論廣東川中地區(qū)的冰臼

論廣東川中地區(qū)的冰臼

1999年3月至5月，廣東省南方日報、廣州日報、羊城晚報和一些地區(qū)報紙，如《梅州日報》，多次報道“世界上罕見的冰壩”、“豐順發(fā)現(xiàn)中國最大的冰壩群”。“豐順龍鯨河1000顆冰壩”引起了當?shù)乜茖W家和公眾的震驚。然后出現(xiàn)在廣東省潮州、佛岡、恩平、丹霞山、定海湖山、海南瓊中、通什等地。全國許多報刊、廣東衛(wèi)星電視臺(3月)和中央電視臺一臺(7月)也先后報道了這一發(fā)現(xiàn),影響深遠。1999年5月開始,國內(nèi)特別是廣東的許多地學家,紛紛提出了“廣東無‘兩高’何來‘冰臼群’”、“現(xiàn)代河谷里何來‘冰臼群’”、“冰臼?甌穴?”等一系列質(zhì)疑,異口同聲地一致認為,所謂“冰臼”,實際上是現(xiàn)代河流作用形成的壺穴。冰臼和壺穴之爭,不但是廣東這一穴狀微地貌的成因之爭,而且涉及到爭論了半個多世紀的“中國東部中低山區(qū)有無第四紀冰川”的重大地學問題之爭。為此,中國第四紀科學研究會熱帶亞熱帶環(huán)境專業(yè)委員會、廣東省地質(zhì)學會第四紀地質(zhì)專業(yè)委員會、廣東省地理學會地貌與第四紀地質(zhì)專業(yè)委員會和廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)環(huán)境處,共同組織了“華南環(huán)境變遷記錄的遺跡與旅游資源科學化”現(xiàn)場學術(shù)討論會,會議于1999年10月29日至11月1日在揭西縣舉行。來自中山大學、中國科學院廣州地球化學研究所、廣州地理研究所、廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局和廣東省地震局的22名與會地學家(教授級和副教授級各10名,講師級2名),經(jīng)野外考察后一致認為,揭西縣河谷中的穴狀微地貌是壺穴而不是冰臼,但不能排除廣東的其它地方存在第四紀冰川遺跡。會議之后,《熱帶地理》開辟了“爭鳴園地”,自1999年第4期至2000年第4期,共發(fā)表了有關(guān)冰臼和壺穴之爭的論文6篇,營造了“百花齊放”的良好學術(shù)氛圍,十分喜人。筆者參加了現(xiàn)場學術(shù)討論會,并拜讀了《熱帶地理》中的有關(guān)論文,獲益良多?，F(xiàn)就爭論的有關(guān)問題,發(fā)表一些管見,意在拋磚引玉,促進地貌學和冰川地質(zhì)學的研究向縱深發(fā)展。壺穴是指基巖河床上形成的近似壺形的凹坑,是急流漩渦夾帶礫石磨蝕河床形成的;冰臼則系在冰川作用范圍內(nèi),由冰川內(nèi)或冰川下的急流冰水,攜帶石塊快速旋轉(zhuǎn)沖擊,在基巖冰床上形成的螺旋狀渦流洞。這兩種穴狀微地貌的形態(tài)和生成模式均十分相似,因此本文擬從古冰川遺跡是否存在,以及控制壺穴形成的條件等方面入手,對冰臼與壺穴之爭作一述評,并探討廣東是否存在第四紀冰川問題。1關(guān)于古冰川遺址的討論冰臼論者提出了一系列二三百萬年前古冰川遺跡的證據(jù),這是冰臼存在的基礎(chǔ),現(xiàn)就有關(guān)證據(jù),逐一作如下討論。1.1豐順龍東南角的緩坡巖石地層和“冰樣品”冰臼論者提出,冰臼群分布區(qū)的河谷,大致經(jīng)過了三個主要發(fā)育階段:古河谷階段→U形谷階段→現(xiàn)代河谷階段(或V形谷階段)。