彩色丘陵之謎

馬志飛

2020年7月7日，聯(lián)合國(guó)教科文組織執(zhí)行局第209次會(huì)議在法國(guó)巴黎召開。在這次會(huì)議上，我國(guó)推薦申報(bào)的湖南湘西和甘肅張掖兩處地質(zhì)公園正式獲批“世界地質(zhì)公園”稱號(hào)。至此，我國(guó)擁有的世界地質(zhì)公園數(shù)量達(dá)到41個(gè)，占全球161處的1/4，位居世界第一位。

說(shuō)起甘肅張掖地質(zhì)公園，很多人首先想到的是丹霞地貌，而腦海中浮現(xiàn)出的卻是那赤橙黃綠、層層疊疊的七彩山丘。實(shí)際上，很多人并未搞清楚這些山丘與丹霞的關(guān)系，即使真的去過(guò)張掖的人，恐怕也并未真正弄明白。接下來(lái)，就讓我們一起探索彩色丘陵的秘密吧。

丘陵奇觀“彩虹山”

在甘肅省張掖市臨澤縣與肅南縣的交界處，分布著一片綿延起伏的山丘。當(dāng)我們走近那里，只見眼前的山石色彩斑斕，在藍(lán)天白云的映襯下仿佛一幅壯美的畫卷，像是有人給山峰披了一件華麗的彩袍。地質(zhì)學(xué)家將此奇觀稱之為“彩色丘陵”（簡(jiǎn)稱“彩丘”），還有人形象地稱之為“彩虹山”。

當(dāng)張掖彩色丘陵的美照火爆網(wǎng)絡(luò)之后，很多人都慕名前往。但有些人說(shuō)，他們親臨現(xiàn)場(chǎng)后，感覺并不像專業(yè)攝影師拍攝的那么驚艷，莫非照片成了“照騙”？據(jù)當(dāng)?shù)貙?dǎo)游介紹，不排除有過(guò)度修飾照片而嘩眾取寵的，其實(shí)彩色丘陵的確十分美麗，只不過(guò)這種美景與觀賞時(shí)間、觀賞角度以及天氣都有很大關(guān)系。每當(dāng)雨后天晴、陽(yáng)光普照之時(shí)，彩色丘陵才會(huì)展現(xiàn)出它最絢麗的美景。

從地質(zhì)學(xué)角度來(lái)看，彩色丘陵其實(shí)就是一種相對(duì)高度小于200米的丘陵地貌，是頂部渾圓，坡度平緩，坡腳線不明顯的低矮山丘。丘陵是長(zhǎng)期受侵蝕、剝蝕等各種外動(dòng)力地質(zhì)作用形成的準(zhǔn)平原化階段的產(chǎn)物，是山地向平原的過(guò)渡，比如山東南部、江蘇北部一帶的丘陵就是準(zhǔn)平原面上殘留的基巖丘陵。也有一些丘陵地貌常與山地相連。比如，張掖的彩色丘陵就是位于祁連山北麓的山前丘陵，歷經(jīng)滄桑保存至今，堪稱大自然賜予人類的瑰寶。它就像一位身體虛弱、風(fēng)燭殘年的老人，默默地向我們?cè)V說(shuō)著歲月的故事。

彩色丘陵并非張掖獨(dú)有，我國(guó)新疆北端阿勒泰地區(qū)布爾津縣境內(nèi)的五彩灘，以及南美洲的秘魯也發(fā)現(xiàn)了相似的地質(zhì)現(xiàn)象。大約在10年前，由于全球氣候變暖，穿過(guò)秘魯境內(nèi)的安第斯山脈出現(xiàn)了冰雪大面積消融的現(xiàn)象，雪線不斷上升。這時(shí)，有人發(fā)現(xiàn)在一座海拔超過(guò)5000米的山峰上竟然分布著五顏六色的美麗條紋，有紫色、紅色、黃色以及綠松石色，當(dāng)?shù)厝朔Q之為Vinicunca，意思就是“彩虹山”或“七彩山”。那里的美景掩蓋在人跡罕至的高山冰雪之下，只有偶有成群的羊駝漫步在山坡上，而今它聲名鵲起，游客日益增多，平均每天多達(dá)上千人踏上彩虹山的山脊。面對(duì)這種情況，有學(xué)者憂心忡忡地指出，大量涌入的游客將加速造成對(duì)自然景觀的侵蝕和破壞。

