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[转载]泰山岩石(研究报告成品文)

泰山位于山东省中西部,地处华北平原东侧。泰山拔起于鲁中南群山之上,海拔1545米,雄伟壮丽,气势磅礴。它拥有5000年的文化历史,保存有众多的历史文化古迹,是中华民族历史文化的缩影。1987年,被联合国教科文组织世界遗产委员会批准为中国首个世界文化与自然双遗产地。

   泰山的形成经历了一个漫长而复杂的演变过程,大体上分为古泰山形成阶段(距今25亿年前)、海陆演变阶段(距今6~2亿年)、今日泰山形成阶段(距今1~0.3亿年)等三个大阶段。今日的泰山是形成于距今1亿到3千万年的一个年青断块山系,它目前仍以0.5mm/年的速度继续抬升,而风化剥蚀作用却使其减低。泰山世界地质公园以其漫长的地质演化历史,复杂的地质构造,典型的地质遗迹而闻名,具有很高的自然观赏价值和科研价值。

   构成泰山主体的“泰山杂岩”,是由太古代表客变质岩系(泰山岩群)和大量晚太古代侵入杂岩两大部分所组成。它具有岩石类型众多、岩性变化大、年龄十分古老(25~30亿年)、演化历史漫长、地质信息量丰富、地质内涵深邃复杂、探索性学术性强等许多特点,是我国最古老的岩石之一。

一、泰山岩石的形成。

   泰山岩石中的代表类型有:(1)太古代表壳变质岩系的科马提质绿岩建造。由一套有斜长角闪岩、角闪变粒岩、阳起片岩、透闪片岩等绿色岩石组成。通过同位素年龄推断其沉积时代属中太古代(32——28亿年)。它是泰山杂岩中最古老的岩石,也是迄今中国唯一公认的具有鬣刺结构的太古宙超基性喷出岩。(2)晚太古代的侵入岩、构造变形和变质作用的多期性特征十分明显,它们彼此叠加、互相演化,组成了寒武纪地壳演化的多阶性基本框架,在华北地区很有代表性。太古宙—古元古代的侵入岩是泰山分布最广的地质体,占泰山主体面积的95%以上。(3)泰山的多期岩浆作用、变形和变质作用,对先成地质体的改造,形成泰山岩群的特殊产状,把望府山期侵入岩改造成为灰色片麻岩,是近几年科研的新发现和新成果,具有极高的学术价值。

    泰山杂岩的成因和类型复杂多样。远在25亿年前,含钙质的泥沙物质沉积下来,形成最原始的岩石。后来在泰山运动时期,原始岩石发生褶皱、断裂,同时伴随岩浆活动和强烈的区域变质作用,形成了超基性、基性和酸性各种岩石,并在以钠质交代为主的区域混合岩化作用下,形成各种混合岩。主要有条带状混合岩化片麻岩、角砾状混合岩化角闪岩、混合花岗岩等。泰山运动晚期,在北东和南西向强大挤压应力作用下,泰山发生一系列北西向断裂构造,构造线大多在3l0°—330°之间。这时的岩石浆活动形成了中天门的石英闪长岩一英闪岩、普照寺的细粒闪长岩和一系列基性、中性、酸性的岩脉。并在区域变质作用和以钾质交代为主的混合岩化作用下形成各种混合岩化变质岩。

   在泰山运动初期形成的古泰山,经受了10亿多年的风化侵蚀。后来,在大约6亿年前,古泰山随着华北地区大面积的下降,整个华北变成一片汪洋。在海底的古泰山经历了长达l亿年的时间,在其上面形成了两千米厚的石灰岩质的沙页岩。直到大约4亿年前时,华北地区才整上升变成陆地。不久,泰山逐渐隆起成为一个低矮的丘陵。到了l亿多年前的燕山运动时,低矮的泰山以快速隆起;同时受到大自然的强烈剥蚀,使原来覆盖在泰山上的沉积岩层全部剥蚀掉了,泰山古老的变质岩又露出地表。这就是现在我们所看到的泰山岩石。

