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湘西世界地质公园:寒武金钉 岩溶奇观
人民日报客户端湖南频道2020-09-23 15:34:00

湘西世界地质公园位于湖南省湘西土家族苗族自治州,地处武陵山脉腹地,总面积2710平方公里,从北到南横跨7县市,包括了洛塔、芙蓉镇、红石林、吕洞山、十八洞、矮寨和天星山7个园区。从2017年整合全州重要地质遗迹设立湘西地质公园启动申报世界地质公园到2020年申报成功,不到三年时间,创造了世界地质公园申报的“湘西速度”。

作为中国第40个世界地质公园,它不仅拥有全球寒武系标准层型剖面——古丈阶与排碧阶“金钉子”、世界上规模最大的奥陶纪红色碳酸盐岩石林、蔚为壮观的切割高原型岩溶台地-峡谷等珍贵的地质遗迹,还以浓郁的民族风情被众人所熟知,是地球惠赠给人类最珍贵的遗产,具有广泛而深远的科学内涵和科普美学价值。

全球寒武系标准层型剖面——古丈阶与排碧阶“金钉子”

至今为止,我们所居住的这颗蓝色星球已经有了46亿年历史,在这漫长的岁月中,它的外表并不是一成不变的,就像树木会产生年轮,不同地质时期在低洼的河流、湖泊和海洋中层层堆叠出的沉积岩岩层加起来形成的地层,就构成了我们探究地球奥秘的“万卷书”。

为了读懂如此厚重的“万卷书”,地质学家按地层形成时间的先后,把整个地质年代划分为不同的地质年代单位,并为年代地层单位界线的确定制定了具体的划分标准,绘制了统一的国际地质年代表,这个国际准就称为全球年代地层单位界线层型剖面和点位,俗称“金钉子”,英文简称GSSP(Global Standard Stratotype-section and Point )。

“金钉子”这一概念一开始其实与地质学无关,而是与1869年5月10日于美国竣工的一条铁路有关,由于它是首条横穿美洲大陆的铁路,在修建完成的当天,工人们在铁路上钉下了最后一颗用 18k 金制成的钉子,事实证明,这条铁路的建成确实对美国的政治、经济、文化产生了极其深远的影响,美国还于1965年7月30日建立了"金钉子国家历史遗址",地质学家们认为,全球年代地层单位界线层型剖面和点位在地质年代划分上的意义与美国铁路修建史上"金钉子"的重要历史意义和象征意义具有异曲同工之处,因此,"金钉子"就为地质学家所借用。“金钉子”就像一枚大地的书签,标识着年代地层的起始时间,而球接子三叶虫、笔石、牙形刺等标准化石就是确立“金钉子”的重要标识物。

截至目前,全球“金钉子”总数达到72颗,中国有分布着11颗,而在同一个地质公园范围内能有2枚“金钉子”的,就只有湘西世界地质公园独一家了。湘西“金钉子”的发现与建立,凝聚了以中科院南京地质古生物研究所彭善池研究员为首的地学工作者的辛劳和智慧。自上世纪80年代开始,这支研究团队便驻扎湘西,对花垣排碧剖面进行了长期的三叶虫化石(网纹雕球接子)采集和生物地层研究,2002年3月至2003年8月,经国际寒武系分会、国际地层委员会和国际地球科学联合会多轮投票表决和批准,寒武系排碧阶“金钉子”得以建立。

在多年考察研究排碧剖面的过程中,通过光滑光尾球接子化石的出露,彭善池等研究人员又先后发现了永顺王村剖面和古丈罗依溪剖面,中、美、意大利等国的科学家联合组队,对这两条剖面进行了多学科的高精度调查和研究,2007年12月至2008年3月,经国际寒武系第七阶工作组、寒武系分会、国际地层委员会以及国际地质科学联合会多轮投票表决和批准,寒武系古丈阶“金钉子”得以建立。

寒武系排碧阶“金钉子”和寒武系古丈阶“金钉子”的建立,不仅填补了全球年代地层表寒武系第4统第8阶和第3统第7阶的空白,还成功解决了世界各地寒武系地层的精确划分问题,对于国际地层对比工作具有重要意义。

