游记——春登府君山 （一） 漫步地质历史

水击三千

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                               春登府君山
               
                （一）         漫步地质历史
     
           二月清风，春和景明。早晨送完外孙女上幼儿园，信步来到了府君山下。 初登府君山，还是在儿时。那时上山还没有路，只能捡着好走一点的地方向上攀爬。如今好了，府君山成了县里一大公园，而且是国家地质公园的主要园区，水泥路一直修到山顶，只要稍费些脚力，每天登一次不成问题。
           顺着山门望去，主峰和它两侧的山峰由于多年的植林防护，早已是郁郁葱葱，翠柏苍松，层峦叠嶂，满眼生机。穿门而过的第一道景是地质博物馆，作家、民俗学家冯骥才题写的绿色馆名赫然镌刻在馆前的石墙上。在旁边竖着一方天然石碑，上书“府君山地质构造遗迹景区——跨入8亿年地层——景点南是长龙山组紫红色粉砂质页岩，景点北为井儿峪组蛋青色薄板状泥晶灰岩。它们形成距今约8亿年。”山路愈加陡峭，地质地层也逐一显露，在它们的崖前，均立有白云岩石刻成的地层构造纪念碑，每块碑左上方图案为国家地质公园和地层构造标志，中间是介绍正文，下属“天津蓟县国家地质公园府君山地质构造遗迹景区”。这里依山路从下至上介绍几块。第一块刻着“两亿年跨越——井儿峪组薄层状泥晶灰岩（8亿年）与府君山组角砾状灰岩（5.6亿年）之间，有一套紫红色黄白色相间含砾砂页岩，它是古风化壳面上的沉积物。中间缺失2.4亿年的地层。这是地壳升降运动造成的，此次运动称作‘蓟县运动’。” 前行约百米又是一块“断层构造——受水平挤压应力作用，岩层被断开并产生位移，中间出现破裂面。”  转过一道坡弯，崖前石碑又不一样“逆掩断层——断层面平缓弯曲，上部迷雾山组燧石条带状白云岩（12亿年）逆掩于府君山组角砾状灰岩（5.6亿年）之上。”  爬了多半截山，路边辟出了一个约莫百多平米的小广场，东南角又立一块石碑“飞来峰地貌——府君山、北岭、老鸹顶等山顶部位都是雾迷山组条带状白云岩（12亿年），压在较年轻的地层上，形成飞来峰。”            
           继续往前就看见主峰的钻石塔了。只见天塔巍巍，蓝天映衬，白云悠悠，令人心旷神怡。望着满目青山，断层叠现，怪石嶙峋，更引发了我一探古地质地层的好奇心，于是我专门用了半天时间，一头扎进了地质博物馆。
           迫不急待 地破门而入，三个看门小姐迎接我，“十块钱一张票。”我“啊”了一声，赶紧掏钱买票。进去以后发现，除了我，还有四个人在馆里浏览，一个少妇带着一个小学生的孩子，一对情侣。就这几十块钱的门票收入，能养活他们几个吗,何况还有一大堆管理人员呢？还不是吃财政补贴？与其这样，还不如免费得了。中国各地好多博物馆都施行了免费参观，目的就是为了提高国民素质，这个馆虽然只十块钱，却挡住了多少人的步伐，真是得不偿失。然而我是为学习来的，多少钱也得进去。言归正传，一接触前言，我就直觉，这绝不仅仅是蓟县地层剖面的展览，而是地地道道的一部地球演化史。这十块钱真值。下面我就自己理解的语言，尽可能简要地叙述其间的关系。
     