同時指出,U形谷是河谷發(fā)育的最重要階段,規(guī)模大,寬數(shù)十至百米以上,切割深度達百米至數(shù)百米,谷底常有平緩的基巖冰床和大量巨大的花崗巖冰川漂礫分布,剖面上明顯地呈谷底平坦、兩側(cè)陡峻的U字形(文獻圖6-B)。壺穴論者則認為,有大量“冰臼”分布的揭西石肚溪和豐順龍鯨河,總體上屬V形河谷,只是石肚溪已近壯年期,為一緩坡碟形寬谷而已。文獻照片2和4所示的U形谷底的平緩基巖冰床,則是谷底局部寬10～30m的花崗巖邊灘,巖灘上有許多壺穴;而大量巨大的“冰川漂礫”,則是洪積和坡積成因的花崗巖巨礫。豐順龍鯨河在分布有大量“冰臼”的“龍鯨三峽”河段,兩岸山嘴交錯,河流彎曲,是典型的山區(qū)V形谷。U形谷是山谷受冰川掘蝕、銼磨形成的橫剖面呈“U”形的冰川槽谷。山谷冰川又稱谷地冰川,其規(guī)模較大,短者數(shù)百米,長者可達數(shù)千米至數(shù)十千米,厚度為數(shù)百米至千米。U形谷一般順直微彎且較寬,因此又有U形直谷之稱。揭西石肚溪為一緩坡碟形寬谷,谷坡坡度多為20～25°,只有一級階地后緣的谷坡坡度可達40～47°,而并非如冰臼論者所述為兩側(cè)陡峭的U形谷。豐順龍鯨河“冰臼”分布最多的河段,更是典型的V形谷。冰臼論者還提出在U形谷中,發(fā)育有一系列十分典型的串珠狀冰蝕洼地和冰壩,但未論述其特征并說明其出露位置,現(xiàn)場討論會在野外考察時也未發(fā)現(xiàn),是否存在,不由得令人產(chǎn)生質(zhì)疑。1.2巖石質(zhì)及巖性冰臼論者提出,“冰川泥礫、冰水堆積,在U形谷兩側(cè)時有保存,在U形谷口附近,也常見有較多出露”,但沒有說明出露地點,也缺乏對其特征的描述。按其論述,這些冰磧物應(yīng)出露在文獻圖6-C現(xiàn)代V形河谷之上,原冰川U形谷谷底兩側(cè)的階地上。但據(jù)在石肚溪的實地觀察,相當于該圖6-C的冰磧物部位,有兩類沉積物。一是在拔河高度約3～5m處,出露有寬數(shù)米的高河漫灘,其結(jié)構(gòu)為基座型,下部基座為灰黃色—黃色半風化的花崗巖;上部為弱風化的河流礫石、砂和坡積、崩積的花崗巖巖塊,其頂部有十至幾十厘米的黃—黃褐色風化層。另一是在拔河高度約9～15m處出露的第一級階地,一般寬度為數(shù)米,寬谷地段可達十至數(shù)十米。在坪上大橋以南的石肚溪西岸出口處,可見到一基座階地剖面,上部為松散沉積層,其中可見兩套二元結(jié)構(gòu),上部的二元結(jié)構(gòu)為中礫石層(具較明顯的斜列礫石扁平面)夾砂質(zhì)透鏡體,礫石分選較好,磨圓度中等至較好;下部的二元結(jié)構(gòu)可明顯分為上河漫灘相砂層(具薄的近水平層理)和下河床相粗礫石層,礫石磨圓度較好,但分選較差,礫石以花崗石為主,球狀風化程度較高,呈淺褐黃—紅黃色;基座則為雜色的花崗巖風化殼。無論是高河漫灘還是第一級階地的沉積物特點,都與冰川泥礫和冰川堆積迥然不同。冰臼論者還提出:“巨大的花崗巖冰川漂礫,幾乎是隨處可見。有的呈大面積集中分布,形成‘漂礫磧’、終磧、側(cè)磧等”。但文獻照片3所示揭西石肚溪中巨大、帶棱角狀的冰川漂礫(A),據(jù)實地觀察,是谷坡滾落、近岸崩塌或洪積成因的花崗巖大石塊,它之所以呈棱角狀,是花崗巖體沿多組節(jié)理面崩解的結(jié)果。石肚溪中還見有許多坡積和洪積成因的巨礫,有的巨礫上還殘存有現(xiàn)代河谷中形成的壺穴,如文獻照片6所示的冰川漂礫,以及當?shù)乩相l(xiāng)所稱的“缺鼻牛”石等,顯然是壺穴形成之后經(jīng)過運移的花崗巖巨礫。冰川漂礫是為冰川所裹挾翻山越嶺搬運到異地的巨大石塊,因此這些巖塊的巖性一般具有較強的抗風化和耐磨蝕的能力,而且一般具有多面形的磨面、磨蝕的擦痕、壓坑等特征,巖性也不可能太單一。