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科普知识

***国家地质公园科普教育读物

地

学

科

普

知

识

摘

录

***县国家地质公园管理局编制

2007年12月

地学科普知识摘录

建立地质公园的主要目的是什么?

建立地质公园的主要目的有三个：

保护地质遗迹，普及地学知识，开展旅游促进地方经济发展。

为什么要设立地质遗迹景点？

设立地质遗迹景点是营造地质公园氛围、保护珍贵的地质遗迹、发挥地质公园科学普及功能的重要手段，也是地质公园有别于其他公园的关键所在，它在提升地质公园科学内涵、增加游览项目、吸引更多的游客、增加综合的旅游收入等方面都有重要的价值。

实体化石：

是指古代生物的遗体本身全部或部分保存下来的化石，亦称遗体化石。

遗体化石：

是指地史时期生物生活活动时产生在底质表面或其内部的各种活动痕迹所形成的化石，例如高级动物行走时留下的移迹，钻孔生物在石质底质中钻蚀的栖孔和在软底质表面或内部挖掘的潜穴等。

植物的根系、动物的粪团、粪粒、蛋、卵、珍珠、胃石等生物代谢、排泄和生殖的产物，甚至古人类使用的石器和骨器等遗物，也称遗迹化石。

化学化石（或分子化石）：

是保存在地层及化石中的古生物的残留有机物组分。

什么是石化作用？

大多数生物遗体都是经过变化才形成化石的。

将古代生物遗体、遗迹保存成化石的各种作用，称为石化作用，主要包括：

过矿化作用或浸染作用；置换作用或石化作用；炭化作用。

过矿化作用或浸染作用：

指生物硬体内的空隙为地下水中所含矿物质填充的过程。

生物硬体中的有机物常在埋藏以后散失殆尽，使原来硬体变得疏松多孔，这些孔隙随后被溶于水中的矿物质充填，使硬体构造得以保存，并增加了重量。

置换作用或石化作用：

指埋藏于沉积物中的生物遗体被溶于地下水中的矿物质所填充或交代变成石质，由于溶解和填充速度相等，并以分子相互交换，所以虽然化石的化学组成改变了，但仍保存生物原有构造的作用。

主要的置换矿物是方解石（钙化）、石英（硅化作用）和黄铁矿（黄铁矿化）等。

另外：

赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿、甚至硅酸盐和磷酸盐矿物等也可能成为置换矿物。

炭化作用：

生物遗体易于挥发的成分如氮、氢、氧等被溶解或挥发逸去，仅留下炭质薄膜保存为化石的作用，称炭化作用。

什么是矿物

矿物是由地质作用所形成的天然单质或化合物，其化学成分和物理性质是相对均一和固定的，一般为结晶质，极少数为胶体。

矿物是组成地壳的基本物质，由矿物组成岩石或矿石，自然界中至今已发现的矿物约有3000多种，但最常见的不过数十种，目前被利用的只有200余种，随着科学的发展，将会有更多的矿物被人类利用。

