浏阳大围山科技夏令营地理考察指导

1、浏阳大围山科技夏令营地理考察指导走近自然，用自己的实际考察去验证课本知识。去体会科学和大自然的鬼斧神工是我们这次大围山之行的宗旨。具体考察目标一：实地考察地形：理解什么是山地、丘陵、盆地、以及山顶、山谷、山脊、鞍部、陡崖。考察山谷容易孕育河流的道理，寻找一条山谷中的小溪流。以及随着海报升高气温下降的原因。具体考察目标二：认识岩石，考察浏阳大围山的地质地貌，具体包括，浏阳大围山的主要岩石类别、形成原因，尤其是著名的浏阳菊花石的实地考察。具体考察目标三：探寻湖南地质遗迹：2004年湖南地质局刘钟伟，童潜明两位地质专家认为在浏阳大围山找到第四季冰川的遗迹。我们希望通过实地考察验证其真实可靠性。准备工

2、具：相机 温度计 气压计 高程仪 锤子 凿子 罗盘 GPS 等知识回顾：1、地形类型共同点不同点平原 地面起伏小 海拔较低200m以下高原 海拔较高，边缘陡峻，海拔500m以上山地 地面起伏大 海拔在500m以上，坡陡谷深丘陵 相对高度不超过200m坡度较平缓盆地  四周被高原或山地环绕，中间地平2、气温随着海拔的升高下降，大约每升高100m气温下降0.6摄氏度。（气温随海报升高下降主要是因为随着海拔升高后气压下降，空气中的温室气体二氧化碳的含量减少）3、岩石分类：岩石是天然产出的具稳定外型的矿物或玻璃集合体1，按

3、照一定的方式结合而成。是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。其中岩浆岩是由高温熔融的岩浆在地表或地下冷凝所形成的岩石，也称火成岩或喷出岩。沉积岩是在地表条件下由风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和成岩固结而形成的岩石；变质岩是由先成的岩浆岩、沉积岩或变质岩，由于其所处地质环境的改变经变质作用而形成的岩石。 地壳深处和上地幔的上部主要由火成岩和变质岩组成。从地表向下16公里范围内火成岩和变质岩的体积占95%。地壳表面以沉积岩为主，它们约占大陆面积的75%，洋底几乎全部为沉积物所覆盖。 岩石学主要研究岩石的物质成分、结构、构造、分类命名、

4、形成条件、分布规律、成因、成矿关系以及岩石的演化过程等。它属地质科学中的重要的基础学科。岩石的用途：编辑历史（由于此用途的专业知识水平过高暂不论述） 做建材1. 大理岩：大理岩的岩面质感细致，常用来作为壁面或地板。由于大理岩是由石灰岩变质而成，主要成分为碳酸钙，因此也是制造水泥的原料。大理岩材质软而细致，是很好的雕塑石材，许多有名的雕像都是由大理岩作成的，如著名的维纳斯像。其他如墙面或摆饰，也常是由大理石加工琢磨而成，如花瓶、烟灰缸、桌子等家用品。 2. 花岗岩：本土的花岗岩只有在金门才看得到，因此金门的老房子几乎都是用花岗岩做成的。台湾的寺庙所用的花岗岩，是来自福建，多用于寺庙里的龙柱、地砖

5、、石狮。 3. 板岩：因其容易裂成薄板状，且在山区极易取得，故原住民至今仍使用板岩作为建材，筑成石板屋或围墙。 4. 砾岩：有些砾岩含有鹅卵石及砂，而且胶结不良，容易将它们分散开来，例如：台湾西部第四纪的头嵙山层中就是这种砾岩，其中卵石和砂都是建材。 5. 石灰岩：台湾最常见的石灰岩是由珊瑚形成的，通称为珊瑚礁石灰岩。在澎湖，珊瑚礁石俗称石，居民用以作为围墙建材，以遮蔽强烈的东北季风，保护农作物。 6. 泥岩：由于其主要成分是黏土，自古就被作为砖瓦、陶器的原料。 7. 安山岩：由于材质坚硬，亦常用来作庙宇的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。 提炼金属1. 金矿：含金的岩石经过风化和侵蚀作用，金会

