世界地質(zhì)公園是以其地質(zhì)科學(xué)意義、珍奇秀麗和獨(dú)特的地質(zhì)景觀為主,融合自然景觀與人文景觀的自然公園。世界地質(zhì)公園,顧名思義,就是要有世界級(jí)價(jià)值的地質(zhì)景觀,那天柱山世界地質(zhì)公園有哪些比較珍貴的地質(zhì)遺跡呢?
一??大別山超高壓變質(zhì)帶
傳統(tǒng)的板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為大陸地殼由于其密度低,不可能俯沖到高密度的地幔中。板塊構(gòu)造學(xué)說提出以來,洋殼能夠俯沖到地幔深度進(jìn)而引起殼幔物質(zhì)循環(huán)這一理論逐漸被人們接受。與洋殼相比,陸殼由于密度較低,因此曾被一度認(rèn)為不太可能俯沖到地幔深度。上世紀(jì)八十年代,Chopin (1984) 和 Smith (1984)分別在阿爾卑斯和挪威的陸殼巖石中,發(fā)現(xiàn)了超高壓礦物柯石英的存在,改變了巖石學(xué)家對(duì)陸殼變質(zhì)作用極限的認(rèn)識(shí),進(jìn)而證明了大陸地殼曾經(jīng)俯沖到地表以下大于 80 km 的地幔深度并折返回來(Chopin, 1984; Smith, 1984)。這些發(fā)現(xiàn)在全球引發(fā)了超高壓變質(zhì)和大陸深俯沖研究的熱潮,在隨后的 20 余年中,世界范圍內(nèi)在大陸變質(zhì)帶中發(fā)現(xiàn)的柯石英、金剛石或其他超高壓礦物組合,進(jìn)一步證明并確認(rèn)密度低的陸殼能俯沖到?80-200km 甚至更深的深度。
大別-蘇魯造山帶,作為中國(guó)境內(nèi)最大的超高壓變質(zhì)造山帶,已成為全球超高壓變質(zhì)研究的經(jīng)典地區(qū)。1987年許志琴在天柱山世界地質(zhì)公園菖蒲碧溪嶺處發(fā)現(xiàn)含柯石英榴輝巖,這在亞洲是首例,全球第3例,這拉開了中國(guó)超高壓變質(zhì)研究的序幕,1992年徐樹桐在天柱山世界地質(zhì)公園新店處發(fā)現(xiàn)含金剛石榴輝巖,這在變質(zhì)巖中第2例,榴輝巖中首例,再次震驚學(xué)術(shù)界。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)不失時(shí)機(jī)地抓住這一國(guó)際前沿問題,啟動(dòng)了“八五”重點(diǎn)項(xiàng)目大別山-蘇北-膠東南超高壓變質(zhì)巖帶及其大地構(gòu)造意義(1992-1995)、“九五”重大項(xiàng)目超高壓變質(zhì)作用與碰撞造山帶動(dòng)力學(xué)(1997-2001),1999年國(guó)家科技部重資啟動(dòng)了“大陸深俯沖作用”研究項(xiàng)目,同時(shí)國(guó)土資源部和中國(guó)科學(xué)院設(shè)置了相關(guān)研究項(xiàng)目,中國(guó)的超高壓變質(zhì)巖研究逐步發(fā)展到大規(guī)模、多學(xué)科的綜合性研究項(xiàng)目。
大別-蘇魯造山帶呈東西向分布,覆蓋我國(guó)中東部的湖北、河南、安徽、江蘇、山東五省,是世界上規(guī)模最大(30,000 km2)、保存最好的超高壓變質(zhì)地體之一。大別造山帶的超高壓巖片整體經(jīng)歷了三疊紀(jì)的大陸深俯沖事件,即包括榴輝巖、片麻巖及碳酸鹽巖等在一起俯沖到了地幔深度然后整體折返,而后郯城-廬江斷裂帶(郯廬斷裂帶)使之向北走滑約 550 km,進(jìn)而形成了今天的大別 -蘇魯造山帶地質(zhì)構(gòu)造。
紅色框范圍內(nèi)分布天柱山世界地質(zhì)公園超高壓變質(zhì)巖經(jīng)典露頭
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天柱山世界地質(zhì)公園是全球矚目的大別-蘇魯造山帶的重要地段,公園內(nèi)的超高壓變質(zhì)巖主要出露在野寨、新店、五廟、菖蒲碧溪嶺、韓長(zhǎng)沖(雙河)等處,分布有含金剛石榴輝巖、含柯石英榴輝巖、大理巖中的榴輝巖、片麻巖中的榴輝巖、硬玉石英巖、石榴橄欖巖等眾多高壓-超高壓變質(zhì)巖,是大別山超高壓變質(zhì)帶立典之地。其中碧溪嶺巖體是世界上出露規(guī)模最大的榴輝巖體,韓長(zhǎng)沖(雙河)是是大別造山帶中研究較為全面的榴輝巖經(jīng)典露頭之一。
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碧溪嶺榴輝巖巖體
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新店榴輝巖巖體
