土耳其,这个被地质学家称为"活的地质教科书"的国度,正以它独特的方式向我们展示着地球演化的壮丽图景:阿拉伯板块以每年2.5厘米的速度向北推进,向安纳托利亚板块下方俯冲;东安纳托利亚走滑断层如同大地肌肤的伤疤,记录着持续的地壳构造调整;托罗斯山脉的隆升速率可达每年1-3毫米,是板块挤压最直观的体现。
土耳其Adana盆地地质简图
本次科考的重点区域是土耳其南部的阿达纳盆地(Adana Basin)。作为地中海沿岸典型的新生代前陆盆地,它的形成、沉积充填与构造变形,深刻受到阿拉伯板块与安纳托利亚板块碰撞的影响。托罗斯山脉的隆升和东安纳托利亚断层的构造活动共同塑造了这片土地,阿达纳盆地就像被精心保存的地质档案库,保存着从中新世(约2300万年前)的海相灰岩,到第四纪(260万年前至今)的陆相沉积。
Adana盆地的沉积序列与构造之谜
清晨,科考队的同学们满怀期待地登上汽车,驶向阿达纳盆地。沿途,库库罗瓦大学的Osman Parlak和Atike Nazik两位教授向同学们细致讲解了考察地的区域地质背景;304永利集团官网入口的三位带队老师对考察内容进行了补充讲解和讨论。学生们对野外露头进行了认真的观察和记录。
Osman Parlak教授讲解Adana盆地的构造演化历史
Atike Nazik教授讲解Adana盆地的沉积层序
王博教授为学生讲解角度不整合和构造意义
中生代灰岩与中新世盖层之间的角度不整合
前陆盆地中Gildirli组的底砾岩
随着汽车驶入蜿蜒的山路,路旁裸露的岩石逐渐从土黄色变为灰白色,岩性也从碎屑岩过渡为碳酸盐岩。穿过薄雾,我们在一片荒草地前停下。Osman教授指向眼前高耸的岩壁:“这是一套碳酸盐台地沉积物。”
碳酸盐岩通常形成于浅海环境,可它为何出现在海拔1000多米的高处?这片土地曾经历过怎样的地质剧变?走近观察,剖面下部的灰岩向南陡倾,而上部的灰岩则近乎水平,二者之间夹着一套破碎松散的砾岩层。地质学上,这种接触关系称为角度不整合,而中间的砾岩层则是底砾岩。
角度不整合与底砾岩:地壳运动的见证
角度不整合:沉积岩最初形成时,地层通常是水平且连续的。若地层发生倾斜,则意味着后期受到了构造运动的改造。因此,当水平地层覆盖在倾斜地层之上时,表明这里曾经历过显著的地壳抬升和剥蚀作用。
底砾岩:地壳抬升会将地表以下的岩石带到地表,往往使得地层发生倾斜,较老的地层暴露在地表,经风化剥蚀后的碎屑物被搬运堆积到低洼处,经沉积固结后形成底砾岩。这些砾石如同“地质指纹”,记录了地壳抬升-风化剥蚀-沉积固结等一系列构造活动的历史。
Aadana沉积盆地下部的灰岩形成于中生代,而上部的灰岩形成于中新世,二者之间竟缺失了4000多万年的地质记录,让人不禁感慨大自然的神奇!更关键的是,底砾岩中含有大量来自北部构造缝合带中蛇绿岩套的砾石,这为“抬升—剥蚀”过程提供了直接证据。
Atike Nazik教授在Kaplankaya组发现的生物化石
红层与浊积岩:拼凑地质演化的拼图
我们一路继续前行,一套红层夹砾岩的出现让同学们更加振奋。红层因富含三价铁(Fe³⁺)而呈现红色,表明其形成于地表氧化环境——这进一步证实了地壳抬升的存在!
Girdirli组地层中发育的断层
科考团师生在Çingoz组浊积岩之上合影留念
随着考察深入,礁灰岩和深水浊积岩相继被发现。同学们根据这些线索,逐步还原出区域地质演化的图景:
板块碰撞:阿拉伯板块向安纳托利亚板块汇聚,消失的新特提斯洋蛇绿岩推覆至陆壳之上,原有的被动陆缘碳酸盐岩地层发生褶皱变形。
山脉隆升:受构造挤压发生抬升的碳酸盐岩构成托罗斯山脉(Taurides)的主体,与大洋岩石圈残片(蛇绿岩)一同遭受风化剥蚀。
盆地形成:俯冲碰撞带的下盘岩石圈因构造挠曲变形,形成前陆盆地,受海水倒灌(海侵作用),造山带中剥蚀的物质经河流搬运,在盆地内形成海底扇浊流沉积。随着盆地充填,海水变浅,形成了稳定的礁灰岩。
随着地壳再次抬升,河流下切,前述岩石再次呈现在我们面前。
面对如此恢弘的地质史诗,同学们无不感叹自然伟力的鬼斧神工。
Karasaili峡谷:构造活动的现代印记
下午,科考队驱车下山,抵达Karasaili镇。眼前深邃的峡谷中,湍急的河水切割出陡峭的岩壁。高处悬壁上一道水平延伸的“U”形凹陷,是古河床的遗迹。根据河流地貌理论,河床位置的突变往往与构造抬升导致的侵蚀基准面变化有关——这为区域构造活动提供了又一力证。Karasaili峡谷的U型古河道,像一把雕刻刀记录着地壳抬升:现代河床与古河床高差达80米,根据侵蚀速率推算,抬升开始于约30万年前,峡谷两侧的断层擦痕显示右旋走滑特征。
Karaisali组灰岩中发育的深切峡谷
Kozan城堡:大地与文明的交响
返程途中,科考队途经Kozan,一座始建于12世纪的古堡巍然矗立在山巅。正如万里长城蜿蜒于燕山山脉之巅,匈牙利的布达佩斯城堡雄踞多瑙河断崖之上,托罗斯山脉的隆升为Kozan城堡提供了天然屏障。数百年来,这座灰岩基座上的要塞守护着山脚下依居前陆盆地的村庄。如今,残垣断壁间,金黄的麦浪、错落的清真寺穹顶与袅袅炊烟交织,远处传来的祷告声回荡在山间盆地,仿佛在诉说这片土地永恒的故事。“这些12世纪的石墙,取材自托罗斯山脉的侏罗纪灰岩”,Osman Parlak教授解释道,"城堡选址在背斜核部,正是利用了岩层的天然抗风化能力。"
Kozan城堡的残垣断壁记录了历史变迁
科考后记
当同学们在Çingoz组浊积岩上留下合影时,每个人手中都捧着精心采集的岩石标本。这些来自土耳其大地深处的礼物,将跨越山海,成为南大地质博物馆的新成员,继续讲述着阿达纳盆地的亿年史诗。
文字:金一心 王路遥 李彦谷 王薛曦 杨宇宁 俞鑫辰
图片:李彦谷 金一心 俞鑫辰
审核:连东洋 蔡鹏捷 王博