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南京雨花石

2017-04-17      来源:科技与国际合作司     作者:周晓丹
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  一、基本信息

  作者:周晓丹

  图书名称:南京雨花石

  出版社:江苏凤凰科学技术出版社 江苏凤凰美术出版社

  出版时间:2016年4月第1版

  ISBN编号:ISBN978-7-5537-4349-3

  定价:29元

  二、书籍信息

  1、作者简介

  周晓丹,1986年南京大学地质系毕业,1989年中国科学院南京地质古生物研究所获硕士学位。现为江苏省地质调查研究院南京地质博物馆研究员级高级工程师,从事地质博物馆、古生物学、地质遗迹保护和地质公园建设等方面的科研和科普工作,任江苏省古生物化石专家委员会委员、江苏省地质学会科普委员会副主任。完成20多项地质科研报告,其中《江苏省地质遗迹保护规划》获国土资源部第二轮矿产资源规划优秀成果一等奖,《晚新生代重要全球变化事件中的生物多样性响应》项目获2014年江苏省科学技术三等奖。共发表论著4本、学术论文23篇,《远古的传奇-南京雨花石》(第一作者)被评为国土资源部2015年优秀科普图书,获江苏省科学技术三等奖和江苏省第四届优秀科普作品奖。

  内容简介

  雨花石是南京的名片,也是江苏特色文化资源,雨花石文化近十年来已经逐步从地域走向全国,乃至东南亚和世界,符号江苏.口袋本《南京雨花石》中文和英文版科普图书内容丰富、科学性强、通俗易懂、图片精美,深入浅出地介绍了雨花石的来源及其与南京乃至周边地区地质历史发展的关系,兼顾了雨花石的文化、鉴赏与科学知识,阐明了雨花石的科学含义和概念并解析其成因,对含化石雨花石也进行了系统陈述。

  3、封皮及图书插图配图

  4.创新点

  《南京雨花石》设计为小巧的“口袋本”,便于携带,是适合现代人利用碎片时间阅读的科普读物。

  虽然有关雨花石的书籍较多,但前人主要从美学鉴赏的角度写雨花石。《南京雨花石》从专业的视角入手,科学地梳理了雨花石的概念,深入解析了雨花石的来源、形成以及南京地质演化史与古长江源远流长的地史关系,首次系统陈述了含化石雨花石的主要生物特征及其地质意义,将雨花石文化与科普知识紧密地结合起来,将传播科学知识和提高民众的文化素养完满地结合起来,体现了科学与艺术的融合,也是本书的创新之处。

  《南京雨花石》的中文版和《Nanjing Yuhua Pebble》的英文版书,作为“江苏符号”(由江苏省人民政府新闻办公室主办),代表江苏历史文化向世界更全面地宣传美好江苏形象。并作为美妙中国(Wow China)系列丛书,在英国参加伦敦国际图书展(London Book Fair,简称LBF,是世界第二大国际图书展)。这在同类科普书中是一个突出的亮点。

  5、图书序言

  引言

  南京雨花石历来以五彩缤纷的色彩、千姿百态的纹理以及人们所赋予的丰富文化内涵为世人称颂,被誉为“中华一绝”、“天下第一美石”。近年来,越来越多的动植物化石在雨花石中被发现,更引起人们的好奇和兴趣。众所周知,化石是地质历史和地壳变动的“见证者”,雨花石中的化石,同样见证了南京地区沧海桑田的地史演变过程。

  南京人喜爱和收藏雨花石的历史由来已久。南京鼓楼北阴阳营出土了距今约5000年前南京先民的原始村落遗址,里面就发现有76枚玉髓质地、色彩绚丽的雨花石,令人惊叹不已。历代雨花石爱好者、收藏家,尤其是文人雅士对它更是情有独钟,赋予雨花石诗情画意的美名,写下无数的诗文,抒发对它的赞美和厚爱,从而逐渐形成了独特的雨花石文化,如此悠久的石文化堪称举世罕见。