二、泰山岩石与地貌景观。

   新构造运动造就了泰山的拔地通天的雄伟山姿。漫长的地质演化,特殊的地质构造,使泰山分布有众多奇特的地质地貌景观与绝妙的自然风景。泰山岩石对泰山的雄、险、奇、秀、幽、奥、旷等景观特点有重大的影响。

   (1)千姿百态的奇峰异石。如岱顶的仙人桥和拱北石、灵岩寺的透明山和朗公石、后石坞的石河和石海、天烛峰等许多奇异壮丽的地貌景观。

 

拱北石。

 

 

天烛峰。

 

 

仙人桥。

 

   (2)罕见奇特的地质构造现象。如红门附近的“桶状结构”(又称“醉心石”)、近几年发现的灵岩寺重力滑动构造以及笤帚峪的韧性剪带等,在国内都十分典型。

   以“醉心石”为例。醉心石学名称作“辉绿玢岩涡柱构造”,为环状节理。在红门附近中元古代形成的南北向辉绿玢岩岩脉内,发育有上百个。.属新的构造类型,世界罕见,同位素年龄约12亿年,主要由环核、环层、环状和辐射状节理组成,有很多同心圆状环层和一个内核,常成群出露,相互叠垒,形态奇特。在岩层内发育有许多大小不一横卧着的圆柱体,其长轴与岩墙走向大致垂直(呈东西走向)。从红门至中天门沿途就出露有近六百多个,多姿多态,形状奇特,直径大小不等,大者3~5米左右,小者十几公分,环层数量多少不一,多者可达十八层,少者三至四层,每层的厚度在5-20厘米之间。

    相传,当年孔子曾经在此赏景饮酒,为这种奇美的石头所陶醉,便有明代人单震蒙在一石柱断截面上刻下了“醉心”二字,这正是古人对泰山奇石鬼斧神工令人心醉而发的感慨。“黄前水边论玄武,醉心石上说前生。”

关于“醉心石”的形成,目前尚无定论。有观点认为醉心石是在特定地质条件下,是地壳深度低粘度岩浆随着地壳运动破裂而以涡阵形式上涌、侵入,经冷却而成的岩体。

 

 

 

 

 

   三、研究泰山岩石的价值与意义。

   (1)科研价值。

   泰山是地球发展早期晚太古阶段的突出模式。研究泰山岩石具有重大科学价值。首先,构成泰山主体的“泰山杂岩”是我国东部最典型的代表,对我国东部太古代地层的划分与对比以及太古代历史的恢复,均具重要意义。其中,科马提质绿岩,是地球早期中晚太古代的原始地壳的记录,在国内典型而少见,是国内研究绿岩带的理想对象,对探索和揭示地球早期演化的历史奥秘有着极高的科学价值;多次期的侵入岩,为探索太古宙巨量花岗岩的形成提供了客观实体;等等。其次,泰山是中国研究前寒武纪地质的理想地区,是研究前寒武纪地质的多期次岩浆活动、构造变形和变质作用及其相互演化的窗口,泰山北侧张夏寒武纪地质标准剖面,是华北地区地球演化历史早古生代阶段地质和古生物记录的代表性模式。对泰山岩石的研究对上述地质科研也具有重要价值。

   (2)观赏价值。

   泰山岩石的观赏价值体现在两个方面,一是如上文所述,多种多样的奇异地质地貌景观。二是独特的泰山石地域文化,如闻名中外的“泰山石敢当”。还有纹理千姿百态的观赏性岩石,主要是混合花岗岩。在地壳强烈运动的影响下,地层褶皱隆起,大量温度高、活动性大的流体物质沿裂隙渗透到岩石中,与岩石发生强烈的交代作用,流体物质不断地从岩石中溶解和带走一些铁镁物质,同时又送来一些硅、钾、钠。在交代作用进行得不完全、不彻底的情况下,原岩的残留体与流体物质就形成黑白相间的条带。这些条带宽窄不一,时而平直、时而弯曲,形态各异,形成了独具特点的泰山观赏岩石。

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