叠层石
2007年5月,南大地质系87届校友举行毕业20周年聚会,重返母校母系之际,为谢师恩,特向母系捐赠了一尊叠层石化石标本。这尊巨大的标本长2米多,高约1.5米,重达数百千克,现立于仙林校区朱共山楼门前。标本形状憨态可掬,条纹斑驳,颇似一尊伏在地上的石兽,成为仙林校区的一大自然景观,常常吸引师生驻足观赏,而标本本身所蕴含的地球演化和生命演化的双重意义,则更值得我们向世人普及和介绍。
叠层石(stromatolite)是一种微生物岩,它是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”,具有原核生物所建造的有机沉积结构。叠层石是以兰藻为主的微生物通过生长和代谢活动而吸收沉淀矿物质或捕获矿物颗粒,自一个点或一个表面单向增生,构成具有纹层的层状体所形成的生物沉积构造。它通常由一层碎屑层和一层有机层交替叠置而成,纵剖面呈向上凸起的弧形或锥形叠层状,犹如一堆倒置的碗叠合在一起,故名叠层石。
世界上最古老的叠层石发现于北美格林兰岛的西部,由于气候变暖冰盖融化,一些长期覆盖于冰雪之下的岩石裸露出来。2016年,澳大利亚卧龙岗大学的Nutman博士等对这些新暴露的地层中的叠层石进行了研究,确定其形成于37亿年。叠层石丰度、类型和多样性的增长大致开始于28亿年,20亿年到7亿年之前的中元古代是地史上叠层石最繁盛的时期。7亿年左右的新元古代,受后生动物出现的影响,叠层石发生了形态种类的衰减。古生代寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限,但仍不难见到。泥盆纪以后叠层石只是残存了。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区的特殊环境中。我国北方很多地方的中新元古代沉积岩中都有叠层石,天津蓟县国家地质公园是我国最著名的叠层石产地。地质系87届校友送给母校的叠层石标本为产自于徐淮地区的新元古代叠层石。
南大地质系87届校友向母校捐赠的叠层石化石标本(朱文斌2017年拍摄于仙林)
叠层石的一个重要贡献是使地球从无氧变成有氧,为生命演化过程中扫清了大气无氧的障碍,是地球能够进化出复杂生命的关键。众所周知,蓝藻是形成叠层石的主要微生物,它们是靠光合作用自养的,光合作用的同时产生了大量的氧气。地球在太古宙之前大气圈基本无氧,在24~22亿年期间,由于海底岩石上数以万亿计的微生物的活动,大气含氧量首次显著提升,这就是地球上的第一增氧事件,使得大气中的氧含量接近现今的20%,之后在9~5.4亿年期间,大气含氧量再次跃升达到接近现代的水平。与大气增氧事件相对应,古海洋也发生过2次增氧事件。当时地球的海洋里有大量的铁元素,铁被氧化后便从水中分离出来,沉积在海底,经过数百万年形成了如今的各大铁矿,这就是全球很多古老大陆都发育古元古代沉积型铁矿的原因。
(朱文斌)
和田玉
“玉”是一种具有很高观赏价值的特殊岩石,如和田玉、翡翠、岫玉等,皆为“玉”之上品。人们对“玉”的长期专门研究,形成了玉文化。近年来,我在新疆地区从事地质调查研究,工作之余,常有机会接触到新疆特产“和田玉”。和田玉是软玉的一种,产于号称“万山之祖”的昆仑山北坡、以和田为中心长约1300千米的狭长地带,古名又称昆仑玉。
和田玉在我国已有7000多年的悠久历史,是中华民族文化宝库中最为耀眼的珍贵遗产和艺术瑰宝。早在新石器时代,昆仑山的先民就发现了和田玉,并制成生产用具及装饰物品。后来,玉器成为皇家贵族的象征,自秦代以来的中国封建王朝,通常以玉玺作为最高权利的符号。有关玉的古籍不胜枚举,尤以“玉德”之说闻名于世。清代陈胜《玉记》所载和田玉具有“如凝脂,精光内蕴,质厚温润,脉理坚密,声音洪亮”的特质。
和田玉被公认为世界软玉之首,从古至今,涌现出了大量优秀的艺术珍品。用和田玉琢制的中国玉器被誉为“东方艺术”,具有浓厚的中国气魄和鲜明的民族特色。饰品是和田玉的主要艺术表现形式,包括挂件、玉牌、手把件、手镯、手链、项链、金玉首饰、摆件和器具等。雕饰的题材通常有佛、观音、财神、关公、仕女、龙凤、辟邪、生肖、花鸟、如意、平安、素面等。
陕西历史博物馆珍藏了一块被誉为国宝级的“皇后之玺”,于1968年在陕西咸阳汉高祖陵园附近被发现,后被确认为西汉皇后吕雉之物(见附图)。据陕西历史博物馆资料介绍,皇后玉玺由和田羊脂白玉制成,玺体底座为正方形,玺面阴刻篆书“皇后之玺”四个字,字体结构严谨大方,笔画粗细均匀,深度一致。玺台四侧面呈平齐的长方形,琢出长方形阴线框,内雕有四个互相颠倒并勾连的卷云纹,每个云纹均以双阴竖线与边框相连。玺钮为高浮雕的匐伏螭虎,形象凶猛,体态矫健,四肢有力,双目圆睁,眼球圆而凸出,隆鼻方唇,张口露齿(六颗上齿以阴线雕琢),双耳后耸,尾部藏于云纹之中,背部阴刻有一条随体摆动的曲线。
皇后之玺(2.8×2.8×2厘米)
在矿物学上,和田玉为隐晶质的透闪石集合体,其致密程度达到微米级,甚至纳米级。化学式为Ca2(Mg,Fe2+)5(Si4O11)2(OH)2,属于含水的钙镁硅酸盐。按其颜色可分为:红玉、黄玉、墨玉、白玉、青白玉、青玉、碧玉、糖玉。质地细腻,半透明,具油脂光泽。密度为2.95-3.17。摩氏硬度在6.0-6.9之间。
新疆的和田玉形成于晚二叠世(约2.5亿年前),由花岗质岩浆与白云岩发生接触交代变质作用而成。和田玉的形成经历了白云岩→白云质大理岩→接触交代变质岩→软玉岩的过程。形成温度为300-450℃。软玉岩越纯越白,形成白玉的质量也越高。软玉岩中含铁多者形成青玉;含碳多者形成墨玉;含镍、铬者色泽翠绿。
(王博)