彩色丘陵的前世今生

如果我們仔細(xì)觀察張掖彩色丘陵的巖石，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是典型的粉砂巖和泥巖，都是沉積作用的產(chǎn)物。地質(zhì)測(cè)年結(jié)果顯示，它們的形成年代距今約1.35-0.96億年。地質(zhì)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，早在中生代白堊紀(jì)時(shí)期，地球氣候變得相當(dāng)溫暖，恐龍正在統(tǒng)治著世界。而那時(shí)的張掖彩色丘陵所在地卻是一片廣袤的湖泊，歷經(jīng)數(shù)百萬(wàn)年的漫長(zhǎng)時(shí)期，湖底沉積了一層又一層的泥沙。后來(lái)，隨著氣候變化和地質(zhì)變遷，湖水干涸，湖底的泥沙經(jīng)過(guò)壓實(shí)、脫水和固結(jié)成巖作用，慢慢就變成了層理清晰的沉積巖。

如今，之所以我們看到的張掖彩色丘陵的巖層呈傾斜狀態(tài)，是因?yàn)樗鼈冊(cè)诔练e之初呈水平或近乎水平狀態(tài)，后來(lái)隨著地殼運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)了彎彎曲曲的褶皺，就好像被擠壓的書本，中間有些地方拱起，而有些地方凹陷。因此，在外部的風(fēng)吹、日曬、雨淋等風(fēng)化和侵蝕作用下形成了高低不平的山丘，像畫布一樣將巖層完美地展現(xiàn)在它的脊背之上。

那這里的丘陵為什么會(huì)呈現(xiàn)不同的色彩呢？這與巖層中所含的礦物成分有關(guān)，也取決于沉積巖形成時(shí)的氣候干濕條件。我國(guó)學(xué)者王杰民等研究發(fā)現(xiàn)，如果在沉積過(guò)程中處于干旱環(huán)境，就會(huì)以氧化作用為主，含鐵礦物以紅色的赤鐵礦（含鐵離子Fe3+）為主;如果處于潮濕環(huán)境，就會(huì)以還原作用為主，含鐵礦物則以針鐵礦（含離子Fe2+）為主。因而，巖石所呈現(xiàn)的不同顏色恰恰反映了成巖時(shí)期的地質(zhì)環(huán)境，其中的Fe3+含量高，那么地層的顏色就會(huì)以紫紅色或磚紅色為主。而隨著Fe3+含量的逐漸減少和Fe2+含量的逐漸增加，地層的顏色就會(huì)從紅色向灰綠色、黃灰色、藍(lán)灰色轉(zhuǎn)變。

“彩丘”與“丹霞”的區(qū)別

既然張掖最美的是彩色丘陵，那么為何它總是被說(shuō)成丹霞地貌呢？

其中一個(gè)原因，與學(xué)術(shù)界曾長(zhǎng)期爭(zhēng)論的彩色丘陵和丹霞地貌的問(wèn)題有關(guān)?！暗は嫉孛病笔且粋€(gè)由我國(guó)地質(zhì)學(xué)者創(chuàng)造的地貌學(xué)名詞，最早根據(jù)廣東韶關(guān)市仁化縣“色如渥丹，燦若明霞”的丹霞山而命名。它指的是層厚、產(chǎn)狀平緩的紅色砂礫巖由于節(jié)理發(fā)育、鐵鈣質(zhì)混合膠結(jié)不勻，在流水侵蝕、差異風(fēng)化、重力崩塌等綜合作用下形成的各種奇形怪狀的地貌，比如城堡狀、寶塔狀、針狀、柱狀、棒狀或峰林狀等。但是，對(duì)丹霞地貌的定義，地質(zhì)學(xué)家的意見不完全統(tǒng)一，不同的文獻(xiàn)給出的定義互不相同。很多外行人在一知半解的情況下，把一些相似的景觀都冠以“丹霞”之名，其中就包括彩色丘陵，結(jié)果就造成了誤導(dǎo)。

