为什么中国没有欧洲白色悬崖海岸那样白的碳酸盐岩层？ 第1页

【多图预警】流量党慎入。

题主 @风扇 以为提了一个简单的问题 ↓，然而……

经过一番讨论后…… ↓

群里一票专业人士讨论了两天，也没有得出最终结论。

因为题主照片里那种东西，在中国很罕见。

因为罕见，所以几乎没人专门研究。

查国外文献，发现也不多。

文献少的原因，个人估计是：虽然这东西中国很少，但欧洲很多，人家很久以前就研究得差不多了，所以现代的研究就少了。

既然资料难找，只能利用有限的资料，强行推演。

因此下面的回答中，有部分内容未见诸文献，只能算是一种假说，仅供参考。

当然，在推演的同时，我也把所有不同的观点一并列出，供读者共同评议。

一、构成这种白色崖壁的是什么东西？

这倒没什么疑难，这是白垩——著名的白垩纪的那个白垩。人们根据西欧这些白垩形成的年代——同时也是霸王龙生活的年代——命名了白垩纪。

西欧的白垩，又以英吉利海峡两岸最为著名，是英法两国的名片级风景区。相关美景照片题主已经提供，网上则更多，我就不发了。

维基百科“白垩岩”词条：

白垩，又名白土粉、白土子、白埴土、白善、白墡[1]、白 ，是一种非晶质石灰岩，泥质石灰岩未固结前的样态，呈白色，主要成分为碳酸钙，多为红藻类化石所化成。

白垩是石灰岩的一种，但与我们常见的石灰岩不同，它特别软，疏松多孔。 中国山东有一处小规模分布的新生代白垩，莫氏硬度为1~2。白垩的英文名：Chalk，这个单词还有一个意思：粉笔。没错，最早的粉笔，就是用白垩做的。

这就引出了问题二：

二、白垩为什么这么软？它与其它石灰岩有何不同？

关于这一点，我们没有查到权威资料，群里的讨论也没有让所有人取得一致意见。

我个人观点是：白垩是（结晶）石灰岩的前体，是一种因为形成时间不够长、成岩程度不足、欠压实、欠重结晶的石灰岩。

我提了一个问题：如果从现在起，黄土高原开始沉降，上面覆盖厚的沉积物。几千万年后重新隆起，上覆物剥蚀后，这些重新出露的黄土会变成什么？

答案是：粉砂岩。

对了，这就是真相：白垩与（结晶）石灰岩的对比，就像黄土与粉砂岩的对比，或者泥炭与烟煤的对比。黄土和泥炭的软，都是因为形成时间不够长、欠压实欠重结晶。

目前全世界发现的白垩岩，大部分都是白垩纪以来形成的，年代不算久远。极少数时间更长的，个人认为可能是因为不曾被深埋过。

维基百科里说白垩是泥质石灰岩未固结前的样态，可以作为这个观点的旁证。

不同的观点1：有人认为白垩的软是因为它的形成和某些生物（通常是藻类）有关，白垩是这些生物的钙质遗体的堆积物。

许多石灰岩的形成都和生物有关，如果说白垩与其它石灰岩有区别，可能只是因为形成年代不同，构成它们的生物种类有差异。那么持此观点的人需要回答一个问题：为什么某些生物遗体堆积物软而另外的生物遗体堆积物硬？

不同的观点2： @云舞空城 认为，有资料显示白垩的重结晶速率可能低于其它碳酸盐岩。但究竟是什么造成了这种差异，尚未找到资料来解释。这个观点需要更多资料来补充。

三、为什么中国白垩比较少？

这一点几乎没有争议：白垩基本上都是白垩纪之后形成的海相沉积，而中国除青藏高原之外的大部分地区自侏罗纪以来缺少海相沉积。山东那处小规模分布的白垩则是湖相沉积。

根据这一点， @云舞空城 准确地预言了青藏高原可能有白垩分布 ↓，随后得到 @民工曾二娃 回答的证实。（后来 @民工曾二娃 私信告诉我，他在青藏高原看到的也可能不是白垩而是其它石灰岩。此处存疑。）

