第一节自然科学研究｜泰安市志｜泰安市情资料库

　　第一节自然科学研究

地质研究泰山地质研究从19世纪60年代到1949年以前，为观察考察阶段。 1868～1872年，李希霍芬对泰山系作过简单的岩石描述。1903～1907年，美国地质学家B·维理斯和E·布莱克威尔德将泰山岩石划分为片岩、片麻岩及花岗岩类，称之“泰山杂岩”，并在张夏、崮山一带测量了剖面，采集了化石，其成果1907年正式发表，对寒武纪地层初步划分为馒头页岩、张夏灰岩、崮山页岩、炒米店灰岩。1916年农商部、1923年省实业厅都搞过泰山地质调查。 1923年美国古生物学家毕克脱详细研究了张夏、崮山一带寒武纪地层中的古生物化石。同年，地质学家北大教授孙云铸受北京地质调查所委派来泰山进行地质调查，开始对张夏、崮山地区的寒武系长达20多年的研究，后著有《中国北部寒武纪动物化石》一书。1935年地质学家冯景兰、王植进行泰山地质路线观察。1940～1943年日本学者富田达在泰山一带进行过地质路线考察。1941～1955年远藤隆次、小林贞一相继研究过张夏、崮山一带寒武纪地层的生物化石。 1949年后，泰山地质研究进入全面系统调查研究的新阶段。1952年李四光教授在《受了歪曲的亚洲大陆》中论述中国东部构造地质时提议：沿泰山南路的一条北东东向有代表性的断裂带命名为泰山向。1953年卢衍豪、董南庭重新观察张夏、崮山一带的寒武纪地层剖面，将寒武系划分出7个地层单位。1959年全国地层会议后，张夏寒武纪地层剖面被正式确定为标准地层剖面。在这个时期，程裕琪等地质学家对泰山群进行了比较深入的专题研究。 1958～1965年山东省地质局地质队在泰山进行了1:5万地质测量，通过区域性地质填图和地质测量，获得了大量有价值的资料，把泰山的古代变质岩系进行了划分，并命名为“泰山群”。1971年程裕琪著《泰山太古代雁岭关组绿岩带》出版。1978年以后，泰山地质研究进入一个专题研究为主的新阶段。 1980年地质学家应思淮著《泰山杂岩》出版。1981年起，山东矿院吕朋菊开始研究泰山的形成及年龄。1982年中国地质大学教授王维襄与山东矿院地质系李永庆、赵世英等共同考察红门醉心石为代表的岩石，并命名为“涡旋性状构造”。1983年经国务院批准，泰山地质研究对外开放，允许外国学者到泰山进行地质考察。是年5月，山东省地质局编写的《泰山地质旅游指南》一书出版，解释了泰山辉绿玢岩产生的原因。是年9月，参加北京前寒武纪构造与太古代地球化学讨论会的中外学者29人来泰山进行地质考察。1984年王维襄等获国家“自然科学基金”资助，对涡柱构造进行了系统的多学科的综合研究，涉及学科有区域地质、遥感地质、构造地质、岩组学、地球化学、力学、流体流动显示技术等，从而认定涡柱构造发育的岩石均为辉绿玢岩。是年山东矿院赵世英、莫德论文《泰山红门“桶状构造”成因的探讨》发表，认为“桶状构造”是一种新类型的环状节理。是年6月22～23日民主德国地质学家普里姆克等考察泰山地质。是年10月，16名中法地质学家联合考察泰山风景名胜区地质概况，开展中国泰山宇宙地层研究。是年，中国地质学家出席在莫斯科召开的第27届国际地质学大会，发表“中国泰山辉绿玢岩涡柱构造”为题的论文摘要。地质研究成果泰山地质研究主要是地层、构造岩体、矿藏的研究。地层有太古界、古生界、新生界3类。太古界是一套极其复杂的变质杂岩。