最近，我國(guó)大部分地方溫度飆升，多地區(qū)高溫預(yù)警不斷。高溫真的就一無(wú)是處嗎？其實(shí)，從地質(zhì)角度講，高溫的貢獻(xiàn)可大著呢，會(huì)形成很多地質(zhì)礦產(chǎn)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象。這一期，就讓我們走進(jìn)地質(zhì)歷史時(shí)期的高溫天氣，以及高溫形成的地質(zhì)礦產(chǎn)和特殊地質(zhì)現(xiàn)象。

高溫“造就”大量蒸發(fā)巖

高溫在地質(zhì)歷史時(shí)期形成的最典型礦產(chǎn)就是蒸發(fā)巖。蒸發(fā)巖是由鹽度較高的溶液或鹵水在高溫下經(jīng)蒸發(fā)作用產(chǎn)生化學(xué)沉淀而形成的巖石。蒸發(fā)巖主要由氯化物（石鹽、鉀鹽等）、硫酸鹽（雜鹵石、石膏等）、硝酸鹽（鉀、鈉、硝石等）和硼酸鹽（硼砂等）組成，按成分可分為石膏和硬石膏巖、鹽巖、鉀鎂質(zhì)巖。

地質(zhì)歷史時(shí)期的寒武紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)和二疊紀(jì)是重要的蒸發(fā)巖形成時(shí)期，我國(guó)蒸發(fā)巖形成的地質(zhì)歷史時(shí)期主要是三疊紀(jì)、白堊紀(jì)以及古近紀(jì)、新近紀(jì)。

蒸發(fā)巖廣泛用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)，是一類重要的礦產(chǎn)。常見(jiàn)的蒸發(fā)巖類礦產(chǎn)有天然堿、蘇打、芒硝、無(wú)水芒硝、鈣芒硝等，其中最為常見(jiàn)的是食鹽。“南風(fēng)之薰兮，可以解吾民之慍兮。南風(fēng)之時(shí)兮，可以阜吾民之財(cái)兮”。早在堯舜時(shí)代，在我國(guó)山西南部的運(yùn)城鹽湖地區(qū)，先民就總結(jié)了跨越中條山的南風(fēng)給山下鹽湖帶來(lái)的強(qiáng)烈的蒸發(fā)結(jié)晶作用。

運(yùn)城鹽湖一角（圖片來(lái)源：新華社）

其具體過(guò)程是：夏季從海洋來(lái)的東南季風(fēng)在經(jīng)過(guò)中條山南麓緩慢的爬升后，水汽盡失，當(dāng)空氣越過(guò)山脈并沿背風(fēng)坡下沉?xí)r，由于絕熱壓縮使溫度升高，濕度繼續(xù)降低，形成一種干熱的風(fēng)，帶來(lái)的巨大熱空氣加速了腳下鹽湖水分蒸發(fā)，導(dǎo)致湖水鹽分濃度升高，溶解度減小，最終以食鹽晶體的形式析出，讓“吾民”得以有源源不斷的食鹽可賣。

除了鹽巖，蒸發(fā)巖還是天然鉀肥的來(lái)源，形成的石膏巖是地層中石油天然氣的良好蓋層，對(duì)油氣運(yùn)移、儲(chǔ)集層的封隔及圈閉都具有重要作用。可以說(shuō)，從勘查的角度來(lái)講，找到蒸發(fā)巖基本就離挖到“寶”不遠(yuǎn)了。

高溫是紅層地貌形成的前提

在我國(guó)從西北到東南，分布著大量紅色地層，在地質(zhì)上這種地貌被統(tǒng)稱為紅層地貌。構(gòu)成這些紅層地貌的地層主要是中生代到新生代初期在熱帶或亞熱帶高溫干旱環(huán)境下形成陸相紅色砂巖、礫巖和頁(yè)巖。

享譽(yù)世界的丹霞地貌，其本質(zhì)就是一套中生代由砂巖和砂礫巖組成的紅層地貌，其中紅色是在熱帶或亞熱帶高溫干旱環(huán)境下鐵以三氧化二鐵的形式出現(xiàn)而呈現(xiàn)的顏色。

紅層地貌分布在我國(guó)各地，尤以東南地區(qū)為多，而面積最大的則在四川盆地，面積達(dá)26萬(wàn)平方公里。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前我國(guó)已知紅層地貌總面積為91.6萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的9.5%，分布在西北地區(qū)、中部地區(qū)、東部地區(qū)及青藏高原四個(gè)區(qū)域。

