關於山脈形成和矮人寶藏

阿爾卑斯式裂縫,這些裂縫通常充滿了大型且美麗的石英、斜長石、金紅石、角閃石甚至黃金晶體,根據阿爾卑斯山的民間傳說,這裡是矮人的寶藏室——但是這些寶藏是如何形成的,比傳說所能描繪的還要令人著迷……在岩石層序的基本原理被認識之後不久 [...]

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阿爾卑斯式裂縫,這些裂縫通常充滿了大型且美麗的石英斜長石金紅石角閃石,甚至黃金晶體,根據阿爾卑斯山的民間傳說,這裡是矮人的寶藏室——但是這些寶藏是如何形成的,比傳說所能描繪的還要令人著迷……

岩石層序的基本原理被認識之後不久,地質學家開始思考山脈——及其褶皺和擾動的岩層——是如何形成的。在法國和英國最早繪製的區域,只需要解釋垂直運動,例如,由火成岩侵入引起的沉積物堆積的隆起(由赫頓提出的觀點)或者由緩慢冷卻的地球收縮引起的運動。

圖 2. 法國地質學家埃利·德·博蒙(1798-1874)用週期性的“岩漿”脈衝來解釋傾斜的沉積層。在第一階段,水平分層的沉積物 (c) 被大型岩漿核 (a) 的侵入傾斜 (b)。在第二階段,已經傾斜的層變得更加陡峭 (b),並且新的層開始傾斜 (c + d)。因此,各種脈衝可以解釋在山脈中發現的不同傾斜層(影像為公共領域)。


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地質學家德·博蒙關於山脈形成與垂直隆起相關的假設當時被大多數歐洲和美國地質學家所接受,然而在 19 世紀後期,水平位移的構造推覆體的概念被引入,阿爾卑斯山構造變得更加混亂。

馬塞爾·伯特蘭(1847-1907)是一位年輕的法國地質學家,實際上從未在阿爾卑斯山工作過,他在 1884 年重新解釋了瑞士阿爾卑斯山的一個經典露頭——格拉魯斯逆衝斷層的地質情況,徹底改變了人們對阿爾卑斯山構造歷史的理解。

圖 3. 1812 年,地質學家 H.C. 埃舍爾在繪畫中描繪的格拉魯斯逆衝斷層。逆衝斷層形成了深色韋魯卡諾(二疊紀 - 三疊紀砂岩和礫岩)的較老岩層與較新的白色石灰岩(侏羅紀和白堊紀)以及復理層和磨拉石(古近紀)之間的接觸面 - 影像為公共領域。

這種矛盾的岩層層序,即較老的岩石覆蓋在較年輕的岩石上,被著名的瑞士地質學家阿爾伯特·海姆(1849-1937)用非常複雜的“雙褶皺”——由一系列較小的褶皺組成的大型褶皺來解釋。

圖 4. 阿爾伯特·海姆設想的臭名昭著的“雙褶皺”的地質剖面,來自《地質指南》,1894 年(影像為公共領域 - 點選放大)。

伯特蘭用一個優雅的單一元素——一個水平位移 40 公里的單一構造推覆體——取代了複雜的雙褶皺,然而,他的論文被廣泛忽視,甚至在 1892 年參觀了露頭後確信伯特蘭假設的著名奧地利地質學家愛德華·休斯(1831-1914)也未能說服地質界。

然而,在 1893 年至 1898 年間,地質學家漢斯·沙特(1859-1931)證明了瑞士前阿爾卑斯山的一些孤立山脈實際上是之前更大的構造推覆體侵蝕後的殘餘。最後,法國地質學家皮埃爾-瑪麗·泰米爾(1859-1930)在 1904 年將推覆體結構擴充套件到整個東阿爾卑斯山。

圖 5. 瑞士地質學家埃米爾·阿岡(1879-1940)的地質剖面,阿爾卑斯山被解釋為一系列構造推覆體和褶皺 - 影像為公共領域。

在阿爾卑斯造山運動期間,當古老的海相沉積物作為構造推覆體推到岩漿岩上時,裂縫和裂隙打開了。迴圈的流體,被岩漿岩和越來越多的被捲入山脈形成的覆蓋層的壓力加熱,將溶解的元素輸送到這些裂縫中,用巨大的財富填滿了大自然的寶藏室……

參考文獻

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My name is David Bressan and I'm a freelance geologist working mainly in the Austroalpine crystalline rocks and the South Alpine Palaeozoic and Mesozoic cover-sediments in the Eastern Alps. I graduated with a project on Rock Glaciers dynamics and hydrology, this phase left a special interest for quaternary deposits and modern glacial environments. During my research on glaciers, studying old maps, photography and reports on the former extent of these features, I became interested in history, especially the development of geomorphologic and geological concepts by naturalists and geologists. Living in one of the key area for the history of geology, I combine field trips with the historic research done in these regions, accompanied by historic maps and depictions. I discuss broadly also general geological concepts, especially in glaciology, seismology, volcanology, palaeontology and the relationship of society and geology.

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