Tuesday, September 29, 2020

薊州區中上元古界國家自然保護區

一、什麼叫“中上元古界”?

“中上元古界” 它是一個地質年代名詞。眾所周知,人類歷史已有150萬年左右,而地球的歷史有多久呢?據地質專家們經過多年的潛心研究,初步分析地球從形成到現在約有 46億年歷史,這與人類歷史相比更顯得極為悠久和漫長。地質學家在探索地球奧秘的進程中,根據地質發展史以及重大的構造變動情況,把地球形成後的46億年共分為五個大的地質階段,按照由老到新的順序依次為:“太古代、元古代、古生代、中生代和新生代”。而這裡“中上元古界”所指的,是形成於距今18億~8億年間的地層,它屬於地質歷史中的第二個階段,即“元古代中晚時期”形成的地質地層,故稱為“中上元古界”(這裡的“上”是“晚”的意思,指晚元古代時期)。

二、薊州區中上元古界國家自然保護區的保護對象

中上元古界自然保護區的保護對象就是保護薊州舉世聞名的中上元古界標準地層剖面以及剖面中的古生物化石和古生物遺迹。

● 為什麼要成立中上元古界地質自然保護區?

因為中上元古界地層剖面中儲存着大量的極其珍貴的自然科學信息,它是人類研究地球遠古時期的古地理、古氣候、古生物、古構造、古地磁和地球的演變、生物的進化等一系列自然科學得天獨厚的瑰寶,為了使這一地質瑰寶能夠得以永久的研究和探索,自1984年,經國務院批准,建立了我國第一個國家級地質自然保護區。

● 全球還有其它類似的中上元古界地層剖面么?

在當今世界上,中上元古界地層剖面並非僅此一處,還有現俄羅斯西伯利亞的里菲——文德剖面和美國亞歷桑納州的科羅拉多大峽谷剖面共3處,而我們中國的薊州剖面它以地層齊全、出露連續、保存完好、頂底清楚、構造簡單、變質輕微和古生物化石豐富等得天獨厚的七大特點居世界三處剖面之首位,被海內外地質學家推為世界同一地質時期的標準剖面,譽為罕見的“地質瑰寶”和“大地的史書”。聯合國”地科聯”組織選定薊州中上元古界標準地層為前寒武紀地質研究的世界重要目標地。早在1931年,著名的地質學家李四光教授就稱道:“在歐亞大陸同時代地層中薊縣剖面之佳,恐無出其右者”,也就是說沒有比這再好的了。

三、薊州區中上元古界國家自然保護區及薊州國家地質公園簡介

我國的中上元古界地層剖面位於天津市薊州區境內,面積 900 公頃,是20世紀30年代由北京大學教授高振西先生髮現的。1984年,被國務院列為我國第一個國家級地質剖面自然保護區。它北起古長城腳下的薊州區下營鎮常州村,南至薊州城北的府君山,坦露着形成於距今約9-18億年間形成的古老岩層。岩層厚9200多米,長約20公里。這個厚近萬米的剖面,在地質界稱為中上元古界標準地層剖面,簡稱“薊縣剖面”。

從常州村至府君山距離僅在24公里內,代表了18億年至8億年長達10億年的地質歷史中連續沉積的一個完整的海陸變遷過程。古生物化石豐富,其中發現了宏觀多細胞生物化石,使多細胞生物出現的年代從國際公認的9億年提前到17億年。另外,尚有一些世界上最古老的地質現象,如形成於距今12~13億年間的沉積海泡石礦床和鐵嶺組內發現的世界上最古老的噴氣孔構造。薊州中上元古界剖面是大自然留給人類的寶貴自然遺產,所發現的一些重要生物化石對研究早期生命的演化和地球的形成過程有重要意義。對揭開地球遠古時期許多科學之謎有着不可替代的地位。

天津薊州國家地質公園於2001年12月10日經國家國土資源部批准建立,其範圍北起九山頂,南至府君山;東至八仙山,西至盤山,面積342平方公里。根據景區劃分原則,天津薊州國家地質公園劃分為7個景區: 1、中上元古界地質自然保護區;2、八仙山石英岩峰林峽谷景區;3、盤山花崗岩地貌景區;4、九龍山碳酸鹽岩峰叢景區;5、黃崖關斷崖地貌景區;6、九山頂石英砂岩峰林景區;7、府君山地質構造遺迹景區。7個景區各具特色,天然造化,精彩紛呈,是大自然的傑作,在漫長的歷史長河裡,為人類留下了珍貴的地質遺產。地質公園內群峰俊秀、峽谷幽深、空氣清新怡人、自然風光迷人,自然奧秘誘人,交通方便,是休閑、度假、旅遊、攬勝的好去處,亦是探求自然之謎的難得場所。

