最近，我国大部分地方温度飙升，多地区高温预警不断。高温真的就一无是处吗？其实，从地质角度讲，高温的贡献可大着呢！会形成很多地质矿产和特殊地质现象。这一期，就让我们走进地质历史时期的高温天气，以及高温形成的地质矿产和特殊地质现象。
01 高温“造就”大量蒸发岩
高温在地质历史时期形成的最典型矿产就是蒸发岩。蒸发岩是由盐度较高的溶液或卤水在高温下经蒸发作用产生化学沉淀而形成的岩石。蒸发岩主要由氯化物（石盐、钾盐等）、硫酸盐（杂卤石、石膏等）、硝酸盐（钾、钠、硝石等）和硼酸盐（硼砂等）组成，按成分可分为石膏和硬石膏岩、盐岩、钾镁质岩。
地质历史时期的寒武纪、志留纪、泥盆纪和二叠纪是重要的蒸发岩形成时期，我国蒸发岩形成的地质历史时期主要是三叠纪、白垩纪以及古近纪、新近纪。
蒸发岩广泛用于农业和工业，是一类重要的矿产。常见的蒸发岩类矿产有天然碱、苏打、芒硝、无水芒硝、钙芒硝等，其中最为常见的是食盐。“南风之薰兮，可以解吾民之愠兮。南风之时兮，可以阜吾民之财兮”。早在尧舜时代，在我国山西南部的运城盐湖地区，先民就总结了跨越中条山的南风给山下盐湖带来的强烈的蒸发结晶作用。
图二：运城盐湖一角（来源：新华社）
其具体过程是：夏季从海洋来的东南季风在经过中条山南麓缓慢的爬升后，水汽尽失，当空气越过山脉并沿背风坡下沉时，由于绝热压缩使温度升高，湿度继续降低，形成一种干热的风，带来的巨大热空气加速了脚下盐湖水分蒸发，导致湖水盐分浓度升高，溶解度减小，最终以食盐晶体的形式析出，让“吾民”得以有源源不断的食盐可卖。
除了盐岩，蒸发岩还是天然钾肥的来源，形成的石膏岩是地层中石油天然气的良好盖层，对油气运移、储集层的封隔及圈闭都具有重要作用。可以说，从勘查的角度来讲，找到蒸发岩基本就离挖到“宝”不远了。
02 高温是红层地貌形成的前提
在我国从西北到东南，分布着大量红色地层，在地质上这种地貌被统称为红层地貌。构成这些红层地貌的地层主要是中生代到新生代初期在热带或亚热带高温干旱环境下形成陆相红色砂岩、砾岩和页岩。
享誉世界的丹霞地貌，其本质就是一套中生代由砂岩和砂砾岩组成的红层地貌，其中红色是在热带或亚热带高温干旱环境下铁以Fe2O3形式出现而呈现的颜色[1]。
红层地貌分布在我国各地，尤以东南地区为多，而面积最大的则在四川盆地，面积达26万平方公里[2]。据统计目前我国已知红层地貌总面积为91.6万平方公里，占国土面积的9.5%，分布在西北地区、中部地区、东部地区及青藏高原四个区域[2]。
图三：甘肃省张掖市甘州区平山湖大峡谷景区内的红层地貌风光（来源：新华网）
红层地貌由于软硬不均，容易化形成奇峰陡崖供人类游玩、开采或雕刻，也因此留下大量人文和自然遗产。
红层地貌形成大量的地貌景观，成为我国地质旅游的一张靓丽名片。其中最为著名的丹霞地貌由于具有独特的自然景观和人文内涵，已成为一类重要的地质旅游资源[3]。然在形成原因上，红层的形成除了适宜的古地貌条件，更得益于干燥炎热的高热环境下其他矿物大量淋失导致铁元素的大量积累。（注：淋失是土壤或岩石风化的一个过程，指元素在风化和水的作用去淋滤失去）
03 高温生成奇特观赏石
泥裂又称为干裂或龟裂，是沉积物未固结即露出水面，受到高温日晒，水分蒸发，体积收缩而产生的一种上宽下窄形态的地表裂缝。现代泥裂是气候干旱少雨的象征。
在地质历史时期的泥裂构造，是古地层中一种较为明显和常见的层面构造，是干湿交替环境下的产物，当气候条件由潮湿变为持续干旱时，在地表大规模发育。除了指示气候，地层中泥裂构造还可以指示古海岸线位置､区域性地层上升､气候冷暖干湿变化､浅水暴露等，在研究古代气候环境变迁中具有重要作用。
图四：泥裂石上的波纹（来源：小红书截图）
在我国中元古代、白垩纪、三叠纪红层地貌中发育有大量泥裂，地层中的泥裂一般都会被胶结充填形成泥裂石或者叫龟背纹石。部分泥裂石由于母岩风化能力软弱而被剥蚀，填充到沉积层龟裂缝中的胶结物由于黏性强、质地更为坚硬而被保留了下来，形成酷似网络的窗棂状构造。我国太行山区的中元古代地层的泥裂石，因为常伴生有波痕、雨痕或其他图案纹形被广泛用于影壁墙、门垛、墙面的装饰以及室内馆内陈列展示，具有很有实用、观赏和收藏价值。
【知识拓展】地质以外，高温还能助推森林“自我更新”
除了上述的泥裂，长时间高温还会引发大量林火，在客观上助推了森林的自我更新。
林火是生物和地质演化中的重要一环，会促进林分的更新和更替，加速淘汰树种退化，为新树种的生长和发育腾出空间，改善森林植被结构。
此外，林火还能会烧死林木中的寄生虫，抑制病虫害的发生。总之，在创造和维持森林系统平衡、促进森林稳定发展方面，林火具有重要作用。
林火频发通常表明该地质历史时期的气温较高，林火减弱则代表该地质历史时期的气温较低。我国和世界其他地区的科学家利用地层中的林火产生的黑炭和炭屑记录作为指标来研究过去地质历史时期的气候变化。
当然，虽然从宏观角度上看，林火也有自己的地质作用，但就目前而言，我们还是应该尽量减少林火的发生频率与频次，最大限度保护宝贵的森林资源。为此，我们国家建立了“空天地一体”的森林防火网，组建了天上卫星监测、空中飞机巡护、地面视频监控的综合科技智能防火体系，综合运用多种数字高科技手段构建了完整立体的森林防火网。
结语
就我们人类来说，虽然眼前的高温给我们当下的生产生活造成了一定的困难与不适，但地质历史时期的高温也给人类带来了很多丰富多彩的地质矿产资源和旅游资源，促进了陆地生态的优化和调整，是地球生态演化必不可少的一种气候类型和动力，我们一定要正确看待！
参考文献：
[1]周翠英,廖进,刘镇. 红层判识及其科学研究意义：从岩表特征模糊区分到地质基因定量判定 [J/OL]. 地球科学, 1-22[2024-07-08].
[2丁华,赵瑞雪,沈弋,等. 中国西北地区丹霞地貌景观特征、空间分布及保护利用初探 [J]. 地质论评, 2023, 69 (06): 2274-2284.
[3]郭福生,凌媛媛,陈留勤,等. 丹霞山世界地质公园地貌景观控制因素与景观类型研究 [J]. 现代地质, 2023, 37 (06): 1665-1679.
作者：刘汉斌 山西省煤炭地质局高级工程师
审核：李忠东 四川省地球物理调查研究所副所长、自然资源部首席科学传播专家、中国科普作家协会理事、四川省地调院地球科学人才计划首席专家
原文链接：科普中国