6、被分离出来而成自然金，因为金比泥沙重得多，容易沉积下来，经过淘洗，就成为黄金。 2. 黄铜矿：黄铜矿是提炼铜最主要的矿物。 3. 方铅矿：方铅矿呈现铅灰色，有立方体的解理，是最重要的含铅矿物。 4. 赤铁矿：赤铁矿外观颜色呈现铁灰色或红褐色，是最重要的含铁矿物。 5. 磁铁矿：磁铁矿属含铁矿物，具有磁性，吸附含铁物质。 珍贵宝石矿物若具有坚硬、稀有、耐久、透明且颜色美丽的特点，即常被用来作为装饰品，一般称为宝石，以下是常见的宝石简介： 1. 钻石：即俗称的金刚石，有许多种颜色，如淡黄、褐、白、蓝、绿、红等，其中以无色透明的价值最高。 2. 刚玉：刚玉也有许多不同的颜色，如：红色的刚玉俗名红宝石

7、，蓝色的刚玉叫做蓝宝石。其化学成分为三氧化二铝。 3. 蛋白石：一般为无色或白色，有些具有特殊的晕彩。 4. 水晶：纯石英单晶称为水晶，水晶内因含不同杂质而呈现不同颜色，如：黄水晶、紫水晶等。石英的纤维状显微晶聚合体称为玉髓；石英的粒状显微晶聚合体称为燧石，这两种矿物是台东县重要的玉石。 颜料有些矿物具有特别的颜色，可用来作成颜料，如蓝色的蓝铜矿，绿色的孔雀石，红色的辰砂。 其他用途1. 石英：石英是制造玻璃及半导体的主要原料，如：苗栗县汶水溪的上福基砂岩中的石英砂即为制造玻璃的主要材料。 2. 方解石：方解石存在于大理岩及石灰岩中，是制造水泥的主要原料。 3. 白云母：白云母因不导电、不导热

8、且具有高熔点的特性，因此经常被用来作为电热器中绝缘体的材料。 4. 石墨：硬度低，且具有油脂光泽，条痕为黑色，常用于制造铅笔芯，此外石墨还可以做成润滑剂、电极、坩埚等。 5. 硫磺：火山地区的温泉中即含有黄色的硫磺。 6. 石膏：石膏一般用于固定骨折受伤处，或做成塑像，也用于建筑工业。 7. 磷灰石：用于制造农业用磷肥。 8. 蛇纹石：含有镁的成分，可用于炼钢工业上。 9. 滑石：硬度低，有滑腻感；通常被研磨成粉末，以制造颜料、爽身粉、去污粉、化妆品等。 火成岩也称岩浆岩。来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。

9、常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。 花岗岩、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是常见的浅成岩 。根据化学组分又可将火成岩分为 超基性岩 （SiO2 ，小于45%）、 基性岩 （SiO2 ，45%52%）、 中性岩 （SiO2 ，52%65%）、 酸性岩 （SiO 2 ，大于65%）和 碱性岩 （含有特殊碱性矿物，SiO 2 ，52%66%）。火成岩占地壳体积的64.7%。 沉积岩在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成

10、的层状岩石。按成因可分为 碎屑岩 、 粘土岩 和化学岩(包括生物化学岩)。常见的沉积岩有 砂岩 、凝灰质砂岩、 砾岩 、粘土岩、 页岩 、 石灰岩 、 白云岩 、 硅质岩 、 铁质岩 、 磷质岩 等。沉积岩占地壳体积的7.9%，但在地壳表层分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所覆盖。 沉积岩有两个突出特征：一是具有层次，称为层理构造。层与层的界面叫层面，通常下面的岩层比上面的岩层年龄古老。二是许多沉积岩中有“石质化”的古代生物的遗体或生存、活动的痕迹-化石，它是判定地质年龄和研究古地理环境的珍贵资料，被称作是纪录地球历史的“书页”和“文字”。 变质岩原有岩石经变质作用而形成

