大漠天池科考记
是谁鞠一捧圣水浇灌出绿洲,是谁将一面铜镜遗落在戈壁大漠,成为长生天亘古的念想,让一池碧水盛满了蓝天白云;这是巴丹吉林沙漠身边的海子,在戈壁沙漠深处独自修行,亿万千年面壁图破壁,普度万千生灵…… 一般来讲天池是由冰川、火山等地质作用形成于高山中或山顶的淡水湖,亦称天池。天池中的“天”字既指湖泊的位置相对很高,又指其天然成因,而本文中的天池则位于大漠边缘。
2020年的9月,科考队在对阿拉善沙漠世界地质公园进行系列科考时,一个特别的名字—— 大漠天池被列为重点科考景点之一。虽然风力可以把地面的砂粒吹到较高海拔的地方,但沙漠通常形成于相对低洼的环境。沙漠中常有面积不大的湖泊或水塘,尤其是阿拉善境内的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠,各有上百个天然湖泊,这些湖泊无一例外都位于沙丘的底部,且都是咸水湖。那么大漠天池为什么能有如此特殊的地位呢?为了挖掘其中所蕴含的科学成因科考队深入大漠天池,开始了深度考察。
揭开大漠天池神秘的面纱
考察第一天,科考队很早就从额济纳旗出发,沿着巴丹吉林沙漠的简易公路向大漠天池景区赶路。趁着太阳还未落山,全体成员顾不上旅途劳顿,直接奔赴天池。
大漠天池景区是由一个很小的水库与一片天然湿地和天然湖泊共同构成的综合景观,呈长条状分布在巨大的花岗岩体与巴丹吉林沙漠的接合部位,水库北口与湿地和沙漠相接。山口处有个简易的水坝,把上游方向的水拦截成一个浅而到长的小冰库。整个水库向北偏西方向延伸150米、位于宽约十几米的峡谷底部,两侧则是因流水侵蚀和重力崩場而形成的数十米高的花岗岩崖壁。花岗岩体内发育了大量裂隙,这些裂隙大小不等,部分裂隙被更新鲜的浅红色花岗质岩石充填。
大漠天池周边的花岗岩(水库出口附近)
湿地-沙漠、花岗岩山体组成的立体式地貌景观
鸟瞰大漠天池
穿过与西侧沙山相交的峡谷,空间变得开阔许多,出现了一片大漠上难得一见的湿地,芦苇和多种水草异常茂盛,水鸟在芦苇丛中欢快地叫着,鱼儿则在浅浅的水塘里缓缓地游动。湿地向东北方向拐了一个湾,溪水延伸几十米后便被黄沙掩盖,不见踪影。
我们顺着湿地西侧的软梯爬到沙山高处,看到小溪上游被180米长的黄沙阻断,更上游方向则变成了一汪碧绿且逐渐变宽的深潭,深潭由花岗岩中的裂隙侵蚀而成,因此潭的两侧崖壁异常陡峻,水潭向北偏东方向延伸约200余米。夹在巴丹吉林沙漠和花岗岩体之间这一狭长幽深的潭水以及周边地貌就是我们要考察的重点--大漠天池。
独属于大漠的神奇之美
天池湖面海拔高约1365米,与紧邻其下的湿地间有15米的高差,与旁边牧民的驻地高差达30多米而与附近地势最低的一个盐湖的高差则达到了175米。天池是大漠干旱地区不可多得的一个因黄沙淤阻而形成的淡水堰塞湖,周围花岗岩体中有纵横交错的断层和裂隙,虽然降水量稀少,但岩体裂隙发达,汇水面积巨大,日积月累就形成了一池碧水。水是干旱地区最稀缺的资源,几乎所有动植物都需要水,尤其是淡水。对于生存在极端干旱环境的牧民来说，淡水就是名副其实的生命源泉,附近牧民和牲畜的饮用水均源于此。因此，大漠天池在当地的蒙古族牧民中享有崇高的地位,被亲切地称为' 岗根淖尔',即'美丽俊俏的湖泊”。据检测,天池的水质良好,矿化度在300-500毫克之间,在整个阿拉善地区来说已经属于十分优质的水源。
在干旱异常的大漠,这样一片具有足够高度和优良水质的天然湖水,被称为“大漠天池”可算是实至名归了。不仅如此,随着后续考察的深入,科考队员越来越觉得这个天池的确有很多的神奇之处。
