盐湖水系调研第628天

走进三湾米汤沟

运城盐湖的形成经历了哪些地质构造阶段？它的成盐分子来自哪里？盐湖的形成与三门古湖有什么关系？与黄河存在什么渊源？本期水系调研，在中国地质科学院李振宏老师的带领下，走进平陆县三湾村和米汤沟，通过两种不同的地层剖面，用地质实证，认识6000万年以来运城盐湖的形成历程。

三湾村——古三门湖消亡黄河贯通入海的实证

三湾村，顾名思义，就是黄河在这里起伏拐了几道弯。上世纪五十年代，因三门峡大坝的建设，这里水流变得平缓，湿地连绵成片，为众多水鸟特别是天鹅创造了栖息的天堂。登上三湾大天鹅观景平台，地理环境一览无余。大约70万年前，黄河在这里打开贯通，一泄千里，东流入海。主河道因山体自然的截弯取直，弯道依势形成的平静水面是越冬白天鹅理想的避风港。黄河对岸虢国博物馆展陈的2600多年前的和田玉鹅，显示了这里天鹅栖息史的悠久。近年因修建沿黄公路而被切开的山体，则像一本活的地质教科书，清晰地呈现了近一百万年来这一带的地质构造。

从三湾村沿G522曹风线，多处可见被公路切割后的明显分成三层的山体剖面。被公路切开的道路两侧山体，顺着地势的坡道恰好完整展示了三门古湖的地质层貌。

李振宏老师介绍说，这就是三门古湖消亡，黄河贯通三门峡东流入海的实证。三湾地质剖面反应了三门古湖——古黄河——离石黄土的地质演变过程。最底下一层灰色的就是三门古湖的位置，古地磁年龄大约在500-70万年。以泥岩夹泥灰岩为主，泥灰岩就是湖相的主要标志层，水平层理发育，说明了湖水的静止；往上面一层是古黄河的河道沙，水流方向与现今的黄河流向基本一致，里面有很多河道小砾石。河道沙层发育斜层理，平行层理，说明当时河水的动荡环境。这层四五米厚的典型的河道沙，记录了古黄河在70万年左右留下的痕迹；70万年以来，由于地质构造运动，古黄河河道不断向南迁移至现今的位置，原来废弃的古河道，就被从黄土高原随风吹来的黄土所覆盖。

泥灰岩与紫红色泥岩间互出现，反应了当时水体环境的波动。泥灰岩厚度越大，颜色越深，说明相应的水体越深，紫红色泥岩发育则反应水体比较浅，这就是三门古湖发育末期水体周期性的波动过程，还原与氧化环境交替出现。同时，这个剖面呈现的地质演变过程，表明了当时三门古湖的海拔是在如今半山腰的位置，后来的古黄河贯通后70万年间从半山腰又切到现今的位置，至少下切了有二三十米左右。

在三门峡水库附近，可以观察到1.3亿年的白垩纪花岗岩体，这是燕山运动的产物。这个古老的花岗岩体好像一扇大门一样封闭了三门古湖。大约70万年左右，青藏高原隆升的远程效应导致这扇大门被打开，黄河从花岗岩体中间穿过，一泻千里，东流入海，三门古湖随之消亡。这个时期，山西地堑系整体都存在一期强烈的地壳活动，山西大同火山岩在大约70万年就存在一期强烈的火山喷发，也响应了三门古湖被打开的这期构造运动。这也是黄河的主河道最早打开的一个年龄。

三门古湖当时它是一个整体，区域范围就是如今黄河金三角区域，从三门峡、运城、临汾一带，一直到关中平原一带，总共三万平方公里，相当于现今的贝加尔湖的面积，或相当于两个北京市的面积。

米汤沟——2400万年中国大陆地貌巨变的关键剖面

米汤沟的名字来源于一个大禹治水时期的传说，浓郁的地质色彩相传是大禹为治水不小心打翻的米汤。

而传说的悠久远比不上地质活动的古老。

平陆米汤沟地质层在中国地质上有着举足轻重的地位，它记录了中国新生代东西两大构造域相互转换，中国现今地貌的定型过程。三门古湖的消亡、黄河的贯通受控于中国西部青藏高原隆升扩展的远程效应；米汤沟剖面所反映的古近纪古老盐湖主要受控于中国东部滨太平洋构造区域，是滨太平洋板块向华北板块俯冲后撤形成的伸展作用力，造就了这个古湖。米汤沟剖面记录了6000万年到2400万年期间的一个古盐湖从发展到消亡的过程。这个古老的盐湖为后期的三门古湖以及现今的运城盐湖都提供了丰富的营养物质，现在运城盐湖的硫酸根离子、镁离子以及钠离子都主要来自于该套地层。

在米汤沟的标示牌处，可以看到一组独特的山体，像被人工雕刻的一般，又像一个一个小的山形堆积组装而成，颜色呈现出发红的土质颜色。李振宏老师科普说，这些山体的“雕刻”大师是大自然中的水流与风共同作用的结果，古老的地层受到不断侵蚀而自然形成了一种漂亮的形态。但是在这个地方丹霞地貌还没有完全形成，它叫黄土林地貌，但其实是风化残留的山体。随着雨水流淌的水的红色则是地层中多种元素交织的共同体。

