Thursday, December 11, 2014

LD -- 大峡谷的石头

我是一个很肤浅的地质爱好者。 说直白一些就是我喜欢石头,但基本停留在石头的表面。对我来说,石头首先要好看,其它都是次要的。总之,水平有限。大峡谷的石头,一言以蔽之,overwhelming. 信息量之大,我有点儿招架不住。

实话说真不知道从哪里开始。顺着自己的兴趣和理解能力,想到哪儿就写到哪儿吧,尽量理出一个脉络,但不可能面面俱到。

我们从谷底回南缘走的是光明天使山径。走到一半的的印第安人花园,吃午饭,续水,休息。之后,又往回走上一个岔道,去了1.5迈远的Plateau Point。我们到达南缘的第一天,往谷底看,已经看到了去Plateau Point的路,一条长长的,平平的,几乎笔直的小路,直达崖边。
(拉近镜头)
(从Plateau Point往回走)
经常听人说那里是俯瞰科罗拉多河的最佳位置。我心想,我们已经去过谷底,和科罗拉多河已经亲密接触过了。这个景已经没有那么大的吸引力啦。但那天我们是一定要去的,主要不是为了往下看河。而是为了来到一个更开阔的地方,往上看云。而对我来说,是要平视,直面不整合。

这时候,文科生的天马行空的想象力就发挥作用了。想象在那远古远古远古的年代,在那沧海变桑田的年代,大峡谷的那数千呎一层一层,平行的,光怪陆离的石头都不存在,只有最下面那近千呎的黑黜黜的石头。这些石头在高压高温和地下熔岩的挤压下,不断变形,相互渗透,你中有我,我中有你。然后热的逐渐冷却,沉积,形成我们现在看见的那一层乱七八糟的黑呼呼的石头。这就是Vishnu Schist和Zoroaster Granite。主要由火成岩和变质岩组成。关于这个,故事很多。现在先不讲。你肯定会注意到这层石头脉络是不规则的,有斜的,有直上直下的。但在Vishnu Schist上面却是一层水平的砂岩,在这两层石头之间形成一个明显的夹角。从不规则的倾斜的Vishnu Schist到水平的砂岩的过渡,这个层面就叫不整合,更具体地说,这叫交角不整合(Angular Unconformity),是各种不整合的地貌形态中最普通的一种。

最早研究不整合地貌的是现代地质学之父,苏格兰地质学家James Hutton。他在18世纪,在苏格兰东海岸的Siccar Point发现了这种地貌,并做了系统研究。Siccar Point因此出名。这里的不整合也被称作Hutton's Unconformity。大峡谷的不整合也叫The Great Unconformity, 或者Powell's Unconformity。很多人认为大峡谷的不整合是Powell命名的。其实不是。The Great Unconformity是Clarence Dutton在他的1882出版的Tertiary History of the Grand Cañon District里首次提出来的。

The Great Unconformity一般人可能不注意。因为那不是一个具体的地貌,不像红墙那样显眼。但在地质学上,它的意义巨大。在它下面的Vishnu Schist火成岩和变质岩是大约16到18亿年前形成的,属于前寒武纪。而它上面的砂岩是大约5.5亿年前形成的,属于寒武纪。这之间有一个10到12亿年的阙如,无岩石记录。哪儿去了?这么长时间没有沉积,不太可能。都被冲走了?有可能。总之,这里有一个巨大的迷。

而面对这个巨大的迷的最佳地点就在Plateau Point。自认为,在这里我拍下了此次旅途最满意的一张照片。 人站在5.5亿年前的Tapeats Sandstone之上,下面是科罗拉多河,中间的是17亿年前的Vishnu Schist。我们在此逗留了将近一小时。

"那10到12亿年的岁月哪里去了,流水虽无情,岁月应有痕" 
是啊。哪儿去了?自从十三个月前得知我们在谷底的幻影山庄订到床位后,我们就开始关注大峡谷。说是开始关注不过也是有一搭无一搭地收集信息, 锻炼身体。真正开始严肃起来只有一个月的时间,主要集中在收集资料方面。这时候才发现真是书到用时方恨少。这么多资料,这么多一窍不通的概念,从哪里下手呢?我一直对大峡谷最初的历史感兴趣,当然就格外用心。但是,越读越发现大峡谷的地质更吸引人。所以兴趣也就很快转到大峡谷地质,也发现什么叫赶着鸭子上架了。找个懂地质的给带带路的希望也落空了。只好自己硬着头皮啃下去。而且就这样深深地陷进去了。大峡谷的吸引力不可小觑。

闲话少说,言归正传。大峡谷的石头最吸引我的是谷底的前寒武纪的片岩(Schist)。很难说为什么。但你如果站在它的面前,看着那些好像是凝固的火焰般的石头,你就会明白这里记录的是惨烈,是高温和高压产生的变质, 是岩浆挤压的变形。而且这一切发生在16到18亿年前。当然这不是地球上最古老的石头。据说加拿大澳大利亚和格陵兰岛有四十亿年前的石头。另外,起源石(Genesis Rock),阿波罗15号从月球上带回来的石头,也四十多亿年。

从16到18亿年的前寒武纪到5.5亿年的寒武纪,中间隔着10到12亿年。这段时间不是没有记录,而是在大峡谷的大部分地方看不到。这就是更令我费解的Grand Canyon Supergroup,是大峡谷石壁形成占时间最久而且最厚的一层。在地质年代上,和它下面的Schist同属于前寒武纪,但在岩石构成上,和它上面的Tapeats一样,也属于沉积岩。但和Tapeats不一样的地方是,它不是平的,而是一个有15度左右的斜面。去之前太匆忙,没读懂,一直以为Grand Canyon Supergroup只能在大峡谷的东部才能看到,而去大峡谷的大部分游客看到的是大峡谷的中部,我们也不例外。既然知道看不到,我也就没去多想。只有一个小小的愿望:如果能挤出一点儿时间,我很想开车向东大约25迈,到大峡谷东部的入口,站在那里远远地看一看这神奇的Grand Canyon Supergroup。但时间不允许,没去成。回来以后,继续翻书,才发现,原来就在我们眼皮底下,大峡谷的中部,Plateau Point的正对面,有一大片裸露的Grand Canyon Supergroup。别提有多么后悔了。 聊以自慰的是,知道这里也能看到Grand Canyon Supergroup之后,我赶紧翻看我的照片。别说,还真歪打正着,照到了Grand Canyon Supergroup。viola! 

下面这张示意图说得很清楚。靠近下面的褐色的部分就是Grand Canyon Supergroup,是Walcott命名的。

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