蓟州区中上元古界国家自然保护区

一、什么叫“中上元古界”？

“中上元古界” 它是一个地质年代名词。众所周知，人类历史已有150万年左右，而地球的历史有多久呢？据地质专家们经过多年的潜心研究，初步分析地球从形成到现在约有 46亿年历史，这与人类历史相比更显得极为悠久和漫长。地质学家在探索地球奥秘的进程中，根据地质发展史以及重大的构造变动情况，把地球形成后的46亿年共分为五个大的地质阶段，按照由老到新的顺序依次为：“太古代、元古代、古生代、中生代和新生代”。而这里“中上元古界”所指的，是形成于距今18亿～8亿年间的地层，它属于地质历史中的第二个阶段，即“元古代中晚时期”形成的地质地层，故称为“中上元古界”(这里的“上”是“晚”的意思，指晚元古代时期)。

二、蓟州区中上元古界国家自然保护区的保护对象

中上元古界自然保护区的保护对象就是保护蓟州举世闻名的中上元古界标准地层剖面以及剖面中的古生物化石和古生物遗迹。

●　为什么要成立中上元古界地质自然保护区？

因为中上元古界地层剖面中储存着大量的极其珍贵的自然科学信息，它是人类研究地球远古时期的古地理、古气候、古生物、古构造、古地磁和地球的演变、生物的进化等一系列自然科学得天独厚的瑰宝，为了使这一地质瑰宝能够得以永久的研究和探索，自1984年，经国务院批准，建立了我国第一个国家级地质自然保护区。

●　全球还有其它类似的中上元古界地层剖面么？

在当今世界上，中上元古界地层剖面并非仅此一处，还有现俄罗斯西伯利亚的里菲——文德剖面和美国亚历桑纳州的科罗拉多大峡谷剖面共3处，而我们中国的蓟州剖面它以地层齐全、出露连续、保存完好、顶底清楚、构造简单、变质轻微和古生物化石丰富等得天独厚的七大特点居世界三处剖面之首位，被海内外地质学家推为世界同一地质时期的标准剖面，誉为罕见的“地质瑰宝”和“大地的史书”。联合国”地科联”组织选定蓟州中上元古界标准地层为前寒武纪地质研究的世界重要目标地。早在1931年，著名的地质学家李四光教授就称道：“在欧亚大陆同时代地层中蓟县剖面之佳，恐无出其右者”，也就是说没有比这再好的了。

三、蓟州区中上元古界国家自然保护区及蓟州国家地质公园简介

我国的中上元古界地层剖面位于天津市蓟州区境内，面积 900 公顷，是20世纪30年代由北京大学教授高振西先生发现的。1984年，被国务院列为我国第一个国家级地质剖面自然保护区。它北起古长城脚下的蓟州区下营镇常州村，南至蓟州城北的府君山，坦露着形成于距今约9-18亿年间形成的古老岩层。岩层厚9200多米，长约20公里。这个厚近万米的剖面，在地质界称为中上元古界标准地层剖面，简称“蓟县剖面”。

从常州村至府君山距离仅在24公里内，代表了18亿年至8亿年长达10亿年的地质历史中连续沉积的一个完整的海陆变迁过程。古生物化石丰富，其中发现了宏观多细胞生物化石，使多细胞生物出现的年代从国际公认的9亿年提前到17亿年。另外，尚有一些世界上最古老的地质现象，如形成于距今12～13亿年间的沉积海泡石矿床和铁岭组内发现的世界上最古老的喷气孔构造。蓟州中上元古界剖面是大自然留给人类的宝贵自然遗产，所发现的一些重要生物化石对研究早期生命的演化和地球的形成过程有重要意义。对揭开地球远古时期许多科学之谜有着不可替代的地位。

天津蓟州国家地质公园于2001年12月10日经国家国土资源部批准建立，其范围北起九山顶，南至府君山；东至八仙山，西至盘山，面积342平方公里。根据景区划分原则，天津蓟州国家地质公园划分为7个景区: 1、中上元古界地质自然保护区；2、八仙山石英岩峰林峡谷景区；3、盘山花岗岩地貌景区；4、九龙山碳酸盐岩峰丛景区；5、黄崖关断崖地貌景区；6、九山顶石英砂岩峰林景区；7、府君山地质构造遗迹景区。7个景区各具特色，天然造化，精彩纷呈，是大自然的杰作，在漫长的历史长河里，为人类留下了珍贵的地质遗产。地质公园内群峰俊秀、峡谷幽深、空气清新怡人、自然风光迷人，自然奥秘诱人，交通方便，是休闲、度假、旅游、揽胜的好去处，亦是探求自然之谜的难得场所。