天津市薊州區中上元古界國家自然保護區示意圖

中上元古界剖面展布在山巒重疊的燕山南脈,以岩層齊全、出露連續、保存完好、質地清楚、構造簡單、變質極淺和古生物化石豐富聞名於世,並被確定為中國中上元古界的標準剖面。剖面地層總厚度達 9197 米,記載着距今 18.5 億年至 8 億年間的地質演化史,在岩層中,有生命早期階段的宏觀藻類植物,並在距今 14-12 億年的岩層中,發現了世界罕見的微生物群,大大提前了此種微生物的出現年代,具有重要的科學價值。

薊州區中上元古界國家自然保護區被譽為袒露在東方大地上的“萬卷史書”,其地層剖面基本上保持着沉積時的本來面目,較少出現失真現象,渾然天成,具有與生俱來的標準性,提供了一個相當完好的中上元古界地層樣板。同時,中上元古界國家級自然保護區富含的疊層岩和古生物化石還記載着遠古時期生命演化的進程,蘊藏着大量的自然信息。

獨特的地質環境加上深厚的歷史積澱,使中上元古界國家級自然保護區內的自然景觀也堪稱奇絕。位於薊州城北的大量碳酸鹽岩經風化溶蝕,形成眾多酷似羊背的石頭,一塊塊距今有14億年歷史的世界最高齡“壽星羊”的羊背岩石相擁相連,形成一片令人嘆為觀止的“羊背石海”。中上元古界的沉積層中還記錄著大量的“大海波痕”,距今已有16億年,這些地質痕迹宛如大海波濤洶湧,栩栩如生,為世界罕見。除此之外,保護區內還有“火山氣孔”、“八億年跨越”、“宇宙塵”、“泥裂”等多處著名景觀。

八仙山景區地質遺迹豐富多樣,形成於距今18億年的石英岩,歷經數次地質作用造成現今的峰林和峽谷,氣勢磅礴。盤山花崗岩形成於距今2.1—2.2億年。在漫長的地質歷史中,大自然將其雕塑成優美的花崗岩地貌景觀,尤以“三盤、五峰、八石”稱奇。九山頂石英砂岩峰林景區是距今18億年的石英砂岩構成的峰林,主峰九山頂是天津最高峰。府君山由於是地質歷史中著名的“薊縣運動”和下寒武統“府君山組”的命名地,而蜚聲國內外地質學界,沉積不整合和斷層構造,尤其是逆掩斷層形成的飛來峰地貌是景區的顯著特點。九龍山碳酸鹽岩峰叢景區是距今14億年的高於庄組灰質白雲岩構成的峰叢地貌景觀,漫長的地質歷史,岩石經受物理的、化學的和生物的風化地質作用,形成奇山、異石、怪木,尤其是樹與石的的博奕現狀栩栩如生。黃崖關長城建在陡峭的山崖之上,綿延曲折,十分壯觀。懸崖的形成是黃崖關斷層抬升長城系石英砂岩、白雲岩,後經風化剝蝕而成。

薊州國家地質公園就像一座展示地質景觀的天然博物館,古生物的化石隨處可見,遊人在這裡可以欣賞我國最古老地質遺迹的奇觀。以中上元古界地質剖面為主的地質遺迹景觀,為地學領域的研究、地質遺迹的保護、自然遺產的永久利用起到不可替代的作用。它以典型、完整、系統、稀有、科學的內涵,記錄了地球的地質歷史、地質事件和形成過程,向世人展示了博大精深的自然魅力,記錄了地球的地質歷史、地質事件和形成過程,是不可多得的珍貴的自然與文化遺產。

四、中上元古界 – 成因介紹

地球的表面有一層殼叫地殼,無論是生活的陸地還是海底都是在這層殼上面的。這個地殼的平均厚度大約是30公里左右。在這個殼的上部 有着很多成帶狀的層狀岩石,地層就是指這些岩石。我們經常會看到峭壁陡崖上一層層的岩石,那就是地層露出地表後呈現給我們的樣子。地層如何形成、什麼時間形成,為什麼會是這個樣子等等,都是地質學家 要研究的問題。對地層的研究不僅可以幫我們進一步認識地球,還可以幫助我們尋找各種礦產寶藏,增加旅遊的趣味。

