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plf198(小贝)

2006年2月12日 21点30分

评分:10

天津-中上元古界-地理

中、上元古界标准地层剖面展布在蓟县城北，始于县境东北端的常州村，沿东北至西南方向层层叠复，直至临近县城的府君山。以地层齐全、出露连续、保存完好、质地清楚、构造简单、变质极浅、古生物化石丰富等特色闻名于世。地层总厚9197米，剖面长约24公里，由老至新分为长城系、蓟县系、青白口系三个地层单位，包括11组105层，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。

经国务院批准，中、上元古界国家级地质保护区于1984年建立，面积900公顷， 主要保护对象为中上元古界标准剖面，是我国第一个国家级地质剖面自然保护区，填补了中国此类自然保护区的空白。1989年建成中、上元古界国家自然保护区陈列馆，集地学资料、学术研究、自然景观于一体。

保护区的气候属暖温带、半湿润、大陆性、季风型气候。主要特点是，风向随季节变化而更替，四季分明，雨热同期，夏季是全年的高温期，又是全年的多雨期，保护区的平均降水量为752.5毫米，主要集中在6?月，占全年降水量的80％左右，其中北部中低山区降水量超过800毫米，南部丘陵区，年降水量超过700毫米。高温期与多雨期的配合有利于区内动植物的生长发育。


 
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nini09014(清水无痕)

2006年3月16日 11点00分

评分:10

古老的燕山山脉，从京都蜿蜒跌宕而来，形成连绵起伏的祟山峻岭；潺潺的泃河由北向南而贯，哺育着青秀的渔阳大地。就在这片大地上，坦露着举世瞩目的标准地层剖面，它形成于今前18～8亿年的约10亿年间，被称作中、上元古界层型剖面，地质界持指其为“蓟县剖面”。

为保护好这个被誉为“地质瑰室”的地层剖面，1984年10月18日，国务院批准建立了“天津市蓟县中上元古界国家自然保护区”。这是天津市有史以来建立的第一个自然保护区，也是我国建立的第一个国家级地质保护区。蓟县中上元古界国家自然保护区的建立，不仅标志着天津市自然保护区事业的新的起步，同时也将载入中国自然保护区建设和发展的史册。

1985年10月2日，位于蓟县东北陲的僻静山村常州沟，阳光格外明媚，青山秀水更加妖娆。下午二时，昔日静谧的常州村，变得彩旗招展，鞭炮齐鸣，锣鼓喧天；“天津市蓟县中上元古界国家自然保护区立碑揭幕仪式”在这里举行。天津市领导人和有关部门的负责人来了，国家地质矿产部、国家环境保护局等负责人和地质、环保等专家也纷纷赶来，使这小小的山村沸腾起来。国家地质矿产部部长朱训和天津市市长李瑞环在一片热烈的掌声中，为中国第一个国家级地质保护区的永久性纪念碑揭幕。随着巨幅红绸从近2米高的巨大天然石碑上缓缓下落，镌刻在碑面上的“中上元古界国家自然保护区”的朱红大字，在阳光下与蓝天碧野交相辉映。地质工作者由衷地说：“这是我国地学发展的又一丰碑”。蓟县剖面的发现者之一、年逾古稀的地质学家高振西教授，久久地凝望着这里的一山、一水、一石，抚今忆昔，更是感慨万千。他激动地在纪念簿上写道：“蓟县中上元古界国家自然保护区的建立，体现了五十年来我国地质工作的进步和发展。”高振西教授健步登上蓟县剖面起点的界碑前，兴致勃勃的向参观者介绍这个剖面的情况和发现剖面的经历。人们无不为我国有这个标准地层剖面并得到保护而欢欣鼓舞。

这方高大的保护区纪念碑，是天津市人民政府设立的。碑体取自保护区内常州沟，是一方近20吨重的、十亿多年前形成的自然石，它仁立在用花岗石迭砌的基座上，显得那般朴实、自然而又庄重。遒劲而俊秀的碑名，为路达所题。碑身背面镶嵌的一方白色大理石上，镌刻着139个隶体金字：“一九八四年十月国务院批准将天津市蓟县中、上元古界地层剖面列为国家自然保护区。一九八五年八月市政府批准市环境保护局、地质矿产局、蓟县人民政府和地矿部天津地矿所《关于蓟县中上元古界国家自然保护区地层剖面划界工作报告》，确定蓟县中上元古界国家自然保护区地层剖面核心保护范围约八平方公里，剖面走向长度约二十四公里，平均宽度三百五十米。蓟县中上元古界国家自然保护区的建立，填补了我国这类自然保护区的空白，对地质和生物进化的研究有着重要意义。”

大地上的“史书”

