鄒亞銳, 李姜麗,2, 王 鏑, 趙 璧

(1.湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034; 2.中國地質(zhì)大學(xué) 研究生院,北京 100083)

利用豐富地質(zhì)遺跡資源打造宜昌深時(shí)地學(xué)旅游的思考

鄒亞銳1, 李姜麗1,2, 王 鏑1, 趙 璧1

(1.湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034; 2.中國地質(zhì)大學(xué) 研究生院,北京 100083)

宜昌地區(qū)是中國近現(xiàn)代地球科學(xué)研究起源地之一。全區(qū)地質(zhì)遺跡豐富,資源稟賦好,研究程度高,有利于地學(xué)旅游深入打造。初步按照地球歷史階段演進(jìn),選擇宜昌部分重要地質(zhì)遺跡資源概要進(jìn)行介紹,并探討提出在宜昌開發(fā)深時(shí)地學(xué)旅游路線的思路和建議。

地質(zhì)遺跡;深時(shí);地學(xué)旅游

對(duì)過去發(fā)生的事情(歷史)充滿好奇是人類求知欲的一個(gè)重要表現(xiàn)。但隨著大眾科學(xué)素養(yǎng)的不斷提高,僅數(shù)千年或數(shù)萬年的人類文明史已不能滿足所有人在這方面的需求。轉(zhuǎn)而了解更加神秘久遠(yuǎn)的人類家園——地球的歷史,則是近年來人們不斷探索的新興研究領(lǐng)域和文化主題。

人們探索歷史的傳統(tǒng)方法主要是考據(jù),即發(fā)現(xiàn)和研究不同歷史時(shí)期留下的實(shí)物或其他證據(jù),了解地球歷史的方法也不外如是。但相比古籍、青銅器、文化堆積等人類歷史遺物,地球歷史的遺存要更加豐富,類型也更加多樣。地球表面無處不在的各種巖石、化石、火山、斷層、褶皺、古河道、山脈、盆地等等,均從不同角度見證了不同地球演化時(shí)期的大小事件。應(yīng)用專業(yè)分析研究方法,即可還原或部分還原塵封的地球歷史片段。

在湖北開展專門地質(zhì)遺跡調(diào)查評(píng)價(jià)近二十年野外工作中,筆者時(shí)刻拜讀這片古老大地各個(gè)角落蘊(yùn)藏的地球“詩篇”,并為之深深著迷。一直希望尋找一片合適的區(qū)域,將許多僅存在于書本、銀幕或自然博物館中的精彩地球故事按照時(shí)間排序,用實(shí)地展示的方式進(jìn)行串聯(lián),開發(fā)成有邏輯性、群眾喜聞樂見的地球歷史文化旅游路線。讓游客通過沿途親眼所見,更好理解地球環(huán)境從遠(yuǎn)古至今的變化過程,滿足公眾好奇心,并為有志于深入探索自然奧秘的朋友們提供科學(xué)信息索引。

但對(duì)湖北而言,小范圍保存太古代、元古代、古生代、中生代、新生代等地球歷史多個(gè)階段、較完整地質(zhì)記錄的地區(qū)并不多見,最符合條件的可能僅有鄂西宜昌地區(qū)。以下就結(jié)合調(diào)查掌握的基礎(chǔ)資料,就其豐富的地質(zhì)遺跡資源提出打造該地區(qū)深時(shí)地學(xué)旅游的一些粗淺想法。

1 概述

宜昌位于湖北西部,是全省乃至全國地質(zhì)現(xiàn)象豐富、地層發(fā)育齊全、古生物化石眾多、極具科研價(jià)值的著名地區(qū)。前寒武紀(jì)、早古生代、晚古生代和中新生代地層剖面和生物群頗具代表性,包括李四光研究的峽東新元古代震旦系剖面,陡山沱組生物群、王家灣奧陶系大坪階和赫南特階全球界線層型、峽口二疊—三疊系界線剖面以及晚三疊世—早侏羅世香溪植物群等,被譽(yù)為天然的野外地質(zhì)博物館。在宜昌講述地球歷史故事,可利用的地質(zhì)遺跡資源十分豐富,且資源稟賦突出,其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:

(1) 早從1863年開始,就陸續(xù)有Pumpelly、Richthofen等國際地質(zhì)學(xué)家和李四光、趙亞曾、謝家榮等中國地質(zhì)先驅(qū)者來宜昌開展地質(zhì)調(diào)查研究,是中國近現(xiàn)代地質(zhì)科學(xué)起源地之一。百余年來,宜昌地學(xué)研究成果豐碩,在國內(nèi)外地學(xué)界聲名遠(yuǎn)播,擁有開展地學(xué)旅游的先天優(yōu)勢(shì)。