11、的岩石。根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有 糜棱岩 、碎裂岩、 角岩 、板岩、 千枚岩 、 片岩 、 片麻岩 、 大理岩 、 石英岩 、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、 混合岩 等。变质岩占地壳体积的27.4%。 岩石具有特定的比重、孔隙度、抗压强度和抗拉强度等物理性质，是建筑、钻探、掘进等工程需要考虑的因素，也是各种矿产资源赋存的载体，不同种类的岩石含有不同的矿产。以火成岩为例，基性超基性岩与亲铁元素，如铬、镍、铂族元素、钛、钒、铁等有关；酸性岩与亲石原素如钨、锡、钼、铍、锂、铌、钽、铀有关；金刚石仅产于金伯利岩和钾镁煌

12、斑岩中；铬铁矿多产于纯橄榄岩中；中国华南燕山早期花岗岩中盛产钨锡矿床；燕山晚期花岗岩中常形成独立的锡矿及铌、钽、铍矿床。石油和煤只生于沉积岩中。前寒武纪变质岩石中的铁矿具有世界性。许多岩石本身也是重要的工业原料，如北京的汉白玉（一种白色大理岩）是闻名中外建筑装饰材料，南京的雨花石、福建的寿山石、浙江的青田石是良好的工艺美术石材，即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建筑材料。许多岩石还是重要的中药用原料，如麦饭石（一种中酸性脉岩）就是十分流行的药用岩石。岩石还是构成旅游资源的重要因素，世界上的名山、大川、奇峰异洞都与岩石有关。我们祖先从石器时代起就开始利用岩石，在科学技术高度发展的今天，

13、人们的衣、食、住、行、游、医无一能离开岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、爱石已不再是科学家的专利，而逐渐变成广大群众生活的组成部分。 岩石的风化岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象。导致上述现象的作用称风化作用。分为：物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。化学风化作用。包括：水对岩石的溶解作用；矿物吸收水分形成新的含水矿物，从而引起岩石膨胀崩解的水化作用；矿物与水反应分解为新矿物的水解作用；岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏

14、，其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用，其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。 大约在200年前，人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地，湖泊终将被沉积物和植被填满，沙漠会随着气候的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下，而且地表富含氧气、二氧化碳和水，因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块，或其成分发生变化，最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地

15、表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀 地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化，并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行。 虽然所有的岩石都会风化，但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察，我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化

16、的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造，不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度，又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异，可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑，其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。 气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下，气温高，降雨量大，植物茂密，微生物活跃，化学风化作用速度快而充分，岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区，由于气候干冷，化学风化的作用不大，岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子，是将矗立于干燥的

17、埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔，搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后，仅过了75年就已面目全非。 地势的高度影响到气候：中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大，其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义：地势起伏大的山区，风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露，加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度，如山体的向阳坡日照强，雨水多，而山体的背阳坡可能常年冰雪不化，显然岩石的风化特点差别较大。 剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成，只有当岩石被风化后，才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后，才能露出新鲜的岩石，使之继续风化。风化产物的搬

18、运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质，如风或水等流动时，会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑，为沉积作用提供了物质条件。 岩石在日光、水分、生物和空气的作用下，逐渐被破坏和分解为沙和泥土，称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。 岩石所含的矿物分类主要矿物指岩石中含量多幷在确定岩石大类名称上起主要作用的矿物。 例如花岗岩类，主要矿物是石英和钾长石，石英含量小于75%，钾长石含量大于25%时，则岩石为正长岩类，石英含量大于95%时，则归为石英岩类，所以对于花岗岩来说，石英、长石为主要矿物。 次要矿物 指岩石中含量次于主要矿物的矿物，对划分岩石大类不起主要作用，但对确定

19、岩石种属起一定作用，含量一般小于15%。 如闪长岩类，石英是次要矿物，闪长岩中含有石英（含量达5%）称石英闪长岩，无石英或石英小于5%，则称闪长岩，但二者均属闪长岩大类，所以对闪长岩来说石英石次要矿物。 副矿物岩石中含量很少，通常不到1%，它们通常不参与岩石命名，只有对岩石成因或成矿方面有特殊意义时，有选择地用作岩石名称前的点缀，如独居石花岗岩，独居石以副矿物存在，但指示该花岗岩富稀土元素大围山发现第四纪冰川遗迹大围山七星岭附近。月日下午，两位地质专家仔细寻找万年前的冰川痕迹。 深山幽径。地质专家赞叹大围山是湖南的“庐山”。 光阴流转的高地。 型谷。万年前，大围山冰川曾挟带着各种岩块沿着这个坡

