大兴安岭赛罕乌拉自然保护区的石海
来源：吕洪波 的博客
大兴安岭赛罕乌拉是国家级自然保护区。在保护区北部的乌兰坝、在罕山的山坡以及在王坟沟一带都有着景观奇异、境况奇特的石海。去那里考察的地质学家通过掘进了解石海的剖面结构，并将这里的结构特征与山东蒙山的拦马墙巨石堆进行了结构对比。拦马墙巨石堆是地质学界论证冰缘地貌成因的样本之一，而对赛罕乌拉石海的考察发现，似乎说明关于冰缘地貌成因的原有理论需要改写。
顾名思义。所谓石海，意思是说大量石块聚集性分布在某一区域象石头的海洋或河流一样。但在地质地理学领域，石海（或冰石河，或石河）有严格的定义。石海是通过描述来定义的：一片平坦或缓倾的被棱角状或次棱角状岩块覆盖的区域，而这些岩块是中高纬度林线之上的平缓高山或高原区域节理发育的下伏基岩原地遭受强烈冰冻作用的结果。如果聚集的岩块呈湖泊态分布，就称石海；而若呈线状分布于山谷或断裂带，常称为石河（一般为地理学界的称谓）或冰石河（一般为地质学界的称谓）。
按照石河的这一定义，我国著名景区“兴文石海”的冠名可能不太准确，因为石海必须是冰缘地貌，而兴文地质公园大片裸露的石灰岩应为石灰岩岩漠，而非石海——与冰缘难以构成关联。
冰缘地貌是指紧邻冰川覆盖区的无冰区或冰川刚刚退缩后的区域在寒冷气候条件下形成的一系列与地下冻土相关的特殊地貌。如：石海、岩冰川、石环、冰楔构造等。中国现在的冰缘气候带主要位于青藏高原和其他高寒山区的冻土带。这里一般远离人们的视野，但随着气候变暖和人类活动范围扩大，很多更新世冰川退缩后形成的冰缘地貌在今天已经成为人们观光旅游的地质景观。这些冰缘地貌是冰川退缩后寒冷气候的记录，具有重要的古环境意义，因而也是地学界研究地质地貌演化的客观样本。科学家通过对冰缘地貌的科考调查，并借助现代分析手段，就可以做出认知判断。例如，对乌兰坝石海的考察发现，石海（石河）不能象以往那样被简单地看作是冰碛物，因为冰缘环境与冰川环境是有区别的；而若把石海当作泥石流堆积，那就更有点离谱了。
科学家的工作既向我们科普了什么是石海，又让我们领略到赛罕乌拉国家级自然保护区的奇异地质景观。
赛罕乌拉国家级自然保护区的地理位置及地质环境
位于内蒙古自治区赤峰市巴林右旗北部，属于大兴安岭南段中低山区（图1）。保护区面积1004km2，最高点位于保护区北部乌兰坝林区二林达巴望火楼附近的山头，海拔1957m，次高点位于中东部的罕山山顶，海拔1951m，二者为大兴安岭仅次于主峰黄岗梁（2029m）的高峰（图2）。赛罕乌拉又称赛罕汗乌拉、罕山，在蒙古语中“赛罕汗乌拉”为“美丽而神圣的山”之意。“乌兰”为“红色”之意，巅连之处有隘口称为“坝”，所以有“乌兰坝”之称。蒙古语“二林”为“狭窄”之意，“达巴”为“隘口”之意，得名“二林达巴”。
保护区内主要出露中生代中酸性火山岩或火山角砾熔岩，还有少量变质岩和花岗岩。在保护区北部乌兰坝出露的是安山玢岩，在罕山山顶熔岩台地上出露的是火山角砾熔岩，而在王坟沟一带则出露有花岗岩。上述三个区域都有石海（石河）分布，其中乌兰坝南坡的石海规模最大，已经连片分布成群；罕山熔岩台地上有零星的石河分布，而台地周缘却分布着大片的石海或石河，但因为坡度陡而多演变成岩屑坡；王坟沟沟谷中有火山岩和花岗岩石河分布。这些石海或石河在海拔高的局部区域因冻融作用至今仍在发育，而海拔低的部分已经不再活动。
现场挖掘解剖及其剖面结构特征
科考队选择了最大石海——位于保护区北部乌兰坝南坡的石海进行解剖分析。
挖掘显示的剖面特征：
1、石海表面为棱角状岩块，上表面有微弱的风化而颜色变淡且长满了地衣，整体呈灰色，而向下的面没有地衣，表面附着一层土黄色的“铁锈”和尘土。打开新鲜面则呈现出深灰色并显示灰白色斜长石斑晶（应为安山玢岩）。
2、岩块大小混杂，但最上面以大岩块为主，石海表面除了少量直径不足10cm岩块外，多数直径超过20cm，有很多长条状岩块直径超过50cm。
3、开挖的剖面总深度超过2m，其中堆积岩块层（即石海活动层）深度1.8m，其下为发育节理的基岩。石海剖面从地表向下总体上看，岩块直径呈现上大下小的趋势（但不是“反粒序”），越到下面细小碎屑越多，在基岩表面甚至还有一层黏土覆盖。
4、基岩顶部可见明显的破碎裂隙，将与活动层岩块一样的火山岩分割成不规则的块体，岩块虽然紧密相嵌但却已经开始松动，裂缝内充填着土壤。
5、整个石海剖面岩块之间不是杂基支撑，而是呈现明显的镂空（openwork）状，剖面上部岩块之间的空隙很大，下部岩块之间有小的碎屑充填却仍有明显的空隙，以至于所有岩块表面都有一层土黄色的浮土附着，然而岩块却非常新鲜，没有明显的化学风化。
6、长时间不动的表面岩块上面长满了地衣，而坡度超过20度的地方有的岩块近期有翻转，朝下的面有轻微的土黄色氧化膜。这说明地衣不能在岩块下面生长，只能在持续多年暴露的表面才能缓慢生长。
石海的地质地理学意义
不同于我们平常对“某某某”的一种称谓，在科学上，石海这个概念有着确切的地质地理学意义。
尽管学界在近几十年来对石海的理解有所转变，但基本意义没有变。
石海是下伏节理发育的基岩在冰缘环境下反复冻融而掘起的棱角状岩块堆积层，其中呈线状分布的称为石河（block stream, boulder stream）。虽然有的石海看上去可以具有杂基支撑结构，但最典型的石海之岩块堆叠却显示镂空结构（openwork），而且岩块越大越是如此。由于冰冻分选作用（frost sorting）导致垂向剖面上岩块直径上大下小，细小的碎屑甚至黏土充填于活动层底部而直接盖在基岩顶面之上。石海岩块的大小取决于节理密度，节理越稀疏岩块就越大。
前人的观察研究证实，石海是冰缘地貌的标志之一，而全新世的冰缘地貌一般在更新世末期都曾是冰川环境。现在，学界仍然认为石海是高寒山区现在或过去的冰川地貌区的常见特征，具有与今天气候环境明显不协调的组成和外观。过去的冰川覆盖区附近甚或残留漂砾的强烈冰川侵蚀区都可以发育石海，为中高纬度区域气候演化提供重要的信息。
赛罕乌拉科考队还发现，石海的镂空结构仅在山崖崩落形成的大型倒石锥外缘局部出现，但倒石锥总位于陡崖根部与谷底交汇的地方。
附图：