(2) 宜昌地區(qū)是華南35億年最古老巖石(黃陵TTG)的唯一發(fā)現(xiàn)地,從最古老的陸核到現(xiàn)在還在形成的河流堆積物,地質(zhì)記錄連續(xù)完整,是追溯揚(yáng)子克拉通和華南巖石圈形成、生長、演化過程的核心地點(diǎn)。

(3) 宜昌是全球奧陶系7枚金釘子(全球界線層型)中2枚的確定地點(diǎn),是國際奧陶系研究中心之一,也是全國地層古生物(中國僅有10枚金釘子)研究中心之一。

(4) 宜昌是原南方震旦系層型地點(diǎn),也是國際埃迪卡拉系、成冰系重新劃分后與全球同時(shí)期地層對(duì)比研究的中國標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn),是地球該時(shí)期宏體生命起源與演化、雪球地球事件研究的熱點(diǎn)地區(qū)。

(5) 宜昌是P/T生物大滅絕事件發(fā)生后大型動(dòng)物復(fù)蘇及演化的重要地點(diǎn),獨(dú)一無二的湖北鱷類化石與全球可對(duì)比的早期魚龍類化石共存,是探索這一時(shí)期生物圈演化和地球環(huán)境變化的關(guān)鍵地區(qū)之一。

2 深時(shí)地學(xué)旅游

什么是深時(shí)地學(xué)旅游？“深時(shí)”地學(xué)思想啟蒙由來已久,早在11世紀(jì)中國的自然科學(xué)家沈括的觀點(diǎn)就表現(xiàn)出樸素的“深時(shí)”思想。他的著作《夢(mèng)溪筆談》記載其在太行山發(fā)現(xiàn)的許多螺、蚌生物化石,指出它們是古代生物的遺跡,并且根據(jù)化石推論了古代的自然環(huán)境。18世紀(jì)英國地質(zhì)學(xué)家詹姆斯·赫頓通過觀察砂巖和頁巖交互成層及其與下伏巖石呈不整合接觸關(guān)系,提出了從巖石中“找不到時(shí)間的開始,也看不到時(shí)間的盡頭”,對(duì)認(rèn)為地球只存在了幾千年的宗教創(chuàng)世紀(jì)理論提出巨大挑戰(zhàn)。近年來,國際地學(xué)界正式提出“深時(shí)”研究(Deep Time)計(jì)劃,重點(diǎn)研究前第四紀(jì)地質(zhì)記錄(Earth′s pre-Quaternaryre-cord),以此推測(cè)地球不同時(shí)期的環(huán)境和演變狀態(tài)[1-2]。這一研究計(jì)劃也引起了公眾的好奇:普通的地質(zhì)現(xiàn)象如何能反映數(shù)億年甚至數(shù)十億年前的大地和海洋真相呢？但這種好奇心正是開拓該方向地學(xué)旅游的潛在支撐和重要基礎(chǔ)。簡言之,深時(shí)地學(xué)旅游,就是通過旅游路線的串接,觀察不同地球歷史階段的典型地質(zhì)現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)和理解這些現(xiàn)象背后的地質(zhì)事件,從而理解該地區(qū)的地質(zhì)演變過程。

3 資源基礎(chǔ)

宜昌打造深時(shí)地學(xué)旅游具有很好的地質(zhì)遺跡資源基礎(chǔ):資源數(shù)量豐富、時(shí)間體系完整,類型多樣,高檔資源較多,地方特色顯著,并且資源地較集中、資源組合性好。大致按照地球歷史演進(jìn)的各個(gè)階段,選擇宜昌地區(qū)在各階段重要地質(zhì)事件中形成和保存較好地質(zhì)遺跡資源簡略介紹一二。

3.1 早期地球演化階段

3.1.1 固體地球的早期演化——黃陵古陸核

地球最初是一個(gè)被熔融巖漿所覆蓋的熾熱“火球”。隨著地球表層逐漸冷卻,最早巖石開始結(jié)晶形成,即所謂TTG(Trondhjemite、Tonalite、Granodiorite)巖系。其也被稱為陸核巖石,是固體地球演化早期的原始物質(zhì)記錄。在宜昌北部霧渡河一帶,該類巖石地表露頭總面積超過360 km2,2014年,中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)高山院士團(tuán)隊(duì)報(bào)道其在鳊魚池溝采獲的兩件該巖石樣品U-Pb定年數(shù)據(jù)>3.45 Ga,是華南地區(qū)己知最古老的巖石[3-4]。因華南太古宙基底出露非常有限,黃陵陸核區(qū)也因此具有不可取代性,是普及早期地球演化知識(shí)的重要代表地點(diǎn)。

