保護區位于(yu)東經: 118.71 (度) 北緯: 36.50 (度) ,為(wei)丘陵地(di)(di)帶,地(di)(di)層(ceng)是由許多薄如紙(zhi)張(zhang)的(de)硅(gui)藻土頁巖組成,海(hai)拔高100~450米(mi)。它在大地(di)(di)構(gou)造(zao)中屬魯西中臺隆的(de)一部分,地(di)(di)處(chu)臨朐新生代山(shan)間(jian)斷陷盆地(di)(di)內。氣(qi)候(hou)為(wei)暖溫帶,年降(jiang)(jiang)水量為(wei)712毫米(mi),集中降(jiang)(jiang)于(yu)6、7、8三(san)個月(yue)。
距今約(yue)一千多萬年(nian)前,地質(zhi)史上第三紀中新世(shi)時期,山旺一帶是一片湖(hu)泊(bo),氣候濕(shi)潤(run),水里生(sheng)(sheng)長著(zhu)大量的硅(gui)藻,陸地上有(you)亞熱(re)帶落葉(xie)和(he)(he)常綠闊(kuo)葉(xie)混生(sheng)(sheng)林(lin),許多動(dong)物棲息其間(jian)。隨著(zhu)硅(gui)藻的沉(chen)積,植物和(he)(he)動(dong)物遺體埋(mai)在硅(gui)藻土層中,形成了化石。
據地(di)(di)質、古(gu)生(sheng)(sheng)物學(xue)家考證,在地(di)(di)質年(nian)(nian)代(dai)史(shi)上(shang),山(shan)旺(wang)化石屬新生(sheng)(sheng)代(dai)第三紀中(zhong)新世。約1800萬年(nian)(nian)前(qian),山(shan)旺(wang)一帶(dai)(dai)是一片寧(ning)靜清澈(che)的(de)(de)(de)(de)淺水湖(hu),湖(hu)水周(zhou)圍環(huan)山(shan),稍(shao)遠還(huan)有(you)活(huo)火(huo)山(shan)。火(huo)山(shan)噴(pen)出(chu)物隨水進入湖(hu)里,使湖(hu)內含有(you)豐(feng)富的(de)(de)(de)(de)可溶(rong)性氧(yang)化硅,再(zai)加當時這(zhe)里是溫帶(dai)(dai)到亞(ya)熱帶(dai)(dai)氣(qi)候,有(you)利于(yu)動(dong)(dong)植(zhi)(zhi)物的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)長繁殖,硅藻叢生(sheng)(sheng),百花盛開,許多動(dong)(dong)物嬉水追逐。隨著地(di)(di)理的(de)(de)(de)(de)變遷,動(dong)(dong)植(zhi)(zhi)物遺體沉(chen)(chen)(chen)積到湖(hu)中(zhong)。湖(hu)里極為寧(ning)靜的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積環(huan)境和(he)輕而細膩的(de)(de)(de)(de)沉(chen)(chen)(chen)積物--硅藻土(tu),再(zai)加上(shang)硅藻土(tu)中(zhong)含有(you)的(de)(de)(de)(de)大量硫(liu)化鐵結晶和(he)磷核(he),這(zhe)種極其(qi)特殊的(de)(de)(de)(de)條件,造成動(dong)(dong)植(zhi)(zhi)物遺體不受外界環(huan)境的(de)(de)(de)(de)破壞,使山(shan)旺(wang)形成的(de)(de)(de)(de)硅藻土(tu)頁(ye)巖中(zhong)保存了完好的(de)(de)(de)(de)古(gu)生(sheng)(sheng)物化石。