但石肚溪所見的花崗巖巨礫,其巖性多為中粒斑狀花崗巖,與河谷周邊出露的花崗巖的巖性基本相同,是就近取材的。而且礫石也不具冰川漂礫的磨蝕及彈性和塑性變形等特點,因此把它確定為冰川漂礫,是難以令人信服的。還應(yīng)指出的是,廣東屬新構(gòu)造運動的間歇性抬升區(qū),目前已發(fā)現(xiàn)的河流階地有5～6級,山區(qū)河流下蝕較強,V形谷發(fā)育,谷坡較陡,而且雨量充沛,每逢汛期,常有山洪暴發(fā),因此,特別是山區(qū)的花崗巖河谷中,出現(xiàn)坡積和洪積成因的花崗巖巨礫的現(xiàn)象,可以說是比比皆是。至于冰臼論者所指的終磧、側(cè)磧等,因未說明其出露地點和特征,因此難作評論。1.3“石海”的發(fā)育程度冰臼論者提出:“巨大的花崗巖冰川漂礫,……有的明顯受到寒凍作用,呈特有的‘石?！孛渤霈F(xiàn)”。據(jù)文獻照片1,其所指的“石?！?是石肚溪上游東岸石內(nèi)大橋東南一個干涸支溝中的地貌。那里是一個拔河約20～50m、發(fā)育在第一級階地和第一級谷肩之間的小山包,分布著大片巨大的花崗巖巖塊,組成了“石海”。石海是指冰川外圍的冰緣嚴寒地區(qū),因地下水的凍融風化作用強烈,且反復進行,致使基巖不斷崩解而形成的凍融巖屑,在較平坦的山頂面上運移而形成的由塊石組成的地面,即形成了“石海”。壺穴論者總的認為,“石?！笔墙椅魇窍绕律系幕◢弾r石蛋地貌,只是與沿海所見典型的花崗巖石蛋地貌相比,其發(fā)育程度較差而已。筆者在現(xiàn)場觀察到,最大的花崗巖塊體中(照片1的中部及偏左部分——封三,下同),可明顯見到兩組走向近于正交、近乎直立的節(jié)理,而且節(jié)理有一定的延伸,顯然是原地的花崗巖露頭,而不可能是經(jīng)過運移的凍融巖屑所組成“石?！?。誠然,沿大的花崗巖塊體的節(jié)理風化剝離形成的較小巖塊,有就近傾側(cè)或崩塌現(xiàn)象,也有的巖塊是由于山坡較陡而滾落下來的,山坡上還曾修過水渠,施工過程中也肯定有石塊崩落。這些組成“石?！钡拇笮』◢弾r塊,均為清一色的巖性相同的花崗巖,如果是經(jīng)過運移的由基巖崩解形成的凍融巖屑,其巖性是不大可能是那么單一的,而且也見不到經(jīng)反復凍融風化、崩解和運移的跡象。因此這些大小巖塊組成的“石?！?實際上花崗巖區(qū)常見的原地風化地貌,只是這里的球狀風化不強烈,就目前地貌的發(fā)育程度而論,以稱石蛋地貌雛形為宜。1.4水系下蝕速率高、分布廣冰臼論者認為,冰臼群大約形成于距今二三百萬年前的第四紀早期,但能否保存至今是一個值得商榷的問題。根據(jù)廣東地殼間歇性抬升的新構(gòu)造運動特點,以及已積累的大量多級河流階地的高度及年齡資料,各種不同基巖平均的水系下蝕速率,每萬年接近1m,那么二三百年萬水系下蝕就可達200～300m,這樣即使二三百萬年前山谷中存在冰臼,也已為河流侵蝕殆盡了。如有幸存者,也只能出現(xiàn)在二三百米高的山脊和分水嶺上,怎么還能保存在現(xiàn)代河谷中呢?冰臼論者還根據(jù)安徽繁昌人字洞中的舊石器,經(jīng)歷了2×106～2.4×106a仍保存十分完好,以論證二三百萬年前的冰臼仍可保存至今。筆者認為這兩者之間是缺乏可比性的,因此也難有說服力。1.5每次1000公里總而言之,冰臼論者所提出的一系古冰川遺跡,均缺乏足夠的證據(jù),“皮之不存,毛將焉附?”