  古代人对雨花石大多观其美、赞其妙,而对它是如何形成,有何科学意义却很少涉及。近代地质科学引入我国后,一些学者也多只关注雨花台砾石层形成的年代和沉积环境,少有研究雨花石本身是如何形成的,它的分布与长江、秦淮河等有何关系?直到上世纪90年代才有学者开始对其进行研究和报道。

  目前关于雨花石的书出了不少,主要是从艺术鉴赏的角度写雨花石,而本书则从科学的角度深入浅出地来写雨花石,既全面审视了雨花石文化的形成和发展,又科学分析雨花石的来源、形成以及与南京地质历史的关系。体现了科学与艺术的结合,成为本书的鲜明特色。特别值得肯定的是,书中对化石雨花石作了精辟的科学分析,实属难能可贵。

  本书工作得到国家自然科学基金项目(批准号:40872014)的资助。感谢池澄、戴宗宝、邱信明、杨文宁、汤征、征争、李正发、汤先锋、黄庆云、卞胜等收藏家提供的雨花石资料;感谢潘华章、邓占球、廖卫华、姚兆崎、周祖仁、夏风生、张遴信、林彩华等专家对化石标本的的鉴定;感谢祖貌勤、韩涛对部分图件的清绘;更感谢江苏省科技出版社责任编辑,社长对本书工作的鼎力支持,尤其是出版基金的资助,使得本书得以顺利出版。

  6、目录

  目 录

  引言 001

  南京雨花石的历史渊源 004

  1 雨花石悠久的文化历史 004

  2 美丽的民间传说 005

  3 雨花石文化沉淀 008

  4 雨花石名称的由来 011

  小小砾石中的奇观世界 013

  1 认识雨花石 013

  2 雨花石色彩与纹理 042

  3 玛瑙质雨花石的形成 083

  雨花石的产地和物源追索 091

  1 在哪里能找到雨花石 091

  2 含雨花石地层特征 097

  3 雨花石的物质来源 101

  4 雨花台组砾石层与造山运动的关系 104

  5 南京地区的海陆变迁史 106

  雨花石化石 111

  1 化石的形成过程 112

  2 雨花石中的化石 113

  3 雨花石化石硅化 114

  4. 雨花石化石地质年代的确定 115

  5 雨花石化石特征 116

  6 雨花石化石的科学意义 117

  7、内容试读

  第二章 小小砾石中的奇观世界

  雨花石虽小,却蕴含着丰富的地学知识。为了更好地认识它,人们把它分为细石雨花石、粗石雨花石和化石雨花石3种。雨花石的颜色五彩斑斓,石中的纹理更是千变万幻,如岩石纹、矿物纹、构造纹和化石纹等。雨花石中多以美丽的玛瑙石、玉髓、蛋白石和水晶为上品,但玛瑙石又是如何形成的?它与蛋白石、玉髓和水晶有何不同?让我们一起在本章节中探寻答案。

  1.认识雨花石

  雨花石是典型的河流沉积作用而形成的砾石,赋存于距今约2300-258万年新近纪雨花台组砂砾层中。广义的雨花石一般指硅质岩、石英岩、砂岩、白云岩、文石、蛋白石、玛瑙、水晶、玉髓、硅化化石等可供观赏的砾石,主要来自南京、六合、浦口、江宁、扬州仪征、安徽和县等周边地区。其原岩经长期风化、破碎,流水搬运、磨蚀等地质作用而形成的。雨花石色彩和花纹美丽,浑圆度高。狭义的雨花石主要指玛瑙、蛋白石、水晶、玉髓质和硅化化石的砾石,属雨花石精品。雨花石是不需要雕琢的天然砾石,常因置于盛放清水的盆碗中观赏又称“水石”。

