1.6 汉诺坝组玄武岩

崇礼区的地质比较复杂，非三言两语能够说清楚。张家口市区有地质博物馆（正式名称是中国地质博物馆张家口分馆），到那里可宏观了解张家口一带的地质构造、矿产分布、地层划分。我曾专程去过三次，只有一次成功进入。一次因为记错日子人家不开门，一次因为找不到停车位，不断转圈，最后时间不够了。在张家口市内找车位停车比在北京还难。

关于崇礼的地质，如果有什么一定要记住的话，一条大断裂和一个地层命名需要关注一下。

冀北地区最大、最著名的断裂带是“尚义—赤城—古北口—平泉断裂带”，沿北纬41度纬线东西走向，长达150千米。1998年1月10日张北6.2级地震，2016年3月18日崇礼3.1级地震，2016年6月23日尚义4.0级地震，2018年2月14日张北3.2级地震，均发生在此断裂带附近。该断裂带还穿越太子城冬奥会场馆地区！（周月玲等，2019）

有这条大断裂带也不全是坏事，它有利于成矿。紫金矿业的东坪矿区就恰好位于这条断裂带上。出产黄金，与此断裂带有关系。这条大断裂带起着分隔作用，通常北高南低，也有例外。北京北部东西向条带中，有许多地名带“坝”字：土边坝、汉淖坝、柳条坝、塞罕坝、嘛尼坝等，还有直接称坝上、中坝、半坝、坝下的。

崇礼区的西北角，草原天路西出口附近，有一个重要地质遗迹。虽不是什么“金钉子”（中国有11枚，列世界第一）地层剖面，也有一定科学意义。这附近的汉淖坝村（现名新窑子村）与地质学上的“汉诺坝组”直接相关（注意：用字不同），“汉诺坝玄武岩”英文为Hanoorpa basalt，当然是先有村庄后有地质学相关命名。汉诺坝组主体部分是玄武岩，分布在蒙古高原东南边缘，有东西两区。东区在赤峰—康保断裂东部：赤峰、围场；西区分布于建平—承德—赤城—尚义深断裂的西段：张家口和大同。（王慧芬等，1985）20世纪30年代之前，燕京大学地质系苏格兰长老会地质学家巴尔博（George Brown Barbour，1890—1977）对此研究最细。他的长篇论文1929年10月用英文（附中文摘要）印行为“地质专报甲种第六号”（Memoirs of Geological Survey of China，Series A，Number 6），论文标题为“张家口附近地质志”（The Geology of the Kalgan Area）。英文横排在前，侯德封译出的中文摘要竖排在后。1932年美国《地质学杂志》还评论过这篇论文。巴尔博的报告中包含多张地质剖面图、照片及两张彩色地形图（均以西沟北部的“南天门”为中心），还包含一张朴属植物Celtis barbouri种子化石的素描图。此古植物，是美国古植物学家钱耐（Ralph W. Chaney， 1890—1971）以巴尔博命名的，可译为巴氏朴树。“朴”字读pò。周口店遗址中也出现过这种植物种子（Chaney，1935）。1925年钱耐为美国自然博物馆派到蒙古的中亚科考队成员之一，后来与中国学者（包括胡先骕）多有合作。

巴尔博当初认定汉诺坝组为渐新世地层，到1959年中国地层学家仍然沿用。1962年采得新化石，才确认为中新世，但也有争议。20世纪80年代K-Ar年龄测定为18百万年—24百万年，属于中新世早期到中期。其中碱性玄武岩稍早，拉斑玄武岩稍晚。按现在的认识，汉诺坝组属于第三纪中新世地层，主要分布于张北、康保、围场等地，在太行山区的蔚县、阳原、井陉、临城等县也有零星分布，以玄武岩为主，夹少量安山岩、火山角砾岩、凝灰岩、泥岩、页岩及褐煤层，几十米到几百米厚。地层划分：E3到N1，其中E3表示古近纪渐新世，N1表示新近纪中新世。岩石夹层中富含植物化石，包含槭属、桤木属、朴属、水青冈属、香蕨木属等30个属的植物。