何來冰臼?2控制穴位形成的條件2.1石腹溪巖坎節(jié)理構(gòu)造的成因據(jù)在揭西石肚溪的觀察,河床的花崗巖基巖中,發(fā)育有大量的三組節(jié)理,其中有兩組走向分別為N30°E和N60°～70°W,傾角近乎直立(>80°),節(jié)理面平直而光滑、閉合,沿走向和傾向均延伸較遠,平面上近于正交,很可能是兩組共軛的剪節(jié)理組成的“X”型節(jié)理。這兩組節(jié)理交叉處的薄弱點,即控制了壺穴的發(fā)育部位(照片4)。在石肚溪陂下潭河谷谷底的東側(cè),沿另一組平緩的節(jié)理面構(gòu)成的花崗巖邊灘上,即沿“X”節(jié)理的交叉點發(fā)育了一系列壺穴。“X”節(jié)理在平緩的節(jié)理面上構(gòu)成棋盤格狀,壺穴即分布在節(jié)理的交叉點上,有如棋盤上的“棋子”一般(文獻照片2)。那組頗為發(fā)育、傾向N30°E(即傾向下游)、傾角為5°～20°的平緩節(jié)理群,是一種席裂或席狀構(gòu)造(sheetingstructure),它的成因有多種觀點,比較一致的意見是,由于地球表面不斷地被侵蝕夷平,因而下伏巖石的負荷隨之逐漸減輕,導致在垂直方向上因減壓而發(fā)生擴張作用所形成的一種節(jié)理,因此又稱釋重或解壓節(jié)理(releasejoint),也稱去荷或卸載板狀節(jié)理(unloadingplatyjoint)。席裂構(gòu)造以塊狀的花崗巖中最為發(fā)育,厚層塊狀砂巖等中也可見到。它常將花崗巖體切割成許多平緩的板狀體或透鏡體(照片2,3)。這種由平緩節(jié)理群組成的席裂構(gòu)造,大致與地面平行,靠近地表處較為密集,節(jié)理之間的間隔僅數(shù)英寸,但其間隔隨向下深度的增加而加大,但當達到地表以下數(shù)十英尺時,肉眼明顯可見的席裂構(gòu)造即不再出現(xiàn),但到達到更大的深度時,仍存在與席裂構(gòu)造平行的隱蔽薄弱面,常為工人在采石時所利用。這些隱蔽的薄弱面就是當上覆巖石進一步被剝蝕而接近地面時,形成席裂構(gòu)造的基礎(chǔ)。據(jù)筆者多年的野外觀察,花崗巖體在靠近地表處出現(xiàn)、與地面坡度大致平行的席裂構(gòu)造,可以說是隨處可見。關(guān)于它的成因,Lahee,Billings和Bates等的上述觀點,筆者認為是比較符合實際的。石肚溪花崗巖中的席裂構(gòu)造,將花崗巖體切割成許多板狀體(照片3)或透鏡體(照片2),節(jié)理面的間距一般為十余至數(shù)十厘米,均見于接近地表處,與席裂構(gòu)造的特點十分吻合。石肚溪花崗巖中的三組節(jié)理,不但控制了壺穴的定位,而且在地殼間歇性抬升和河流不斷下蝕的情況下,還控制了一系列階梯狀巖坎(rockstep)地貌和河谷的形成。傾角平緩、傾向下游的席裂構(gòu)造,構(gòu)成了巖坎的“平臺”,而與河流流向近乎正交的走向N60°～70°W、近乎直立的節(jié)理,則成了上下“平臺”之間的陡坎,巖坎又控制了跌水和瀑布地貌的形成。另一組走向N30°E近直立的節(jié)理,則控制了河流下蝕形成的槽谷,石肚溪中下游的流向,總體上即受這組節(jié)理控制。攝于石肚溪中游的照片3,可視為節(jié)理構(gòu)造控制了河流流向和階梯狀巖坎的形成,巖坎又控制了跌水和瀑布的縮影。在洪水期,在跌水或瀑布之下的席裂構(gòu)造“平臺”面上形成的急流漩渦,攜帶著砂礫,沿著“X”節(jié)理交叉處的薄弱點,不斷旋轉(zhuǎn)磨蝕的結(jié)果,就使薄弱點逐漸發(fā)展成為壺穴(照片4及文獻照片2)。