甘肅省張掖市甘州區(qū)平山湖大峽谷景區(qū)內(nèi)的紅層地貌風(fēng)光（圖片來(lái)源：新華網(wǎng)）

紅層地貌由于軟硬不均，容易形成奇峰陡崖供人類游玩、開(kāi)采或雕刻，也因此留下大量人文和自然遺產(chǎn)。

紅層地貌形成大量的地貌景觀，成為我國(guó)地質(zhì)旅游的一張亮麗名片。其中最為著名的丹霞地貌由于具有獨(dú)特的自然景觀和人文內(nèi)涵，已成為一類重要的地質(zhì)旅游資源。然在形成原因上，紅層的形成除了適宜的古地貌條件，更得益于干燥炎熱的高熱環(huán)境下其他礦物大量淋失導(dǎo)致鐵元素的大量積累。

高溫生成奇特觀賞石

泥裂又稱為干裂或龜裂，是沉積物未固結(jié)即露出水面，受到高溫日曬，水分蒸發(fā)，體積收縮而產(chǎn)生的一種上寬下窄形態(tài)的地表裂縫。現(xiàn)代泥裂是氣候干旱少雨的象征。

在地質(zhì)歷史時(shí)期的泥裂構(gòu)造，是古地層中一種較為明顯和常見(jiàn)的層面構(gòu)造，是干濕交替環(huán)境下的產(chǎn)物，當(dāng)氣候條件由潮濕變?yōu)槌掷m(xù)干旱時(shí)，在地表大規(guī)模發(fā)育。除了指示氣候，地層中泥裂構(gòu)造還可以指示古海岸線位置、區(qū)域性地層上升、氣候冷暖干濕變化、淺水暴露等，在研究古代氣候環(huán)境變遷中具有重要作用。

在我國(guó)中元古代、白堊紀(jì)、三疊紀(jì)紅層地貌中發(fā)育有大量泥裂，地層中的泥裂一般都會(huì)被膠結(jié)充填形成泥裂石或者叫龜背紋石。部分泥裂石由于母巖風(fēng)化能力軟弱而被剝蝕，填充到沉積層龜裂縫中的膠結(jié)物由于黏性強(qiáng)、質(zhì)地更為堅(jiān)硬而被保留了下來(lái)，形成酷似網(wǎng)絡(luò)的窗欞狀構(gòu)造。我國(guó)太行山區(qū)的中元古代地層的泥裂石，因?yàn)槌０樯�有波痕、雨痕或其他圖案紋形被廣泛用于影壁墻、門垛、墻面的裝飾以及室內(nèi)館內(nèi)陳列展示，具有很有實(shí)用、觀賞和收藏價(jià)值。

知識(shí)拓展：地質(zhì)以外，高溫還能助推森林“自我更新”

除了上述的泥裂，長(zhǎng)時(shí)間高溫還會(huì)引發(fā)大量林火，在客觀上助推了森林的自我更新。

林火是生物和地質(zhì)演化中的重要一環(huán)，會(huì)促進(jìn)林分的更新和更替，加速淘汰樹(shù)種退化，為新樹(shù)種的生長(zhǎng)和發(fā)育騰出空間，改善森林植被結(jié)構(gòu)。

此外，林火還能會(huì)燒死林木中的寄生蟲(chóng)，抑制病蟲(chóng)害的發(fā)生。總之，在創(chuàng)造和維持森林系統(tǒng)平衡、促進(jìn)森林穩(wěn)定發(fā)展方面，林火具有重要作用。

林火頻發(fā)通常表明該地質(zhì)歷史時(shí)期的氣溫較高，林火減弱則代表該地質(zhì)歷史時(shí)期的氣溫較低。我國(guó)和世界其他地區(qū)的科學(xué)家利用地層中的林火產(chǎn)生的黑炭和炭屑記錄作為指標(biāo)來(lái)研究過(guò)去地質(zhì)歷史時(shí)期的氣候變化。

當(dāng)然，雖然從宏觀角度上看，林火也有自己的地質(zhì)作用，但就目前而言，我們還是應(yīng)該盡量減少林火的發(fā)生頻率與頻次，最大限度保護(hù)寶貴的森林資源。為此，我們國(guó)家建立了“空天地一體”的森林防火網(wǎng)，組建了天上衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、空中飛機(jī)巡護(hù)、地面視頻監(jiān)控的綜合科技智能防火體系，綜合運(yùn)用多種數(shù)字高科技手段構(gòu)建了完整立體的森林防火網(wǎng)。

就我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)，雖然眼前的高溫給我們當(dāng)下的生產(chǎn)生活造成了一定的困難與不適，但地質(zhì)歷史時(shí)期的高溫也給人類帶來(lái)了很多豐富多彩的地質(zhì)礦產(chǎn)資源和旅游資源，促進(jìn)了陸地生態(tài)的優(yōu)化和調(diào)整，是地球生態(tài)演化必不可少的一種氣候類型和動(dòng)力，我們一定要正確看待。

作者：山西省煤炭地質(zhì)局高級(jí)工程師劉漢斌

審核：四川省地球物理調(diào)查研究所副所長(zhǎng)、自然資源部首席科學(xué)傳播專家李忠東

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