地学科普▕ 王屋山-黛眉山世界地质公园

2016-05-31 22:39  来源:中国岩土网  阅读:4541
地学科普不是对神话故事、 历史传说的解说,不但要讲解地球科学知识,而且还要用通俗易懂、活泼生动的语言来描述生涩枯燥的地学术语,以期提高公众科学素养、打造地学旅游形式、增强地质遗迹保护意识!文章以王屋山-黛眉山世界地质公园为例,介绍了几例典型的地质遗迹,不求专业、力求易懂。随着 全民科学素质行动计划纲要实施方案(2016—2020年)【国办发〔2016〕10号】的全面实施,相信地学科普事业将大有所为!

地学科普王屋山-黛眉山世界地质公园

(yds911)

§引言

郎景和院士说,科普是科学家的责任;我说,科普不仅仅是科学家的责任。科学家把自己的研究成果奉献给人民、用于造福社会,这是其职责所在,但科学家们的队伍、时间、精力毕竟有限,无法将科普工作触及到各个角落,这就需要一批志愿学习科学、传播科学的队伍参与到科普大军中,谓之科普志愿者!两者的区别在于,科学家团队即生产科学、又普及科学;而科普志愿者团队是在学习科学后,再传播科学。

随着当前人类与地球关系的变化、公众旅游观念的转变、对自然科学的探索、对地学知识的渴望,使得地学科普工作正在逐步升温;在不久的将来,地学科普对提高公众科学素养、改变公众旅游方式、打开自然科学科普新局面的贡献效果将逐步显现。

地质公园肩负着保护地质遗迹、普及地学知识和促进经济发展的重任,在普及地学知识方面,除了地质公园博物馆承载的地学科普功能外,地质公园尚应开展其他贴近社会、贴近生活、多种多样的地学科普活动,以履行普及地学知识的社会责任;目前各大地质公园开展的“科普志愿者训练营”即为一种形式活泼、效果明显的科普活动,将陆续培养出一大批科普志愿者,通过科普志愿者队伍,传播地学知识。

作为一位地质人,有责任、有义务为地学科普事业贡献绵薄之力,与地学科普共同成长。

§正文

王屋山—黛眉山世界地质公园位于河南省济源市和新安县。总面积为986 km2,包括天坛山、封门口、黄河三峡三个园区。公园的大地构造位置位于华北陆块南缘,地学内涵十分丰富。太古宇、元古宇、古生界、中生界和新生界地层云集于此,有3个群级层型剖面和23个组级层型剖面在王屋山地区命名。构成了记录这里亿万年沧桑演变和地理环境变迁的活字典。尤其是前寒武纪发生在王屋山地区的中条运动(18亿年前)和王屋山运动(14.5亿年前)等地质事件和新生代发生在八里峡—三门峡的黄河贯通事件等,对追溯整个华北陆块乃至全球的地质演化历史具有重要意义。

图一      地质公园各园区分布图

图一      地质公园各园区分布图

发生在距今25——14.5亿年之间,位于豫陕裂谷系中条山——王屋山“人”字型三叉裂谷内,在裂谷内形成的古元古界银鱼沟群变质岩、中元古界西阳河群火山岩以及这一时期发生的中条运动、王屋山运动等,为研究古大陆的裂解和拼合过程提供了直接的证据,具有世界对比意义。

山体内发育着集典型、稀有、系统、完整性于一身的不可再生的珍贵地质遗迹,是研究地壳演化规律、追溯地球演化历史的理想场所。本区出露的太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代五个地质历史时期的沉积和构造,清晰地保存着发生在距今25亿年、18亿年、14.5亿年、8.5亿年前分别被命名为:“嵩阳运动”、“中条运动”、“王屋山运动”和“晋宁运动”的四次前寒武纪造山、造陆运动所形成的角度不整合接触界面及构造形态遗迹。