3.1.2 中元古代板塊縫合——廟灣蛇綠巖帶

2010年,彭松柏等根據(jù)巖石學(xué)、地球化學(xué)綜合研究,識(shí)別出宜昌江北太平溪—鄧村一帶距今1 850—2 100 Ma的廟灣巖組及其中侵入巖是一套被構(gòu)造肢解、混雜堆積的古大洋蛇綠巖殘片[5-7]。其連續(xù)出露的最大長度達(dá)13 km,寬度近2 km,主要巖石單元包括蛇紋石化方輝橄欖巖、蛇紋石化純橄巖、變輝長巖、變輝綠巖、斜長角閃巖等。根據(jù)地球化學(xué)和原巖恢復(fù)研究,它們能較好與現(xiàn)代大洋中脊拉斑玄武巖、地幔部分熔融形成的堆晶巖漿巖、地幔橄欖巖等對(duì)應(yīng)。暗示中元古代揚(yáng)子克拉通存在古元古代洋盆,揚(yáng)子古老基底是由不同地塊經(jīng)元古宙洋—陸俯沖—碰撞拼貼最終形成的,這還原了距今10多億年前的板塊運(yùn)動(dòng),說明地球巖石圈表層剛性塊體的水平相互作用歷史久遠(yuǎn),也為地球歷史早期多次超大陸裂解—聚合過程提供了重要科學(xué)信息。

3.2 新元古代地球演化階段

3.2.1 羅迪尼亞超大陸聚合與離散——黃陵晉寧運(yùn)動(dòng)不整合面

距今大約1 100—880 Ma,因羅迪尼亞(Rodinia)超大陸的聚合與離散,華南發(fā)生了強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)[8],華南地區(qū)結(jié)晶基底固結(jié)形成,早期形成的巖石劇烈抬升并遭受剝蝕,又下降海底接受新的蓋層沉積,這也使華南上地殼具有典型的雙層結(jié)構(gòu)。該地質(zhì)事件記錄在宜昌黃陵背斜周緣十分典型,在許多地點(diǎn)均可見連續(xù)展布,呈圈閉狀位于南華系和黃陵花崗巖基之間的不整合面,如蓮沱、黃陵廟附近多個(gè)地點(diǎn),其不但是華南巖石圈演化階段劃分重要標(biāo)志,也是中國南華系底界劃分和對(duì)比、南華紀(jì)著名的“雪球地球”事件啟動(dòng)機(jī)制研究的重要依據(jù),科學(xué)意義十分突出。由于長江峽谷深切,還造成不整合面上下的地貌差異,使這一界面在臨江部位更易直接觀察,十分有利于向來往游客普及華南這一重要的海陸變遷過程。

3.2.2 地球歷史最大冰期記錄——成冰紀(jì)地層

新元古代(Neoprole rozoic)大冰期是地球歷史中最為極端的氣候變化事件?周傳明、關(guān)成國、歐陽晴等,埃迪卡拉紀(jì)早期自生碳酸鹽沉積,全國沉積學(xué)大會(huì)沉積學(xué)與非常規(guī)資源,2015。,這次冰期事件具有全球性,即在距今850—635 Ma 間,無論是地球的高緯度地區(qū)還是低緯度臨近赤道的地區(qū)都發(fā)生了冰川作用,并在現(xiàn)今幾平所有的大陸上都留下了可靠的冰期沉積記錄,揭示這是一次地球歷史最大冰期,有學(xué)者稱其為雪球地球(Snowball Earth)事件。在宜昌的長江沿岸及長陽背斜地區(qū),多條地層剖面完美記錄了這一著名冰期事件,如長陽古城一帶冰期—間冰期沉積交替、冰磧礫巖、冰筏、壓彎層理等現(xiàn)象十分典型。自下而上的兩段冰川沉積可以完美對(duì)應(yīng)全球性的斯圖特冰期(Sturtian glaciation,約730—670 Ma)和馬臨諾冰期(Marinoan glaciation,約660—635 Ma)在世界各大洲的同時(shí)期沉積記錄[9]。區(qū)內(nèi)的錳礦層則是夾持其間的間冰期沉積,蔣干清提出冰期地層頂部的“蓋帽白云巖”的形成及冰期結(jié)束與甲烷水合物的釋放有關(guān)[10],暗示雪球地球結(jié)束的古甲烷冷泉滲漏事件[11-12]。