           地球的演化史也就是太阳系乃至宇宙的演化史。地球起于星云，我国著名天文学家戴之赛在《天体演化》一书中，就论述了太阳系由星云形成的观点，解释了行星运动、大小、质量和密度的分布及卫星形成等基本问题。固体地球形成至今，有46亿年历史，经历了地球化学动力演化、大气成分的演化、海陆变迁及生命的演化，这些变化有些是逐步发生的，有些是突然发生的。早期地球可能是一个没有大陆和海洋的同质混合体。在高温和重力作用下，发生物质分异，密度大、熔点低、难以挥发的物质如铁、镍沉降到中心，形成地核，地核上部（外地核）是地球内唯一的液态圈层，内地核是固态的。密度小、熔点高的硅酸盐类物质上浮形成地壳，厚度约为33千米。介于两者之间的物质形成地幔，厚度约2865千米，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。上地幔顶部存在一个地震波传播速度减慢的层（古登堡低速层），一般又称为软流层，推测是由于发射性元素大量集中蜕变放热，使岩石高温软化，并局部熔融造成的，很可能是岩浆的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分。下地幔温度、压力均增大，物质呈可塑性固态。
           科学家们根据地震波在地球内部传播速度的变化情况，发现地球内部存在着几个显著的波速不连续界面，从而将地球内部分为几个不同物质组成、不同物理性质的同心球层。综合地球科学、天文学及天文地质学，结合岩石的高温气压试验、陨石及宇宙化学的研究成果，推断出地球各圈层得密度压力、温度及化学成分特征。
            首先看外部圈的大气与海洋
            原始大气的出现始于小行星以10千米/秒的速度撞击地球，使地球物质熔融，形成岩浆海，随着火山喷发释放出大量气体形成原始大气。这时的大气富含CO2而无氧，随着时间的推移，大气中CO2逐步减少，氧含量逐步增加，特别是能进行光合作用的藻类生物出现后，分离出游离的氧，原始大气中氧的浓度不断增加，在距今10亿年来逐渐接近今日的含量。同时原始大气形成臭氧层为地球上生命的出现创造了必要的条件。
           海洋是水圈的主要组成部分，其演化的部分可分为三个阶段：
            一阶段，早期海洋的出现——随着原始地球的成长，小行星撞击地球的次数减少，地表和原始大气开始冷却，岩浆海表层固缩形成原始地壳，大气中的水蒸气凝结，雨倾盆而下，出现早期海洋。
          二阶段，原始海洋的形成——早期的海洋是无氧的，CO2的浓度是今天的10倍。在距今20亿年以来的元古宙，由于能进行光合作用的藻类生物的出现，海洋中开始有了氧气，CO2逐渐减少，时间使氧含量增加，形成原始海洋。
           三阶段，生物繁衍时期的海洋——距今5.43亿年开始的古生代早期，开始了生物物种繁衍时期的海洋演化。海洋生物大发展，加快原始海洋向现代海洋的演化。
           再来看一下地质作用于地球的塑造。
           使地球的物质组成、内部构造、地貌形态发生变化的地质作用力根据其来源和作用发生的部位，可分为两大类。
           1，外动力地质作用
           大气、水和生物在太阳辐射能、动力能，日、月引力的影响下产生的动力对地壳表层进行的各种作用，统称为外动力地质作用。具体表现为风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用。它不断地雕刻、塑造着地形景观和夷平地表高差。它带给人们美妙绝伦的大自然，也带来灾难。
           2，内动力地质作用
          地球内部的能量在地下深处产生的地质作用，有些可波及到地表。内动力地质作用使岩石圈或发生变形、变位，或发生变质，或发生物质重熔，以致形成新岩。内动力地质作用分为构造运动、地震作用、岩浆作用和变质作用。
          在地球生成46亿年来， 地质年代在学界是这样划分的：
          太古宙，包括始太古代（36亿年前），古太古代（32亿年前），中太古代（28亿年前），新太古代（25亿年前）。
          元古宙，包括古元古代（18亿年前，地层有滹沱纪），中元古代（10亿年前，地层有14亿年前的长城纪、10亿年前的蓟县纪），新（上）元古代（5.43亿年前，地层有8亿（年前的青白口纪等）。
            显（新）生宙，包括古生代（2.5亿年前，地层有寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪），中生代（6500万年前，地层有三叠纪、侏罗纪、白垩纪），新生代（240万年前）。