  雨花石从物质组成可分为矿物质雨花石,岩石质雨花石和化石雨花石。目前,赏石界习惯将雨花石归为细石雨花石、粗石雨花石和化石雨花石。

  细石雨花石

  主要以玛瑙、玉髓、蛋白石、水晶等原石所构成,在矿物学上均属石英簇,成分为二氧化硅(SiO2),常以微透明状态出现,呈现一种似透非透的朦胧美的意境,由于花纹多姿,色彩美艳,常成为雨花石中的佳品、珍品。

  玛瑙是一种隐晶质石英(在高倍显微镜下能观察到细小的结晶颗粒),具有环带状、同心层状、层带状、波纹状等等多种纹理构造。颜色多样,纯者为白色,因含色素离子和杂质使玛瑙颜色非常丰富:红、蓝、绿、黄褐、褐、紫、灰、黑等,常以透明至半透明状态出现,油脂光泽至玻璃光泽。按颜色有红玛瑙、黄玛瑙、蓝玛瑙、紫玛瑙、白玛瑙、胆青玛瑙等。按纹理有合子玛瑙、缠丝玛瑙、缟状玛瑙、环状玛瑙、苔藓玛瑙等。此外,还有水胆玛瑙、猫眼玛瑙、彩虹状玛瑙等,它们都是雨花石中的珍品,极具代表性,并有“雨花玛瑙”称誉。

  蛋白石属非晶质矿物,也称欧泊,是一种含水(约占总量6-10%)的二氧化硅胶凝体,属宝石类。其内部存在超显微二氧化硅球粒紧密堆积,由于球粒与球粒间存在微空隙,使蛋白石具有吸附能力,它能吸附致色元素,使其呈现不同的色调,蛋白石还能吸附多量的吸附水,故呈现出蛋白光泽,但不能耐高温。当它以微透明状态出现,就呈现一种似透非透的朦胧美意境。蛋白石质纯、细润、柔和且稀少,其观赏价值极高,属玉石之列,属雨花石中的珍品。

  玉髓属隐晶质石英,石质细润,半透明到微透明,常呈纤维状、钟乳状、葡萄状,以灰白色为多数,如含有其它矿物成分,则呈红色、黄色、白色、紫色等。玉髓不具纹带而区别于玛瑙,由于观赏价值高,属玉石之列,可作为雕刻件、摆件。玉髓与蛋白石的区别是玉髓为隐晶质,故其折射率和密度均高于蛋白石。

  水晶为无色透明的石英,成分为SiO2,常呈柱状、晶簇状水晶。因含有其它矿物成分而构成各种颜色,成为黄水晶、紫水晶、蔷薇水晶、烟水晶等,其观赏价值高。属宝石之列。

  此外还有一些结构奇特的玛瑙质或石英质的雨花石,称为“太阳石”,其外形呈碟形、帽形、方形以及由多个多面体状组合在一起的玉髓,大多来自六合、仪征地区,2005年孙大亮称其为“南京松香玛瑙太阳石”。近期,大多数地质工作者根据“太阳石”的矿物质组成以及切片结构分析,初步认为这类松香玛瑙质、石英质、或燧石质的“太阳石”形成与岩浆与火山作用有关。

  粗石雨花石

  粗石雨花石主要由硅质岩(如碧石、燧石)、硅化岩(如硅化灰岩、硅化流纹岩、硅化角砾岩)、变质岩(如石英岩)、脉石英以及少量的火山岩等原岩所组成,由于出现图纹且具有观赏和收藏价值者。

  碧石砾石由微晶体石英、玉髓、氧化硅混入物等组成的一种硅质岩,属火山热液沉积形成的硅质岩。含SiO2可达90%,有红、黄、绿、黑等不同颜色,以不同色彩的搭配而构成天然景观的、或外观具各种形象的才具有观赏价值。

  燧石砾石也是由玉髓、微晶体石英等组成的一种硅质岩,但属海相沉积成因形成的硅质岩。含SiO2可达90%,灰黑至褐黑色,不透明。当它们在单一颜色的基质上出现不同的色彩斑点、团块或石英微脉穿插而构成图纹、或外观具各种形象的才具有观赏价值。