要了解蓟县中上元古界地层剖面及其意义，首先要从“地层剖面”说起。

大家知道，人类赖以生存的生物圈，是由大气圈、水圈、岩石圈(含土壤层)以及生存于其间的数以百万计的各种生物(动物、植物、微生物)构成的。其中的岩石圈，亦即地球外部的地层，是经过许多万年的沧海桑田之变而形成的。地层在形成过程中，如果没有什么“异外”情况发生，本来会是随着时间的推移，由里及表、依老而新的迭积起来的。也就是说，越是在远古时期形成的地层，越是被覆在地表深处。因而，欲了解这些地层，人们必须采用诸如钻探取样等方式才能识见地层岩石的“庐山真面目”。这不仅十分不便，而且还要受到科学技术和经济代价等条件的限制；何况，人类几乎不可能尽如人意地到埋藏很深很深的地壳深处去随意取样呢?但好在地层如同自然界的一切事物一样，并不是静止的、一成不变的，而是不断地运动着、变化着的，因而往往会有“奇迹”出现。“蓟县剖面”的地层就是这样。这里的地层，在斗转星移的漫长年代里，由于其地质条件发生过多次重大变迁，不但使近万米厚的岩石层上升到地表，而且“仰卧”着；这就是说，这些地层的剖面不仅上升到地表层，而且已经在地表倾斜地坦布开来了。显然，对这样的地层进行科学研究，变得唾手可得。这是“蓟县剖面”的独特处之一。

谈到这里，有必要简单介绍一下“元古界”，以及“中、上元古界”的涵义。大家知道，人类赖以生存的地球，大约已历经了46亿年的历史。而人类的历史，仅仅150万年左右。地质学家在探索地球奥秘的进程中，为了研究的便利，根据地质发展史及重大的构造变动情况，把地球从形成至今，划分为五个阶段(时期)，即太古代、元古代、古生代、中生代、新生代；由于从古生代开始出现了宏观动物化石，故古生代及其以后的地质时期又称作“显生宙”，显生宙之前则称为“隐生宙”。在每个“代”期间，又划为若干个“纪”；“纪”之内又划分为若干个“世”。这便是地质时段的“纪年”。与此地质“纪年”相对应的是，每段时期形成的岩石，分别称其为宇、界、系、统、组。蓟县剖面形成于今前18～8亿年间，在地质时期上属元古代，这一时期形成的岩石相应地称为元古界。元古界的地层岩石，从老而新又分为上元古界、中元古界和下元古界；蓟县剖面的地层属上元古界和中元古界范畴，故有“中、上元古界”之称。

蓟县中、上元古界剖面的突出特点和价值，在于它的典型性，抑或说是标准性。因为就一般的地层来说，在重大的地质事件中，由于地块岩石的挤轧、岩浆的侵入等，都会使其组成、结构等发生相当大的变化，从而失其本来面目。而蓟县剖面的地层，虽历经数亿年的漫长岁月，却基本上维持着原来的自然状态，因而具有其标准性。当今，世界上发现的同一时期的地层剖面并非只此一处，还有前苏联西伯利亚的里菲——文德剖面、美国亚历桑纳州的科罗拉多大峡谷剖面、澳大利亚阿得雷德地区的伊迪卡拉动物化石群等。但里菲——文德剖面的构造变动强烈，地层剖面在地表绵延400余公里；科罗拉多的大峡谷虽然亦发现宏观藻类化石，其种属却不无逊色。唯蓟县剖面的岩层不仅齐全，构造单纯，而且出露连续，整体地层的顶、底部界限完整、清晰，故被国内外地质界公认为同一地质时期的最佳层型剖面之一，推崇其为世界上得天独厚的中、上元古界标准地层剖面。诚如联合国国际地质对比计划(IGCP)项目成员、我国地质学者陈晋镳在天津市人民政府举行的中上元古界国家自然保护区纪念碑揭幕仪式上所吟诗赞颂的：“天开十九亿，生命具倪端；沧海桑田事，独此记录全。”通过对这个标准剖面进行岩石学、古地理、古气候、古地磁、古生物等诸多学科的研究，在探寻地球的形成和演化、生命的起源和进化等方面，都有着重要意义。可见，它是自然界留给人类的珍贵的自然历史遗产。

蓟县剖面是我国地质学家高振西等人发现并率先进行科学研究的。1931年，毕业前夕的北京大学地质系青年学生高振西，沿着燕山山脉作地质考察，徒步跋涉古渔阳大地的山山水水、沟沟壑壑，仅仅凭着地质锤、指南针和放大镜，发现了蓟县剖面的价值。1934年，高振西和熊水先、高平以《中国北部震旦纪地层》为题，在《中国地质学会志》第13卷上披露了研究成果(现称的中、上元古界地层，当时称之为“震旦系”)，首次对蓟县剖面作了科学的描述。

