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山西省阳泉市一个地学故事遍地的地方

  • 2020-01-12 22:30:45
  • 来源:地学科普旅游之窗
  • 作者:章秉辰
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3、令人震撼的大型硅化木化石群水泉沟裸露的密集分布的硅化木化石 水泉沟密集分布的硅化木化石定向排列 荫营剖面上裸露的密集分布的硅化木化石 三泉村硅化木 4、二叠纪世界上四大植物群之一的华夏植物群5、腕足与海百合争芳斗艳的古无脊椎动物化石古无脊椎动物化石6、河、湖、海、沼泽环境多变,不同的地层诠释着不同的环境故事二叠纪含煤剖面 冲刷不整合界面7、矿山环境治理诉说着绿水青山的故事桃林沟景区 8、阳泉的石头会说话,阳泉的石头故事多钱石灰岩—海百合化石完整的海百合动物9、 “中共第一城”,也在讲述阳泉的矿业故事中共第一城雕塑 10、地球不是祖先遗留给我们,而是我们向子孙后代借用的
山西省阳泉市古称“漾泉”,地处山西省中东部,黄土高原东缘,北与忻州市毗邻,东隔太行山与石家庄市相望,西接太原市,南邻晋中市,因地处太原、石家庄两个省会城市的中间位置,两地相距均为100公里,有三晋门户,山西的东大门等称谓,是一座以煤炭为基础发展起来的新兴工业城市。

百团大战纪念广场鸟瞰阳泉市

2019年岁末,我应邀前往阳泉考察硅化木。去阳泉之前,我对阳泉可谓是一点都不了解,仅仅知道哪里有一个中国北方最大的娘子关泉,比山西与河南交界处的三姑泉要大许多,临时百度了一下阳泉,知道了大概的位置。听说阳泉有许多的硅化木,出于对古生物的爱好,和我近年来对华夏植物群的研究,更想看看山西高原上的化石出露情况。
到了阳泉,认识了阳泉,发现了阳泉的与众不同,这里真是一个遍地都有地学故事的地方。我的故事还得先从一个阳泉小伙子的化石情缘讲起。

领着我考察阳泉化石的小伙子,大家都叫他小白,他领着我们满山跑,介绍起来每一处的化石出露情况和种类,简直是如数家珍一般,给我的感觉他就如阳泉市的一张活地质图。我对他对专业知识的熟知所惊叹,真的许多地方比搞地质的专家都专业。后经同行的领导介绍,我才对小白有了初步的了解。
小白在研学讲解
小白在研学讲解水泉沟剖面一角
1、“阳泉化石第一人”奇人奇事
小白,名叫白志君,2019年2月,他被阳泉市政府采用“一人一策”“一事一议”的专业技术人才引进方式,从一名煤矿钻机队队员,正式进入市规划和自然资源局,成为一名地质环境与采矿检测中心职员。据介绍他共收集阳泉市范围内的植物化石标本就有189种、海洋动物化石标本165种、个人拥有化石标本总量1万余件。
回到家后,我从网上了解了更多关于白志君的奇人奇事。
他痴迷于化石,从业余爱好到专业研究,得益于山西地质博物馆等机构及专家给予的帮助与支持。一些专家老师每次到阳泉都会带古植物学及地质专业的书籍送给白志君。还有很多来自不同领域的化石爱好者不时来造访和他切磋。2012年,中国科学院南京地质古生物研究所的专家专程来到阳泉,参观他的古生物化石“家庭博物馆”。同年,山西地质博物馆的专家也来到阳泉与白志君进行交流。日积月累的学习与交流,白志君对古化石的采集有了更多的专业知识支撑。遇到不明白的问题,他就将采集的标本送给专家研究,希望能够得到解答。
2、水泉沟一个科学价值放光芒的地方
阳泉市水泉沟是我考察的第一个点,这里是一处著名的地质剖面所在地,李希霍芬曾在此地考察过煤铁资源;李四光曾多次考察并在此命名三层石灰岩;范炳恒曾在此采集腕足动物化石125种……早期大量地质文献曾将此处作为华北一处标准剖面对比研究;煤炭专业学校曾将此地作为野外实习基地……《山西的石炭纪》一书评价水泉沟为紧次于华北石炭纪二叠纪标准剖面太原西山的太原组地质剖面。





在水泉沟村一带1km2范围内出露超过30颗硅化木化石,其直径为30-70cm,可见长度0.5-4米;这些化石均为顺层产出,密集分布,属于异地埋藏类型。







距离水泉沟剖面被1公里左右的一个煤矿露天采坑旁,数颗硅化木平躺在下往已经废弃的露天煤矿采坑的路上,沿着它的埋藏走向,可能还有更多颗硅化木已经被采坑破坏不复存在。
水泉沟掌南采坑边残留硅化木化石群