燕京大学的这位巴尔博教授在中国现代科学史上有一定地位，韩琦教授对此有专门研究。巴尔博先后在爱丁堡大学、燕京大学、辛辛那提大学任教，著名的“泥河湾层”命名也与他有关。我大学本科虽然学地质，却无缘见到他。巴尔博三个儿子中的二儿子所从事的工作与我后来的专业有关系，也来北京大学做过讲座，我们见过一次。他就是伊安·巴伯（Ian Graeme Barbour），1923年10月5日生于北京，2013年12月24日在美国去世。全家1931年离开北京，伊安先在英格兰读中学，1943年获得物理学学士学位，又获得美国芝加哥大学物理学博士学位，给费米当过助教。之后他去卡尔顿学院（Carleton College），从事“科学与宗教”的教学与研究， 1999年获得坦普顿奖（Templeton Prize）。我的同事苏贤贵翻译过他的著作《当科学遇到宗教》。为何同姓父子，中译不同呢？是学科不同、交流不够导致的。类似现象很多，比如法国一著名学者在中国数学、力学和物理学界译作庞加莱，在哲学界译作彭加勒。

汉诺坝玄武岩是我国新生代裂隙式喷发的典型，构成蒙古高原的东南缘。玄武岩由拉斑玄武岩系列和碱性玄武岩系列岩石组成，前者较多，通常周期性互层喷出。从大的格局看，与欧亚板块内部的断裂有关（邱家骧等，1986），也有人认为与太平洋板块向欧亚板块俯冲有关，两者未必矛盾，可能只是不同尺度下探究的结果。

地球“下地壳”（lower crust）深度较大，目前无法直接探测。由玄武岩浆快速带到地表的“下地壳”包体（捕虏体），可以提供有关“下地壳”的直接信息，这方面的研究比较热门。根据捕虏体岩石学、地球化学、地震波速等研究，汉诺坝地区壳-幔边界大致如下：①上部“下地壳”，25—33千米，主要由长英质麻粒岩组成。②下部“下地壳”，33—40千米，主要由镁铁质麻粒岩相斜长辉石组成；③壳-幔过渡带，40—45千米，主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉岩橄榄岩等组成。（樊祺诚等，2005）

距离汉诺坝不远处的张家口万全区大麻坪橄榄石矿床比较出名，它与吉林蛟河的一处矿床一起，构成中国仅有的两处橄榄绿宝石矿。1979年大麻坪曾出产一粒236.5克拉的橄榄石，琢磨后重130克拉，取名“华北之星”。两处矿床的成矿构造、温压条件、岩石学特征相似（刘瑞，2001）。

从张家口大境门向西北方向行进8千米到“菜市村”，然后一直向北，先后经过土井子村、坝底村，可到达汉淖坝村。其中最后一段从坝底村到汉淖坝村，海拔有巨大提升，这段路的东侧栽种了较多的松树，野生沙棘也很多，生态很好。2021年3月19日，作者在这里看到，雪还未化尽，路边基本上是栽种的新疆杨和低矮的野生沙棘，后者经历一个冬天，果实已经由橙黄变成黄白色。坝顶海拔高但很平坦，汉淖坝村西侧便是长约5千米的隆起的汉诺坝组玄武岩，村南路边立有蓝底白字牌子“去汉诺坝地层剖面”。山梁上只有几株榆树和一株较大的旱柳，剩下的就是贴地生长的小草了。穿越村庄向西翻过山梁，有一处采石场，在这里可以观察玄武岩埋藏地下部分的情况。这里的玄武岩节理发育一般，极少见到规则的六棱柱体。

玄武岩石堆中偶尔有翠菊。归纳来看，在隆起的汉诺坝地层只可见到三种稍大一点儿的植物：榆树、旱柳和翠菊。下山进村时，作者在开化的雪地边看到压平的鸢尾科马蔺。春天这里的野花应当很多。打听了一下，村庄现存住户只有30多家，村北不远处新开张了一家现代楼房民宿，路边多处打了广告。村中许多人家养了驴，估计是用来拉车的。也有养绵羊和牛的。

在汉淖坝村，两头驴横在村中央的“张库大道”上，拦住了去路，倒是很温顺。当我从村庄向南走去找车时，驴子还跟我走了一段路。从汉淖坝村向北到草原天路入口一段，道路较平坦，沿途沙棘颇多，也能见到干枯的秦艽、麻花头。