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韓長(zhǎng)沖(雙河)經(jīng)典露頭-大理巖中的榴輝巖
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2016年全國(guó)變質(zhì)巖大會(huì)會(huì)后在五廟考察片麻巖中的榴輝巖
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國(guó)外專家組在韓長(zhǎng)沖(雙河)考察
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二?古新世潛山動(dòng)物群
???? 6600萬年前??颂K魯伯小行星的撞擊在地球上產(chǎn)生了一個(gè)巨大的隕石坑,造成陸地和海洋生物大量滅絕,學(xué)術(shù)上稱為白堊紀(jì)末滅絕事件,這個(gè)滅絕事件標(biāo)志著中生代的結(jié)束,之后地球便迎來了新生代。新生代分為三個(gè)紀(jì)七個(gè)世,分別是古近紀(jì)(古新世、始新世、漸新世)、新近紀(jì)(中新世和上新世)和第四紀(jì)(更新世和全新世)。
作為白堊紀(jì)末大滅絕后的第一個(gè)時(shí)代,古新世距離白堊紀(jì)末大滅絕僅數(shù)百萬年,地球的生態(tài)系統(tǒng)中充斥著諸多尚未被填補(bǔ)的空位,大劫難后的哺乳動(dòng)物開始出現(xiàn)了演化輻射,雖是一種笨拙且嘗試性的形式,但足以預(yù)示一個(gè)哺乳動(dòng)物多形性的黃金時(shí)代即將來臨。
潛山盆地是亞洲為數(shù)不多的早、中古新世脊椎動(dòng)物化石記錄之一,上世紀(jì)60,70年代,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所開展了大規(guī)模的、歷時(shí)10年之久的華南紅層考察研究工作,在廣東南雄、安徽潛山、江西池江發(fā)現(xiàn)了舉世矚目的古新世哺乳動(dòng)物群。研究成果獲獎(jiǎng)眾多。到目前為止,在潛山盆地早、中古新世地層已發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)物化石點(diǎn)40余個(gè),已經(jīng)報(bào)道的脊椎動(dòng)物化石包括爬行動(dòng)物13種、鳥類2種和哺乳動(dòng)物47種,三大類共計(jì)46屬62種(含9個(gè)未定種)。
???上:東方曉鼠、安徽模鼠兔?化石和復(fù)原圖
?????????下:痘姆響蜥、李氏皖水雞??化石和復(fù)原圖
潛山動(dòng)物群保存在盆地中的望虎墩組和其上沉積的痘姆組的沉積巖中,為了解6000多萬年前的脊椎動(dòng)物演化歷史打開了一扇窺視之窗。古生物學(xué)家基于在潛山盆地發(fā)現(xiàn)的東方曉鼠和安徽模鼠兔化石研究了嚙齒類動(dòng)物和兔型類動(dòng)物的起源,認(rèn)為曉鼠和模鼠兔代表了嚙齒類和兔形類的祖先類型,同時(shí)指出東亞是嚙齒類和兔形類的起源地,這一研究發(fā)現(xiàn)為全世界科學(xué)家們廣泛引用,潛山盆地獨(dú)特的動(dòng)物群是全面認(rèn)識(shí)全球古新世陸地生物群面貌不可或缺的組成部分,同時(shí)眾多原始類群的出現(xiàn)對(duì)于研究相關(guān)類群的起源、早期演化與遷徙具有重要的意義。
古生物學(xué)家在赤陡坎化石點(diǎn)考察
????? 2011年天柱山加入世界地質(zhì)公園大家庭后,潛山盆地部分化石產(chǎn)地納入地質(zhì)公園范圍,在原國(guó)土部、財(cái)政部的支持下,天柱山管委會(huì)組織實(shí)施了天柱山世界地質(zhì)公園古新世哺乳動(dòng)物群化石產(chǎn)地保護(hù)項(xiàng)目。重點(diǎn)實(shí)施了古生物化石資源調(diào)查與研究、產(chǎn)地保護(hù)建設(shè)、標(biāo)本保護(hù)、科普宣傳、開發(fā)與利用等5項(xiàng)工程,公園范圍內(nèi)的古生物化石的保護(hù)工作卓有成效。同時(shí)天柱山地質(zhì)公園承擔(dān)了潛山盆地化石的科普科研、宣傳等工作。
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在三連塘化石點(diǎn)開展搶救性發(fā)掘
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徐大屋化石點(diǎn)(黃鋪鎮(zhèn)黃鋪村)? ?