3.2.3 大型動(dòng)植物的出現(xiàn)——埃迪卡拉紀(jì)地層

埃迪卡拉紀(jì)(Ediacaran,635—541 Ma)是地球發(fā)展進(jìn)程中的重要階段,全球該時(shí)期地層化石證據(jù)顯示,這一時(shí)期是簡單原始生命向大型化、復(fù)雜化發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折時(shí)期。宜昌西陵峽沿江兩岸是1924年李四光建立中國首條系統(tǒng)地層剖面—震旦系剖面的地點(diǎn)[13],近百年來一直是中國埃迪卡拉系(原震旦系上統(tǒng))研究程度最高、研究成果最豐碩的地區(qū)之一。近年來的科學(xué)工作已經(jīng)揭示,宜昌西陵峽谷兩岸地層層序連續(xù)完整,保存有稀有、典型的、可與全球?qū)Ρ鹊脑缙跓o骨骼軟體動(dòng)物(埃迪卡拉生物群),同時(shí)保存更加罕見的甕安生物群(動(dòng)物胚胎)和廟河生物群(宏體植物),使宜昌埃迪卡拉系成為全球該時(shí)期生物地層對(duì)比研究的核心地點(diǎn)之一。這些早期大型動(dòng)植物化石產(chǎn)地及發(fā)現(xiàn)的珍貴化石也是展示和普及地球早期生物面貌、生活環(huán)境的最佳教材,為揭示寒武紀(jì)生命大爆發(fā)前后地球生物圈演變提供了重要科學(xué)材料。

3.3 古生代地球演化階段

3.3.1 奧陶紀(jì)早/中期的時(shí)間界點(diǎn)——黃花場(chǎng)金釘子

奧陶紀(jì)分為早、中、晚三個(gè)世和相對(duì)應(yīng)的七個(gè)階。2007年,國際奧陶系分會(huì)、國際地層委員會(huì)、國際地科聯(lián)執(zhí)行局通過和批準(zhǔn)早/中奧陶世全球?qū)有推拭纥c(diǎn)(GSSP)確定在宜昌黃花場(chǎng)鎮(zhèn),即確定了奧陶紀(jì)第3階——大坪階(Dapingian Stage)的底界。界線位于大灣組底部之上10.57 m處,為第66與第67層的分界處,界線上下發(fā)育了極為豐富的牙形石動(dòng)物群,展示了多個(gè)完整的牙形石演化序列,并以波羅的海牙形石譜系演化序列中三角波羅的海牙形石(Baltoniodus triangularis)首次出現(xiàn)為劃分和對(duì)比的生物標(biāo)志[14],地質(zhì)年代為(470±1.4)Ma。界線附近還產(chǎn)有包括筆石、幾丁蟲、腕足類、三葉蟲、疑源類等重要生物群在內(nèi)的多門類生物群,并發(fā)現(xiàn)了碳氧同位素的異?，F(xiàn)象。這為全球中—下奧陶統(tǒng)界線的劃分和精確對(duì)比提供了豐富的科學(xué)證據(jù),而且也為研究距今4.7億年前后中國華南古地理、古氣候以及生物多樣性事件提供了重要依據(jù)。

3.3.2 第一次生物大滅絕——王家灣金釘子

奧陶紀(jì)第7階——赫南特階(Hirnantian Stage)的全球?qū)有推拭纥c(diǎn)確定在宜昌市分鄉(xiāng)鎮(zhèn)王家灣村(2004年國際地層委員會(huì)奧陶系分會(huì)通過,補(bǔ)充完善后,2006年國際地層委員會(huì)、國際地科聯(lián)通過和批準(zhǔn))。赫南特階名稱源自英國威爾士Bala地區(qū)的赫南特(Hirnant),以產(chǎn)腕足類和三葉蟲Hirnantia-Dalmanitina動(dòng)物群為特征,不少學(xué)者曾以赫南特貝動(dòng)物群的出現(xiàn)定義“赫南特階”底界。王家灣剖面出露上奧陶統(tǒng)五峰組觀音橋段與下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖段的連續(xù)沉積,是全球筆石化石最豐富、筆石帶最連續(xù)完整的地區(qū)之一。中國學(xué)者通過研究,確立赫蘭特階底界位于該剖面觀音橋?qū)拥捉缰?.39 m處。以異常正型筆石(Normalograptus extraordinarius)首現(xiàn)為主要生物標(biāo)志[15],碳同位素在此層顯示的正漂移以及筆石N.ojsuensis的首現(xiàn)為第二標(biāo)志,地質(zhì)年代為(445.2±1.4)Ma。剖面其他古生物如大型赫南特貝、箭形赫南特貝、宜昌赫南特貝等,也是劃分赫南特階的重要古生物分子。