泰山出露的泰山岩群在早前寒武纪多次岩浆侵入作用、构造变形作用的改造下，残存在前寒武纪侵入岩中，呈北西向断续分布。目前比较肯定且有一定规模的泰山岩群，主要分布于西南部冯家峪至下水泉一带，以及东部闫家庄至大栏窝一带。在西北部宦马场至望府山及东部梨园和西麻塔等地亦有零星出露。上述泰山岩群的厚岩属镁铁质～超镁铁质火山岩、杂砂质火山碎屑岩建造，其同位素年龄为27～30亿年。古生界主要出露寒武系，系一套浅海环境中沉积的碳酸盐岩和页岩，多分布在泰山北侧的低山丘岭区，南侧的盆地中亦有零星露头。张夏至崮山一带寒武系地层是我国北方的标准地层剖面，由张夏馒头山剖面、崮山虎头崖－黄草顶剖面、崮山唐王寨剖面、崮山范庄剖面等4个分散剖面组成。整个寒武系划分为下、中、上统的7个地层单位，即下统的馒头组(厚119米)，中统的毛庄组(厚39米)、徐庄组(厚73米)、张夏组(厚198米)，上统的崮山组(厚51米)、长山组(厚70米)、凤山组(厚130米)，新生界主要是下第三系和第四系。泰山地质构造十分复杂，褶皱和断裂都比较发育，有太古代构造、中生代构造和新构造运动。太古代构造主要表现为倒转的褶皱并伴有一系列北西向断裂为特征。中生代构造以前期北西向断裂复活和形成北东东向断裂为特征。新构造运动主要表现为泰山仍在不间断地间歇性抬升。褶皱构造主要发育在基底变质杂岩中。基底的构造线方向为北西320°～340°。由于变质杂岩的变质程度比较深，混合岩化作用强烈，且经过多期的构造迭加以及大量老岩体的侵入和吞食，致使太古界的地层层序恢复比较困难。泰山基底岩系的褶皱构造面貌仍模糊不清，此为泰山构造研究的薄弱环节。断裂构造主要有北西向、北东东向和南北向断裂。泰山新构造运动非常活跃，并与泰前断裂近晚期的强裂掀斜活动密切相关，以间歇性上升为主要特点，其活动表现为南强北弱、西强东弱，对泰山地质景观有重大影响。泰山的侵入岩体分布非常广泛，绝大部分是前寒武纪的闪长岩－花岗闪长岩类和花岗岩类。侵入岩的形成年代有晚太古代、中元古代和中生代。晚太古代侵入岩分布最广，出露面积在泰山占绝对优势，岩石类型以闪长岩类和花岗岩类为主，包括望府山期侵入岩(岩浆作用阶段可能发生在27亿年以前)、傲徕山期侵入岩(同位素年龄为24～26亿年)、中天门期侵入岩(同位素年龄25 ～26亿年)。中元古代侵入岩主要是一种浅成侵入的基性辉绿玢岩，呈岩脉状产出(同位素年龄17.6亿年)。中生代侵入岩主要有深成侵入的闪长岩类和浅成侵入的煌斑岩类两种岩石类型。 1957年陈吉余在《华东师范大学学报》上发表论文《泰山山地地貌》， 1980年黄春梅在《山东师范学院学报》上发表《山东的地貌类型》，1983年孙竹友在《地理知识》上发表《东岳泰山》，都对泰山地貌作了研究。专家认为，泰山的区域地貌可以划分为侵蚀构造中山、侵蚀构造低山、溶蚀侵蚀构造低山、溶蚀侵蚀丘岭、侵蚀丘岭、山前冲洪积台地6种类型。吕朋菊经过多年研究得出结论：泰山不是个古老隆起，而是一个中新生代的断块凸起，一个年青的断块山系。其雏型始于中生代末或新生代初(距今 1亿年左右)，其基本轮廓形成于新生代中期。专家称泰山是天然地学博物馆。许多地学方面的国际会议常把泰山列为地质参观考察路线。比较典型的地质构造有张夏寒武系地质剖面、辉绿玢岩桶状构造、典型的动力滑动构造、奇特的微地貌景观。吕朋菊认为典型而具有较高价值的地质旅游资源有20类。气候研究建国后，加强了对泰山气候的研究。1977年泰安地区气象局编写出版《泰安气候》，记载了1951年以后泰山气候的资料。