由于国防工业、半导体工业、电子工业以及空间技术的飞速发展，某些天然矿物尤其是晶体的产量已

经远远不能满足需求，20世纪60年代以来人工合成矿物（晶体）的研究与生产迅猛发展。

人工制造的矿物称为“人造矿物”。

如人造水晶、人造刚玉、人造云母等。

目前已能合成百余种矿物。

常见的矿物

　一种矿物之所以不同于另外一种矿物，由于它们在化学成分、晶体构造和物理性质三个方面存在差别。

下面介绍一些最重要的常见矿物。

长石：

长石族矿物的总称，呈肉红色和灰白色，具玻璃光泽，硬度为6，两组解理正交或近似正交。

是地壳最主要的矿物，占地壳物质的50%以上，所以是大多数岩石的主要矿物组分。

正长石和斜长石是最常见的两种长石。

石英：

晶体呈六方柱状，无色，有时因杂质等可有各种颜色。

以上解理、高硬度和透明度较好为其特征，比重为2.65。

云母：

云母族矿物的总称。

是钾、铝、镁、铁、锂等的层状结构铝硅酸盐。

其硅酸根为晶体，常呈假六方片或鳞片状。

颜色随成分而异，具玻璃光泽，硬度为2~3。

云母的最大特征是有一组极完全解理，可以裂成薄片，且薄片具有弹性。

根据成分可分为白云母、金云母、黑云母和锂云母等。

角闪石：

化学成分复杂，是含有氢氧根的镁、铁、钙、铝、钠等的硅酸盐矿物。

其特点为呈长柱状、针状等拉长的晶形，平行延长方向有两组解理，交角近60度。

根据铁含量的多寡，颜色由黑绿、黑褐、深绿、浅绿至近无色。

峰林和峰丛的区别

基部完全相连成簇分布的石灰岩山峰称峰丛。

它是峰林地形的早期发育阶段。

峰丛顶部多呈圆锥状，通常大面积的分布于山地的中心部位。

峰丛常与溶蚀洼地组合在一起。

峰林是基部断续相连，群峰林立的石灰岩区地貌形态。

峰林是由峰丛进一步溶蚀发展而来的，它主要分布于岩溶盆地的边缘。

什么是地质公园？

地质公园是以具有特殊地质科学意义，稀有的自然属性、较高的美学观赏价值，具有一定规模和分布范围的地质遗迹景观为主体，并融合其它自然景观与人文景观而构成的一种独特的自然区域。

既为人们提供具有较高科学品位的观光旅游、度假休闲、保健疗养、文化娱乐的场所，又是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区，地质科学研究与普及的基地。

目前，全球已经建立了57个世界地质公园，其中中国有20个，中国还分4批建立了138个国家地质公园。

为什么要设立地质遗迹景点？

设立地质遗迹景点是营造地质公园氛围、保护珍贵的地质遗迹、发挥地质公园科学普及功能的重要手段，也是地质公园有别于其他公园的关键所在，它在提升地质公园科学内涵、增加游览项目、吸引更多的游客、增加综合的旅游收入等方面都有重要的价值。

中国国家地质公园的标徽含义？

标徽的主题图案由代表山石等奇特地貌的山峰和洞穴的古山字和代表水、地层、断层、褶皱构造的古水字、代表古生物遗迹的恐龙等组成，表现了主要地质遗迹（地质景观）类型的特征，并体现了博大精深的中华文化，是一个简洁醒目、科学与文化内涵寓意深刻、具有中国文化特色的图徽。

中国主要地震带

我国地处全球两大地震带之间，是一个多地震国家，是一个多地震国家，地震带主要分布在：

东南—台湾和福建沿海一带，华北—太行山沿线和京津唐渤地区，西南—青藏高原、云南和四川西部，西北—新疆和陕甘宁部分地区。

全球两大地震带

环太平洋地震带：

分布在太平洋周围，像一个巨大的花环，把大陆与海洋分隔开来。

欧亚地震：

从地中海向东，一支经中亚至喜马拉雅山，然后向南经我国横断山脉，过缅甸，呈弧形转向东，至印度尼西亚，另一支从中亚向东北延伸，至堪察加，分布比较零散。

岩石与人类的关系

说到岩石与人类的关系，应当承认，在人类的文明和进化中，岩石起到了非常重要的作用。

岩石和我们人类确实形成了十分密切的联系。

早在石器时代，我们的祖先为了生存，就已经开始利用比较坚硬的岩石制作成各种简单的劳动工具，用来打猎、切削食物。

通过考古发现，早在五十万年前，原始人类遗留下来的各种石器就达几万件。

恩格斯曾经说过：

人能够用他的手把第一块岩石做成石刀，终于完成了从猿到人转变的决定性一步。

随着人类的进步和采矿业的不断发展，开始对岩石有了记载。

我国公元前约在战国初期，就有论述岩石和矿物的著作《山海经》，可以说这是世界上最早记载岩石的书籍之一。

目前发现的很多历史上保留至今的名胜古迹，都是岩石的建筑物。

比如举世闻名的万里长城，据说来自全国各地的石块建立起来的；我国甘肃的敦煌石窟、洛阳的龙门石窟记载了古代劳动人民的聪明才智和高超的艺术水平；西安的碑林、洛阳新安的"千唐志斋"，这些刻在石头上的书画为研究中国的文字和历史提供了宝贵的资料。