我国著名的地质学家李四光，对蓟县剖面给予了很大的关注和很高的评价。他在1939年于英国伦敦出版的《中国地质学》(英文版)上写道：“蓟县剖面非常优秀，是‘震旦系’的标准剖面，在燕山地区的发育程度，不仅在中国，而且在欧亚大陆上，恐亦无出其右者。”

近些年来，地矿部天津地质矿产研究所(前身为华北地质科学研究所)，对蓟县剖面进行了矿物学、岩石学、地层学、沉积学、火山学、地球化学、有机地球化学、古地磁学、古生物学、同位素年代学、天文地质学、矿床学、大地构造学等多学科研究，取得了引人瞩目的科研成果。

目前，厚达9200米的蓟县剖面，依其地层的“岩性”，由老而新依次划分为三个“系”一级的地层单位，即长城系、蓟县系、青白口系，其间又分为11个“组”，其厚度和岩性如上表。

这些岩石层，有如鱼鳞瓦脊般地坦露在蓟县北部的地表，它象一页页展开来的书册，“读”着它，能够得知今前18～8亿年间的地质奥秘。因此，它被称作携带着“密码”信息的“地书”、“史书”。

丰富的信息

对蓟县剖面的研究，实际上就是对这部“地书”的“判读”，亦即解译它所携带着的丰富的信息“密码”。目前，我国地质矿产科研人员，已经从“地书”里解译出大量“密码”，取得了多学科的科研成果。

对于蓟县剖面地层的划分和其形成年代的标定，是经过几十年的研究，考虑了地层的构成、岩性、岩相以及进行同位素年龄测定之后，于本世纪80年代确定下来的。从而得知，4257米厚的长城系，形成于今前18～14亿年；4569米厚的蓟县系，形成于今前14～10．5亿年；371米厚的青白口系，形成于今前10．5～8亿年。从地层岩石组成情况看，碳酸盐岩占主要地位，为73．53％，渐次分别为：碎屑岩占17．60％，粘土质岩石占7．60％，火山岩和火山碎屑岩占1．27％。可见，蓟县剖面在岩石学上属于碳酸盐“相”。在剖面的不同系、组，由于岩石的发育程度不同，形成了迥异的地貌，如陡峭的山峦，平缓的岗地，起伏的丘陵，拗陷的沟壑，从而使蓟县大地富有自然韵律的山川之美。

显然，岩层的各方面特征，反映着岩层形成的外界环境。蓟县剖面地层属“沉积相”，主要有硅屑岩和碳酸盐岩两大类。具体讲，又有河流相沉积和浅海相沉积之别。例如常州沟组地层，反映着河流相沉积的特征，层面上可见流水波痕和干裂迹象；在大红峪组等的海相沉积中，反映出浅海沉积特征，并可细分为潮间和潮上带沉积，以及潮下带和滨外带沉积，在层面上可见波脊略呈弯曲的不对称波浪或干裂。在高于庄组、雾迷山组、铁岭组和井儿峪组分布着浅海沉积碳酸盐岩层，层面多呈平直状，很少见有起伏。从而得知，在10多亿年前，蓟县一带处于河口和浅海地区。

对蓟县剖面的研究，得知了当时的气候、生物面貌以及地球磁极的变化等状况。例如进行古地磁的研究，是基于当岩石形成时，必然受到地磁场的作用，亦即岩石中磁性颗粒的磁化方向自然地顺着地磁场的方向排列，从而具有一定的剩余磁性，并延续至今。因而通过对岩石磁性的研究，能够得知古代地球磁极(地磁极)的位置；再将不同地质年代的地磁极位置依次连接起来，便得到古地磁学上所称的“视极移曲线”，这对地球物理等的研究，显然很有价值。通过对蓟县剖面岩层的古地磁的研究发现，中、上元古时期，地球北磁极位置处于较大的变化状态。例如，约18亿年前(蓟县剖面开始沉积时)，古北磁极的位置大致在现今的冰岛附近的西经11o、北纬68o一带；尔后(从串岭沟组时期起)逐渐南移，约在今前15亿年前后(即团山子组、大红峪组时期)，古磁极到达现今的苏丹南部；继而向东偏移，到杨庄子组时期，磁极位置在阿拉伯半岛的阿曼东海面一带；继而折向西，经现今的撒哈拉沙漠，转向北西方向，达北美洲东海岸的纽芬兰以东；在铁岭组时期(今前12～10亿年间)，极点再向西北迁移至加拿大的布西亚半岛附近；到井儿峪组时期(8亿年前)，古北地磁极在阿拉斯加北部沿海的西经146o、北纬69o位置。这表明，在中、上元古时期，蓟县剖面所在的华北地区的地块，处于有规律的移动乃至旋转，进行着较大的地质运动。这对于大陆漂移学说的研究，颇有实际意义。科学工作者并且得知，在蓟县剖面形成的约10亿年期间，这一地区长期处于地球低纬度，有时甚至处在赤道附近；尔后，这个地区逐渐向中纬度偏移，直至为较高纬度。从而结合古生物化石等的研究，推论出当时的气候、生物等自然界面貌。