一般認為,在地球早期形成後,它是很平的——山也沒有多高,水也沒有多深。在後來漫長的日子裡,很多東西沉到海底厚厚地堆積起來,一層壓着又一層。又過了很久,這些沉積的物質漸漸被壓成了岩石,成為地球上三大岩石之一——沉積岩。現在在陸地上到處都可以見到沉積岩,說明在遙遠的過去這些地方都曾經是海洋。

這些岩石既然是一層層沉積形成的,肯定就有一個時間的先後順序。地質學家們認為地層的原始沉積位置一般是水平的,年代久的在下面,後來沉積的在上面。也就是說,當我們看到一個層層疊疊的峭壁時,就可以斷言,越是下面的岩石就越古老。

這是簡單地說法,它只是涉及到了上下垂直的時間關係,事實上地層在橫向也有着複雜的關係。不過我們這裡就不講那麼複雜了。

人們確定了岩石層的先後順序,然後就要給它們算出年齡來,這就是要確定地質年代。沉積岩中的化石就是當年的花草魚蟲,它們隨着其他沉積物一起變成了岩石,卻留下了歷史的印痕。不同的時期會有不同的生物化石,於是就有了生物地層學研究。還有一种放射性同位素衰裂變定年技術,更為測定岩石年齡提供了精確的方法。有些具有放射性的化學物質經過一定的時間就會變成另一種東西,這就叫衰裂變。檢測一塊岩石或一塊化石中含有的已經衰裂變和還沒有衰裂變的物質的多少,就可以確定岩石或化石形成的時間了。根據這些技術,人們畫出了一張地質年代表。我們常說恐龍生活在侏羅紀,這個侏羅紀就是地質年代表中一個時間段的名稱。有了這張地質年代表,人們在面對一處處地層時,就可以根據檢測分析來確定某一地層形成的年代並給它命名。比如“中上元古界地層面”。

沉積岩沉在水底很多年後,地殼發生了劇烈的變化。滄海變桑田,平地起高山。從此地球不再光滑。這就是地質史上的造山運動。造山運動使億萬年堆積的層層地質信息鑽出地面,擺到我們面前,也使原來基本水平的岩石層變得扭曲傾斜,甚至分離搬家。這樣的情景一直持續到今天。我們知道風、雨、雪、冰對岩石有一種破壞作用,會叫它們粉身碎骨或變成泥土,這叫風化作用是外力因素;地震和火山也會對岩石進行作用,使它們失去原來的樣子甚至變成另外一種岩石 ,這叫內力作用。這兩大作用在很多億年中不停地塑造着地球,當它使嶙峋石峰變成翠樹青山的同時,也磨滅了那些本來露出地表的岩層所帶給我們的清晰地質信息。

巧的是在世界一些人們可以去到的地方,竟還保留了沒有被磨滅的古老地層。它們就像是一頁頁的書從地下拱出來,供我們閱讀。這樣的地方就被稱為地質剖面。 薊縣國家地質公園數百平方公里內,就擺放着很多這樣的地質“長卷”。

五、疊層石

薊州中上元古石又稱疊層石,它產於古老的中、上元古界地層。它以得天獨厚的標準層形聞名於世。疊層石是以藍藻類為主的古生物沉積而成的一種特殊類型的古生物化石;其直徑由不足一厘米至幾十厘米,高度由幾厘米至幾米不等。距今已有八至十八億年的地質歷史。該石石質堅硬,紋理清晰,圖案絢麗多彩;它真實地記錄著遠古宙的演化史,儲存着古地理、古氣候、古環境、古構造、古地磁等大量自然信息。目前在世界上共有三處中上元古界典型剖面,而其他兩處則不含有這些古生物(藻類植物);所以薊縣“中上元古界地層剖面”被聯合國地科聯組織及國內外地質專家譽為“地質瑰寶”。著名的地質專家李四光評價為:“在歐亞大陸,薊縣剖面之佳,恐無出其右者”。薊州疊層石不僅在地學研究領域具有極高的科研價值,而且也是大自然鬼斧神工造就的天然裝飾材料。用它雕刻的工藝品,色彩斑斕,紋理自然流暢,極具收藏紀念、健身、觀賞、科研等多種價值(可持續增值),是人們進行社會交往、饋贈親友及各種級別頒獎的極佳禮品。首都人民大會堂,天津電視塔、古文化街等著名建築,都採用薊縣疊層石為標誌石,其更顯其氣質的古樸典雅,莊嚴雄偉。總之,疊層石這一珍稀的“地質瑰寶”,隨着時光的延續將會無限升值(它具有不可再生性)。

備註:本文部分資料來自互聯網。

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