园区内地质遗迹之多、意义之大、类别之丰富,不是三五篇科普文章能够介绍的了的,为突出重点,这里不泛泛而谈,仅介绍几例典型的地质遗迹,不求专业、力求易懂。

  (一)天坛山——王者之山,方山地貌:方山又名桌状山,它的特点是顶平壁陡,四周为断崖围限。天坛峰(海拔1715米)就是一座典型的方山地貌景观,峰体主要由距今12亿年前后的中元古界紫红色石英砂岩和砾岩构成,因其产状平缓,不易受侵蚀,覆盖在高高的山顶起着保护层的作用,从而造就出天坛山高贵典雅、气度非凡、状如王者之屋的宏伟气势。

图片未命名

图二       天坛山主峰远景

(二)王屋山运动:在华北大陆地质发展史上,大约在距今14.5亿年前后,有过一次十分重要的造山运动,通过这次造山运动,华北各陆块最终拼合到一起,形成稳定的华北古大陆,并一直延续至今,地质学家把这次造山运动命名为王屋山运动,是中国王屋山—黛眉山世界地质公园内唯一一个以王屋山自身命名的造山运动,这次运动在熊耳山地区称为熊耳运动,在山西垣曲地区称为垣曲运动。公园内的小沟背、黄北角等地,清晰地保存了记录这次造山运动过程的不整合面,它就是17亿年前形成的火山岩(西阳河群)与14亿年前后形成的河流相沉积砾岩(小沟背组)之间的不整合面。

图三      王屋山造山运动将河流相沉积岩抬升至山顶

图三      王屋山造山运动将河流相沉积岩抬升至山顶

(三)小沟背组地层:小沟背组地层是在小沟背古裂谷充填背景下形成的小沟背组河流相残坡积相沉积砾岩,其中的大多数砾石都是由距今约14亿年前的火山喷发凝固而形成的,后经沉积作用固结成岩;这一地层与下伏距今约20亿年古元古界银鱼沟群的灰白色石英岩间,形成角度不整合面,这一角度不整合面代表了约5亿年的沉积间断(见图五)。

图四        小沟背组地层剖面

图四        小沟背组地层剖面

图五    王屋山运动角度不整合示意图

图五    王屋山运动角度不整合示意图

(注:①为银鱼沟群石英岩,②为小沟背组砾岩,③为中元古界粗砂岩,红线示意角度不整合面)

(四)封门口断层:所谓断层就是岩层形成断裂并产生错移,错动面就称为断层(非地学专业人员请看图七)。封门口断层西起山西垣曲县,东到河南济源市,境内长度约60Km。该断层错断了前寒武系及上古生界地层,为一正断层。断层以北,断块隆升形成了雄伟的王屋山;断层以南,断块下降形成了波状起伏的低山丘陵。

图六         封门口断层位置示意图

图六         封门口断层位置示意图

图七         各类型断层示意图

图七         各类型断层示意图

(五)黄河演化:黄河是中华母亲河,是人类文明的发祥地。数十年来,经过中国地质学家的不懈努力,从黄河流域的大量湖泊沉积物中,从河谷两侧的河流阶地上,获取了大量黄河形成的地质信息。经过对这些信息的综合分析研究,最终得出:黄河的形成是基于上游若干个古湖泊的贯通,位于最下游的湖泊群,称为古三门湖;受新生代以来的新构造运动的影响,黄河大断层复活,断层以南强烈上升,形成黛眉山,断层以北相对下降,形成黄河谷地,古黄河沿着黄河谷地自东而西溯源侵蚀,并最终贯通古三门湖;于大约在距今15万年前后,古三门湖贯通八里峡——三门峡,东流入海。在黄河贯通过程中,位于王屋山—黛眉山世界地质公园的八里峡是一个重要的节点。

图八      现今黄河某处断面示意图

图八      现今黄河某处断面示意图

(六)八里峡的贯通:黄河横跨我国构造地貌上的三大地貌阶梯,自西向东逐渐降低,蜿蜒曲折。对黄河的研究长期以来备受中、外地质学家关注,黄河八里峡的贯通是现代黄河形成与演化的关键,其贯通对研究黄河的发育史,解决中游岩石侵蚀和下游日益严重的断流、悬河及洪水等问题具有重要的理论和现实意义。

