所有上面提到的各种可能成因的擦痕石石块的形状特征都不会像冰碛石这样。如河冰、湖冰在冬季结冰时由于体积膨胀冰体会向岸上推挤,如果底部冻结有石块,就会产生石块互相摩擦,如此产生的石块上的擦痕也只有很少、很浅,而且擦在很光滑的湖滨砾石上,这就与在擦面上再叠加擦痕的冰川擦痕有很大的区别了(照片1316)。
在此特别要说明的是,泥石流底部砾石运动时是滚动的,而滚动只能按短轴(c轴)前进,因此所碰撞出来的擦痕均平行短轴,擦痕数量也少、刻切也浅(图139,图1311;照片1317)。因为此种碰撞均为瞬间过程,但由彼此相撞所造成的撞击点,如同贝壳状断口,则是泥石流特有的。如早年报道河北沙河和山西大同的擦痕石其特征即为泥石流成因(照片1318),不像冰内或冰下砾石一旦相遇会有较长的时间紧密接触,压力也很大,故擦痕刻深也较大,数量也较多。再如北京八大处的六处有一块带擦痕的砂岩巨石,李四光(1964)认为是冰川擦痕石,后被列入保护对象,并修建了亭子,致此谷知名度较高。
该石块长2.3m、宽1m、厚1.8m,同时三家店东北的隆恩寺半山坡上也有一块10m2的巨石也有擦痕。据作者观察,八大处为一正常山坡,全区无任何古冰川地貌显现。而从上述两块巨石上的擦痕产状看,皆平行石块短轴(c轴)(图1312),符合泥石流擦痕的特点(李华章等,1989)。此外,由崩塌、崩滑造成的擦痕和磨光面也都是瞬间的产物,刻切不深,数量也不多,应也比较好辨认。
图1312北京八大处(b)和隆恩寺(a)附近带条痕之巨砾素描图(崔之久绘)还有一类由河冰产生的在基岩岸边上的磨光面和擦痕,很易与冰川擦痕相混,如果不综合考虑所在环境,很可能产生误会。仅举作者亲历的三例:
在北纬60°左右的俄罗斯勒拿河、加拿大圣劳伦斯河以及加拿大极地的河流,它们都是从南往北流的河流,当春季上游河水先融化后,冰块则涌向北面,而此处河床依然封冻,于是产生冰块拥塞成坝。同时冰块也涌向河岸,在纵向和横向合力作用下,底部带着石块的河冰则摩擦岸边基岩和砾石,于是就在河床上出现磨光面和擦痕(照片1319—照片1321)。由于常年重复进行此种过程,其类似冰川磨光面的逼真度很高,若孤立地看,很难与冰川造成的磨光面和擦痕相区别。如果怀疑是冰川作用,现代河床上平卧的石块上的浅刻擦痕,则一望无际的西伯利亚大平原和滨海三角洲等地貌景观很难与现代冰川挂钩,只能想象古代大冰盖的情景了。当作者在俄罗斯远东的勒拿河和加拿大圣劳伦斯河口(照片1319,照片1320)见到基岩上和砾石上的此类擦痕时,当时真有见所未见的感觉,深感新奇和复杂。
在此还可提及在高纬和高海拔环境下,当冬季河冰、海冰或湖冰向岸上推挤的同时,某些砾石被带上岸,使岸上砾石表面产生擦痕。作者在南极长城站和青海扎陵湖岸都曾见到(照片1322)。而如果被推挤上岸的砾石多了,就会造成一类“冰推堆积”。
在高纬度地区向北流的河口处有高达3m的“冰推堤”;在中纬度地区也可能出现冰推的地方,如黄河石嘴山—乌海段。年年春季冰坝需人工清除,造成砾石上形成擦痕可能性很大。造成“冰推堆积”也有可能,无疑冰推堆积也是混杂堆积的一种。
应该指出,滑坡造成的基岩磨光面和擦痕石,是最像冰川成因的。因为两者动力过程都是滑动,而且是面状滑动,且石块间擦面相持时间也比较长。
作者曾在甘肃天水和云南小江梨树台野外看到滑坡底部滑动时造成的“似羊背石”(第三纪湖相层上)和滑坡两侧基岩上大面积磨光面。如果不考虑边界和环境条件,只看擦痕则很难区别其成因,这也可能是引起成因争论的原因之一。譬如在北京西山潭柘寺后面的赵家台谷地,谷旁有一处基岩上的磨光面,其面上有擦痕。只有注意到后侧基岩山坡上还可以辨认的原滑坡后壁,才能意识到其滑坡成因。否则就很易被认为是冰川成因(吴锡浩,1985)。
相对冰川而言,滑坡过程中砾石之间的接触也是短暂的。作者在湖北新滩和云南禄劝等大型滑坡砾石上发现同一条擦痕中间可以有断开,接着擦痕又出现(照片1323),这种情况在冰川中是不会有的。这也是滑坡擦痕特点之一。