  脉石英砾石由石英块体组成的脉体中的石英,称为脉石英,常呈乳白色,微透明,只有含其它矿物包体而构成天然景观的才具有观赏价值。

  石英岩砾石由石英砂岩经变质而形成的变质岩,石英含量大于85%,具粒状变晶结构,白色或白黄色,微透明,只有当它们中存在其它变质矿物、或脉石英中含有其它矿物包体而构成天然图纹的或外观具各种形象的才具有观赏价值。

  砾岩砾石是一种粒径大于2毫米的砾石经胶结而成的砾岩,其成分特征在于砾石及其胶结物均为二氧化硅成分。只有它们小砾石呈某种排列组合或不同色彩的砾石呈某种搭配而构成天然景观者,才具有观赏价值。

  硅化岩砾石是各种不同岩类在其成岩后遭受硅化作用而成为二氧化硅成分的一类蚀变岩的统称,硅化岩不同于硅质岩,硅质岩是原生沉积成因。硅化岩只有当它们保留其原岩中层纹(如硅化灰岩)、流纹(如硅化流纹岩)、角砾(如硅化角砾岩)、褶皱、断层等构造现象而构成天然景观者,才具有观赏价值。

  此外,在粗石雨花石中还有一类外形奇特的砾石,如被称为“金陵神罐” 的特殊雨花石,它的形成与火山活动有关。它是一种铁、硅、泥质胶结而成的砾石空心罐状体,直径有几厘米到几十厘米,大小不等,由玄武岩在河流相砾石层沉积过程中,与周围砂砾石同期作用成岩的。

  1.3 化石雨花石

  化石雨花石主要指含有动物或植物化石的雨花石,它是远古时期生物的遗体或遗迹。雨花石中的原岩和化石本身均已矿化或交代为二氧化硅成分,化石形态的完整和类型的稀有程度是决定其价值的关键。

  雨花石中动物类化石有:腕足类、腹足类、双壳类、类、海绵、鹦鹉螺、珊瑚、海百合茎、苔藓虫等。

  雨花石中植物类化石有:藻类、叠层石(蓝藻形成的)、蕨类(辉木、芦木)、杉木、竹等。

  2.雨花石的色彩和纹理

  在长期的雨花石收藏、鉴赏过程中,人们逐渐对雨花石的美学特征形成了一致的看法,可涵括为质、色、形、纹、意、象六个方面,其中色彩与纹理是雨花石之美的重要标志。雨花石中的精品,或玉质天章,或色彩斑斓,或纹理奇妙,它们包罗万象,天成幻出,思议不及。

  色彩斑斓

  雨花石之色堪称中国观赏石中最美的,特别是玛瑙质雨花石在玉石文化中更是以“色”取胜。雨花石色彩丰富,饱和度高,常常由多种色彩交汇,浓淡变化,千奇万变、其颜色虽多样性,却不混乱,且五彩斑斓,美色迷人。收藏家池澄赞其“比丹砂还红,比碧水还绿,比茄花还紫,比栗胎还黄,比脂肪还白。”真是“一石备美众色”,言语不及。

  雨花石色彩的形成与原岩、矿物的种类以及后期含矿物质浸染密切相关。岩石类大多呈不透明或半透明单色,少数呈复色:石英岩呈白色或黄色;灰岩呈灰白色或灰色;砂岩呈黄色或红色;燧石呈褐色、黑色或黄色,常呈黑白、黑黄、黄白相间的条带色纹;碧玉岩呈棕红、墨绿色;砾岩因有各种不同的细砾石多呈杂色。

  矿物类的雨花石中,玛瑙质的颜色最丰富,玛瑙本是无色的二氧化硅的胶凝体,它在运移、沉淀、结晶的过程中容易吸纳、混入其它不同成分的元素及其化合物而表现出多种色彩。如含二价铁为黄色、褐色,三价铁为红色,形成红玛瑙、铁碧玉;含铜为蓝绿色,形成蓝玛瑙;含镍、钒为绿色;含锰为粉色、桔色。蛋白石呈现蛋白单色,也有因含原生铁、锰杂质构成红色、绿色、黄色等多色;脉石英、水晶常为单色白或无色透明;绿帘石呈翠绿色。