荫营镇一带0.5km2范围内出露超过100颗木化石,其直径10-100cm,可见长度0.3-5米。这些大型硅化木埋藏在灰黄色细粒晶体质层凝灰岩中,局部含燧石质小砾石,至顶部渐变为硬砂岩(黄大肚砂岩),由此,推断形成这些硅化木化石群的时期,区域上一定是发生了强大的火山喷发事件,这些巨大的树木一定是受到这些恶略极端天气的影响,被强大的洪水与泥石流搬运到了这里被埋藏并保存为化石,期间发生的故事还有待去进一步研究和深入探秘。这里是我国太原组中数量最多、保存最好的大型硅化木化石群,具有极高的科研及科普价值。 
荫营剖面上裸露的密集分布的硅化木化石



三泉村硅化木,距离荫营剖面不足1公里的公路旁,一处待见的小公园边,刚刚发掘出一颗巨大的硅化木,鉴于改硅化木的位置和规模,地方政府计划原地保护,开发旅游。


阳泉的华夏植物群化石是典型的二叠纪华夏植物群,这些典型的植物化石以我国和亚洲东部最为发育,所以称为“华夏植物群”,是当时世界上四大植物群之一,在水泉沟及周边地区发育极其丰盛,十分完整的展示了华夏植物群的独特面貌。根据近年来大量的综合对比研究资料,阳泉华夏植物群已知植物化石至少在22层以上。植物化石中蕨类植物门及裸子植物门的种子蕨、科达类等高等植物及其孢粉最为丰富,低等植物轮藻类化石也有发现。阳泉的古植物化石吸引了许多中外学者进行研究,这些古植物化石含量丰富,具有极强的科普旅游价值。
华夏植物群部分化石

如果说硅化木和植物化石主要保存在这里的砂岩和泥岩中,那么与砂岩泥岩交互产出的石灰岩层中,则是富含了大量的动物化石中蜓、牙形刺、腕足类、珊瑚等,其他的有孔虫、瓣鳃类、腹足类、苔藓虫、鲎、海百合、头足类、介形虫类、三叶虫等门类化石亦有相当数量的代表。


阳泉一带的太原组地层,下部为湖田段:岩性为褐红色、褐铁矿(硫铁矿),上部为灰色、灰白色致密状铝土岩,顶部见有鲕粒。横向层位稳定,厚度4.95~15.66 m,变化较大,其产出形态呈蜂窝状、透镜状。铁矿主要发育于和顺县李阳以东,阳泉有零星分布;而铝土矿主要发育于阳泉,成为全省主要铝业基地,由铁矾土、高铝粘土、硬质粘土、耐火粘土和粘土组成。中上部:为灰黑色泥(页)岩、碳质页岩、砂质页岩、粉砂质泥岩夹灰白、灰黄色中-厚层细-中粒石英(杂)砂岩、长石石英砂岩、生物屑灰岩及煤层(线)等,局部砂岩中含菱铁矿结核。含3~4层煤层(线),其中14号煤、15号煤为区内稳定主采煤层,煤层厚度在1.20~4.73 m,平均厚度为2.96 m,煤层结构较简单至较复杂,夹1~2层泥岩或碳质泥岩及夹矸,厚度在0.23~4.46 m间。夹灰岩、生物屑灰岩、泥质灰岩8~10层,其中较为稳定者有四层,由下向上依次为平定石灰岩、四节石灰岩、钱石灰岩、猴石灰岩,其中平定灰岩发育两到三层,与太原西山半沟灰岩、无名灰岩层位相当,厚约0.60~3.40 m。四节石灰岩与太原西山庙沟、毛儿沟灰岩层位相当,由三层灰岩夹两层灰黑色泥岩组成,厚约4.80~10.00 m,中间灰岩中见燧石条带、燧石结核。钱石灰岩与太原西山斜道灰岩层位相当,厚约0.10~1.10 m。而猴石灰岩与太原西山东大窑灰岩层位相当,内含大量海百合茎、腕足类及少量三叶虫化石为特征,厚约0.70~8.90 m。区内相当于太原西山吴家峪灰岩层位之灰岩本区不太发育,仅在个别地段可见。山西组阳泉-和顺一带,出露厚度80.60~115.10 m,厚度变化不大,主要岩性为灰黑色、灰色泥岩、页岩,灰黑色、灰色粉砂质泥、页岩,灰色、灰白色、灰黄色粉砂岩,灰色、灰白色厚层中粗粒长石石英砂岩、长石石英杂砂岩、岩屑石英杂砂岩、岩屑杂砂岩夹煤层、线,褐红色铁质岩、铁质结核。主要含砂岩三大层,自下而上分别为S1、S2、S3,特别是最底部的S1砂岩,区域较稳定,厚约1.60~9.00 m,其下距太原组的分界线不远,S2砂岩层理不发育呈块状,含少量砾石,顶部见少量泥岩,厚约3.40~9.50 m,S3砂岩多呈锈黄色,厚层状,底部可见明显冲刷面呈波浪状,厚约5.00~15.10 m。含煤(线)层4~5层,多为不可采之煤层,其中3号煤层、5号煤层、6号煤层为局部可采煤层。