北京是著名的五朝古都，具有极为丰富的文物资源，石碑、石庙、石兽等石质文物随处可见，构成北京独特的大都市风貌。

大量事实足以说明，人类文化的发展和岩石是分不开的。

人类对自然界的不断认识，促进了岩石学研究的不断深入和发展，人们对岩石性能日益了解，利用岩石为人类造福也越来越广泛。

矿产资源是国民经济发展的物质基础，丰富的矿产是国家科学技术发展和进步十分重要的后备资源。

在岩石中蕴藏着大量矿产，很多岩石和矿产有密不可分的伴生关系。

矿床通常生长在岩石中，大部分情况下岩石围绕着矿体呈不规则地分布，形成矿体的围岩。

比如，煤、油页岩产在植物化石丰富的沉积岩层中；铁、锰、铝、磷和盐类等矿产也产在沉积岩中。

在岩浆岩中的矿产也很丰富，比如铬铁矿、镍矿产在基性、超基性岩石中；很多有色金属和稀土元素矿床产在花岗岩中；此外，原生金刚石只产在金伯利岩中。

我国老变质岩地层中，金、银等贵金属比较发育，是因为变质作用使它们富集成矿的结果。

变质作用也能形成矿床，如炭质页岩或煤经过变质可以成为石墨矿；高铝黏土经变质可以变成刚玉矿。

除了以上情况之外，有些岩石本身就是矿产。

比如菱镁矿，主要由碳酸镁组成；石灰岩主要由方解石组成；白云岩由白云石组成。

人们利用岩石的化学组成和物理性质，经过加工可以将它们用于建筑、装饰、化工、冶金等诸多方面。

比如石灰岩可以制造水泥和塑料；白云石可以用来制造耐火材料；珍珠岩用来做绝热和保温材料；玄武岩可以用来烧铸石；黏土可以用来做陶瓷。

砂石可以铺路；煤可以做燃料。

火山岩沸石可以作为天然分子筛等等。

花岗岩、大理岩因为外观华丽和坚硬耐磨，被人们广泛用做建筑装饰石材。

我国各地的的很多重要建筑，如大会堂、纪念堂、图书馆、大剧院、体育馆等都是用岩石做石材修建而成的。

近年来，随着人民生活水平的提高，这些高雅的建筑石材也逐步走进千家万户，为美化居室起到了锦上添花的作用。

岩石还造就了许多秀丽的自然景观，成为国内外享有盛名的风景游览区。

如桂林有“山水甲天下”之称，那是石灰岩地区长期风化侵蚀造成的；昆明的石林，成因也是如此；在火山岩发育的地区也有很多风景区，如长白山的天池、牡丹江的镜泊湖，早已成为人们避暑和旅游的好去处。

我们可以毫不夸张地说，岩石几乎涉及了人类生活的各个领域。

“地球日”的由来

人类历史上的第一个“地球日”，是1970年4月22日，由美国哈佛大学法学院的一个刚满25岁的学生丹尼斯海斯在校园发起和组织的。

他在今天被誉为“地球日之父”。

1970年4月22日这一天，全美国有上万所中小学，两千所高等院校和两千个社区及各大团体共计两千多万人走上街头。

人们高举着受污染的地球模型、巨画、图表，高喊着保护环境的口号，举行游行、集会和演讲，呼吁政府采取措施保护环境。

这次规模盛大的活动，震撼朝野，促使美国政府于20世纪70年代初通过了水污染控制法和清洁大气法的修正案，并成立了美国环保局。

从此，美国民间组织提议把4月22日定为“地球日”，它的影响随着环境保护的发展而日趋扩大并超过了美国国界，得到了世界许多国家的积极响应。

“地球日”诞生后20年中，世界范围内的环境保护工作取得了很大的进展。

1972年6月，联合国召开了具有划时代意义的人类环境会议，1973年，成立了联合国环境规划署，许多国家都相继成立了环境保护管理机构和科研机构，环境保护被提上了许多国家政府的重要议事日程，环境问题受到了公众的普遍关注。

在许多重大的国际会议上，环境保护也成为重要议题之一，如1989年召开的第44届联大、不结盟国家首脑会议、英联邦国家首脑会议、西方七国首脑会议等都讨论了环境问题，并通过了关于环境保护的决议或宣言。

这说明环境保护已成为国际政治和国际关系的“热点”。

越来越多的政治家、科学家、有识之士都强烈地认识到，环境污染和生态恶化会使社会的文明进程受到巨大阻碍。

由于环境保护问题已成为国际政治的热点，1990年的“地球日”活动组织者们决定，要使1990年的“地球日”成为第一个国际性的“地球日”，以促使全球亿万民众都来积极地参与环境保护。

为此，“地球日”活动的组织者致函中国、美国、英国三国领导人和联合国秘书长，呼吁以1990年4月22日为目标日期，举行高级会晤，为缔结多边条约奠定基础。

呼吁各国采取积极步骤，达成协议，以阻止和扭转全球环境恶化趋势的发展。

同时呼吁全世界愿意致力保护环境，进行国际合作的政府，在本国举办“地球日”20周年庆祝活动。

庆祝“地球日”20周年活动的呼吁，得到了五大洲各国和各种团体的热烈响应和积极支持。

1990年“地球日”协调委员会主席丹尼斯?