民(min)國《臨(lin)朐續志(zhi)》記載:"堯山(shan)東麓有(you)巨澗(jian),澗(jian)邊露出礦物,其(qi)質(zhi)(zhi)非土非石,層層成(cheng)片,揭視之,內有(you)花紋,蟲者(zhe)(zhe)、魚者(zhe)(zhe)、獸者(zhe)(zhe)、山(shan)水、花卉者(zhe)(zhe)不一,俗名'萬卷(juan)書'"。事(shi)實上(shang),則是硅(gui)藻(zao)頁巖,亦稱"矽藻(zao)土"、"硅(gui)藻(zao)土"。硅(gui)藻(zao)頁巖質(zhi)(zhi)地(di)細膩,顏色灰白,微理層極(ji)為(wei)(wei)發育,1厘米(mi)厚可達四(si)五(wu)十層,許許多多的(de)古(gu)生(sheng)物化石就蘊藏其(qi)中。它(ta)形成(cheng)于距今大約1800萬年,為(wei)(wei)地(di)質(zhi)(zhi)史上(shang)的(de)第(di)三紀(ji)中新世。
1934年秋(qiu),中國地(di)(di)質調查所(suo)新生(sheng)(sheng)代(dai)研(yan)究室副主任、古生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)家楊鐘健,從齊魯大學(xue)(xue)地(di)(di)質系獲悉山旺有保存很(hen)好的(de)(de)動(dong)、植物化(hua)石。1935年5月。楊鐘健去(qu)山旺進(jin)行首次(ci)科學(xue)(xue)調查,除植物和魚以外(wai),還發(fa)現了昆(kun)蟲、兩棲、爬蟲和哺乳(ru)動(dong)物化(hua)石。后(hou)來發(fa)表了山旺地(di)(di)層古生(sheng)(sheng)物的(de)(de)第一篇論文(wen)。之后(hou),古生(sheng)(sheng)物學(xue)(xue)、地(di)(di)質學(xue)(xue)界的(de)(de)專(zhuan)家、學(xue)(xue)者(zhe)前往考察(cha)、采集標本,從此山旺引起國內外(wai)學(xue)(xue)者(zhe)的(de)(de)重(zhong)視(shi)。
1955年,當地政(zheng)府成立了(le)一個硅(gui)藻(zao)(zao)土(tu)礦,將(jiang)開(kai)采到的硅(gui)藻(zao)(zao)土(tu)和夾雜在其中的化(hua)石(shi),作為(wei)化(hua)工原(yuan)料粉碎使(shi)用(yong)。使(shi)不計其數的化(hua)石(shi)變(bian)成了(le)礦粉。直到1980年,國務院將(jiang)山旺化(hua)石(shi)區定為(wei)全(quan)國重點自然保護區,才停止了(le)硅(gui)藻(zao)(zao)土(tu)礦的開(kai)采。
1976年(nian)發現(xian)的"山旺山東鳥"經鑒定(ding)為雉科,新屬新種,填(tian)補(bu)了我國(guo)第三紀鳥化(hua)石的空(kong)白。1978-1979年(nian),又(you)先后在(zai)山旺發現(xian)三只(zhi)鳥化(hua)石標本(ben),鑒定(ding)為雉科"臨朐(qu)碩(shuo)大鳥"、鴨科"硅藻中華河鴨"、秧雞科"秀(xiu)麗楊氏鳥"。1978年(nian)這里發現(xian)的無角犀化(hua)石,身長2.3米(mi),高(gao)2.17米(mi),是中國(guo)第三紀中新世(shi)第一個完整的犀牛(niu)骨(gu)架。
1978年10月(yue),中(zhong)國(guo)(guo)古(gu)(gu)(gu)生(sheng)(sheng)物學(xue)家在山旺(wang)(wang)召開現場會(hui),與會(hui)專家對山旺(wang)(wang)化石(shi)作了(le)高(gao)度(du)評價,并提出對化石(shi)產區(qu)應嚴格保(bao)護(hu)(hu)的建議(yi)。