  民间收藏家大多从鉴赏的角度来识别雨花石的颜色,他们将雨花石的颜色归纳为单色和复色,其中又以复色为贵,色愈多愈珍贵;单色中则以颜色单纯、清雅者为上品。

  收藏家池澄依据色彩学家的研究成果,将雨花石的色彩区分为无彩色与有彩色两大类,从中鉴赏雨花石的色彩之美。

  无彩色共五种,包括白、明灰、灰、暗灰、黑。

  有彩色共十种,包括红、橙、黄、黄绿、绿、蓝绿、蓝、蓝紫、紫和红紫。每一个颜色又有许多深浅、或光度渐变的色谱,如红色的层次较多有血红、砖红、桔红、桃红、樱红、肉红、鸡冠红、曙光红、玫瑰红等。

  雨花石中金色十分罕见,蓝色稀少,绿色较珍贵,红色为正色。

  此外,藏石家还有“色点”、“配色”之说。如在一块素色的雨花石中,有一点红、一点黄或一点绿,即为“色点”,整个石头就有了亮点。“配色”主要依据色彩,搭配组合,冷暖色隔开,藏石家常说,没有绿色无生气,没有红色不热闹,没有黄色不富贵,没有紫色不稀罕,而蓝色非常少见,金色则更罕见。

  2.纹理奇妙

  雨花石纹理更是丰富玄奥,奇幻无比,它往往是成图的决定因素。它的形成也与原岩、矿物的种类密切相关。雨花石纹理可分为岩石纹、矿物纹、构造纹、化石纹和其它种类。

  岩石纹:沉积岩在雨花石中数量最多,已硅化的砂岩、泥岩、灰岩中大多保存有水平层理和交错层理;各种砾岩砾石、鲕状砾石花纹也很有特点;一些石英岩、砂岩砾石也常有其它矿物质浸染形成的各种纹理。花岗岩的类似文象花岗岩花纹;流纹岩弯曲的纹理。火山凝灰碎屑岩,裂缝因石髓充填形成的多边网纹等。

  矿物花纹:雨花石中主要的矿物为玛瑙、蛋白石、石英、水晶等。其中花纹最多、最美的属玛瑙,有玛瑙本身的生长纹;玛瑙与玉髓、石英、水晶共存,结晶程度差异性纹理;与玛瑙共存的岩石纹理或岩石质玛瑙的岩石纹;玛瑙、水晶中气液包裹体形成的“隐纹”等;这些纹理有同心圈状、平行、斜列、弯曲、管状和不规则等。

  构造纹:有褶皱、断裂形成的砾石纹理,还有冰川作用形成的马鞍石。这些因构造动力作用而形成的构造岩是很好的岩石标本,有的纹理图案可构成如瑞雪、海涛、民居等逼真的自然景致。

  化石纹:在含有化石的雨花石中,由于生物本身结构的精致,美妙或奇特,再加上砾石不同方位的破碎、磨损,使得化石雨花石所显露出的花纹变化多样,同一块化石雨花石的不同面,就有不同的纹理。常见的动物类有海绵、有孔虫类、珊瑚、鹦鹉螺、腹足类、苔藓虫、海百合等,植物类有含藻类的叠层石、蕨类植物的辉木、芦木等,其中辉木化石茎干横切面的维管中柱结构呈八角形,其纹理类似八卦图,民间有称八卦木,这些化石具有科学研究价值,同样也具有较高的观赏性。此外,还有一种次生构造现象,一些砾石因后期氧化铁、氧化锰沿岩石孔隙,向内渗染,形成同心圈,称为“似玛瑙花纹”,如形成树枝状沉积,可成为“假化石。”