20、谷缓缓移动。 这是2004年8月12日下午，我们对大围山顶峰最深刻的印象。日光和阴影，以及似乎触手可及的云团，在我们头顶以一种不可思议的速度变幻，脚下则是大片苍翠幽深的茂密森林。 50万年的岁月已经无力想象。 如果没有刘钟伟、童潜明这两位老地质专家同行，恐怕我们谁都不会想到，对面山顶那个小小的尖峰的特别之处“它很像一个角峰(冰川地貌术语)，如果给它盖上雪，性质就跟珠穆朗玛峰一样。只不过珠穆朗玛峰是现代冰川，这一个是古冰川，是第四纪冰川”。 8月19日下午。湖南地质研究所。 我第3次从童潜明教授手中拿到了关于大围山的资料。其中，一张示意图是童亲自绘制的，一份“浏阳市大围山第四纪冰川地质遗迹的特征

21、及其意义”，是他与研究所另外两名地质专家刘钟伟、钟九思一起撰写的论文。 “大围山第四纪冰川地质遗迹在省内首屈一指，在国内也稀有罕见，可与世界地质公园庐山第四纪冰川地质遗迹媲美” 专家们是严谨的。7天以前，在与我们一起往大围山实地考察时，他们措辞一直非常谨慎，并没有作出如此明确、正式的论断。 实际上，早在2002年12月，3位地质专家就曾联名呼吁：重视大围山新的地学文化价值和“开展大围山第四纪冰川地质遗迹的研究、调查”，并托人将建议书交给浏阳市政府。据称，该“建议书”由一位副市长“批转”大围山风景名胜区管理处，但就此了无下文。 “这样有价值的东西埋没了太可惜！” 2004年8月12日下午3：30

22、，童潜明和刘钟伟在大围山顶再次目测到一个U型冰谷。他们指着谷底一条隐约的“S”形线说：“这是一条主冰道，如果组织科考队，应该可以在下面找到冰碛物。” 当时，我们所在的位置是大围山主峰七星岭附近，海拔1400米左右。一片日光，在早已成为茂密森林的顶峰和山麓间疾速流转 难道50万年前，这里真的是一座满覆冰雪的古冰川？！ 冰雪容颜，偶然邂逅 据称，第四纪冰川期是“在地球上骤然出现的第三次大寒冷期”；“世界大陆曾有32%的面积为冰川覆盖，海面下降约130米”；“当时的气温平均比现在要低3-7左右，不但高纬度地区为冰川覆盖，就是中纬度地区也出现寒冷气候，并在山区发育山岳冰川”。中国一些著名的冰川地貌，大

23、多形成于第四纪冰川期中的大姑冰期(距今100万年左右)和庐山冰期(距今50万年左右)。 20世纪初，西方权威地质学家曾断然宣称“中国绝不可能有第四纪冰川遗迹”；直到1934年，我国著名地质学家李四光在江西庐山发现第四纪冰川遗迹，世界地质界才为之轰动和震惊。2004年7月，以“第四纪冰川遗迹”为主要地质特征的庐山，“因其地学文化价值的世界性意义”，跻身中国首批八大世界地质公园行列。 那么，在与江西相邻的湖南，是不是也沉寂着跟庐山一样保存集中、完好的第四纪冰川遗迹呢？ 2002年10月，刘钟伟、童潜明等一批老地质专家在大围山旅游时，偶然发现一些山谷隐约显露出冰川遗迹的典型地貌特征。 这是一个令人惊

24、讶的发现。 回到长沙，几位专家立即查找资料。 这一查，惊讶变成激动！ 打开1985年出版的湖南地理志(下)，P431第一段赫然记载着“第四纪我省西部、东部和南岭山地曾被冰雪覆盖”，“湘东大围山古寺附近的冰斗，海拔1500米左右”，“这类冰蚀(冰窖)地形在大围山等均有残迹”，“大围山U谷可见两级，较新一级10001300米，谷形较完整清晰”P433，甚至还有一幅“浏阳县大围山药场冰窖之堆积物”示意图。 最早由江西地质调查队发现 刘钟伟告诉我们，这些数据、图例等资料，应该来源于江西地质调查队的调查报告。 据了解，我国从20世纪50年代开始进行全国区域地质调查，调查没有按行政区域划分范围，而是采用了