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楊小屋化石點(diǎn)航拍圖
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楊小屋化石點(diǎn)科普長(zhǎng)廊
?三?花崗巖地貌
天柱山兼具著山之雄、峰之峻、洞之幽、崖之險(xiǎn)、石之怪與水之秀,集花崗巖之美于一身,值得反復(fù)品味。天柱山的花崗巖地貌可以用三句話來概括:“神”?造秀峰、“天”壘奇景、“地”設(shè)巧石?!吧瘛痹煨惴逯傅氖沁@里的峰林景觀;“天”?壘奇景則形容花崗巖崩積景觀;“地”設(shè)巧石則對(duì)應(yīng)天柱山以石蛋為典型的象形石景觀。這三種花崗巖地貌的組合加上峽谷和水文地質(zhì)景觀,共同形成了天柱山區(qū)別于其他花崗巖地貌的識(shí)別碼,具有獨(dú)特的魅力。2010?年,原國(guó)土資源部發(fā)布的地質(zhì)遺跡分類表中,將這種類型的花崗巖地貌命名為“天柱山型”,這里也成為“天柱山型花崗巖地貌”的命名地。
公園的峰林景觀主要分布在天柱山主景區(qū)。天柱山擁有千米以上奇峰?47 座,組成氣勢(shì)磅礴的連綿峰巒。根據(jù)其形態(tài)的不同,可分為柱狀峰、錐狀峰、穹狀峰和脊?fàn)罘濉H悍逯g峽谷幽深,峰體以及峽谷兩側(cè)絕壁常常有奇松怪石相綴。季相變換,景區(qū)常有佛光、紫氣、日出、日落、云海、晚霞、霧淞和雪霽等奇觀出現(xiàn)。
飛來峰(穹狀峰)
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覆盆峰(穹狀峰)
??????天柱山多洞,也有很多以洞命名的景點(diǎn)。這些洞是山體崩解后,垮塌下來的巨大巖塊相互壘疊搭連所形成的棚洞。在地貌上又稱為“疊石洞”和“石棚”,它們是一種花崗巖崩塌堆積地貌。花崗巖本身發(fā)育的節(jié)理和裂隙,加上斜貫天柱山地區(qū)的郯廬斷裂帶持續(xù)活動(dòng),就易造成山峰的崩塌和解體,尤其是高大孤立的尖峰、纖細(xì)的石柱,極易在地震中崩裂墜落。這些崩落的巨大巖塊大量堆積山麓,便形成這里獨(dú)特的崩積巷谷、棚洞等景觀。
崩塌疊石地貌典型代表-天柱山神秘谷
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鸚鵡石
皖公神像
石蛋是花崗巖地貌區(qū)較為常見的景觀,石蛋在天柱山大面積分布,主要受到這里巖體中的幾組節(jié)理控制。花崗巖所特有的球狀風(fēng)化,就是沿四方體的棱角風(fēng)化剝落,導(dǎo)致巖石在原地越變?cè)叫?#xff0c;越來越圓,最終狀如巨卵。石蛋主要分布在山頂或山坡,以天柱山的東部環(huán)線分布最為集中。尤其是天柱峰至青龍背,山脊頂上幾乎全被石蛋所覆蓋。除了壘疊成峰的巨型石蛋,這里還有大量中等、小體量的石蛋,或如人似物,千奇百態(tài),詭異怪誕,意趣無窮。構(gòu)成天柱山一絕——巧石大觀園。(文:程小青,圖:王立新、余國(guó)盛、程小青、宋斌)