津北有奇观 10亿年地层上的“万卷史书”

不高兴

图2

图3

图4
岩石类型：碳酸盐岩
地质年代：距今约13亿—14亿年

1984年，蓟县剖面所在地诞生了“中上元古界国家级自然保护区”。进入蓟县山区后，一路为我们讲解的专家杨立公先生，是保护区管理处的负责人。这条长长的地层带，被地质学家划分为3个系、11个组、105层——这部“巨著”的系、组、层，恰似古典小说的章、回、节，地层中“章章”经典、“回回”精彩、“节节”生动。由于剖面十分完整，我们可以在地表轻易地看到10亿年前，被时光洗礼过的岩石。

从县城向北直到黄崖关脚下，两边出露地层的地质年代越来越久远。透过车窗我们看到，很多地层因为后期的构造运动而发生明显的褶曲，与水平面约呈大角度倾斜，深埋地下的部分也被“拉”出了地面。车到山路尽头，停在了长城脚下的常州村。村口一处断崖清晰地留有“元古界”与“太古界”界线。两块相距不到一米的巨石，年代跨越了7亿年。所以，此处被杨先生形容为“一步跨越7亿年”。

路上，我们遇到了许多前来游历的人。来此登山的人，往往是奔着“蓟县剖面”而来。我在现场遇到三支考察队，两支来自地质院校，一支来自地矿企业。作为地质院校的毕业生，他们中的大多数人读过李四光撰写的《中国地质学》，该书对蓟县剖面的赞誉让我印象深刻：“在欧亚大陆，同时代地层中蓟县剖面之佳，恐无出其右者。”地质圈里的人到这里来，就好比虔诚的信徒来膜拜心目的圣地。

常州沟组
“万卷史书”长卷的
第一页
常州沟组是蓟县中下元古界中最古老的地层，距今约18亿年。地层中颗粒粗大的砾岩和杂砂岩是古河流沉积的标志。这张手绘图是将科学图件经过艺术加工的产物，远方是当我们站在蓟县的山上看到的崇山峻岭，而山前宏大的地质剖面则展示了绵绵青山下古老岩石的质地与韵律，地层的叠覆与起伏。绘图／刘震宇

从蓟县县城到常州村，连绵起伏的丘陵中好似一排巨大的书柜，其中安放了跨越10亿年岁月的沉积岩层；岩层则像鱼鳞瓦脊那样，重重叠叠地在大地上延伸，俨然一册册用岩石垒砌的典籍大作。数亿年时光中，宛如典籍般罗列的地层经历过各种剧烈演化，却几乎没有改变容颜，或许就是为了有一天被人发现。岩石不能言，但它们一直在等待知音的到来。

朱士兴
国土资源部天津地质矿产研究所 研究员
蓟县地层表明，
寒武纪前有更早的
生命大爆发
天津蓟县出露的叠层石及其他微生物化石，就像一个个信息存储器，通过上面的信息，我们推断出了当时的海陆演化情景，甚至可以复原海盆的扩张及海水进退变化过程。当然，中新元古代的叠层石不仅在蓟县有发现，它们的身影遍及世界各地，但蓟县叠层石的保存完整度、图案审美性等方面独树一帜。
此前的地质理论认为，距今10亿到16亿年前的中元古宙，正是古老的原核生物向真核生物过渡的重要演化时期，然而从目前的发现和研究来看，多细胞的古植物也已经大量出现，说明早在5亿年前左右的寒武纪生命大爆发之前，地球就已经呈现出生命欣欣向荣的情景。也就是说，“前寒武纪”地球缺少生命迹象的传统理论将面临颠覆。

岩石类型：微生物叠层石
地质年代：距今约13亿—16亿年
蓟县叠层石
解开古老宇宙秘密的密钥
叠层石是由蓝藻等微生物的参与下形成的微生物岩（或称生物沉积构造），是一种“准化石”，它的存在说明曾经有微生物的生命活动。“蓟县剖面”几乎各个时期都有叠层石被发现，数量达数十种。图中为柱状叠层石的天然纵剖面和横剖面，“叠层石柱”之间留有缝隙，曾被海水中的矿物充填。

早期的古生物和岩层的共同作用，构成一幅幅蕴藏生机的图案，令观者真切感受到地质年代的生命律动。蓟县通往黄崖关长城的公路边上，出现了几座以叠层石工艺为主题的奇石馆。这些“会记忆的石头”的审美价值，渐渐地被民间艺人发掘出来（摄影／张博开）。

中国最美“叠层石”，还原生机盎然的“中元古界”

5亿多年前，地质年代进入古生代的寒武纪，此后数百万年里，包括现代生动物类群祖先在内的大量多细胞生物出现。长期以来，寒武纪之前的地层中几乎找不到动物化石，所以这次生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆炸”。

寒武纪之前的40多亿年，一度被认为是缺少生命的死寂时期，这段漫长岁月也被笼统地称为“前寒武纪”。

科学家之所以得出上述结论，很大程度上是因为前寒武纪缺少化石发现，其岩石要么严重变质，要么被埋在海底地层中。这个时候，“蓟县剖面”的出现弥足珍贵—这里先后发现了距今14亿至12亿年的微生物群化石，距今8亿至10亿年的藻类化石。这些发现，逐渐改变了过去的固有认知。据中国地质调查局天津地矿研究所数据，蓟县剖面地层中发现的微生物群至少有16个属、28个种。因此，地质环境专家张书义先生认为：“早在中上元古代，地球生物已经有了众多家族，当时已经存在一个生机盎然的生命世界。”