图九      八里峡位置示意图

图九      八里峡位置示意图

(七)五代同堂:在王屋山—黛眉山世界地质公园范围内,地质史上的太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代的地层和岩石均有出露,被地质学界称为“五代同堂”。

(八)波痕沉积:波痕是水体在流动的条件下,砂质在层面上迁移而保存在岩层层面上的一种行迹。根据成因可分为流水波痕、浪成波痕、复合波痕、孤立波痕、风成波痕和改造波痕。

图十       波痕沉积地质遗迹(水平)

图十       波痕沉积地质遗迹(水平)

(九)波痕崖:是崩塌背景下,由于崖壁的整体滑落,导致原来近于水平产状的岩层直立,层面成为崖面,层面上发育的波痕形成了罕见的“波痕崖”景观。

图十一       波痕沉积地质遗迹(竖向)

图十一       波痕沉积地质遗迹(竖向)

(十)天碑石:天碑高达50余米,是一个巨型崩塌岩块。由于崩塌时的位移,原来近水平产状的岩层此时呈直立状,巍然耸峙在峡谷一侧,高大雄伟、气势恢弘,一景多变,步移景换,从不同角度仰望,或苍鹰、或飞鸟、或飞鱼、或刀背、或天碑,大自然赋予其无限美感。

图十二       天碑石(崩塌地质遗迹)

图十二       天碑石(崩塌地质遗迹)

(十一)水往高处流:这一段河谷正好垂直于地层的走向,岩层的倾向与水流的方向相一致,在峡谷里,游客总是把地层的层面误以为水平面,并作为参照物。由于河流的坡度小于地层的倾角,就会产生水往高处流的视觉误差。(非地学专业人员请看图十四)

图十三       水往高处流照片

图十三       水往高处流照片

图十四       岩层产状地质术语释义图

图十四       岩层产状地质术语释义图


      (十二)佛光罗汉崖:此处崖壁是由质地致密的中厚层石英岩状砂岩和质地松散的薄层状泥质砂岩互层组成。中厚层的石英岩状砂岩层内柱状节理十分发育,形成了垂直岩层的一根根石柱,砂岩的球状风化作用,使石柱酷似罗汉造型;光线的反射作用,使数百个发出闪闪金光的罗汉分四层整齐地排列在崖壁之上,形成这一处罕见的自然奇观。

图十五       佛光罗汉崖

图十五       佛光罗汉崖

(十三)天书石:天书石是由于差异风化所形成的一种景观。在黛眉山地区中厚层石英砂岩的层面上,常常会有薄层状的泥质砂岩或泥质粉砂岩,崩塌暴露地表,在差异风化作用下,一部分风化流失,一部分残留下来形成各种不同类型的图案。“一人一石”是其中最为典型的图案。

图十六   差异风化地质遗迹

图十六   差异风化地质遗迹

(十四)淬碎熔岩:这种具有环状构造的岩石,是古火山喷发的炽热熔岩流入水中,由于熔岩温度较高,遇水迅速冷却,致使熔岩外壳快速变硬,同时,这层外壳又由于冷却收缩及内部压力作用而发生破裂,壳内岩浆溢出后重新冷却,如此周而复始,就形成我们今天所见到的环状构造,具有这类构造的岩石即称之为“淬碎熔岩”。

图十七         淬碎熔岩地质遗迹

图十七         淬碎熔岩地质遗迹

(十五)枕状熔岩:是炽热熔岩流在水下流动或喷发的结果。熔岩流在水下凝固时,表面首先形成硬壳,然后由于冷却收缩以及内部压力挤压发生破裂,致使内部未凝固的熔浆又从裂隙中流出,形成另一个椭球硬壳,如此反复进行,就形成了我们现在所看到的枕状构造。