至于石肚溪上游石內(nèi)大橋側(cè)旁所見,沿N60°～70°W方向小峽谷中展布的串珠狀壺穴(照片5),則是由于間歇性的地殼抬升和侵蝕基面下降,河床中間歇性地產(chǎn)生新的裂點和溯源侵蝕形成的。揭西龍?zhí)镀俨枷髦?壺穴形成的地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件與石肚溪相似,走向為N80°E和N40°W的兩組節(jié)理控制了壺穴的定位(文獻圖2-B),而平緩(10°～20°)的晚侏羅世中酸性火山角礫巖和凝灰?guī)r的層理,及與溪流流向近乎正交的陡節(jié)理,加上地殼的間歇性抬升和溪流下蝕,也形成了一系列階梯狀巖坎,巖坎控制了一連串跌水,“接力式”的跌水群即組成了落差較大的龍?zhí)镀俨?瀑布之下的深潭,即為一巨大壺穴(照片8,文獻圖2-A)。2.2石英巖質(zhì)的巖石目前廣東已發(fā)現(xiàn)的壺穴,絕大部分分布在花崗巖和混合巖區(qū),在厚層砂巖、厚層堅硬的紅色砂礫巖及中酸性火山巖中也可見到,但較少,其它巖性的分布區(qū)則更少。揭西石肚溪的河床基巖,主要是中粒斑狀花崗巖,雖然節(jié)理比較發(fā)育,但多為閉合的剪節(jié)理,而且擠壓破碎和片理化等成巖后的構(gòu)造活動很少見到,總體上屬于成分和結(jié)構(gòu)比較均一的堅硬致密塊狀巖石,當急流攜帶砂礫,沿著節(jié)理交叉處的薄弱點磨蝕成穴時,其周邊不易破碎和垮塌,因此可磨蝕直至形成圓筒狀的壺穴(照片2),穴壁上還可見明顯的近乎水平或帚狀的螺紋狀擦痕(照片6)。揭西龍?zhí)镀俨枷髦械膲匮?較石肚溪少得多,而且一般比較小,這與河床的基巖與石肚溪不同有關(guān)。在溪流下游、奮進電站以北出現(xiàn)障谷(narrowgorge)處附近,出露的主要是下侏羅統(tǒng)的碎屑巖,由于地處蓮花山韌性剪切帶的外緣,曾受到了動力—動熱變質(zhì)作用的影響。礫巖中的礫石被壓扁拉長,定向構(gòu)造明顯,礫石間的填隙物則已片理化;厚層的石英砂巖也發(fā)生了重結(jié)晶作用;粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖則均已片理化。這里的壺穴主要發(fā)育在厚層塊狀的石英巖質(zhì)砂巖中,以障谷東壁因地殼抬升至拔河高度約5m處、經(jīng)侵蝕后殘存的半拉圓筒狀壺穴最為典型,在河床中的石英巖質(zhì)砂巖中也可見到(照片7);而在片理化的礫巖和泥砂質(zhì)巖石中則未發(fā)現(xiàn)。這主要是片理化的巖石在磨蝕過程中,容易順著片理分裂、破碎和崩落,因而難以形成圓筒狀的壺穴,而唯有在成分均一的厚層致密堅硬的塊狀石英巖質(zhì)砂巖中才能形成。龍?zhí)镀俨家阅?溪流中的晚侏羅世中酸性火山碎屑巖中的壺穴,也多發(fā)育在角礫較小且少、層理不發(fā)育、成分較為均一的致密塊狀巖石中(文獻圖2-B)。石肚溪和龍?zhí)镀俨枷?基巖同為成分比較均一的致密堅硬的塊狀巖石,但壺穴出現(xiàn)的數(shù)量和大小則有明顯差異,總的是在花崗巖中的大而多,石英巖質(zhì)砂巖和火山碎屑巖中的則少而小。這除了花崗巖中的節(jié)理較為發(fā)育這一構(gòu)造因素外,與巖石的結(jié)構(gòu)也有密切關(guān)系?；◢弾r是造巖礦物晶體肉眼能分辨的顯晶巖,具有花崗結(jié)構(gòu)即半自形粒狀結(jié)構(gòu);火山巖是具有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的隱晶巖,其礦物晶粒除斑晶外均極為細小,一般在偏光顯微鏡下也難以分辨,只是在光性上有所反映而已;而石英巖質(zhì)砂巖是由石英砂巖經(jīng)重結(jié)晶變質(zhì)作用形成的,它一般具有粒狀變晶結(jié)構(gòu),礦物之間排列緊密,定向排列不明顯,因此常呈塊狀。