更重要的是,王家灣剖面因其保存變化迅速而完整的多門類生物組合為顯生宙第一次生物大滅絕(mass extinction)事件成因假說提供了珍貴的科學(xué)證據(jù)。剖面保存有20多厘米厚、富含赫蘭特貝類腕足動(dòng)物化石的淺黃色巖層,在該層上下,則是以不同筆石帶生物為代表的其他海洋生物,這反映了至少兩次由劇烈的海洋環(huán)境變化導(dǎo)致的生物群演化事件:以腕足動(dòng)物為代表的冷水動(dòng)物群可能反映了低溫海水環(huán)境,指示了冰期事件導(dǎo)致的早期生物滅絕(第一幕),而這些腕足動(dòng)物從出現(xiàn)到快速消失則反映了冰蓋消融、海水溫度升高導(dǎo)致的晚期生物滅絕(第二幕),從而為第一次生物大滅絕事件提出了由冰川作用主導(dǎo)的兩幕生物滅絕事件成因假說。

3.3.3 古生代海洋的掠食者——奧陶紀(jì)頭足類化石

距今488—444 Ma,緊隨寒武紀(jì)生命大爆發(fā)事件,地球歷史進(jìn)入嶄新的階段—奧陶紀(jì),海洋生物迎來重大發(fā)展機(jī)遇,輻射規(guī)模是寒武紀(jì)大爆發(fā)的3倍多,完成地球生命史上一次名副其實(shí)的“添磚加瓦”工程。而這一時(shí)期最著名的動(dòng)物當(dāng)屬頭足綱鸚鵡螺科動(dòng)物群(因直殼個(gè)體最多,形似牛角,又稱角石類)。其占據(jù)當(dāng)時(shí)海洋生態(tài)食物鏈頂層,因個(gè)體大,殼壁厚,易保存,化石發(fā)現(xiàn)也最為眾多。宜昌黃陵背斜東翼的分鄉(xiāng)—荷花一線溝谷的奧陶系地層中有非常多的角石化石。不僅包含全球可對(duì)比的環(huán)角石、殼角石、梯級(jí)角石、中袋角石、房角石、直角石、林角石等,更有大量中國特有的奧陶紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)化石——中華震旦角石(Sinoceras chinense),被公認(rèn)是中國代表性的奧陶紀(jì)頭足類動(dòng)物化石地點(diǎn)[16-17]。

3.4 中新生代地球演化階段

3.4.1 爬行動(dòng)物重返海洋——遠(yuǎn)安動(dòng)物群化石

距今約2.52億年前二疊紀(jì)末的生物大滅絕是地質(zhì)歷史最重要的事件之一,造成了95%的海洋生物以及75%的陸地生物滅絕,地球生物圈一片蕭條。海洋生態(tài)位的空缺讓一些三疊紀(jì)早期的爬行動(dòng)物反轉(zhuǎn)了古生代脊椎動(dòng)物登陸過程,重新回到海洋,尋找比陸地更適合發(fā)展的生態(tài)空間,這就是在全球三疊紀(jì)地層皆有化石記錄的著名爬行動(dòng)物重返海洋(Back to the Sea)事件。宜昌擁有見證這一段地質(zhì)歷史的良好化石記錄。在遠(yuǎn)安沮水河谷兩側(cè)的下三疊統(tǒng)嘉陵江組上部紋層灰?guī)r中,已發(fā)現(xiàn)許多化石(化石頂板U-Pb同位素年齡為(247.6±1.2)Ma),正式命名有3目9屬10種海生爬行動(dòng)物,分屬世界范圍廣布的鰭龍、魚龍和僅發(fā)現(xiàn)于湖北的湖北鱷(Hupehsuchus)三大類群,并以湖北鱷類發(fā)現(xiàn)最多,被稱為遠(yuǎn)安動(dòng)物群(Yuanan Fauna)[18-24]。由于含化石層為世界上已知三疊紀(jì)海生爬行動(dòng)物最底部的層位,使得該產(chǎn)地成為與安徽巢湖、日本歌津等化石產(chǎn)地齊名、研究P/T生物大滅絕后生物復(fù)蘇、爬行動(dòng)物重返海洋事件、魚龍—鰭龍等海生爬行動(dòng)物主干類群起源與早期演化等重大科學(xué)問題的核心區(qū)之一。