这个藏身于巴丹吉林沙漠边缘面积很小的区域是碧水蓝天与黄沙红岩相生相伴的宝地,它就像点缀在大漠中的一颗翡翠,把大漠的荒凉和苍茫化为乌有。它兼有湿地、湖泊和沙漠、花岗岩山地等多种地貌景观,是集中观察和研究以上几种地貌的绝佳地点。
天池与花岗岩和沙漠融为一体
多元因素铸就天池之美
大漠天池的美是多元的,美的成因也是多元的。既有气候和生物的因素,更有独特的地质环境因素,其中最为典型、最有教学和科研意义的便是天池附近花岗岩的风化地貌。
如果你经常到山里考察或旅游,会发现植物特别喜欢在各种岩石的缝隙中生长,以便获取更多的水分和矿物质。如果高大乔木的种子落在岩石的裂缝中并发芽长大,树干和树根不断变粗,对裂隙两侧的岩石压力也会急剧增加,久而久之就会使岩石破碎崩解。这种因树根生长而造成对岩石的破坏就称为根劈作用。
根劈作用
除了植物的根劈作用外,水冻结成冰后也会使岩石崩解。寒冷的冬季,暴露于室外的水管会因内部的水冻结成冰而胀裂,因为水在结冰后体积增加近119%而岩石内部总有或多或少的裂隙,岩石内部的矿物颗粒之间还有很多更小的孔隙,这些裂隙和孔隙中往往含有一定量的水分(裂隙水)。当气温降到0C以下,裂隙水结冰,体积膨胀,裂隙便进一步增大;温度升高后,裂隙水融化,更多的水会渗入到裂隙深处,日久天长岩石就被胀破。这种造成岩石的松动和崩解且不断重复的过程就称为冻融作用或冰劈作用。
冰劈作用与盐风化作用示意图，两者区别只是介质不一样,冰劈用是水的结晶,盐风化则是盐类矿物的结晶
自然界还有一种与冰劈作用非常类似但又很少被人认识的现象,那就是盐辟作用(盐风化作用)。原来,岩石和土壤、水体中普遍含有可溶解于水的盐类物质,这些盐除了日常食用的氯化钠(NaCI)外还有硫酸钠、碳酸钠、硫酸镁、日矾(硫酸铝钾) 、石膏(硫酸钙)等。含盐的水或直接流淌到岩石表面,或沿裂隙渗透到岩石内部,还可混在空气中传播到更远的范围.随着水分蒸发,盐类物质结晶,导致体积膨大,这个过程重复多次后，造成盐晶周围的岩石破裂并可进一步形成巨大的洞穴。盐类的结晶与溶解过程在干旱和半干旱地区非常频繁,而冰和水之间的转换需要较为苛刻的温度变化。因此盐风化对岩石的破坏作用更大。盐风化形成的洞穴奇形怪状，往往被当作强风吹蚀的结果。但强风吹蚀一般会在岩石表面留下坚硬光滑的沟痕,而盐风化可以发育在完全无风的洞穴顶部甚至是人工建筑内部。此外,风化还具有明显的粗糙和酥脆的外表特征。
强风吹蚀一般会在岩石表面留下坚硬光滑的沟痕，沟痕四周的岩石异常坚硬光滑,与盐风化形成的洞穴有明显区别
风化穴中的白色物质是结晶在花岗岩表面的盐类矿物
盐风化形成的地貌。洞穴处于背风位置,明显是就近堆积的风化产物,花岗岩风化后散落在地上的矿物质颗粒显然比风吹来的沙粒粗。此外,根据风化穴周围的沙波纹可以确定风向
大漠天池位于极端干旱区,昼夜和季节性温差都很大,花岗岩体内断裂和节理构造发育，强烈的温差、阳光照射以及强风，为花岗岩的风化创造了极为有利的条件。因此,在大漠天池附近恰好可以见到风蚀与盐风化两类成因截然不同的洞穴，但以盐风化地貌最为典型。
大漠苍凉，绿宝石闪耀。那些具有独特地貌特征的自然奇观,造就了独属于大漠的神奇之美。在这一汪碧水的滋润下,大漠不再孤寂。
大漠天池虽然是新开发的景区,但已经具备了非常好的交通和食宿条件
撰文/苏德辰（中国地质科学院地质研究所）
林军（阿拉善交通投资有限公司）
多胜利（阿拉善沙漠世界地质公园）