  通常,一个具有风景、字画、人物形象的雨花石,往往是由多种色彩、多种类型的纹理以及恰当的外形组合而成。此外,还有一些象形石,其外形与自然界中的实物外象十分相似,由于其天然趣成,形形色色,给人以独特的自然美、艺术美的享受,尤显珍贵。

  3.玛瑙质雨花石的形成

  雨花石精品以玛瑙质砾石为主,这些玛瑙质砾石的质地、纹理、色彩和构图在雨花石中最美,最奇,也最具有观赏性。如“红梅赞”、“泰山观日”、“中国龙”、“通灵宝玉”、“春水”、“蓬莱仙境”、“太白诗境”、“花好月圆”、“大观园”、“世外桃园”等含有三山五岳、天地花草、飞禽走兽之神韵,因而倍显珍贵,在国内外具有很高的知名度。

  玛瑙质雨花石的形成包括四个阶段:成矿阶段、风化剥蚀阶段、河流搬运阶段和沉积阶段。

  首先是火山喷溢成岩的成矿阶段,即原生玛瑙的形成。

  距今大约1.45-1.00亿年的中生代,南京周围地区发生了火山喷发,中酸性岩浆侵入地壳,所含的二氧化硅高达60-70%。岩浆活动后期所形成的低温热液中富含有大量二氧化硅。当这些热液流入喷发过的火山岩(玄武岩、安山岩、流纹岩等)、或地层中的沉积岩时,就会在火山岩的孔洞或岩石裂隙处聚集起来,随着温度逐渐降低,低温热液中的二氧化硅凝固起来。当二氧化硅热液浓度大、快速冷却时,它们就会以胶体形式由外向里沿洞壁一层层沉淀下来。由于热水溶液携带了微量的铁、锰、铜、钴、铬等元素,在这缓慢充填、交代或冷凝的过程中,若含有微量的铁质,它就会成为红色;含有点微量的铜,它就会形成兰色、绿色;若含有点锰,就会成为紫色,这就是雨花石中的玛瑙为什么会形成一层层环状纹理和多种颜色的原因。若当最里面的二氧化硅凝固时,还包裹有水存在的话,它就会形成水胆玛瑙,因为这里面的水与外界完全隔绝了,所以水不会挥发掉而长期保存下来,这很珍贵、也罕见。有的岩石里面还留有较大的空洞二氧化硅就会沿着洞的四周朝洞中心方向慢慢结晶生长而形成六方锥柱状的水晶,即晶洞,这些原生的玛瑙以及水晶就是玛瑙质雨花石的母岩。

  接下来就是风化剥蚀、搬运磨圆和沉积阶段,即雨花石砾石的形成过程。南京地区原生玛瑙赋存的岩石主要是中生代火山岩。当含有玛瑙的火山岩长期暴露地表,风化破碎后,经流水搬运到河床,再在河水中经过长期的磨蚀、滚动,就形成了圆度、光洁度好且千差万别的玛瑙质卵砾石。

  岩石风化剥蚀-河流搬运沉积示意图

  当河水流速减小时,玛瑙质砾石与其它砾石共同堆积在古长江河床中,后来又在新构造运动作用下,因地壳抬升,使古河床上升变成河流阶地,形成了现今南京雨花台40-50米高的Ⅱ级阶地、六合30-40米的Ⅱ级阶地、仪征10-25高的Ⅰ级阶地上所见到的含雨花石的砾石层。此外,在南京地区,新近纪古砾石层沉积时期还发生了四次大规模的火山喷发,从火山口流出的熔岩将河流相的砂砾层覆盖,由于玄武岩较坚硬,不易风化剥蚀,从而使得其下面含雨花石的砾石层得以很好的保护。与此同时,玄武岩浆喷溢所带来的巨大热能,还使一部分原石发生重结晶,一部分注入裂隙及层理中,形成各种纹理结构的雨花石。

  可以说南京雨花石中的玛瑙砾石是由原生玛瑙矿石形成的次生砾石。

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