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1、地质万卷书地质万卷书山旺化石群山旺化石群山旺古生物化石形成于 1800 万年前是中国唯一、世界罕见的在中新世保存完整、门类齐全、具有不可替代和重要科学价值的地层古生物化石遗迹。已发现各类生物化石十几个门类 600 多属种。位于临朐县城东约 22 公里处，北至灵山，东至潘家庄，南至黄山、菜园，西至东周山东山旺国家地质公园家庄、清泉沟一带。地理坐标为北纬 36320036343 0， 东经 11840221184400，面积约 13 平方公里。现今残留的古山旺盆地,平面形态呈近似盔形,盔顶朝向东略偏南,面积不足 1 km2。其西为尧山,南为黄山,北有擦马山,仅东北部相对低缓,为沃野平川。盆地周围最
2、高峰为尧山,海拔 405.5 m,最低处为盆地东北边缘,海拔约 210 m,相对高差近 200m。山旺盆地是新生代新近纪中新世古盆地,形成于距今约 2 4001 400 万年。盆地中沉积了以含硅藻土为主的泥页岩和砂砾岩、玄武岩、火山碎屑岩等,总厚约 50.10137.09m,称山旺组。化石的发现：关于山旺化石的记载,始见于清康熙年间临朐贡生张新修所著筒丸录中,其文曰:“神龙易骨,必于土内,尧山曾出一具头如牛,一角当顶”。由此记载可以看出清初即被发现,但并不被人们所认识。民国临朐续志亦有记载,“灵山东南五里、俗传山麓边有特别产物,日万卷书自地平面掘取极易,其质非土非石、平整洁白、层叠若纸,揭示内
3、现黑色花纹,备虫、鸟、兽花卉诸状态”。古人从直观的角度描述了山旺古生物化石。山旺化石较正规的科学研究,始于 1935 年,这年春天,著名的古生物学家杨钟健教授奉派赴山东昌乐考察。杨钟健道访了齐鲁大学施寇特教授,详询山旺化石发现经过及产地情况。施教授介绍化石系产自临胸山旺村之东北 1 一 1.5km 处,保罗贝尔金于 1900 年 12 月曾在山旺村之北解家河采集到鱼和植物化石,杨钟健遂追索到临朐县城东山旺村。对山旺之行曾做如下描述:“出山旺村为一山脊至解家河岸边,见河西有页岩出,细审之,叶、花、昆虫、蟒蚌等化石甚多。更往西,有黄砂及页岩,内含玄武岩弹甚多,其中见有龟及哺乳动物化石碎块”。193
4、6年 6 月,中国地质学会发表了杨钟健关于蛙、鱼化石的研究报告,杨钟健在论文中首创“山旺统”地层单位名称,为其后研究工作打下了基础。解放后,随着地质、矿产事业的快速发展,在山旺硅藻土矿的开采过程中发掘出土了很多珍贵的化石,山旺化石也越来越引起地质古生物学界的高度重视,不少中外专家慕名而来,调查研究。种类介绍：山旺盆地硅藻土页岩中,蕴藏的动值物化石不可胜数,目前业已发现的化石种类达十几个门类600 余种,分植物和动物两大群体。植物化石包括藻类、苔藓、蕨类、裸子、被子植物等。除近 100 种藻类外,其他各种植物约 145 种,分属 46 科 98 属;其中苔藓、蕨类各 1 种,裸子植物 4 种,被
5、子植物 139 种;有典型的热带、亚热带常绿阔叶和落叶阔叶树种如樟、榕、山胡椒等,也有温带植物如桦木科、蔷薇科等。藻类主要有硅藻、尾金鱼藻、中新水毛莨等等。动物化石门类众多,有数量可观的无脊椎动物,也有纲目齐全的脊椎动物。在无脊椎动物中,昆虫是山旺古动植物园内的望族,其化石种类最丰、数量最多,绝大多数属膜翅目、鞘翅目,其次为双翅目、异翅目、蜻蜓目、同翅目、革翅目等类别。此外,还有蝎类、蜘蛛、介形、腹足等无脊椎动物。脊椎动物化石计有鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。鱼类是脊椎动物中最繁盛的家族,化石在硅藻土页岩中相当普遍,分鲤形目和鲈形目两大类,大部分为鲤科鱼类,分属驹鲤亚科、雅罗鱼亚科和担尼
6、亚科,常见的有临朐鲅、司氏鲅、中新雅罗鱼、大头麦穗鱼等。两栖类包括有尾类蝾螈科、无尾类锄足蟾科、蟾蜍科、雨蛙科、蛙科、姬蛙科及树蛙科等十几个属种;无尾类除成蛙以外,还有大量蝌蚪和正处于变态过程中的蛙化石。爬行类有蛇、鳖、鳄等现存种类罕见的化石。鸟类化石有山旺山东鸟、硅藻中华河鸭、临朐鸟及秀丽杨氏鸟等;鸟类因适应飞翔的生活方式,骨壁薄而中空,赖以生存的森林环境更是难以将其保存为化石;而山旺硅藻土页岩中有完整而较为丰富的鸟类化石赋存,是迄今我国最主要的鸟化石产地之一。哺乳动物化石包括 17 个属 18 个种,主要有犬、柄杯鹿、三角原古鹿、细近无角犀、亚洲梅氏飞松鼠、硅藻鼠、山河狸、古貘、古猪、猪兽