25、“国际分幅”的方式。当时“大围山”被划在“江西铜鼓幅”，所以后来由江西调查到的“大围山冰川遗迹”，虽然直接上了湖南地理志，但并未引起相关部门的关注，加之湖南当时缺乏第四纪冰川遗迹研究的专门人员，“甚至地质地理界的同行对此也知之甚少”。 正是由于这种种原因，才使得湖南地质界“不识大围山真面目”的情形延续了数十年。 不过，刘钟伟认为，今天看来，“是江西调查的，更好，更可信，更有说服力”，因为“李四光最早发现的第四纪冰川遗迹就在庐山，江西在这个方面是最有经验的”。 童潜明认为，大围山与庐山同处长江中下游地区，地形标高、气候、纬度及基础地质条件基本相同，两地相距也不远；“如果能对大围山的第四纪冰川遗迹

26、作进一步科学考察，其知名度将有可能与庐山处在同一水平”。 童还向我们介绍，此前，湖南虽在雪峰山、武陵山和八面山等地发现过第四纪冰川地貌，但规模小，也很零散；像大围山这样，拥有各种“配套地貌”，而且大多集中分布在现成的景区及其边缘地带的情况，在省内“十分罕见”。 今天，我们应该可以说，大围山是湖南第一个比较典型、齐全的第四纪冰川遗迹。 七星岭附近的冰川痕迹：U型谷和冰臼 8月12日上大围山，童潜明教授随身带了一张大围山地形图。 这张已经泛黄的地图，右上角还印着“机密”两个字。童说这是20世纪五六十年代的军用地图，标注非常详细。 当天，我们“按图索骥”，在大围山上下，一一比对、寻找着江西地质调查队

27、曾描述过的冰川遗迹分布地。 在大围山主峰七星岭附近，我们首先看到了一个山谷。它两坡陡立，谷底比较深而且宽敞，山谷横剖面呈U型。两位专家称“这是冰川沿山谷流动、侵蚀而形成的典型地貌”；如果是流水侵蚀，“就应该是V型，而不是U型”。 2002年那次邂逅只能算是“惊鸿一瞥”；而这一次，两位专家事先查阅了大量资料，找到了相关权威记载，使两年前还不敢完全肯定的种种冰川遗迹得到充分验证。 “那里应该就是一个角峰。像珠穆朗玛峰一样的那个。现在它被绿色植物覆盖，50万年前，应该是被冰雪覆盖。” “这是冰臼，花岗岩石头上一个圆窝窝。冰川内或冰川下的急流冰水，如果正遇上这个本身有一点点凹面的石头，冰水里携带的小石

28、块就会在这个地方快速旋转冲击，使岩层产生旋涡状的坑。” 刘钟伟强调，科学需要严谨、系统的论证，判断冰川遗迹的存在与否，不能只看某种地形，要考察所有形成冰川遗迹的配套地形是否都具备。 而对我们这些尝试着用专业的眼光打量大地模样的人来说，一种新奇、兴奋与豁然开朗的心情难以言喻。 随后，往玉泉湖考察过程中，在专家们的指点下，我们又相继看到了冰斗、漂砾、冰擦痕我们从来没有想到，那些亘古不言的山脉、岩石、湖泊，竟深藏着那样真实、惊心动魄的巨变和那样漫长的记忆。 参考资料：湖南地理志 鸣谢：湖南地质研究所 童潜明 刘钟伟 钟九思 地理坐标 “冈峦围绕，盘踞三县，因名大围。”大清一统志这样描述浏阳大围山。 大围山属湘赣边境幕阜罗霄山脉北段九岭山西支，又名首裨山。所“盘踞”的“三县”，指湖南浏阳(现已改市)、江西铜鼓、万载。大围山“方圆150余平方公里，为新华夏