四、白垩崖壁为什么那么白？

这才是问题的核心，也是争论的焦点。

观点一，白垩是碳酸钙，而碳酸钙越纯越白。就西欧来说，白垩纪时期海平面较高，大片陆地被淹没，缺少陆源风化物，因此白垩形成时杂质少，纯度高。

然而有资料显示，相对于其它种类的石灰岩，全世界的白垩大多比较白，难道全世界的白垩都很纯？

美国得克萨斯州的奥斯汀白垩 ↓

@阿木林 办公室的一块白垩（右） ↓

当然，有些白垩没有英吉利海峡的白垩那么白，像英吉利海峡两岸那样连绵的大片雪白崖壁，确实是一道罕见的奇观。

总之，西欧白垩如此之白，纯度高肯定是重要原因之一；但几乎所有白垩也都比较白，因此白垩之白应该还有其它原因。

观点二：英吉利海峡白垩之所以那么白，与形成白垩的生物种类有关。

以我们目前手头的资料，在没有实物供研究的前提下，这个观点难以证实也难以证伪。这个观点的问题在于需要解释这种生物的具体什么样的独特性导致它那么白？

观点三：这是本回答的核心观点A。

前面提到，纯度是造成英吉利海峡白垩那么白的一个重要因素，但还有一个重要的原因，是白垩的疏松多孔、柔软脆弱。

我曾经经营过石材生意，就是把山里采出来石头切割成片，打磨抛光后作为装饰材料出售。

最好卖的，当然是那些颜色鲜艳的石头。

以卖相最好的红色花岗岩为例，这是花岗岩在山上时的样子： ↓

开采出来变成了这样： ↓

抛光后是这个样子： ↓

（产地：四川省荥经县安靖乡）↑

然后我们再看看石灰岩。石灰岩在山上时的样子： ↓

开采出来的样子： ↓

抛光后则是这样的： ↓

（产地：重庆市綦江区安稳镇）↑

在山上还是白花花的石灰岩，变成了一块黑板，惊不惊喜？意不意外？

有人可能会质疑石灰岩抛光后是否呈黑色，那么请自行购买一块黑色大理石（石灰岩作为装饰板材时也被称为大理石）回来打碎，看看断面是什么颜色，或者直接看上图，板材的侧面。

当然并非所有石灰岩抛光后都像上图那样黑，有些是深灰色的。

【抛光后仍是白色的碳酸盐岩石也有，那通常是经过变质作用的大理岩（汉白玉），非常纯且重结晶良好的碳酸钙，其成因超出本回答范畴，就不详细讨论了。】

不要再继续关注石灰岩抛光后为什么是黑色或深灰色了，而是应该逆向思考：

本色是黑色或深灰色的石灰岩，为什么没有抛光时是浅灰色，而在山上，远看时是白色？

其实黑色或深灰色的石灰岩，敲碎或磨成粉后，都是白色的。

把这些粉末糊在一起，是不是很像白垩？

我们甚至可以推而广之，在更多岩石上发现相同之处。

几乎所有本色不是白色的岩石都符合这个共同点：抛光后颜色通常较深较鲜艳，未抛光时颜色较浅，在山上时更浅，多多少少有些发白。

用地质锤随便敲一块什么颜色的石头，敲痕处都会发白。如果把它们磨成粉，则会更白。

我的石材厂排放的废水，无论含有什么颜色的岩石的粉末，都是白的。

下面这个是新疆的阿克库勒湖（就是著名的喀纳斯湖上游的那个湖） ，冰川把岩石磨成碎屑和粉末，石粉把湖水染白了。这个湖有个绰号就叫白湖。 ↓

以上现象可以用一个类比来解释：玻璃是无色透明的，如果玻璃的反光没有直接照进你的眼睛，你甚至可以认为它是黑的（有素描或摄影基础的朋友应该容易理解这个说法）。但碎玻璃渣，是白的。

硬质岩石，通常有良好的结晶，或类似玻璃的隐晶质，虽然宏观上可能比较粗糙，但在微观上是相对比较光滑的——因为无论晶体还是玻璃质都是很光滑的。而白垩，既没有良好的结晶，也不是玻璃质，它在微观上也是粗糙的，是糊在一起的粉末。

