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板块研究天堂: 阿尔卑斯山萨多那环形地质结构区

作者 艾米

瑞士萨多那环形地质结构区位于瑞士东部,因其壮美的阿尔卑斯山脉景色和高山湖泊而闻名于世。最独特的是,萨多纳峰(Piz Sardona)周围300多平方公里的地质结构区表明着旧的岩层被新的覆盖的地质现象,它们见证了板块构造以及山脉的形成。

它于2008年成为联合国教科文组织世界遗产地。该机构认为,萨多那环形地质结构区展示了山体的形成过程,对了解板块构造学具有极其重要的意义。

萨多那环形地质结构占地32850公顷,群峰叠起,其中有7座山峰海拔超过3000米,常年被皑皑白雪覆盖。专家们认为,这个地区是是大陆板块相互碰撞形成山脉的特殊例子,很好地展现了通过地壳叠加生成的地质剖面,也就是形成年代较早、岩层较厚的岩层被抬升到较年轻也较薄的岩层之上的过程。换言之,在这一过程中,年代较为久远的、位于地层深处的岩石被挤压进较新的浅层岩石中。这处遗址从三维角度清晰地展现了这一结构以及形成这一景象的过程,因此具有极高的地质学科研价值。

据介绍,这处自然遗产的特色包括清晰的岩层构造走向和反映这种构造特色的山体形成过程,长约35公里、宽约25公里的地表岩层带自18世纪起就成为地质学的重要研究基地。当科学家们开始研究阿尔卑斯山脉的形成时,他们不能理解为什么在格拉鲁斯地区,巨大的较古老的岩层会被较年轻的岩层顶起,一直要等到1950年左右,有了断裂动力学的深入研究和板块构造理论的发展之后,地质学家才作出结论,这原来是巨大上冲断层作用的结果。
萨多那地区地质公园经理卡斯帕·马蒂(Kaspar Marti)对深奥的地质现象用通俗的语言解释说,我们可以想像,非洲板块挤压着欧亚板块,将厚达10公里的一种岩层抬升至另一种岩层之上,这块岩层发生了35公里的移位,而“这一切发生在地表以下6-10公里处,摄氏320-400度的高温使岩层密度变得相对较低,从而使上冲断层沿石灰岩断层面产生。而当地壳抬升后,整个地区便露出地表。

马蒂透露,该现象在大约一个世纪前才被人们承认。现在它已得到广泛接受,并能通过板块构造理论解释,从而有了‘瑞士萨多那环形地质结构’这个名称。板块构造理论也基本是在这里发展起来。

在“格拉鲁斯上冲断层”(Glarus Overthrust)一带,形成于2.5至3亿年前的岩层被抬升到形成于3500至5000万年前的岩层之上,他表示,与许多其它上冲断层一样,格拉鲁斯阿尔卑斯的例子是板块构造动力学的可见证据,但在这一地区,上冲断层的可见度异常明显,使它具有独特的全球重要性。

延伸区域超过300平方公里的格拉鲁斯上冲断层非常容易辨认:最上层也最古老的岩层颜色发红,有的地方呈现出灰绿色;形成年代上较晚的下层则呈灰褐色,更深处显现出复理层沉积物特有的黑色。两种岩层由一条连续的浅槽分开,它被称为“神奇之线”(magic line)。这些地质形态从远处看很模糊,很难分辨出灰白色岩石中的断层,而分隔两种岩层的也只有这条倾斜着穿越多座山峰的神奇水平线。

突出的 岩石覆盖,清晰可见的地形结构,以及山区的发展历史研究重要性是决定瑞士萨多纳地区被列入“世界遗产名录”的原因。

对地质学感兴趣,希望了解板块构造学的朋友们也可以外该地区的许多地方对上冲断层的地貌细节作近距离观察。但它们中大多数海拔比较高,需要在美丽的登山路线上步行数小时才能到达,但还有一些就非常容易走近,例如靠近Sool,Schwanden和Lochsite。Lochsite是保护区地势最低的地点之一,海拔刚刚超过500米,可以经一条维护良好的小径到达。

如果不想爬山,而在山下也同样能找到历史的证据。在阿尔卑斯草场上和潺潺流淌的溪水间,散布着红色和灰绿色的砂岩石,它们也都在静静述说着这座绵延在欧洲大地上的美丽山脉形成的故事。
 

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