1980年國(guo)(guo)務(wu)院批(pi)準山旺(wang)(wang)化石(shi)產地為國(guo)(guo)家自然重點保(bao)護(hu)(hu)區(qu),1982年山東省人民政府(fu)為了(le)更(geng)好地保(bao)護(hu)(hu)、開發、研究和(he)利用山旺(wang)(wang)化石(shi),決定(ding)成立(li)"山旺(wang)(wang)古(gu)(gu)(gu)生(sheng)(sheng)物化石(shi)博物館"。1985年4月(yue)臨朐縣政府(fu)建立(li)山旺(wang)(wang)古(gu)(gu)(gu)生(sheng)(sheng)物化石(shi)陳列(lie)館1985年和(he)1988年組織了(le)山旺(wang)(wang)化石(shi)國(guo)(guo)際學(xue)術(shu)討論會(hui)和(he)國(guo)(guo)際環太平洋地區(qu)晚(wan)第三紀海陸事件(jian)學(xue)術(shu)討論會(hui)。。
1994年,中(zhong)國科學院古脊(ji)椎與古人(ren)類研究(jiu)所、北京大(da)學、中(zhong)國地(di)(di)質大(da)學等單位(wei),進行了保護(hu)性開(kai)采,在保護(hu)區南(nan)部邊(bian)緣地(di)(di)帶(dai)的(de)(de)1號發掘(jue)(jue)點,第一次進行有組織有計(ji)劃(hua)的(de)(de)發掘(jue)(jue)研究(jiu),發掘(jue)(jue)面積600平方(fang)米,4.1米深,發現(xian)了埋藏較(jiao)為集中(zhong)的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)石(shi)層15個,發掘(jue)(jue)動(dong)、植(zhi)物化(hua)(hua)(hua)石(shi)上萬件,發現(xian)了化(hua)(hua)(hua)石(shi)動(dong)、植(zhi)物群。
1999年10月(yue)18日,山旺(wang)(wang)被(bei)國(guo)土資源部、國(guo)家環保(bao)總局確定(ding)為(wei)國(guo)家地(di)質遺跡保(bao)護(hu)區,2001年12月(yue)10日,"山旺(wang)(wang)國(guo)家自然保(bao)護(hu)區"被(bei)國(guo)土資源部批準為(wei)國(guo)家地(di)質公園(yuan)后,國(guo)家先(xian)后投入(ru)2000萬(wan)元對1.2平方公里的(de)山旺(wang)(wang)國(guo)家地(di)質公園(yuan)核心區域(yu)的(de)地(di)質遺跡進行了科學的(de)保(bao)護(hu)性建(jian)設,并發崛出土保(bao)存完整的(de)大(da)型脊椎動物(wu),如無(wu)角犀(xi)牛、原古(gu)鹿、中(zhong)新貘等(deng),還有各類昆(kun)蟲、蜘(zhi)蛛、蝎子和植物(wu)葉片及硅藻等(deng)古(gu)生物(wu)化石(shi)達600多(duo)件(jian)。
保(bao)護區古生(sheng)物(wu)化石(shi)群(qun)是(shi)距今約1800萬年的(de)(de)第三紀中(zhong)新(xin)世(shi)開始形成(cheng)的(de)(de)。地(di)(di)層(ceng)由許多(duo)薄(bo)如紙張的(de)(de)硅藻(zao)土質巖組成(cheng)。因(yin)此,人們形象地(di)(di)稱(cheng)這(zhe)里的(de)(de)地(di)(di)層(ceng)為化石(shi)寶庫的(de)(de)"萬卷書(shu)"。地(di)(di)層(ceng)所含化石(shi)種(zhong)類(lei)繁多(duo),目前經(jing)過研(yan)究定名的(de)(de)種(zhong)類(lei)多(duo)達9個門400多(duo)種(zhong),其中(zhong)有(you)1/3是(shi)已滅(mie)絕(jue)的(de)(de)屬種(zhong)。植(zhi)物(wu)化石(shi)中(zhong)有(you)藻(zao)類(lei)、苔(tai)蘚、蕨類(lei)、裸(luo)子植(zhi)物(wu)、被子植(zhi)物(wu),花、果實、種(zhong)子保(bao)存完好,其中(zhong)有(you)亞熱帶的(de)(de)榕樹和樟(zhang)樹。植(zhi)物(wu)中(zhong)藻(zao)類(lei)數量有(you)近100個種(zhong)。