            在地球的演进中，曾经历了长达10亿年的沉积史。距今18亿年的元古宙中期，蓟县及整个燕山地区开始剧烈的拗陷沉降，形成了蓟辽沉降带，海水侵入形成海洋，经过10亿年沉积了厚达万米的中上元古界地层。到距今8亿年的时候，海水从这里退去，结束了漫长的沉积历史。距今8——5.43亿年间，本区地壳出现隆起，海水退出，形成荒凉寂寞的古陆，先期形成的岩石开始经受日晒雨淋，风化剥蚀。这次使地区上升隆起的地壳运动，地质学界称作蓟县运动。演进继续着，距今5.43亿年的古生代时期，海水卷土重来，再次淹没蓟县大地。在温暖的浅海中，生活着以三叶虫为代表的各种无脊椎动物，生机勃勃。现在在府君山景区的井儿峪村北山，就能看到这个时期形成的岩石和古生物化石。这次海水仅停留了0.73亿年的时间。之后，蓟县地区开始了陆地演化过程。
           蓟县的中上元古界地层剖面是1934年由北京大学教授高振西先生发现。中上元古界是一个地质年代名词。人类历史已有150万年，而这相对于地球发展史只是很新很短的一段。如上面所说,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”，“中上元古界“所指的是形成于距今18亿年——8亿年间的地层，它属于地质历史中的第二个阶段，即“元古代中晚期”形成的地质地层，这里的“上”是“晚”的意思。这块古地层总厚9197米，剖面从北至南长24公里，由老到新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位包括11组105层，填补了中国此类自然保护区的空白。蓟县剖面这三个系，就像一本史书的章节一样。最下边的长城系（距今14——8亿年），分为常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组；中间的蓟县系（14——10亿年），分为杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组；最上边的青白口系（10——8亿年），分为下马岭组、龙山组和井儿峪组。
           这是一块袒露地面、保存完好、结构单纯、出露连续的古代地层，底顶清晰。底自蓟县最北端的古长城关口黄崖关附近的常州沟村向南延伸，顶至城北府君山。这24公里地层，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。它蕴藏的古生物化石丰富，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。其涵盖的演化史，贮存着反映当时的古地理、古生物、古气候、古构造、古地磁等大量信息和各种金属、非金属矿资源，被誉为罕见的有价值的地质瑰宝，堪称世界珍贵的自然历史遗产，对研究早期生命的演化和地球的形成演变过程、对恢复古地理环境等方面具有重大科学价值，对揭开地球远古时期许多科学之谜有着不可替代的地位。李四光在《中国地理学》一书中不由赞叹“在欧亚大陆同时代地层中，蓟县剖面之佳，恐无出其右者。”1959年全国地质会议将蓟县剖面确定为我国中上元古界标准剖面，1984年经国务院批准建立第一个国家级地质剖面自然保护区。之后联合国组教科文织分支——地科联选定蓟县中上元古界标准地层为前寒武纪地质研究的重要目标之一。
           在当今世界上，中上元古界地层剖面并非仅此一处，还有俄罗斯西伯利亚的里菲——文德剖面和美国亚利桑那的科罗拉多大峡谷剖面共三处，而中国的蓟县剖面以地层齐全、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时期标准剖面，是得天独厚、浑然天成、与生俱来地提供了相当完好的中上元古界地层样板的“大地史书”。
           写到此，意犹未尽。遨游在地质历史的知识海洋中实在畅快，让我见识大长，回味无穷。还有很多内容，恐篇幅太长而乏味，不能一一尽述，待今后有机会再和朋友们探讨。我为家乡有此世之珍贵遗产而无比自豪，同时看着那些古老的生命化石，顿生感慨。它们当年同我们今天人类一样，生活再长不过百年而已，却在一瞬间给我们留下了史书的一章一页。人的一生于宇宙，何其短暂，如白驹过隙。然而我们认认真真地做好每一件事，不也一样会留下那闪光的一瞬吗？
           我的文字功底实在不行，科学、趣味、有机的历史，被我说得絮絮叨叨。才疏学浅，难免谬误，谨以游记留之，不当之处，敬请各位师友批评指正。


          有关图片容当后发。


              
     

[ 本帖最后由 水击三千 于 2011-4-6 09:45 编辑 ]

水击三千

相关图片如下：

[ 本帖最后由 水击三千 于 2011-4-3 21:00 编辑 ]

zfx875206

步移景换，叙述翔实，欢迎新朋友。

水击三千

          还有不少实物图片，只是论坛限制得KB值太小，图片看不太清楚，不知版主和管理能否允许放大一些。

李会和

欢迎新朋友，游记的味道很美！