学过地理的人都知道,在中国的安徽省有个马鞍山市,人口130万,是我国重要的钢铁工业城市;而在东北的辽宁省有个叫鞍山的城市,人口350万,鞍山市也是东北地区最大的钢铁工业城市,曾经是新中国钢铁工业的摇篮。除了这两个重要的工业城市为大家所熟悉之外,其实,在中国被称作叫马鞍山或鞍山的大小地方很多,拥有此类称法的地名无外乎就是当地有座形似马鞍的山峰或山丘,故因此得名。

马鞍对于多数人并不陌生,尤其是生活在我国西部山区或草原的人,马匹运输物资、骑马放牧等都要用到马鞍。马鞍最典型的形态特征就是两头翘,中间凹(如图1),只有这样人坐进去才比较稳定。正因为如此,人们将具有这样形状的山包形象地称之为马鞍山(图2、图3)。

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(1)

图1:马鞍形态

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(2)

图2:典型的马鞍山地形

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(3)

图3:典型的马鞍山地形

马鞍山在构造地质学上的被称作向斜褶皱。所谓向斜构造,指的是本来水平的岩层受到外力挤压变形,形成向下凹的褶皱。向斜岩层自两翼向中心内倾斜,核心部分是新岩层,两翼是老岩层。与之相对应,水平的岩层经挤压变形,形成向上凸起的褶皱,则称作背斜构造。背斜岩层自中心向外倾斜,核心部分是老岩层,两翼是新岩层。向斜与背斜总是相间出现,一个背斜之后肯定是一个向斜,之后又是背斜(图4)。

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(4)

图4:水平岩层挤压形成的向斜与背斜褶皱

对于以上向斜与背斜构造的成因说明,有读者会想,既然向斜是在水平挤压作用下使得岩层向下凹陷,那么在地形上就应该形成山谷;而背斜岩层向上拱凸,在地形上就必然构成山峰。理论上,从地形的原始形态来看,确实是向斜构造往往会成为谷地,背斜构造一般成为山峰。然而,在大多数情况下,我们所看到的实际情况恰恰相反,背斜成谷,向斜成山。究其原因,原来褶皱不是形成于地表,而是形成于地下,后来经受长期的外力剥蚀才出露到地表。背斜形成时,其轴部上表面的岩层因向上拱凸弯曲而经受拉张、伸长,形成众多的张裂隙,在冰雪和雨水渗透其中的情况下,容易遭受侵蚀,岩石破碎成块成粒,在长期的风力、流水等外力作用下被搬运离开原来的位置,如此剥蚀作用越剥越深,最终形成洼地——山谷。相反,向斜的核部岩层遭受挤压向下凹陷,使得岩石中的微裂隙闭合,物质坚实冰雪和雨水不易渗透其中,剥蚀速率就慢,久而久之,相对旁边的背斜来说反而可能成为高地——山峰(具体成因可参见图5所示)。

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(5)

图5:“向斜成山、背斜成谷”的成因示意图

所谓“背斜成谷、向斜成山”,由向斜轴部构成的山峰于是不可避免就具有了马鞍的形状,这就是马鞍山的成因。马鞍山是一种典型的“地形倒置”的地质现象,也就是说,向斜构造本应形成山谷的地方,在外力作用下反而成为山峰,它是典型的外力作用的体现。因此,很多时候我们判断一个褶皱是背斜还是向斜,不能简单的凭地表形态来判断,而应该根据岩层新老关系来确定。

我国四川省小金县境内的四姑娘山景区内的五色山,主峰海拔5430米,就是非常典型的向斜成山地形。该山峰呈一完美的圆弧型向斜构造,向斜轴线呈北东东向。向斜轴部由灰白、灰黄、浅绿、紫红、灰黑五色半圆彩弧的二叠纪一三叠纪薄层变质砂岩、板岩及蚀变玄武岩岩层组成,排列十分规则,一圈套一圈,由内到外约30层,高高悬于山顶,褶皱形态完整清晰,在阳光照耀下选择性吸收、反射形成独特的幻彩现象(见图6)。整个五色山景点不仅具有严整的科学性,而且看上去富丽堂皇,是四姑娘山地质景观的精华之一。

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图6:四姑娘山景区内的五色山

“背斜成谷,向斜成山”,也蕴含了一定的为人处事的生活哲理。俗话说“木秀于林,风必摧之”,高处不胜寒,卑微而自保;出头的梁子先烂,还是低处稳定。这也告诫我们广大的青年朋友们,在个人的成长和职业发展过程中,要时刻保持不卑不亢,低调、谦逊的做事风格,只有不断提高自身的综合素质,脚踏实地的做事,才能最终脱颖而出,干出一番业绩。

文章最后再附两张图片(图7,图8),以供大家欣赏和理解。

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图7: 典型的马鞍山残丘

山体垂直自然带分布科普(科学无处不在马鞍山)(8)

图8:向斜形成一个小山丘

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