此外还有风蚀刻痕一事。在我国福建平潭岛上花岗岩经受常年东北风的吹蚀,会在表面出现一系列风蚀磨光面和刻痕(照片1324)。它们深度比较大(能超过1mm),且都在基岩面上。在青海扎陵和鄂陵两湖之间风口上,闪长岩的基岩面上也同样如此。
当作者刚刚面对它们的最初几秒钟时,曾有没把握立即辨认其成因的疑惑,尤其是在扎陵湖时,因当地曾遭受冰川作用,起初还以为是冰川擦痕。
关于断层擦痕和磨光面,基岩时有所见(照片1316)。若以北京石景山第四纪冰川遗迹陈列馆所展示的所谓冰川擦痕为例则极易辨认。该处实为一系列层间错动所造成的磨光面和微细擦痕,而与冰川作用毫无关系。首先那些擦痕不只是在表面上有,把表面一层剥去,下面的层面上还有擦痕,这是有多层的层间错动面上所特有的现象。而冰川擦痕则只能有表面一层,如果破坏了就不会再有了,所以此处也无须再提断层面上的阶步等特点了。其次从环境上看,如果是冰川,是山地冰川还是大陆冰盖?若是前者,冰川从何而来?答曰:西山!但相距几十千米,冰川流路何在?冰川源头的粒雪盆或冰斗何在?等等。但主张我国东部冰川广在的学者们,对上述问题一概不予回答!这是最令人不可思议之处……但只说什么地方有“古冰川”!而不回答为什么?其实在今日科技条件下,古冰川定年均在进行却为何不做?他们仅坚持前人之观点,而不继续做实实在在的研究,譬如有的人用眼睛一看现代河床上的冰臼(实为涡穴——作者论)就立刻判定“冰臼”是200万a前的!有如此神奇的现场断代之技术,还需要众多测年工作者辛苦工作吗?认为大冰盖覆盖了中国几乎全部国土!却无须有任何符合现代科学要求的证据。此种现象绝不是科学界之幸事(全新世,2010)。
最后还应提到关于马鞍石、灯盏石等东部冰川论者经常提到的所谓古冰川证据。提出者其实不了解冰川冰的性质。冰是一种塑性体,它可以作塑性变形,当冰川冰遇到很硬的石块或基岩时,冰川冰首先变形或把石块裹入冰中,没有可能挤压石块致其变成“马鞍石”。实际上此种变形石块系来自原始地层构造中。譬如是一个小型褶曲的一部分变成石块再混入到砾石中,就会成为“马鞍石”。再如有人曾提到的“李四光环”
(照片1325),一种新月形小坑,有时密集有时稀疏。这些小坑大都分布在坚硬的石英岩砾石上,实际是激流中石块多次相互碰撞的结果,与冰川底部石块刻在冰床上的新月形坑和断口完全是两种毫不相关的现象和过程。此类冰川新月形坑只能出现在大型基岩磨光面上,因为冰内、冰下对各种砾石而言不论体积的大小都是首先磨光、磨平,即“优先磨光作用”(李吉均等,1984)。这在每一块真正的冰碛石上都可得到验证,而绝不会在砾石表面形成各种“环”。
自然界多样性很难说尽,对自然认识也不会有终结。作者曾在乌鲁木齐河上游河床上无意发现一块带“擦痕”的砾石,形状扁平,长20cm,宽15cm,厚约3cm,是一块板岩,有成层的片理,经河床搬运、磨蚀后在它的面上留下众多相互平行的“似擦痕”
痕迹,特点是较深,也比较宽,但都不平滑,有些峥嵘,且同一“擦痕”时宽时窄,个别在边缘转弯呈弧形。沿擦痕追索到石块一端,板岩中的细小石英脉尽挡住了“擦痕”延伸。作者认为这些似擦痕现象只是差异风化的结果而非冰川成因的。此外,此河床石块若真的来自冰川,就已被搬运了40—50km,还有如此“峥嵘”面貌也是难以相信。作者认为在仔细辨识时,既观察“擦痕”本身的特点,也应联系到当地环境。
应能否定或肯定其冰川成因。
列馆现场
作者对冰川擦痕和磨光面还拟作些补充,特别是冰川磨光面,一个单一的连续分布的磨光面有时规模很大。河南鲁山石门沟所见展现在前震旦系三教堂组石英砂岩之上、罗圈冰碛层之下的古冰川磨光面,面积近千平方米(照片1315),羊背石式的起伏及擦痕十分清晰,这是在平面上的展示;而陡峻崖壁上的冰川磨光面则以贡嘎山东坡海螺沟冰川中段东侧的巨型磨光面为代表(照片1326);再如台湾雪霸山冰川磨光面(照片1327)。该贡嘎山磨光面位于狭窄谷地一侧(对侧也是大型磨光面,乘缆车游即可看见),高200—250m,展延400m以上,作者估计应是世界最大山地冰川磨光面之一。