全球规模最大的奥陶纪红色碳酸盐岩石林

来到湘西世界地质公园,还可以见证一大地质奇观,那就是距今4亿多年前的地球馈赠——红色碳酸盐岩石林。

红石林是指红色或者紫红色碳酸盐岩,在构造运动作用下,受溶蚀和侵蚀作用形成的红色石柱群,因为石柱平均高度达到3米以上,聚在一起像森林一样,所以叫红石林。

湘西的红石林与云南石林的颜色完全不同,并且受到天气影响,会呈现出不同颜色,在晴朗的日子里,放眼望去,仿佛置身红色的魔幻世界,而在雨天,石林由红转褐,又构成了一幅风光旖旎的山水画。

湘西世界地质公园里的红石林是目前全球在奥陶系红色碳酸盐地层上发育的规模最大的一片红色石林景观,出露总面积达84 km2,主要分布在武陵山区酉水和武水流域两岸的谷坡地带。而石林呈现出红色主要是因为在距今4亿多年前的奥陶纪海洋时期,来自大陆岛的河水将大量含铁的泥沙带至海洋,同时海水中含有较多的锰离子,这些富含铁锰质的泥沙混合生物残骸等物质,在富氧条件下,经过数百万年的沉积,最终形成了独特的红色岩石。而石林最初的发育就是在土下,后来地表土壤被水流侵蚀冲走,红石林露出地表,并继续接受雨水和生物的改造,最终形成“下部叠层状、上部火焰状”的形态。

蔚为壮观的切割高原型岩溶台地-峡谷

在湘西可以看到一座座犹如豆腐块似的山,山顶相对平缓,四周绝壁直立,类似平顶山或桌状山,犹如一面面长墙绵延几公里,十分壮观,地质学家将这种岩溶景观命名为岩溶台地。湘西世界地质公园位于云贵高原东部边缘斜坡地带,属中国地形第二阶梯东缘,在破碎的高原边缘切割地带,普遍发育这种地貌,如东部的贵州、重庆、湖南、湖北交界的武陵山区都有这样的景观。湘西一带,北东部是川东褶束带的东延部分,形成规模宏大、形态完整的岩溶台地,而中部和南部张花深大断裂及其密集的支系断裂交错纵横,形成壮丽的切割高原型岩溶台地-峡谷景观。据统计,公园岩溶台地分布面积达688平方公里,离高原腹地越近,距构造带越远,台地面积越大,完整性越好。反之,则越破碎、越离散、规模越小、形态越不完整。

世界上岩溶分布面积约为2200万平方公里,占地球陆地面积的15%,但岩溶高原型台地-峡谷景观极为稀少,仅在中国云贵高原和法国高斯高原有零星分布。湘西世界地质公园的岩溶台地也往往与峡谷随影相行,台地越是高度切割破碎,峡谷越是密集深幽。而这种地貌也常常伴随着岩柱、岩墙、瀑布、溶洞等重要地质遗迹的发育。

岩溶地质生态与少数民族文化融合的典范

常言道:“一方水土养一方人”,湘西世界地质公园气候湿润、峡谷深切,地势险要,在汽车、高铁等交通工具普及之前,人们都是靠步行出山,与外界进行物质交换和信息交流,千年以来,特殊的地理环境、简陋的交通条件,也为园区内风格各异、类型多样的民族文化形成提供了广阔空间,孕育出了25项国家级非物质文化遗产,2016年,苗族赶秋还被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。

这片热土也犹如一座巨大的生态基因库,成为了动植物的天堂,园区现存珍稀濒危植物38种,共有国家Ⅰ级保护植物8种,国家Ⅱ级保护植物20种,中生代孑遗植物,即“活化石”古水杉目前还生活在湘西大地上。而按动物地理区划,湘西世界地质公园地处我国三大动物地理区的交汇地带,因生态环境保存相对完好,为金雕、大鲵、猕猴、穿山甲等野生动物的生存、繁殖提供了优良的场所,是具有全球意义的我国生物多样性热点地区之一。

苗族鼓舞、土家哭嫁等别具一格的民族风俗,摆手舞、茅古斯等门类繁多的民族艺术,苗族银饰、土家织锦等别具一格的民族服饰,酸鱼、腊肠等风味独特的民族饮食,石头屋、吊脚楼等顺应自然的建筑风格,无不与当地复杂的地质构造、峡谷陡崖交错的地形、湿润多雨的气候,以及良好的岩溶生态密切相关。

寒武金钉,藏大美天地;岩溶奇观,孕万物传奇——这里是湘西世界地质公园,踏入这片奇山秀水,让我们一起感受湘西地质、生态和人文交相辉映的神奇瑰丽吧!

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