海斯事先拜访了伦敦、巴黎、罗马、波恩、布鲁塞尔等地的活动小组，并得到明确的答复，同意将1990年的“地球日”作为国际地球日进行纪念。

亚洲、非洲、美洲的许多国家和地区也都积极响应，组织纪念活动。

众多的国际组织，如国际学生联合会、青年发展与合作协会等，也都表示大力支持和积极参与“地球日”20周年纪念活动。

1990年4月22日这一天，全世界有100多个国家举行了各种各样的环境保护宣传活动，参加人数达几亿人。

从那时起，“地球日”才具有国际性，成为“世界地球日”。

“世界地球日”活动旨在唤起人类爱护地球、保护家园的意识，促进资源开发与环境保护的协调发展。

从20世纪90年代起，中国在每年的4月22日都举办“世界地球日”宣传活动，并根据当年的情况确定活动主题。

什么是岩石？

经地质作用形成的由矿物或岩屑组成的集合体称为岩石。

自然界的岩石种类繁多，根据成因可以分为

岩浆岩（火成岩）、沉积岩和变质岩三大类。

岩浆岩：

岩浆在地下或喷出地表后冷却凝结而成的岩石称为岩浆岩或火成岩。

岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成，此外还常含有微量磁铁矿等副矿物。

组成岩浆岩的矿物主要为长石、石英、黑云母、角闪石、辉石和橄榄石。

按照岩浆岩的产状，岩浆喷出地表后离、冷凝而形成的火成岩为喷出岩；液态岩浆在造山作用下贯入同期形成的构造空腔内，在地下结晶和冷凝而形成的火成岩，称为侵入岩。

沉积岩：

是在地壳表层条件下，母岩经风化作用、生物作用、化学作用和某种火山作用的产物，经过搬运、沉积形成成层的松散沉积物，而后固结而成的岩石。

沉积岩在地表分布最广，约占地表面积的3/4，是最常见的岩石类型。

沉积岩按其沉积成因可进一步分为碎屑沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩（如煤及某些生物辉岩）等。

沉积岩的颜色主要受到沉积环境影响，且较直观易辨认，是观察和研究沉积岩的重要内容之一。

暗色矿物和岩层含量多的沉积岩颜色较深；反之，浅色矿物含量多的沉积岩颜色较浅。

含有铁的沉积岩呈红色或褐色，含有钙与硅的沉积岩呈白、灰色。

变质岩：

是变质作用形成的岩石。

在变质作用条件下，使地壳中已经存在的岩石变成具有新的矿物组合及变质结构和构造特征的岩石。

这一过程一般是在温度和压力升高的条件下进行的，在变质的过程中，岩石基本上仍保持固态。

变质岩的物质成分既有原岩成分，也有变质过程中新产生的成分。

因此变质岩的成分比较复杂。

洞穴的类型及成因

按洞穴的定义，洞穴实际上是由洞穴空间（洞腔）及围绕其四周的岩体（围岩）两部分组成。

洞穴由很多种类型，按其形态的围岩性质分为：

⑴碳酸盐洞穴，由岩溶作用形成，在我国分布广泛，数量最多，规模最大。

⑵石膏洞，在石膏岩溶区分布较多，但洞体不大，这是由于其力学强度低造成的，同样是溶蚀成因。

⑶砾岩洞，对可溶性的砾石或胶结物的溶蚀而成。

在我国数量很少，一般长度不大。

⑷玄武岩洞，岩浆喷出后，由于表面和底部岩浆冷却速度的差异形成，在我国东北、云南等近代火山喷出区均有分布。

⑸砂岩洞，砂岩的抗风化强度的差异形成。

⑹花岗岩洞，一般由构造运动或块体移动而形成。

⑺冰川洞，形成于冰川冰中

地质公园及其意义

地质公园是以具有特殊地质科学意义，稀有的自然属性、较高的美学观赏价值，具有一定规模和分布范围的地质遗迹景观为主体，并融合其它自然景观与人文景观而构成的一种独特的自然区域。

既为人们提供具有较高科学品位的观光旅游、度假休闲、保健疗养、文化娱乐的场所，又是地质遗迹景观和生态环境的重点保护区，地质科学研究与普及的基地。

目前，全球已经建立了53个世界地质公园，其中中国有18个，中国还分4批建立了138个国家地质公园。