山(shan)旺(wang)(wang)化石(shi)(shi)種(zhong)類(lei)(lei)(lei)繁多(duo),門類(lei)(lei)(lei)齊全,保(bao)存(cun)(cun)(cun)完整。已(yi)(yi)發(fa)現(xian)(xian)(xian)10多(duo)個門類(lei)(lei)(lei),400多(duo)種(zhong)屬(shu)(shu)。植物(wu)化石(shi)(shi)中,包括藻(zao)類(lei)(lei)(lei)、苔蘚、蕨類(lei)(lei)(lei)、裸(luo)子(zi)和(he)被(bei)子(zi)植物(wu),花、果實和(he)種(zhong)子(zi)也保(bao)存(cun)(cun)(cun)很完美。動物(wu)化石(shi)(shi)種(zhong)類(lei)(lei)(lei)也很多(duo),計(ji)有(you)昆蟲、魚(yu)類(lei)(lei)(lei)、兩棲類(lei)(lei)(lei)、爬行類(lei)(lei)(lei)、鳥(niao)類(lei)(lei)(lei)、哺(bu)乳類(lei)(lei)(lei)等(deng)各(ge)綱都有(you)。其中昆蟲已(yi)(yi)有(you)272種(zhong),分(fen)(fen)(fen)別(bie)歸入(ru)12目(mu)、74科、161屬(shu)(shu),其中絕大多(duo)數(shu)為(wei)(wei)化石(shi)(shi)絕滅種(zhong),近三(san)分(fen)(fen)(fen)之一為(wei)(wei)化石(shi)(shi)絕滅屬(shu)(shu),19個為(wei)(wei)首次發(fa)現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)現(xian)(xian)(xian)代生(sheng)存(cun)(cun)(cun)種(zhong)化石(shi)(shi)。有(you)的(de)(de)(de)青蛙如玄武蛙不但(dan)保(bao)存(cun)(cun)(cun)了骨骼的(de)(de)(de)印痕(hen)(hen),還保(bao)存(cun)(cun)(cun)了皮膚的(de)(de)(de)印痕(hen)(hen),這也是少(shao)(shao)見(jian)的(de)(de)(de)。在(zai)(zai)(zai)脊(ji)椎動物(wu)中,魚(yu)類(lei)(lei)(lei)化石(shi)(shi)最為(wei)(wei)豐富(fu)。鳥(niao)類(lei)(lei)(lei)多(duo)樹棲生(sheng)活,死后(hou)保(bao)存(cun)(cun)(cun)下來成為(wei)(wei)化石(shi)(shi)的(de)(de)(de)機(ji)會很少(shao)(shao)。山(shan)旺(wang)(wang)硅藻(zao)土(tu)頁巖(yan)輕薄(bo)細膩,為(wei)(wei)保(bao)存(cun)(cun)(cun)鳥(niao)類(lei)(lei)(lei)化石(shi)(shi)提供了有(you)利條件,1976年(nian)發(fa)現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)"山(shan)旺(wang)(wang)山(shan)東鳥(niao)"經鑒(jian)定為(wei)(wei)雉科,新屬(shu)(shu)新種(zhong),填補了中國第三(san)紀(ji)鳥(niao)化石(shi)(shi)的(de)(de)(de)空白。