顺山路继续深入前行，在被施工机械挡住去路的地方，路边这一处的地质剖面层次清晰，内容丰富，记录的是从6000万年到2400万年，古湖盆从开始到消亡的一个过程。也是真正记录了运城一带古近纪地质演化和蕴含运城盐湖盐类成份的重要地貌。

李振宏老师指着地质剖面解说，剖面的底部就是一套大型的厚层的砾岩，一般一个湖盆的发育，它都是从砾岩开始，也就是平时说的冲积扇。这里面主要是安山岩，安山岩都是来自河南崤山那边很远的地方，那边抬升把这套物源供给过来的。可以看到每个砾石里面都有气孔，被杏仁体充填，就是火山喷发的证明。这套安山岩砾石和下伏的白垩纪花岗岩体成因不同，花岗岩是一套侵入岩，它就没有喷发到地表，是后期地壳抬升出来的，在这套砾岩中就没有看到下伏花岗岩的砾石。安山岩是一种喷发岩，一直喷发到地表，所以它这里面的气孔杏仁构造都很发育。从冲积扇砾岩开始，沿着地层向上部走，沿途可以看到河流相砂岩，其上的紫红色泥岩、深灰色泥岩夹石膏层，就是到了滨浅湖沉积阶段了。大量的石膏层则直接实证了盐湖硫酸根、钠离子等离子的来源。当时这一期湖盆是一套干旱湖盆，面积很大，但只能叫做咸水湖，还不能称其为盐湖。如果把如今的运城盐湖比作孩子，那这个古湖可能就是爷爷辈的，而三门古湖就是父辈。它们是一脉相承的，有了这些盐类的物质的长期不断积累，才有了现今运城盐湖丰富盐类物质的形成。

李振宏老师说，米汤沟古近纪古湖的底部地质历史时期实际缺了很多地层。因为地层底部接触的就直接是石炭纪了，是一套海陆交互沼泽相的含煤地层。中间缺失了好几亿年的地层，因为1.5亿年左右的燕山运动，中条山隆起，把地层全剥掉了。

运城盐湖内打过一个2000多米的地热井也钻遇到了米汤沟古近纪古湖的该套地层。通过中条山北缘断裂、盐湖南缘断裂、盐湖北缘断裂的深部沟通，可以为盐湖提供丰富的钠离子和硫酸根离子来源。这些断裂都很深，而且都是活动断裂。运城前多年频繁的小地震活动，就是这些断裂带的活动，通过断裂活动深部的含盐类物质就被带入到运城盐湖富集。即使我们人类感受不到地壳运动时，这些断裂带也是运动的，像盐湖深层的毛细血管一下，不断地向表层盐湖输送盐分。

李振宏老师说，由于中条山北缘断裂第四纪的强烈断陷，眼前的这套地层在运城盐湖地表露头剖面是看不到的，而这些深部的地质资料没有被完全挖掘出来，是盐湖盐类物质来源现在讲不清的主要原因。

折返时路沿途能看到好几处紫红色土夹杂着白色膏体线条的立面。李振宏老师说，这个地层是4000万年左右的。紫红色岩层显示的当时气候干燥，是干旱湖盆，白色条带是石膏层。水平的石膏层是沉积时候形成，斜的竖立的则是晚期发生了大的热液运动，把原来的石膏溶解以后又重新固结的，这些石膏层都发育在层间，代表了层间的一期构造活动。石膏的主要成份是硫酸钙和镁离子，紫红色的泥岩含有大量的钠离子。这套地层再次实证了从这期古湖开始，运城盆地的地层就开始不断的沉积积累盐类物质了。

李振宏老师介绍说，大家看到的路边地质剖面和盐湖底下一模一样。他们在盐湖打了6米多的那套地层，会看到中间有个2米到3米韵律特别强，就一套紫红一套深灰相互更叠，反映的是这个阶段盐湖周边的气候环境变化特别快。同时也发现，盐湖现阶段又开始出现波动了，韵律性在逐渐增强，也就是说盐湖周边气候环境的变化频繁了，不像原来那么稳定了。

目前，李振宏老师他们实验室现在正在做两项工作。一是通过碳十四测年把6米地质层的年代格架建立起来，通过宏观研究，预测盐湖气候变化比较明显的具体是在什么阶段。第二个就是通过系统的元素数据分析6米地质层里所有元素之间的变化，以及有人类活动以来，越来越多的人类参与对盐湖有没有影响。

后记:我们期待着一个多月后，李振宏老师的团队结合地上、地下的科学数据，寻本溯源，逐步帮助我们讲清楚运城盐湖的地质成因，成型年代，成份来源，气候波动轨迹，以及未来保护利用开发的科学依据。并用地质演变数据串联起近千公里的沿黄线路时空隧道，串联起百万年人类史、万年文化史和五千年文明史通向华夏文明的坐标线，促进黄河流域高质量发展。

潘海珍 张桐 焦亚妮 薛吉信

来源：华夏盐湖