3.4.2 古老兩棲類最后的輝煌——遠(yuǎn)安鯢化石

兩棲動(dòng)物起源于肉鰭魚類,在泥盆紀(jì)成為脊椎動(dòng)物登陸的先驅(qū)。其在古生代晚期演化成迷齒類(代表最古老的兩棲動(dòng)物)、離片椎類(二疊紀(jì)末滅絕)和石炭蜥類(演化成爬行動(dòng)物)三大類群。P/T大滅絕后,兩棲動(dòng)物遭受重創(chuàng),但迷齒類的一支大頭鯢類率先復(fù)蘇。其化石在全球三疊紀(jì)地層皆有發(fā)現(xiàn),記錄了古老型兩棲動(dòng)物最后的輝煌(因其很快將被更進(jìn)步的滑體兩棲類淘汰)。宜昌遠(yuǎn)安茅坪場(chǎng)中三疊統(tǒng)巴東組(247—242 Ma)底部發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)安鯢(Yuanansuchus)化石是我國大頭鯢類的典型代表,2005年以來從該地發(fā)掘出至少3個(gè)較完整的化石頭骨,這里也是中國唯一產(chǎn)出完整大頭鯢類頭骨的地點(diǎn),具有重要科學(xué)價(jià)值和研究意義[25-26]。在同一層位,同時(shí)發(fā)現(xiàn)大量原始陸生爬行動(dòng)物芙蓉龍類(Lotosaurus)化石,這也為研究華南地區(qū)早、中三疊世海陸變遷環(huán)境下多種生物類群演化提供了重要化石線索。

3.4.3 中生代植物大輻射——香溪植物群化石

三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)之交,全球低緯度區(qū)氣候濕熱、泛大陸開始解體,環(huán)境變化劇烈,陸生植物發(fā)生了演化輻射重要事件。主要位于宜昌地區(qū)的香溪植物化石群就是見證華南地區(qū)這一生命演化事件的最佳代表。香溪植物群因最早發(fā)現(xiàn)于宜昌香溪河流域而得名[27],化石在秭歸及遠(yuǎn)安東部大量被發(fā)現(xiàn),多以壓模形式保存于香溪群(包含上三疊統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組和下侏羅統(tǒng)香溪組)含煤碎屑巖地層中,包含多達(dá)31屬72種植物化石,以蘇鐵類和真蕨類最多,銀杏類和松柏類次之,有節(jié)類和種子蕨類植物最少[28]。該植物化石群化石組合具有古生代古老型蕨類和中生代裸子植物并存的典型特征,暗示中生代植物類型演化過渡特殊階段,與全球各地同時(shí)代植物化石群均可以開展廣泛對(duì)比,也是研究東亞地區(qū)中生代早期植物演化的珍貴化石記錄。并且,香溪植物群兼具中國中生代早期南方植物群和北方植物群的主要特征,對(duì)開展中國植物區(qū)系起源和發(fā)展、特殊屬種的對(duì)比研究和系統(tǒng)發(fā)育演化研究具有重要科學(xué)意義,且由于化石密度大、枝葉形態(tài)完整、含化石層位易剝露等特點(diǎn),具備極高的觀賞價(jià)值和開發(fā)價(jià)值。

3.4.4 長江的貫通東流——宜昌礫石層

世界第三、亞洲第一大河長江,屬于太平洋水系,是在新生代印度板塊向歐亞大陸俯沖,青藏高原逐步隆升的全球地貌演化背景下形成的,它連接著地球上最大的大陸/高原和最大的海洋,成為地球表面最典型的河流之一。長江東西貫穿宜昌,不僅造就了世界聞名的三峽河谷,也在此遺留下珍貴的沉積記錄,讓人們可以窺探這條大河的起源。在宜昌東南部的猇亭—云池一帶沿江兩岸的狹長地帶,分布著一套砂礫石層,呈半固結(jié)狀,分選和磨圓良好,成分單一,礫石以燧石和花崗巖居多,為典型河流相沉積體系,被稱為宜昌礫石層或宜昌礫巖。其與長江中下游的武漢“陽邏礫巖”,安徽“安慶礫巖”,南京“雨花臺(tái)礫巖”性質(zhì)非常相似,成因類型單一,指示了長江貫通事件。近年來的同位素年代學(xué)已逐步限定該礫石層的沉積時(shí)代不晚于早中新世,這與四川盆地和三峽地區(qū)的低溫?zé)崮甏鷮W(xué)研究、劍川盆地古金沙江沉積體系研究、江漢盆地沉積相研究等結(jié)論相一致,揭示長江水系的貫通東流在漸新世(或漸新世/中新世之交)已經(jīng)完成[29]。