越光滑、越连续的表面，越能呈现材质的本色，越粗糙的表面，因为漫反射、散射，容易呈现白色。尤其是远看的时候。

@Eudemonia 提出用条痕来解释以上观点，我觉得也是一个不错的思路。

【条痕】 streak 矿物在白色无釉瓷板上摩擦时所留下的粉末痕迹。矿物碎成粉末后可消除假色并减弱他色，故矿物条痕的颜色较矿物颗粒的颜色为固定。条痕色主要对于金属矿物具有鉴定意义。（以上摘自百度百科）

对于金属矿物，条痕呈现的是矿物自身的特征颜色，而非金属矿物的条痕通常是白色，因为非金属矿物，例如碳酸钙，它本身是透明的，因而成为碎屑时会像玻璃渣一样呈白色。

在中国，石灰岩大部分是灰色的（开采出来但未抛光的），但是石灰岩悬崖常常是这样的： ↓

自然形成的悬崖，不仅表面粗糙，而且在风化作用下，上面常常会附着很多碎屑、粉末，其作用类似玻璃渣，让悬崖显得更白（经 @云舞空城 提醒，石灰岩悬崖呈白色。因为这是石灰岩的风化色，其它岩石在野外的露头会偏白也是同样原理）。

以下是重点：

白垩因为其疏松多孔、柔软易碎，所以表面会（相对于一般石灰岩）更加粗糙且多碎屑粉末，由白垩构成的崖壁因此显得特别白。

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细心的读者可能已经注意到，前面那几幅石灰岩悬崖照片中，石灰岩崖壁上，除了白色，还有一些黑色、灰色的斑块。

你如果再仔细一点，可以发现这些斑块的分布是有规律的，似乎与流水的方向相关。

是的，这些斑块正是由流水造成的。我曾经近距离观察过这些黑斑，发现有流水的地方，都会生长地衣，有时还会有其它植物。

上面石灰岩悬崖照片的最后两张最明显，黑中带一点绿。

这就引出了第五个疑问：

五、英吉利海峡的白垩崖壁为什么不生长地衣？

最初，我想从气候的角度入手分析，但很快发现这个想法行不通，因为：

1、西欧是温带海洋性气候，降水丰富，崖壁上不会缺少流水；

2、从热带到两极都有地衣分布，不可能唯独西欧没有。

在随后的讨论中，正确答案终于涌现。

这是本回答的核心观点B（由 @云舞空城 首先提出）。

平均每年0.35米，这是很惊人的速度，比受流水强烈切割的尼亚加拉大瀑布的后退速度（平均每年0.3米）还要快！

白垩是类似于黄土那样的易侵蚀的沉积物，而英吉利海峡的海浪不断拍打着白垩崖壁，导致了崖壁不断地快速崩塌后退，地衣来不及生长——我们看到的永远都是新鲜的崖壁。

法国沿海，被侵蚀下来的白垩染白的海水。 ↓

总结

自此，所有的疑问都有了至少一个逻辑上看起来合理的解释，虽然不一定是正确的，但我相信可能至少在某定程度上逼近了真相。

中国没有欧洲白色悬崖海岸那样白的碳酸盐岩层，是因为：

1、白垩是形成时间不长的碳酸盐沉积，因为时间不长，成岩程度不足，欠压实欠重结晶所以疏松多孔、柔软脆弱。

2、因为疏松多孔、柔软脆弱，所以微观上很粗糙，对光线的漫反射、散射强烈；且易形成碎屑、粉末附着于崖壁上，所以看起来特别白；同时西欧的白垩还因为纯度高而更白。

3、也是因为柔软脆弱而又位于海峡岸边，受到强烈海蚀作用后迅速后退，始终暴露新鲜剖面，所以不会被地衣覆盖而发黑。

4、中国自侏罗纪以来缺少海相沉积所以白垩较少。中国广泛分布的硬质石灰岩崖壁虽然也常呈白色但因为前述原因2，通常不会像白垩那样白；也因为质地坚硬不易侵蚀，表面剥离速度慢，在有流水的地方因普遍覆盖地衣而发黑。

感谢题主 @风扇 、以及 @云舞空城 、 @阿木林 、 @巴甫洛夫很忙 、 @减紫 、 @鸑鷟鹓鶵 、 @姜大伟 、 @萧楚 、 @Eudemonia 、 @民工曾二娃 、 @于大锤 、 @孙天任 、 @字幕君 、 @好大一盆绿萝 、 @卡西莫多、 @Zhu Ashen 等人参与讨论、提供观点和资料。