此外,阳泉的黑(煤)、白(铝矾土)、黄(硫铁矿)被誉为阳泉“三宝”。其中,阳泉煤以高变质年轻无烟煤、贫煤为主,煤层有16层,自上而下统一编号为1-16号,可采煤层6-7层。阳泉地区的铁矿有内生、外生、变质成因三种,包括内生矿床的邯邢式铁矿、外生矿床的山西式铁矿、宣龙式铁矿,变质矿床的鞍山式铁矿、下口式铁矿、和混合型铁矿、锰铁矿等7种类型的铁矿;铝土矿包括G1、G2、G3三层,矿石质量优良,尤以白色豆鲕状和致密块状矿石质量最佳;黏土矿包括高铝黏土、硬质黏土、半软质黏土等类型。此外,还有石灰岩、大理岩、陶瓷黏土、紫砂陶土、高岭土、石膏、水晶、重晶石、云母、刚玉、玄武岩、浮石等矿产资源等。
如此丰富的地质遗迹资源它们的故事太多太多。

水泉沟一代大量的已经闭坑多年的露天煤矿采坑,经过初步的整治,已经形成了多处旅游景区,这里有煤山公园、石泼水农业观光园、桃林沟生态旅游区等。以往的黑煤坑,都变成了今天绿水青山下的金山银山。

石泼水红石榴广场

与全国大多数地方有个显著的不同点,阳泉地区的二叠纪地层,每一层不同的岩石都有它自己独有的专属名称,这种名称至少有几十个,每一个名字背后都有着奇特的科学故事与历史传说。代表性的名字有四节石灰岩、钱石灰岩、猴石灰岩、黄大肚砂岩、四尺煤、丈八煤等等。 


 



1947年5月2日,中国人民解放军晋察冀野战军第二、三、四纵队与太行二分区部队共五万人之兵力,在晋察冀军区司令员兼政治委员聂荣臻、副司令员萧克,副政治委员罗瑞卿发动指挥的正太战役中一举解放了平定县阳泉镇,结束了国民党在阳泉的反动统治。与此同时,为了夺取和巩固全华北,动用阳泉煤铁资源支援解放战争,中共晋察冀中央局决定,将阳泉镇从平定县划出建设为新型工业城市。5月4日,中共冀晋党委、行署冀晋二地委和专署正式组建了阳泉建市后首届中共阳泉市委和阳泉市人民政府。在我党夺取全国胜利之前,我军曾收复过诸多城市,但均属接管性质,阳泉市有幸被历史选中,成为中国共产党亲手创建的第一座人民城市。
中国共产党当年为什么选择阳泉建设第一座城市,除了阳泉周围都是巩固的根据地,党的基础、群众基础都很好外,主要还是因为,阳泉煤铁资源丰富,是支援全国解放战争的动力基地和建国初期恢复发展国民经济的能源基地。中共第一城的故事同样离不开地学。


“地球不是祖先遗留给我们,而是我们向子孙后代借用的”,这句千年古语可以折射出当今可持续发展理论的影子。我国古代伟大的思想家孟子曾经批评过“竭泽而渔”的做法。思想家荀子更是系统论述过尊重生态规律,重视自然资源持续利用的可持续性思想。煤炭资源终归有采完用尽的一天,城市的转型早晚难免。但是,与煤炭资源相伴相随的另一种十分珍贵的古植物化石和出露完整的含煤地层剖面,其潜在特色文化价值和旅游开发价值也许是许多人没有想到的。这种地学特色文化及其所激发的创意产品将是这座城市经济竞争力和吸引力的重要资产。
——完——
作者:章秉辰 中国旅游协会地学旅游分会副秘书长、河南省地质调查院副总工程师、教授级高级工程师,地学科普旅游之窗自媒体创办人,河南沁阳市人,专业从事地质公园策划与申报、地学旅游发展规划编制,地质遗迹资源保护与开发、地学科普导游培训、地质博物馆创意与设计等工作。先后主持或参与主持完成了云台山、王屋山、嵩山世界地质公园,郑州黄河、汝阳恐龙、洛宁神灵寨、禹州华夏植物群、山西壶关太行大峡谷、西藏羊八井、林州红旗渠-林虑山、焦作缝山……等数十家不同级别的地质公园与矿山公园申报与建设工作;主持完成了60余项中央与省级财政地质遗迹保护项目,主编出版《邙山黄土特征及区域对比研究》、《东亚裂谷对云台地貌形成的控制作用研究》、《郑州黄河科学导游指南》、《王屋山科学导游指南》、《云台山科学导游指南》,参与出版《河南省地质遗迹资源》、《中国王屋山及临区元古宙地质研究》等各类专著10余部,发表各种论文40余篇及大量的自媒体科普文章。

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