岩层剖面中，破解生命密码的重要钥匙就是“叠层石”，它因为布满层状纹理或由层状结构组成而得名，是寒武纪之前出现的生物化石，或“准生物化石”。蓟县剖面为中元古界的标准剖面，所以这里的叠层石几乎是最完美的。正因为叠层石的品质出色，“标准剖面”更显得名副其实。在蓟县铁岭沟、井儿峪山区，我看到了千姿百态的叠层石袒露在大地之上，清晰地显露着浮雕般的圆弧或水波纹理。大学时，我曾在实验室里见过许多叠层石，它们中的大多数要么发生了变质，要么被侵蚀损毁。在蓟县，我第一次见识了纹路如此清晰、完美的石头。这些神奇的石头，仿佛拥有特殊的魔法，一下子将我的思绪带到10亿至20亿年前。

长期以来，地质学家在意的是叠层石的科研价值，所以无意间忽视了其审美价值。我在天津结识了一位叫吴军江的摄影师。20世纪70年代，刚参加工作的老吴对家乡北部山区的了解还非常粗浅。80年代，他不断地跟地质专家打交道，方知这些不知名的小山中蕴藏着宝贝。他从事摄影创作30多年，多数作品均取材于此地。吴军江的镜头将蓟县叠层石的视觉美呈现得淋漓尽致。以形状而言，叠层石有的为锥形，有的呈柱状，有的像一面石壁或一堵城墙。纵向窥视，石头表面布满条条石柱，很像古希腊神庙中的残垣断壁；横向观之，它们形成了一个个球形凸起，看起来像一大片起伏的山丘。这些狭小的空间包含着一个个大世界——因为，那里曾是早期生命的家园，那些微观景色，是原核生物新陈代谢、生老病死过程中演奏的生命乐章。

朱士兴研究员曾长期致力于破解叠层石的生态密码。他说，那些相间分布的纹路就像树木的年轮，对应着岁月更迭。他的团队观测发现，一组蓟县叠层石蕴藏着13亿年前的季节变化等信息。这些信息证明，地球当时一年约546—588天、13—14个月——由叠层石破解出来的数据，跟天文观测结果相差无几。

岩石为何能孕育生命？不熟悉地质的人觉得不可思议。《西游记》讲了一个石头里蹦出猿猴的故事，蓟县叠层石则表明，早期生命形成与地壳运动、岩石演变密不可分，猿猴和人类的先祖最初还真离不开石头。了解这些后，吴军江对脚下这片大地更加敬畏。工作之余，他常常坐在叠层石面前沉思。“跟它们面对面，就相当于跟那个时代的地球对话。生命孕育之初，这里经历过剧烈演变，现在却是一副安详宁静的面孔。”在老吴眼中，叠层石是一种至美的雕塑艺术品，“这伟大的作品是大自然和早期生物用数亿年之功塑造的，没有哪位艺术家具备这种功底和想象力。”

遥想十多亿年前，眼前这片山地还在茫茫大海之中，条条古河流从古大陆上奔流而来，河流所携泥沙在浅海中沉积，慢慢形成了岩层。但是，这里并非荒芜、死寂的天地，那些层叠的岩石中，顽强的生命正在悄悄地完成演化，并繁衍成早期的生命王国……

岩石类型：白云岩
地质年代：距今15亿年左右
红白相间白云岩
十多亿年前海水进退的遗存
走在蓟县乡间的路上，你会发现两边裸露的地层大都与地面呈大角度的倾斜，甚至近于直立，也让我们感受到地球的巨大能量。这里曾发生多次的构造运动，形成若干条褶皱，而这段岩层正是一个背斜的南翼，因而出现了地层整体向西南方向倾斜的规律。地层中紫红色与灰白色相间是杨庄组地层的典型特征，反映当时氧化、还原环境的变化，指示了无数次海水进退的旋回。而今这些被大地翻转的岩层矗立在这荒野中，白雪的映衬下，显得安详和静谧。

常州沟口，“蓟县剖面”与万里长城的交会之地

我站在蓟县剖面起点处举目四望，几座石英岩状砂岩形成的山峰连成一道弧，环抱着元古界、太古界分界处的崖壁，一条清澈见底的溪水从山前潺潺流过。在杨立公先生指引下，我攀上附近一座山头，望见了蓝天下突兀耸立的天津市最高峰——海拔1078米的九山顶。清代，蓟县黄崖关附近的九龙山、八仙山均为清东陵风水禁地，曾被封禁了近300年，不允许民众靠近。所以，这里至今从谷地到山峰，都密布着各种植被。深秋到了，山脚、山坡、山顶好似涂上了浓墨重彩，显得如梦如幻。站在八仙山主峰南眺，唯见山峦叠嶂，将这些山峰串联在一起的，正是24公里长的“蓟县剖面”岩层。