另一個(gè)原因是，張掖確實(shí)存在丹霞地貌，比如冰溝丹霞、大肋巴溝丹霞等。其中，冰溝丹霞以丹崖絕壁、堡狀孤山等奇巖怪石景觀為主，大肋巴溝丹霞則以其立面酷似窗欞、整體結(jié)構(gòu)如宮殿的砂巖窗欞宮殿構(gòu)造而聞名，所以專家稱這里是“中國(guó)北方干旱地區(qū)發(fā)育最典型的丹霞地貌及國(guó)內(nèi)唯一的丹霞地貌與彩色丘陵景觀復(fù)合區(qū)”。但是，很多游客抵達(dá)張掖之后，并沒(méi)有去看丹霞地貌，而是直接去了彩色丘陵，卻誤以為眼前看到的就是丹霞地貌，從而人云亦云，以訛傳訛。

張掖的南臺(tái)彩色丘陵景區(qū)與冰溝丹霞景區(qū)僅僅相距10千米，由同一套地層組成（地質(zhì)學(xué)家稱之為“紅層”），為何會(huì)形成明顯不同的地貌景觀？我國(guó)著名的地理學(xué)家彭華認(rèn)為，發(fā)育在地質(zhì)時(shí)期內(nèi)陸盆地的河流或湖泊環(huán)境中的紅層，其巖石的組成具有明顯的規(guī)律：盆地邊緣以巨厚的洪積相混雜泥礫為主，往盆地中心則漸變?yōu)楹榉e礫巖、沖積礫巖、砂礫巖、砂巖與河湖積細(xì)砂、粉砂巖或泥質(zhì)巖。所以，從盆地邊緣往中心，所形成沉積巖的硬度會(huì)越來(lái)越小。相比之下，相對(duì)堅(jiān)硬的巖層容易發(fā)育成為丹霞地貌，而相對(duì)揉軟的巖層則容易形成紅層丘陵，由于它沒(méi)有赤壁丹崖，所以一般不認(rèn)為是丹霞地貌。

所以，彩色丘陵與丹霞地貌最大的區(qū)別就在于：彩色丘陵是以巖石色彩鮮艷為突出特點(diǎn);而丹霞地貌則是以巖石形態(tài)怪異并兼具鮮艷的紅色為突出特點(diǎn)。比如，對(duì)于張掖的南臺(tái)彩色丘陵和冰溝丹霞地貌的區(qū)別，我國(guó)著名旅游地質(zhì)學(xué)家李忠東教授做了一個(gè)形象的比喻：“如果說(shuō)南臺(tái)以色彩斑斕著稱，向我們展示了砂巖地貌的色彩之美，那么冰溝則在色彩美的基礎(chǔ)上又疊加了砂巖地貌的形態(tài)美?！?/p>

此外，需要說(shuō)明的是還有些人可能會(huì)傻傻分不清丹霞與雅丹地貌，進(jìn)而與彩色丘陵混淆。丹霞地貌主要是地表流水侵蝕而成的，顏色為紅色或紫紅色;而雅丹地貌主要分布在干旱的荒漠區(qū)，是強(qiáng)風(fēng)吹蝕而成的，沒(méi)有特定的顏色，比如甘肅敦煌的雅丹魔鬼城。相比之下，彩色丘陵則可能是地表徑流、風(fēng)力以及冰川等多種外力侵蝕作用的結(jié)果，顏色也要豐富得多。

作為一種新的地貌形態(tài)，彩色丘陵的科研價(jià)值和旅游觀賞價(jià)值都很高。而此次張掖地質(zhì)公園成功躋身世界地質(zhì)公園行列，將會(huì)把我國(guó)獨(dú)具特色的彩色丘陵更好地展現(xiàn)在世界人民面前，讓更多的人了解它、欣賞它、保護(hù)它。