科学工作者研究后得知，元古时期，一年并非为当今的365天，而是500～550天。

生命的起源和演化，一直是人们探索大自然奥秘的重大课题之一。在生命演化的早期阶段，海洋中出现了宏观藻类植物。这是内眼可见的、具有一定形态的海生植物，通常是多细胞的。科学工作者在蓟县剖面的岩层中，发现一种黑褐色炭化薄膜状的藻类化石，1～4毫米大小，呈圆形或椭圆形。小的个体边缘有凸起的窄缘，大的个体周围存在不规则的同心状皱纹。研究认为，这是宏观藻类的典型代表，出现在距今8～10亿年前的古代海洋中。这对于生物学和环境学的研究，显然很有价值。

古微生物学的研究，是探讨细胞起源和进化的重要途径和有效方法，这对于人们进一步了解当时生物圈，可找到重要信息。所谓古生物的研究对象，是指在岩层中保存的古代生物遗体，包括肉眼可见的和经用孢粉学方法处理后借助显微镜观察的藻类或微生物。地矿部天津地矿研究所的古微生物学者，在蓟县剖面今前18～17亿年的串岭沟组岩层中，发现真核生物化石，是世界上目前已发现的年代最早的真核生物化石；在今前16～14亿年的高于庄组地层，找到了螺旋状宏观植物的化石；在今前9～8亿年的井儿峪组地层，发现了“龙凤山植物群”。目前，对蓟县剖面微生物群的研究，已达16个属、28种，分属蓝藻门色球藻科、真枝藻科和颤藻科，绿藻门多毛藻科、鼓藻科、丝藻科和团藻科。这些研究成果，引起国内外有关学者的极大兴趣和关注。特别是在雾迷山组地层发现的藻类微体化石，多属真核生物，其中包括绿藻纲管藻目的两种丝状体藻，以及多毛藻科的震旦塔藻。根据现代藻的研究，从形态上看，塔藻校为“高级”，这在世界上其它相当地层中尚未见有关发现的报导。依此推断，真核生物在地球上出现，至少应在20亿年之前，而非国外有人估计的仅仅出现在15亿年前或不早于10亿年前。另外，从蓟县剖面的沉积情况看，已有碳酸盐大量出现，这是当时大气圈与水圈在演化上发生突变的重要标志；因为碳酸盐的沉积与二氧化碳有关，而二氧化碳的消长又与光合作用相关，由此可知，碳酸盐的出现与生物的演变之间有某种联系。这对生物学、生态学的研究，无疑提供了一定的科学佐证。

另外，在蓟县剖面中还发现相当丰富的矿产资源。这些矿物的形成，大都需要特定的环境条件。因此，对这个标准剖面的成矿研究，在层控矿藏的找矿方面，无疑具有可资参照的实用价值。

科研人员还在蓟县剖面的岩石中，分离出久远年代的“天外来客”——宇宙尘……

同人类对自然界某些研究和认识一样，目前对蓟县剖面的研究，只是初步认识而已。更多的奥秘，还有待今后的更广泛深入的研究，才能被揭示出来。这也正是如今保护这个标准地层剖面的长远意义所在。

保护区的创建过程

——1978年，中国地质科学院天津地矿研究所在蓟县剖面各系、组界限设置界碑。

——1979年，中国地质科学院天津地矿所向天津市人民政府报告，申请保护蓟县剖面。

——1981年，蓟县人民政府颁发蓟政[1981]85号文件，明令“天津地质所设有标志的地球严禁开采(山石)”。

——1982年，天津市环境保护局在蓟县举行第一次自然保护工作座谈会。会后，以津环保调[1982]115号文件，向天津市人民政府呈报关于建立蓟县剖面自然保护区的意见。

——1984年，天津市人民政府以津政报[1984]22号文，向国务院请示，建议将蓟县中、上元古界地层剖面列为国家级自然保护区。同年10月18日，国务院以(84)国函字148号文件批复天津市人民政府，“同意将蓟县中、上元古界地层剖面列为国家级自然保护区”。

——1985年7月5日，天津市人民政府以津政发[1985]123号文批准建立保护区管理所(1989年升格为管理处)；1985年8月19日，以津政函[1985]41号文批准市环保局、地矿局、蓟县人民政府和天津地矿所上报的蓟县剖面的核心保护范围及保护原则。10月2日，天津市人民政府在常州村为保护区纪念碑举行了揭幕仪式。

——1986年，保护区管理所在蓟县剖面核心保护区边缘设置永久性界碑。

 
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