图十八        枕状熔岩地质遗迹

图十八        枕状熔岩地质遗迹

(十六)河蚀地貌-壶穴谷:距今大约260万年以来,区内受新构造运动影响,地壳强烈上升,加之区内雨量充沛,地表径流发育,湍急的水流受节理和层面倾向控制,形成扰流和螺旋状涡流,带动砂石在不平坦的河床上如旋涡般钻挖形成一系列壶穴。在经历造山运动后,河床抬升、河流下切,原本位于河床的壶穴被破坏、抬升至崖壁,形成壶穴谷。

图十九        河蚀地貌-壶穴(河床)

图十九        河蚀地貌-壶穴(河床)

图二十        河蚀地貌-壶穴(崖壁)

图二十        河蚀地貌-壶穴(崖壁)

§后记

从2001年首批国家地质公园的出现、2004年首批世界地质公园的诞生,直至目前,我国已有国家地质公园220余家、世界地质公园30余家;十余年间,各大地质公园为地学科普事业做出了一定的努力,同时也为发展旅游、促进地方经济发展做出了积极贡献。但地质公园的建设方向、工作重心,要从发展旅游、促进地方经济发展转移到普及地学知识上,通过科普教育提升民众的地学认知水平,为有效保护地质遗迹创造前提,以全面实现建立地质公园的三个主要目的。甚至可以将“开展科普教育”纳入申报地质公园评审和地质公园中期评估审查等重要评审程序中,亦或将地质公园的科普教育工作检查作为一项专项检查,以监督地质公园落实科普教育,督促他们加强科普教育意识,使他们重视科普教育。

地球科学知识在今天已经不能只是附加品,它是我们生活的一部分。地学科普不是对神话故事、 历史传说的解说,不但要讲解地球科学知识,而且还要用通俗易懂、活泼生动的语言来描述生涩枯燥的地学术语,这就需要讲解人员有一定的地学背景,能够探清各地质遗迹和地质现象的科学内涵,才能真正达到地学科普的效果。故应培养一批地质学、 地貌学、 地理学、 生态学、 环境保护等各类专业既有科学素养, 又有文学素养的高层次科普人才, 为地学科普编制科普教材、科普读物、科普宣传册等材料, 从而提高科普作品水平、丰富作品的表现形式,把地学科普创作水平推向一个新的高度。有了科普人才队伍、科普作品还不够,要积极开展以地学科普为主题的各类展览、 主题日、 旅游节、科普讲座等活动,以及借助报刊书籍、宣传手册、 电视、 网络、海报、邮票、日历和明信片等媒介,大力宣传、科普地学知识,以提高公众科学素养、打造地学旅游形式、增强地质遗迹保护意识!

地学科普的产业化是未来的方向,地学科普的重要目标是文化的繁荣,而这个繁荣,有赖于科普产业化;地学科普,在获取社会效益的同时,也应该能够产生巨大的经济效益!



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我有话说

全部评论(8)

  • 八月照相馆发表于 02月22日 15:58中国基础施工领导者!
  • 挺好的啊
点评:
  • 追风追梦发表于 12月07日 08:30张向文
  • 感谢分享,把地学科普与旅游学科结合来进行,是比较适合大众的,也是比较容易接受的。
点评:
  • hongliu69发表于 10月12日 19:38这家伙很懒,没有个性签名!
  • 好文章
点评:
  • lqh5552发表于 06月20日 23:11这家伙很懒,没有个性签名!
  • 好的
点评:
  • hansj发表于 06月12日 09:49这家伙很懒,没有个性签名!
  • 感谢张总分享!
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  • cheungfong发表于 06月02日 11:25这家伙很懒,没有个性签名!
  • 顶一个!
点评:
  • eslife发表于 06月01日 12:08这家伙很懒,没有个性签名!
  • 张总的,必须顶一个
点评:
  • cheungfong发表于 06月01日 11:36这家伙很懒,没有个性签名!
  • 附件在哪里?
nhq198发表于06月02日 17:07

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张石友

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