7、、东方熊、山东蝙蝠等。以草食性的偶蹄类最多,保存最好,特别是柄杯鹿目前已发现 40 多幅完整的骨架;肉食类以熊科动物为主。山旺化石最大的特点是种类繁多、数量丰富、个体完整、结构清晰、形态自然生动,有些动物化石甚至保留着死亡之前挣扎的态势。较小的如鱼类化石,常常成群地埋藏在一起,好似往来嬉戏,翱翔浅底,栩栩如生;大的化石如柄杯鹿、三角原古鹿和东方熊等,四肢躯干的骨架大部分完整无损,有些内脏残留物还保留在腹内,足可辨认;细微之处如叶之脉络、昆虫之翅纹、蝙蝠之膜翼、鼠之须毛均清晰可辩,甚至保存绚丽的色彩、闪耀的光泽,宛若实体标本。山旺化石不仅是地学科研的珍贵素材,而且也是很好的天然艺术观赏品,具很高
8、的珍藏价值;不论植物还是动物化石,或植株、根茎、枝叶、果实,或动物个体、碎片、骨骼等等,只要相对完好美观、可以用来判断鉴别其所属种类,均为至宝。植物的花能够保存为化石是极其罕见的,而在山旺却发现了花化石。山旺的古森林植被在垂直向上可以分为几层,最上层由一些高大乔木组成,如华枫香、栋、木兰等,山旺植物群的乔木可占整个植物群组成的 87%左右,乔木之下是一些灌木。它与乔木一起构成了山旺落叶阔叶林的主体,湖中生长着象眼子藻、金鱼藻等一类的水生植物。从整个群落面貌看,山旺植物群既有生于亚热带的属种,如木兰、冬青等,也有生活于温带的类别,如栋、核桃等,正是这山旺古森林为其它动物的生存繁衍创造了极为有利的
9、条件,提供了能量和食物来源,保持了山旺古生态系统的平衡。中国科学院古脊椎动物研究所、北京地质大学、北京植物研究所等单位联合，经科学发掘整理出了一段十余米深的山旺硅藻土层剖面。由剖面我们可以清晰地看到所谓的 “ 万卷书 ” 真是名不虚传，一层层的硅藻页岩或洁白如纸，或带黄白色、灰白色等，某些层位细观，就如书的侧面一样，用薄刀片沿岩层痕拨开，比一般纸张略厚。更为奇妙的是这些薄如纸张的页岩层内可见树叶、小鱼等。不过 “ 硅书怕风翻 ”，揭出的化石要经过加固干燥保护才能长期保存，若任其干燥会层层翘起，被风一吹即成粉末。如果在山旺作实地调查，会切身感受到大自然的神奇造化与鬼斧神工，令人惊叹不已。山旺的鱼
10、化石以 10 厘米左右的雅罗鱼最为丰富,小巧玲珑,惹人喜爱。也有成群结队在水草中戏水游玩的鱼群,和大鱼吃小鱼的瞬间,已将小鱼的一半吞人,而另一半在外即被掩埋的一幕。在发现的所有化石中,鸟类化石最珍贵。由于鸟类适应飞翔,骨骼中空,骨壁薄,它形成化石的机会要比其他脊椎动物少得多,特别是完整的骨架更难保存。山旺的硅藻土页岩轻薄细腻,恰好为鸟化石的形成提供了有利条件。1976 年,山旺采矿工人发现了一具完好的鸟化石,在当时的国际古生物界引起了轰动,这件罕见的鸟化石其保存之完好可与世界任何地方的鸟化石相媲美,为纪念这个产地,古生物学家把这件化石命名为“山旺山东鸟”。“山旺山东鸟”是我国第一次发现完整的鸟
11、化石,他的发现填补了我国中新世鸟化石的空白。形成环境：根据山旺化石产出的地质条件及其动植物群落特征,可以判定中新世时山旺地区的古地理环境为森林)沼泽间湖泊环境。大约 2 4001 400 万年间的中新世早)中期,山旺地区火山喷发活动剧烈,较大面积的火山群陆续喷溢出厚度 80 m 以上的玄武岩流(牛山组)。至大约 1 4001 200 万年的中新世中)晚期,火山活动变得相对平静与微弱,处于火山活动间歇期。或许由于长期的火山活动和深部岩浆的热力作用,使得山旺地区的古气候条件温暖、潮湿且雨量充沛,植被迅速生长,亚热带常绿阔叶混交林逐步繁盛,在山旺及周围地区形成了较为广阔的森林)沼泽间淡水湖泊环境,各
12、种赖森林生存的飞虫、鸟兽及水中的鱼、鳖等动物,在此繁衍生息,构成了中新世山旺地区繁茂兴盛的植物和动物群体。古山旺湖就是这片森林)沼泽环境中一处清洁宁静的山涧淡水湖泊,由于水质清洁,且靠近森林,富含营养,硅藻大量生长。死亡的硅藻遗体沉积于湖中,历数百万年不息不辍,形成了厚厚的硅藻土页岩。伴随硅藻土沉积,周缘植物的枝、叶、花、果会落入湖中沉于湖底;湖水是附近森林动物赖以生存的最根本条件,它们每天来此吸取生命所必须的水分,由于火山间歇期频繁的地震活动或暴雨袭击,它们也会溺身水中、沉于湖底。所有沉入湖底的动植物遗体均被细小的硅藻迅速掩埋,素有万卷书之称的硅藻土页岩就是这样封存下浩瀚的中新世生物遗迹。有资料证明,山旺周围地区类似于山旺这样的古淡水湖泊还有包家河、青山、大车沟等多处。至1 200 万年前后的上新世,火山喷发活动再次活跃,喷溢出玄武岩流(尧山组)覆于山旺组之上,使含化石的硅藻土页岩得以保存至今。
