性质稳定,在母岩中形成时,就自带了一份无法篡改的“出生证明”。当母岩风化破碎,这些细小的锆石便随着砂石一同被搬运,最终沉积下来,成为一个个微缩的“时间胶囊”。通过精准测定这些“胶囊”的年龄,科学家就能倒推出它们的“故乡”——物源区的精确位置和年代。
当“时间胶囊”技术与如同“地球化学指纹”的全岩Pb同位素分析相互印证,再结合对古代河流流向的精妙还原,一幅白垩纪时期丹霞盆地物源变迁的动态高清画卷,便跃然眼前。
研究清晰地显示,丹霞盆地的“成长日记”分为截然不同的上下两篇。在白垩纪早期,盆地像一个初生的婴儿,主要“吃着”周边山脉掉落的“辅食”,形成了冲积扇与湖泊,当时的物质输送方向大体朝向北—东北。然而到了晚白垩世,剧情上演了一场惊人反转:气候变得愈发干旱,这里逐渐被河流与风沙共同统治,而物质的来向也戏剧性地调转180度,变成了西南方向!
更关键的线索是沉积物“成分”发生了质的改变。来自花岗岩和变质岩的碎屑陡然增多,“时间胶囊”的年龄也显示,大量更“年轻”的岩石开始粉墨登场。所有证据都指向一个结论,物源区或许正经历着一场“刮骨疗毒”式的深度剥蚀,沉睡在地壳深处的岩石被掀开“盖头”,同时,物质来源也从“独家供应”变成了“百家争鸣”的复杂局面。
南与北,起与落
如果说丹霞盆地的发现只是拼图的一块,那么当科学家们整合了华南另外九个相邻盆地的数据后,一幅震撼的全景图便豁然开朗。他们发现,整个华南东南缘的物源供给格局,在白垩纪上演了一场惊心动魄的“权力交接”。
在故事开端的侏罗纪,物质主要来自遥远的华北与扬子地块。
转折点是在早白垩世,位于北部的武夷山脉率先隆起,如同一位新晋的王者,主导了区域的物质供给。
故事的高潮是晚白垩世,位于南部的云开地体和南岭构造带异军突起,以更剧烈的姿态抬升剥蚀,成为新的“主角”。著名的“丹霞红层”正是在这一时期,以前所未有的规模和速度,铺满了各大盆地。
在余音不绝的古近纪,南岭地区持续活跃,而云开地体的“戏份”则有所减少。
由此,一个极富创见的动态演化模型——“跷跷板”模型应运而生。它生动地描绘出在白垩纪,华南大地的南北两端并非齐头并进地隆升,而是像一个巨大的跷跷板,交替主导着地貌的演化。
华南东南缘构造地貌—物源演化的动态“跷跷板”模型。(受访科研团队供图)
人们可以想象,在早白垩世,“跷跷板”的北端(武夷山)被高高翘起,向南方的盆地倾泻着自己的“骨与肉”;而到了晚白垩世,构造活动的重心南移,“跷跷板”的南端(云开-南岭)则被猛地抬升,成为了新的物质之源。而驱动这场游戏的终极力量,正是那永不停歇的古太平洋板块俯冲,它如同一只深埋于地下的巨手,持续拨动着大陆板块的命运琴弦。
在丹霞,读懂一块山石的孤独与荣耀
从一粒微小的锆石,到一个巨大盆地的沧桑变迁,再到整个区域的构造演化,这项研究不仅为人们重构了华南在恐龙时代末期的古地理画卷,更为理解大陆内部的造山运动提供了全新的视角。
下一次,当你再次漫步于丹霞山,请不妨停下脚步,轻轻触摸那些温润的红色岩石。在你的指尖之下,流淌的不仅是亿万年的时光,更是一部关于大地脉动、山脉崛起、江河改道的宏大史诗。它们讲述的,早已超越了山石本身,而是一场塑造了今日华南地质风骨的、惊心动魄的“跷跷板”运动。
文/广州日报新花城记者:卜瑜 通讯员:丹宣
广州日报新花城编辑:张影