很顯然,石肚溪的顯晶質(zhì)中粒斑狀花崗巖,其造巖礦物的顆粒較粗,且班晶與基質(zhì)礦物的粒度差別較大,礦物硬度(黑云母為2～3,長石為6,石英為7)和解理發(fā)育程度(黑云母完全,長石中等,石英則無解理)懸殊,在磨蝕過程中有利于巖屑的崩落,因而有利于壺穴快速地擴容,這從壺穴壁比較粗糙且可見螺紋狀擦痕(照片6)得到印證。隱晶質(zhì)的火山巖和礦物之間排列緊密的塊狀石英巖質(zhì)砂巖,磨蝕中巖屑不易崩落,其磨蝕難度顯然要大些,擴容速度也必然慢些,壺穴穴壁也較為細膩光滑(照片7)。龍?zhí)镀俨枷掠位鹕剿樾紟r中壺穴較少的原因,還與有的火山角礫巖中的角礫較大而多,且角礫與填隙物的巖性有差異,且凝灰?guī)r中層理比較發(fā)育有關(guān),因為這些巖石在磨蝕中,較之成分均一的致密塊狀熔巖,較易破碎和垮塌,因而較難形成完整的壺穴。上述種種情況,可視為是一種差異磨蝕(differentialabrasion)的反映。在野外考察時,石肚溪陂下潭東側(cè)的花崗巖邊灘上,見有兩條平行、寬約2cm的塊狀石英脈,沿花崗巖中N70°W走向、近直立的節(jié)理充填,脈旁還可見硅化現(xiàn)象,石英脈之間所夾約30cm的花崗巖中,可見一正在形成的橢圓形淺鍋狀壺穴,壺穴明顯受限于南北兩側(cè)較難磨蝕的石英脈,而在夾于石英脈之間相對較易磨蝕的花崗巖中發(fā)展,這是差異磨蝕或選擇性磨蝕(selectiveabrasion)的最好例證。2.3關(guān)于典型的混合構(gòu)造環(huán)境及基巖粵東地區(qū)的年降雨量,梅州市為1400～2000mm,揭西縣和豐順縣分別為2214mm和1776mm,這就保證了該區(qū)現(xiàn)代河流具有豐沛的水量和充足的水動力資源,為河床中壺穴的形成創(chuàng)造了前提條件。壺穴大部分分布在河床的基巖面上,以河道的主流線附近居多,洪水期被淹沒,枯水期則出露,而且多產(chǎn)出于瀑布和跌水的下方,如揭西龍?zhí)镀俨技笆窍橄绿兜路剿娛恰：哟不鶐r為花崗巖的豐順龍鯨河,谷底海拔約100m,在當?shù)胤Q為“龍鯨三峽”的更幽峽、飛舟峽和冰川峽的峽谷地段,因深切曲流而形成的交錯山咀最為發(fā)育,是典型的V形河谷,下蝕作用強烈,是壺穴產(chǎn)出最多的地方。據(jù)報道,大小壺穴(即冰臼論者所指的冰臼)總數(shù)超過1000個,壺穴的直徑一般為1～2m,最小的約20cm,最大的可達10m以上,其深度隨直徑的加大而加深,淺的僅十余厘米,深的可達10m以上。而基巖同為花崗巖的揭西石肚溪,谷底海拔30～80m,河谷為近壯年期的緩坡碟形寬谷,河流流速小于龍鯨河,有一些小瀑布和跌水出現(xiàn),大小壺穴總數(shù)在350個以上,其直徑自十余厘米至大于1m不等,深數(shù)厘米至1m以上,遠遜于龍鯨河。這說明在河床基巖的巖性、構(gòu)造相似的情況下,壺穴的數(shù)量多少和規(guī)模大小,與河谷地貌的發(fā)育階段及由此而導致的水流速度及水動力作用的強度大小成正比。上述一系列論據(jù),結(jié)合控制壺穴形成的地質(zhì)構(gòu)造、地貌和基巖巖性等條件,特別是席裂構(gòu)造是接近地面處形成的這一特點,筆者認為,壺穴顯然是現(xiàn)代河流的急流漩渦夾帶砂礫磨蝕河床基巖形成的。