天津市蓟州区中上元古界国家自然保护区示意图

中上元古界剖面展布在山峦重叠的燕山南脉，以岩层齐全、出露连续、保存完好、质地清楚、构造简单、变质极浅和古生物化石丰富闻名于世，并被确定为中国中上元古界的标准剖面。剖面地层总厚度达 9197 米，记载着距今 18.5 亿年至 8 亿年间的地质演化史，在岩层中，有生命早期阶段的宏观藻类植物，并在距今 14-12 亿年的岩层中，发现了世界罕见的微生物群，大大提前了此种微生物的出现年代，具有重要的科学价值。

蓟州区中上元古界国家自然保护区被誉为袒露在东方大地上的“万卷史书”，其地层剖面基本上保持着沉积时的本来面目，较少出现失真现象，浑然天成，具有与生俱来的标准性，提供了一个相当完好的中上元古界地层样板。同时，中上元古界国家级自然保护区富含的叠层岩和古生物化石还记载着远古时期生命演化的进程，蕴藏着大量的自然信息。

独特的地质环境加上深厚的历史积淀，使中上元古界国家级自然保护区内的自然景观也堪称奇绝。位于蓟州城北的大量碳酸盐岩经风化溶蚀，形成众多酷似羊背的石头，一块块距今有14亿年历史的世界最高龄“寿星羊”的羊背岩石相拥相连，形成一片令人叹为观止的“羊背石海”。中上元古界的沉积层中还记录着大量的“大海波痕”，距今已有16亿年，这些地质痕迹宛如大海波涛汹涌，栩栩如生，为世界罕见。除此之外，保护区内还有“火山气孔”、“八亿年跨越”、“宇宙尘”、“泥裂”等多处著名景观。

八仙山景区地质遗迹丰富多样，形成于距今18亿年的石英岩，历经数次地质作用造成现今的峰林和峡谷，气势磅礴。盘山花岗岩形成于距今2.1—2.2亿年。在漫长的地质历史中，大自然将其雕塑成优美的花岗岩地貌景观，尤以“三盘、五峰、八石”称奇。九山顶石英砂岩峰林景区是距今18亿年的石英砂岩构成的峰林，主峰九山顶是天津最高峰。府君山由于是地质历史中著名的“蓟县运动”和下寒武统“府君山组”的命名地，而蜚声国内外地质学界，沉积不整合和断层构造，尤其是逆掩断层形成的飞来峰地貌是景区的显著特点。九龙山碳酸盐岩峰丛景区是距今14亿年的高于庄组灰质白云岩构成的峰丛地貌景观，漫长的地质历史，岩石经受物理的、化学的和生物的风化地质作用，形成奇山、异石、怪木，尤其是树与石的的博奕现状栩栩如生。黄崖关长城建在陡峭的山崖之上，绵延曲折，十分壮观。悬崖的形成是黄崖关断层抬升长城系石英砂岩、白云岩，后经风化剥蚀而成。

蓟州国家地质公园就像一座展示地质景观的天然博物馆，古生物的化石随处可见，游人在这里可以欣赏我国最古老地质遗迹的奇观。以中上元古界地质剖面为主的地质遗迹景观，为地学领域的研究、地质遗迹的保护、自然遗产的永久利用起到不可替代的作用。它以典型、完整、系统、稀有、科学的内涵，记录了地球的地质历史、地质事件和形成过程，向世人展示了博大精深的自然魅力，记录了地球的地质历史、地质事件和形成过程，是不可多得的珍贵的自然与文化遗产。

四、中上元古界 – 成因介绍

地球的表面有一层壳叫地壳，无论是生活的陆地还是海底都是在这层壳上面的。这个地壳的平均厚度大约是30公里左右。在这个壳的上部 有着很多成带状的层状岩石，地层就是指这些岩石。我们经常会看到峭壁陡崖上一层层的岩石，那就是地层露出地表后呈现给我们的样子。地层如何形成、什么时间形成，为什么会是这个样子等等，都是地质学家 要研究的问题。对地层的研究不仅可以帮我们进一步认识地球，还可以帮助我们寻找各种矿产宝藏，增加旅游的趣味。