3.4.5 智人的早期足跡——鐘家灣古人類化石

人類起源和演化是公眾長期充滿興趣的科學(xué)謎題。截至目前的化石證據(jù)揭示,人類從出現(xiàn)以來可能經(jīng)歷了古老型人類、南方古猿、能人、直立人、智人等多個(gè)演化階段。當(dāng)今世界上的人類都屬于智人。宜昌長陽鐘家灣地區(qū)就曾產(chǎn)出東亞具有代表性的早期智人化石,是中國早期智人化石主要地點(diǎn)之一?；l(fā)現(xiàn)于一奧陶系小型溶洞的堆積物內(nèi),共發(fā)掘出1件人類上頜骨(保留有上頜體的大部分,附有第三前臼齒和第一臼齒)和1枚人類下頜第四前臼齒化石,未見石器,伴生的有大熊貓—?jiǎng)X象動(dòng)物群40余種動(dòng)物化石,根據(jù)動(dòng)物群和人類化石形態(tài)學(xué)研究,將古人類生活時(shí)代定為中更新世晚期[30-31]。該地點(diǎn)是中國長江以南最早發(fā)現(xiàn)的古人類化石地點(diǎn),發(fā)現(xiàn)時(shí)曾經(jīng)填補(bǔ)古人類學(xué)“中更新世后期”和“亞洲長江流域”時(shí)空兩大空白,證明了長江流域的廣闊地區(qū)為人類遠(yuǎn)古文明的重要發(fā)祥地,對(duì)研究人類起源和進(jìn)化均具有重要的意義。

3.4.6 現(xiàn)代地貌的持續(xù)演化——長江峽谷地質(zhì)災(zāi)害

地球是一個(gè)有生命的星體,其自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)以及內(nèi)部熱能的傳導(dǎo)釋放使其表層巖石圈總處于不斷改變的狀態(tài),以此為家園的人類可以通過觀察周圍地貌環(huán)境的劇烈改變(即地質(zhì)災(zāi)害事件),親身感受到這一過程。宜昌地區(qū)位于云貴高原北部延伸區(qū),新生代隨著青藏高原抬升和長江貫通,河流下蝕作用強(qiáng)烈,河谷深切近千米,河谷兩岸可溶巖區(qū)溶孔、溶隙發(fā)育,引發(fā)眾多崩塌,碎屑巖區(qū)的地表片流則滋生大量滑坡泥石流。如鏈子崖危巖體,新灘滑坡,千將坪滑坡,鹽池河巖崩,影響范圍巨大,社會(huì)反響深遠(yuǎn),使宜昌成為中國乃至世界崩滑地質(zhì)災(zāi)害最密集發(fā)育地區(qū)之一。但這些自然災(zāi)害的真相,則是長江河谷應(yīng)力調(diào)整、地貌結(jié)構(gòu)由不穩(wěn)定向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化的必然過程。在科學(xué)引導(dǎo)下,觀察、認(rèn)識(shí)和理解這些巖石圈表層的外力地質(zhì)作用,會(huì)讓人們對(duì)大自然產(chǎn)生應(yīng)有的敬畏,并對(duì)原住民未來正確應(yīng)對(duì)和處理這些地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生積極影響[32]。

4 打造思路

地球科學(xué)是一門不斷探索與發(fā)現(xiàn)的科學(xué),隨著研究進(jìn)展,新的假說和理論會(huì)不斷涌現(xiàn),賦予一些地質(zhì)現(xiàn)象、景觀以新的特殊含義,這使地質(zhì)遺跡的研究、開發(fā)工作具有創(chuàng)造性或創(chuàng)新性。不難看出,上述例舉大多數(shù)資源并不出名,但其在地球科學(xué)領(lǐng)域的重要價(jià)值和稀有屬性,以及資源背后的獨(dú)特地球歷史事件和地質(zhì)過程使其不乏核心吸引力,值得深入開發(fā)打造。對(duì)宜昌地區(qū)而言,這類資源更具有特殊開發(fā)潛力,因?yàn)榕c其伴生的(或位于其附近)還有不計(jì)其數(shù)的、廣受公眾喜愛的優(yōu)美山水地貌資源,如峽谷、溪流、瀑布、溶洞、奇峰異石等等,十分有利于資源組合、綜合開發(fā)。因此,宜昌深時(shí)地學(xué)旅游開發(fā),要結(jié)合所有相關(guān)資源,并根據(jù)資源的交通條件,分布區(qū),游客容量等實(shí)際情況合理安排,目的是使旅游吸引物類型豐富、密度恰當(dāng),并讓游客在旅游中享受到交融一體的科學(xué)和視覺美感,獲得最佳的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)。按上述資源,提出宜昌深時(shí)地學(xué)旅游路線打造初步方案(表1,圖1),對(duì)打造思路進(jìn)行舉例說明。