壺穴主要產(chǎn)于現(xiàn)代基巖河床上,個別分布于高河漫灘上,因此它的形成年代應(yīng)與現(xiàn)代河床和高河漫難的發(fā)育時間相近。廣東河流階地的主要參數(shù)表明,高河漫灘的年代為1～7kaB.P.,因此壺穴的形成年代應(yīng)小于1萬年,是近—現(xiàn)代形成的。3廣東河谷無冰放有的壺穴論者提出,“廣東第四紀沒有冰川發(fā)育條件”,“廣東河谷沒有被冰磧物覆蓋過”,也就是說廣東不存在第四紀冰川遺跡。筆者認為,這是值得商榷的。3.1沖積層的礫石筆者與裴太昌等曾就封開—懷集一帶的第四紀冰川遺跡作過一系列論述。冰川地貌:冰斗、角峰和刃脊;長逾40km、寬約4km的封開金裝盆地U形直谷,谷側(cè)可見冰川鏟刮形成的三角面地貌,谷底基巖由于冰川的刨蝕,形成了明顯的串珠狀凹地,在與次一級的U形谷銜接處,高差懸殊,形成了懸谷;盤谷和蛇形丘地貌也可見到;此外還有鼓丘、鼻山尾和羊背石等,其長軸與U形直谷的走向一致。冰磧物:冰川泥礫常形成鼓丘產(chǎn)出,它由粘土、礫石和砂的混合體組成,礫石在粘土和砂的混合體中分布極不均勻,且排列雜亂無章,沒有見到如河流沖積層中所見的層狀分選作用。礫石多為堅硬且抗風化和磨蝕能力較強的砂巖和脈石英,偶見灰?guī)r和頁巖,它們在為冰川所裹挾而運移的過程中,常產(chǎn)生磨蝕以及彈塑性和塑性變形。因此,有的礫石為多面形;有的形成腳底板狀、元寶狀、彈花棰狀的馬鞍石和燈盞石,有的礫石表面還出現(xiàn)大小不等的壓坑,狀如麻子臉;礫石表面還常見無一定方向的釘頭鼠尾狀、鳥爪狀等形狀的擦痕,有的還可見到與擦痕方向垂直的顫痕。這些形態(tài)奇特、千姿百態(tài)的礫石,與該地河流沖積層中所見礫石是迥然不同的。冰川泥礫中的石英砂顆粒表面,經(jīng)電子顯微鏡掃描分析,有的可見明顯的槽溝狀擦痕,擦痕均勻、光滑,其邊緣具有明顯的刃脊,有的擦痕之間可見長橢圓形突起;有的可見在穩(wěn)定的定向壓力下,形成的一系列平行的平整裂開;有的還可見擠壓形成的凹坑等冰川作用的遺跡。冰川泥礫堅實而不透水,當?shù)爻Ｗ鳛榱己玫闹滩牧?而且該地凡在冰川泥礫中挖掘的水利溝,多年來幾乎沒有發(fā)現(xiàn)坍塌和漏水的現(xiàn)象;冰川泥礫與石灰?guī)r接觸處,由于它充填了石灰?guī)r的溶洞和裂隙,因而裂隙水不發(fā)育,這對水庫壩址的選擇和尋找地下水的方向也有一定的啟示作用?！氨嗟[的透水性差,常成為地下水的隔水層,且承載力較高,可作為重型建筑物的天然地基”,冰川泥礫這一帶有普遍性的水文—工程地質(zhì)特點,與金裝盆地的冰川泥礫十分相似。冰磧砂金礦:封開金裝盆地的砂金礦有兩種類型,上層為河流沖積型砂金礦,沖積層的分選作用良好,砂金富集在其底部的砂礫層中;與上層緊相鄰接的是下層冰川泥礫中的冰磧型砂金礦,沒有分選作用,砂金并有自下而上由貧變富的現(xiàn)象,這可能是冰川泥礫形成后,由于地表風化并經(jīng)河流沖刷,其中的砂金在原地富集并疊加了部分上覆的沖積型砂金的緣故。3.2關(guān)于植物描述的氣候環(huán)境問題3.2.1冰期氣候?qū)V東私家車冰期的影響無冰川論者認為,以銀杏、桫欏等孑遺植物分布較廣,作為第四紀沒有冰川的佐證,這是值得商榷的。首先,全球的氣候并非“鐵板一塊”,例如,在地球各大板塊的邊緣出現(xiàn)了環(huán)太平洋地熱帶、東太平洋洋中脊地熱帶、地中?！柴R拉雅地熱帶、大西洋洋中脊地熱帶和紅海—亞丁灣—東非裂谷地熱帶等幾個環(huán)球地熱帶。第四紀冰川發(fā)生之后,在這些地熱帶上出現(xiàn)孑遺植物是不足為奇的。