一般认为，在地球早期形成后，它是很平的——山也没有多高，水也没有多深。在后来漫长的日子里，很多东西沉到海底厚厚地堆积起来，一层压着又一层。又过了很久，这些沉积的物质渐渐被压成了岩石，成为地球上三大岩石之一——沉积岩。现在在陆地上到处都可以见到沉积岩，说明在遥远的过去这些地方都曾经是海洋。

这些岩石既然是一层层沉积形成的，肯定就有一个时间的先后顺序。地质学家们认为地层的原始沉积位置一般是水平的，年代久的在下面，后来沉积的在上面。也就是说，当我们看到一个层层叠叠的峭壁时，就可以断言，越是下面的岩石就越古老。

这是简单地说法，它只是涉及到了上下垂直的时间关系，事实上地层在横向也有着复杂的关系。不过我们这里就不讲那么复杂了。

人们确定了岩石层的先后顺序，然后就要给它们算出年龄来，这就是要确定地质年代。沉积岩中的化石就是当年的花草鱼虫，它们随着其他沉积物一起变成了岩石，却留下了历史的印痕。不同的时期会有不同的生物化石，于是就有了生物地层学研究。还有一种放射性同位素衰裂变定年技术，更为测定岩石年龄提供了精确的方法。有些具有放射性的化学物质经过一定的时间就会变成另一种东西，这就叫衰裂变。检测一块岩石或一块化石中含有的已经衰裂变和还没有衰裂变的物质的多少，就可以确定岩石或化石形成的时间了。根据这些技术，人们画出了一张地质年代表。我们常说恐龙生活在侏罗纪，这个侏罗纪就是地质年代表中一个时间段的名称。有了这张地质年代表，人们在面对一处处地层时，就可以根据检测分析来确定某一地层形成的年代并给它命名。比如“中上元古界地层面”。

沉积岩沉在水底很多年后，地壳发生了剧烈的变化。沧海变桑田，平地起高山。从此地球不再光滑。这就是地质史上的造山运动。造山运动使亿万年堆积的层层地质信息钻出地面，摆到我们面前，也使原来基本水平的岩石层变得扭曲倾斜，甚至分离搬家。这样的情景一直持续到今天。我们知道风、雨、雪、冰对岩石有一种破坏作用，会叫它们粉身碎骨或变成泥土，这叫风化作用是外力因素；地震和火山也会对岩石进行作用，使它们失去原来的样子甚至变成另外一种岩石 ，这叫内力作用。这两大作用在很多亿年中不停地塑造着地球，当它使嶙峋石峰变成翠树青山的同时，也磨灭了那些本来露出地表的岩层所带给我们的清晰地质信息。

巧的是在世界一些人们可以去到的地方，竟还保留了没有被磨灭的古老地层。它们就像是一页页的书从地下拱出来，供我们阅读。这样的地方就被称为地质剖面。 蓟县国家地质公园数百平方公里内，就摆放着很多这样的地质“长卷”。

五、叠层石

蓟州中上元古石又称叠层石，它产于古老的中、上元古界地层。它以得天独厚的标准层形闻名于世。叠层石是以蓝藻类为主的古生物沉积而成的一种特殊类型的古生物化石；其直径由不足一厘米至几十厘米，高度由几厘米至几米不等。距今已有八至十八亿年的地质历史。该石石质坚硬，纹理清晰，图案绚丽多彩；它真实地记录着远古宙的演化史，储存着古地理、古气候、古环境、古构造、古地磁等大量自然信息。目前在世界上共有三处中上元古界典型剖面，而其他两处则不含有这些古生物（藻类植物）；所以蓟县“中上元古界地层剖面”被联合国地科联组织及国内外地质专家誉为“地质瑰宝”。著名的地质专家李四光评价为：“在欧亚大陆，蓟县剖面之佳，恐无出其右者”。蓟州叠层石不仅在地学研究领域具有极高的科研价值，而且也是大自然鬼斧神工造就的天然装饰材料。用它雕刻的工艺品，色彩斑斓，纹理自然流畅，极具收藏纪念、健身、观赏、科研等多种价值（可持续增值），是人们进行社会交往、馈赠亲友及各种级别颁奖的极佳礼品。首都人民大会堂，天津电视塔、古文化街等著名建筑，都采用蓟县叠层石为标志石，其更显其气质的古朴典雅，庄严雄伟。总之，叠层石这一珍稀的“地质瑰宝”，随着时光的延续将会无限升值（它具有不可再生性）。

备注：本文部分资料来自互联网。