土耳其“棉花城堡”:世界上最大的洞石沉积

几千年来,土耳其帕穆卡莱的温泉和热水池一直是一个精神、文化和娱乐的目的地。公元前二世纪,古希腊罗马城市希拉波利斯就建在石灰华的梯田之上,石灰华是碳酸钙从热水中析出后形成的一种岩石。在附近的克利奥帕特拉池,游客可以在公元七世纪初劳迪克亚地震中倒塌的断柱中游泳。

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这个世界上最大的此类岩石矿床位于土耳其的安纳托利亚西部,那里的地壳正在拉开。地壳的这种延伸产生了许多断层和裂缝并与此同时伴随有火山、地震和地热活动。

其中最大的部分之一是长达6公里的帕穆卡莱高原,位于德尼兹利盆地的北缘,那里的岩石平均厚度为50米。在帕穆卡莱断层隆起的一侧,白色方解石梯田和缘石池层层叠叠,超200米高的悬崖,非常壮观。帕穆卡莱因其明亮的白色岩石而得名,译为“棉花城堡”或“棉花宫殿”。

帕穆卡莱矿床--在上述图片中以白色显示--覆盖12平方公里。这张图片是在2021年10月9日由NASA Terra卫星上的高级星载热发射和反射辐射计(ASTER)获得。该图像是在可见光和近红外(波段3,2,1)下采集的,其中植被呈现红色。

这些水池和泉水的水温在19至57摄氏度(65至135华氏度)之间,不过有些可以达到100摄氏度以上的温度。当雨水渗入断层和裂缝网络并被地下深处的岩浆加热时就形成了洞石。热水从石灰石基岩中浸出钙、镁和其他矿物质。饱和的溶液然后渗回地表,从地表的泉水中重新涌出,在那里,矿物质沉淀下来。

洞石沉积在该地区至少有60万年的历史,自更新世时代开始。然而帕穆卡莱的大部分沉积发生在过去5万年。研究表明,目前的热液和沉积系统是在七世纪的Laodikeia地震后建立的。

另外,温度系统也会随时间的推移而改变。方解石洞石从温度较高的泉水中析出,而更多的多孔性图法矿床则在较低的温度下形成。沉积物的年代测定和地球化学分析表明,自更新世时代以来,水温已经下降。

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