廣東的東西兩翼,分別受到環(huán)太平洋地熱帶和地中?！柴R拉雅地熱帶的影響,全省地熱資源十分豐富,現(xiàn)已查證的熱礦泉區(qū)285處,隱伏熱礦水區(qū)16處,大型熱水盆地2處,豐順縣鄧屋地熱田熱泉水溫高達92℃。不言而喻,即使經(jīng)過寒冷的冰期,熱帶、亞熱帶的植物,也可成為孑遺出現(xiàn)在有熱泉和溫泉等分布的地熱區(qū)。其次,在同一氣候環(huán)境下,對環(huán)境的適應(yīng)能力較強的植物,如銀杏,由于它可抵御-32.9℃的極端嚴寒,自然也就可以成為孑遺。由此可見,僅以孑遺植物的出現(xiàn)來否定第四紀冰川的存在,是缺乏足夠的說服力的。李文漪研究了我國東部第四紀冰期植物與氣候的關(guān)系后認為,華南固有的豐富的熱帶、亞熱植物區(qū)系,沒有被冰期氣候破壞,冰后期的孢粉組合含有大量喜熱喜暖成分,充分說明它們的恢復是很迅速的,也說明冰期氣候?qū)δ戏降途暤貛У挠绊懯怯邢薜?。他只是說明冰期對華南低緯地帶的熱帶、亞熱帶植物影響有限,冰后期恢復迅速而已,并沒有否定冰期的存在。因此也不能以此作為廣東第四紀無冰川的論據(jù)。廣東第四紀地層中的孢粉組合,既有喜熱喜暖的成分,但也存在冷期的組合,這完全可以第四紀既存在冰期的寒冷氣候,也存在溫熱的間冰期,或在冰期也還存在一些地熱異常區(qū)來解釋。3.2.2晚更新世晚期的晚玉木冰期沉積型腐木50年代初,筆者等在勘查桂東北及粵東第四紀沖積層中的砂錫礦時,即常在沖積層上部發(fā)現(xiàn)不少平臥的腐木(碳化木)樹干。50年代末至60年代初在勘探和開采封開金裝第四紀砂金礦時,也在第四紀沖積層的上部發(fā)現(xiàn)有類似的平臥腐木樹干,直徑粗的可達0.8m,其14C年齡為103090±420a;同時在封開長崗圩西江岸邊航標站附近,在一級階地地下約13m處,也發(fā)現(xiàn)有平臥的大腐木,其14C年齡為18700a;這些腐木均產(chǎn)于冰后期的河湖相沉積物中。近數(shù)十年來,珠江三角洲西北部的三水、四會、高要一帶的第四系中,發(fā)現(xiàn)了連片分布的多層腐木,群眾稱之為“地下森林”。據(jù)黃鎮(zhèn)國等的研究,腐木主要是水松,它的死亡是由于當時氣候變冷所致。下層腐木的14C年齡約為10000a,與封開金裝盆地第四紀沖積層中的腐木的年齡大致相當。晚更新世晚期的晚玉木冰期與全新世的分界,距今約12000a,據(jù)此可以推斷,冰期凍死的水松等,在晚玉木冰期結(jié)束后,冰川融化后產(chǎn)生的大量流水,將水松等搬運至異地沉積,并為第四系沉積物覆蓋,經(jīng)過碳化便形成了現(xiàn)今的腐木。70和80年代,廣東開展了大規(guī)模的泥炭(peat)的普查勘探工作,現(xiàn)已查明泥炭產(chǎn)地110處,分布在21個縣(市)內(nèi),累計儲量達8864×104t,列全國第一。泥炭又稱草炭,是高等植物殘體在沼澤中經(jīng)生物化學作用形成的松軟有機堆積物。廣東發(fā)現(xiàn)泥炭中的植物殘體主要有:蘆葦、苔草、茅草、畫眉草、禾草、蓮、松、羅漢松、木蘭科植物等,泥炭常與腐木共生,有時以腐木為主,組成了腐木層,有的礦區(qū)腐木數(shù)量可多達712×104m3。泥炭和腐木主要為湖泊型,其沉積形成年代距今約3.69～0.13×104a,介于晚更新世中期中玉木冰期與全新世晚期之間,除了泥炭中的草類及部分樹木可能為湖泊沼澤中原地生長的以外,從可見大量腐木聚集在一起呈層狀產(chǎn)出看來,它極可能也是水松等在冰期死亡后,為冰后期的河水搬運至異地沉