苏德辰
2018蓟县剖面考察记
2018-10-6 14:18
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标签:蓟县剖面, 中新元古界, 高振西, 邓乃恭, 葛肖虹

     地球诞生已有46亿年。数十亿年间地球上到底发生过多少翻天覆地的变化是一个千古之迷,现在还没有人能够给出确切的答案。但科学家正在逐渐接近这一千古之迷的迷底,隐藏在远古大洋中的各种沉积纪录就是恢复地球历史最为关键的证据。

     距今25亿年至18亿年间,现今的华北地区大部,是一块较为稳定的大陆,地质上称为“华北原地台”或“华北克拉通”。从距今约18亿年开始,较为稳定的华北克拉通发生了大规模的裂解,古陆内部形成了多个裂陷槽,克拉通周围大洋中的海水涌入这些凹槽,其中最具特色的以现今的燕山山脉和太行山脉为主体的一个大型裂陷槽,自北东向南西方向展布,长度大于1000公里,宽度大于300公里,面积与现今的红海相当,在中国地质界称为燕辽裂陷槽。 

     这个裂陷槽以天津蓟县为中心,从18亿年开始到8亿年前结束,持续了将近10亿年,接受了来自周围陆地数千至万米厚的沉积物,这些沉积物深埋在地下,经过压实、胶结等地质作用,变成了一层层的岩石。经过后期的地质作用改造(抬升以及漫长的风化剥蚀),形成了现今的面貌,像数千米厚的巨型天书,半遮半掩散露于华北多地。

     最完好的出露地点位于天津蓟县(现在的蓟州区)。虽然经历了亿万年,这套厚度巨大的岩层却近于完美地抵御住了的各种磨难,不同时间段内形成的地层之间接触关系极为清晰,各种沉积现象和化石纪录保存完好,成为中国乃至世界范围内十分难得的地层纪录,在中国地质界通常称其为蓟县剖面。

     最早向世人介绍蓟县剖面的科学家是高振西。在前人的基础之上,经过3年艰苦卓绝而又非常详细的野外调查,北大地质系的高振西、熊永先和高平于1934年6月在当时的《中国地质学会志》上用英文发表了华北地区中新元古代地层的初步研究结果,系统介绍了北京西山、河北兴隆和天津蓟县等地的地层剖面。基于当时的认知条件,高振西等将这套地层的称为震旦系,因此他们的论文题目是:Preliminary Notes On Sinian Stratigraphy Of North China(华北震旦纪地层的初步研究)。从此,蓟县剖面名扬海内外地质界,李四光在其介绍中国地质的英文专著中称“蓟县剖面之佳在中国乃至整个欧亚大陆恐无出其右者”。

晚年的高振西院士


     近百年来,来自世界各地不同专业的地质学家在万卷天书中寻找着各自关于地球演化的答案,足迹遍布于华北的千山万水,成果飞扬在各种专业媒体,并且,一幕幕精彩的科学剧仍在不停上演中。

     2018年9月10日至11日,笔者与来自中国地质科学院地质力研究所学所邓乃恭、彭华、张瑞丰、孙尧,中国地质大学(北京)特聘教授葛肖虹,北京地勘局工程处的陈芃,永定河研究会的刘德泉以及北京工业大学的梁莲姬等对蓟县剖面进行了简短的考察,从最底部的常州沟组一直到下马岭组,考察了每个组的地层顶底界线、主要岩性和沉积学特征。11日下午考察了主要地层之后,送走了邓乃恭老师等人,我把葛肖虹老师单独“留”在了蓟县剖面附近的一个农家乐,当晚向葛肖虹老师请教了一些中国区域构造的问题。12日,我带葛肖虹老师考察了串岭沟和团山子之间另外几个地质点,12日中午送葛老师返回北京,并拜访了乔秀夫先生。至此,与邓乃恭老师很久以前约定的蓟县剖面考察活动圆满结束。

     以下为活动中的有关照片。

全体考察人员合影
自左到右依次为:孙尧,陈芃,彭华,葛肖虹,邓乃恭,刘德泉,张瑞丰,苏德辰,梁莲姬

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自左至右:葛肖虹,邓乃恭,张瑞丰



常州沟组典型的岩石——砂岩及其层理构造


一步跨越7亿年:常州沟组的时代为18亿年,其下面基底变质岩的时代为25亿年

说明:这张照片是2018年6月份为天津一位大学老师普及地学科普时拍摄。


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研究串岭沟组页岩表面的沉积构造


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研究串岭沟组页岩表面的沉积构造

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团山子组典型的薄层砂岩与白云岩互层:请非地质界的朋友告诉我哪层是砂岩,哪个是白云岩?为什么?地质界的朋友就不用回答了吧。

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葛肖虹老师在团山子组地层前


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大红峪组岩浆岩前讨论:大红峪组岩浆岩中的锆石精确测年结果为16.25亿年。



大红峪组上面的波痕(距今约16亿年)


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高于庄组典型的白云质灰岩,表面风化后的颜色与新鲜面的颜色截然不同,不要被表面现象欺骗哟。


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新修建的公路,高于庄组岩石被剥离出来,形成非常壮观的场景



杨庄组典型的岩石:照片中的红衣男士为张瑞丰


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杨庄组典型的岩石



铁岭组中的叠层石


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铁岭组中的叠层石


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铁岭组与下马岭组的分界线,照片中为葛肖虹教授,下部为铁岭组岩石,上部为下马岭组岩石,两组岩石中间曾经有较长时间的沉积间断,标志着铁岭组岩石形成之后,由于当时的海平面下降而成为陆地,被称为“芹峪运动”或“芹峪上升”


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铁岭组与下马岭组的分界线,照片中为刘德泉先生


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笔者大学时代的老师——葛肖虹教授,12日单独与我一起在野外考察中



被我单独“扣留”在蓟县请教问题的葛肖虹教授(9月12日早)


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12日上午,葛肖虹教授在串岭沟组剖面前

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12日下午,葛肖虹老师拜访乔秀夫教授

链接:一步跨越亿万年——穿越于京西山水间


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