5 相關(guān)建議

(1) 深時(shí)地學(xué)旅游科技含量高,打造難度大,須在系統(tǒng)查明資源類型、特征,通過對(duì)比分析充分挖掘資源潛力后,實(shí)施創(chuàng)新開發(fā)。在開發(fā)過程中,仍然需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)的幫助和指導(dǎo),以保證科學(xué)信息的準(zhǔn)確性。并要以資源保護(hù)為優(yōu)先考慮,在不破壞資源的前提下進(jìn)行相關(guān)工作。

(2) 目前宜昌已經(jīng)擁有長江三峽國家地質(zhì)公園(湖北)、五峰國家地質(zhì)公園、長陽清江國家地質(zhì)公園三家國家地質(zhì)公園和遠(yuǎn)安省級(jí)化石地質(zhì)公園,以及遠(yuǎn)安國家重點(diǎn)保護(hù)古生物化石集中產(chǎn)地[33-35],相關(guān)地質(zhì)遺跡的保護(hù)和開發(fā)工作已有一定基礎(chǔ)[36-39],建議結(jié)合各地質(zhì)公園、化石產(chǎn)地內(nèi)地質(zhì)遺跡保護(hù)開發(fā)工作的推進(jìn),綜合規(guī)劃跨行政區(qū)、跨公園、景區(qū)路線打造,助力全域旅游發(fā)展。

(3) 深時(shí)地學(xué)旅游需要按照地史演化和重大地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序,對(duì)路線串聯(lián)的部分重要地質(zhì)遺跡資源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行專門開發(fā),通過保護(hù)設(shè)施、標(biāo)識(shí)系統(tǒng)、揭露工程等多種手段,展示地質(zhì)現(xiàn)象、景觀背后的地學(xué)價(jià)值和科學(xué)美感,并與環(huán)境相融合,滿足游客的體驗(yàn)式旅游需要。

(4) 作為世界聞名的地球科學(xué)研究、考察地,宜昌地區(qū)尚且缺乏一處實(shí)物標(biāo)本豐富、布展邏輯性強(qiáng)的地學(xué)類自然博物館,不利于推介和深入打造全區(qū)珍貴地質(zhì)遺跡資源?？梢钥紤]結(jié)合深時(shí)地學(xué)旅游工作推進(jìn),通過挖掘本地地學(xué)資源特色,逐步形成和不斷完善具有宜昌特色的地球歷史科普主線,同步開展相關(guān)地學(xué)科普?qǐng)鲳^建設(shè),室外室內(nèi)工作相結(jié)合,共同講好宜昌自己的地球歷史故事。

表1 路線主題及節(jié)點(diǎn)說明一覽表Table 1 List of topic and node description

注:路線主題為探秘夷陵35億年。

圖1 路線及節(jié)點(diǎn)位置分布圖Fig.1 Distribution map of route and node location

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Thought of Using Abundant Geological Relics Resources to BuildDeep Geo-tourism in Yichang

ZOU Yarui1, LI Jiangli1,2, WANG Di1, ZHAO Bi1

(1.HubeiInstituteofGeosciences,Wuhan,Hubei430034; 2.GraduateSchool,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083)

Yichang area is one of the places where modern China geoscience research originated.With variety of geological relics,endowment of natural resources and well-studied geological background,Yichang is the ideal region for the further development of geo-tourism.In accordance with the Earth's historical evolution stage,this paper will briefly introduce part of the important geological relics in Yichang,and provide opinion on the development of geo-tourism in Yichang.

geological relics; deep-time; geo-tourism

X37

A

1671-1211(2017)06-0779-07

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.06.021

2017-08-21;改回日期2017-09-26

中國地質(zhì)調(diào)查局國土資源開發(fā)與保護(hù)基礎(chǔ)地質(zhì)支撐計(jì)劃項(xiàng)目(12120115052201)。

鄒亞銳(1989-),女,助理工程師,古生物學(xué)專業(yè),從事旅游地質(zhì)工作。E-mail:569007425@qq.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20171027.0937.006.html數(shù)字出版日期2017-10-27 09:37

費(fèi)雯麗)