通过研究已掌握泰山区域气温、降水、气压和风、湿度和蒸发、云和日照、地温与冻土的全面情况。受特定自然环境的影响，垂直梯度，水平分布、气候特点有较大差异。泰山由麓到顶气候跨3个气候带，泰山顶无明显四季划分，只有冬半年和夏半年之分，雨量偏多，既有季风气候特点，又有高山地方气候特点，属半高山型湿润气候。水文研究通过对泰山水文的研究，掌握了泰山河溪、泉瀑、水质、蓄水工程等情况，并概括其特点为降水量多，地表水丰富，地下水量少、河流源短流长，水量年内、年际变化大。土壤研究研究内容主要有土壤的成土条件、土壤的类型及性态特征(泰山土壤的垂直分布、棕壤亚类的性态特征、山地草甸土的性态特征)、泰山古树土壤等。泰山土壤在中国土壤分类中属于棕壤类。植物研究对泰山植物的研究开始于对泰山药物的研究。建国后随着泰山林业建设的发展，植被覆盖面的扩大，泰山的生态环境也发生了变化，植物研究工作亦不断引向深入。1950年华东师范大学郑万钧教授率华东林业勘查队调查泰山植物。1956年北京师范大学贺士元到泰山作过调查，后发表《泰山前部维管植物名录》。同年，华东师范大学生物系植物地理研究班的乔曾铿、卜文轩发表《泰山前部植被调查报告》；山东师范学院陈汉斌发表论文《泰山植物垂直分布》。1979～1982年，山东农学院畜牧兽医系对泰山药用植物进行全面调查，山东师范大学陈汉斌、山东中医学院葛传吉、山东林业学校梁书宾参加了调查和鉴定过程。调查范围以泰山主峰为中心，北至仲宫菠萝峪，南至泰城，西至灵岩寺，东至黄前水库，采集植物标本5000余份，最后确定泰山范围药用植物110科、448种，并编写了《泰山药用植物名录》。采集到的标本(经山东大学生物系郑亦津副教授鉴定核实；真菌部分由山东农业大学姜广正副教授鉴定核实)，按《中国高等植物图鉴》的分科顺序保存于山东农业大学畜牧兽医系中兽医教研组中草药标本室。之后泰安林校梁书宾等编写了《泰山植物名录索引》。1982年春，泰山管理部门专业人员开始对泰山古树名木资源进行普查，对泰山寺庙庭院中的古树名木挂牌、编号、建档立卡，并开展了对泰山古树名木的复壮研究。通过30多年的研究，基本廓清了泰山植物的面貌。泰山植物种类仅次于胶东半岛地区的种类，构成泰山植被的植物属华北植物区系。由于泰山位于北温带南部，与亚热带之间没有自然迁移阻隔，加之海洋性气候和山地小气候的影响，在温湿的小生境上，还零星分布一些南方植物种类，成为南北植物的过渡带，具有典型性。泰山共有维管植物1136 个种、变种及栽培变种，属136科、553属，其中野生植物814种、栽培植物 332种，木本植物421种、62科，草本植物715种。植被类型可划分为森林、灌丛、灌草丛、山顶灌丛草甸、草甸、石质地稀疏植被等。还有一种意见认为，泰山植被可以划分为19个类型，其中包括森林11类、灌丛草甸2类、草甸3类和石质地稀疏植被3类。通过对古树名木的调查了解到，泰山有100年以上树龄的古树9810余株，其中300年以上的有3300余株、500年以上的130株、1000 年左右的53株、2000年以上的6株；属27科、46种，其中常绿针叶树占92.7%、落叶阔叶树占7.3%。动物研究通过对泰山动物的研究，认定泰山兽类有食虫目、翼手目、食肉目、兔形目、啮齿目；还搞清了鸟类及蝶蛾类的种属分布。

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