1978-1979年(nian),又先后(hou)在(zai)(zai)(zai)山(shan)旺(wang)(wang)發(fa)現(xian)(xian)(xian)三(san)只鳥(niao)化石(shi)(shi)標(biao)本,鑒(jian)定為(wei)(wei)雉科"臨朐碩(shuo)大鳥(niao)"、鴨科"硅藻(zao)中華河鴨"、秧雞科"秀麗楊氏(shi)鳥(niao)"。完整的(de)(de)(de)鳥(niao)化石(shi)(shi)的(de)(de)(de)多(duo)次發(fa)現(xian)(xian)(xian),在(zai)(zai)(zai)世界上(shang)也是極少(shao)(shao)見(jian)的(de)(de)(de)。早(zao)期長頸鹿-三(san)角原古鹿和(he)東方(fang)祖熊的(de)(de)(de)骨架是完好的(de)(de)(de)標(biao)本。40多(duo)具柄杯(bei)鹿骨架組成了十分(fen)(fen)(fen)壯觀的(de)(de)(de)柄杯(bei)鹿群,它們和(he)無角犀,解家河古摸、古象等(deng)一起組成了山(shan)旺(wang)(wang)動物(wu)群。
山旺地下(xia)的(de)(de)孢(bao)子花粉種類多(duo)(duo)(duo),從低(di)等植物(wu)(wu)藻菌類、蕨類,到無(wu)(wu)果皮的(de)(de)裸子植物(wu)(wu)和(he)有果皮的(de)(de)被子植物(wu)(wu)都有。動(dong)物(wu)(wu)化石中(zhong)有昆蟲(chong)、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和(he)哺乳(ru)類。有已經滅(mie)絕的(de)(de)犀(xi)(xi)、貘、鹿、熊等大型哺乳(ru)動(dong)物(wu)(wu)的(de)(de)祖先類型。1978年發現的(de)(de)近無(wu)(wu)角犀(xi)(xi)骨架化石,是中(zhong)國發現的(de)(de)第一具中(zhong)新(xin)世完整的(de)(de)犀(xi)(xi)牛骨架。無(wu)(wu)脊(ji)椎動(dong)物(wu)(wu)以昆蟲(chong)為(wei)最多(duo)(duo)(duo),不(bu)但種類豐(feng)富,而且保(bao)存完整,有的(de)(de)個(ge)體甚至還(huan)保(bao)留著鮮艷(yan)的(de)(de)色彩。已經鑒(jian)定的(de)(de)160種,蟻類多(duo)(duo)(duo)達20多(duo)(duo)(duo)種。它們(men)比現代種具有個(ge)體大、較完整的(de)(de)特征。
脊椎動物中(zhong),有(you)中(zhong)國(guo)特有(you)的魚群組(zu)合包括鯉形目(mu)、鱸(lu)形目(mu)。僅鯉科(ke)化(hua)石就有(you)8屬10種,其(qi)中(zhong)5屬6種為新(xin)發現。大(da)部(bu)分(fen)已(yi)經滅絕。
在(zai)山旺化石中,爬行類有3種,蛇類化石保存完整。1984年在(zai)山旺第一次(ci)發現(xian)鈍吻鱷的化石。
(1)東方(fang)祖熊化(hua)石--小型食(shi)肉目動物,它(ta)的(de)個頭和外貌(mao)同大靈貓(mao)比(bi)較相似(si)。這種古(gu)老的(de)動物被認(ren)為(wei)是熊類(lei)早期的(de)一個旁支。
(2)解家(jia)河(he)古貘(mo)--是貘(mo)科動(dong)物(wu)中的一(yi)個(ge)新種(zhong),代表著貘(mo)科進化中的一(yi)個(ge)已經滅(mie)絕的旁支。這(zhe)種(zhong)古老動(dong)物(wu)現存僅5種(zhong),生活在美洲和(he)馬來西亞的熱帶森林里,十分(fen)肥壯(zhuang),膽量極小,怕(pa)人(ren),也怕(pa)虎、豹。
(3)細近無(wu)角(jiao)犀(xi)(xi)--犀(xi)(xi)類(lei)個體中最大的(de)一(yi)種,與現(xian)生犀(xi)(xi)類(lei)相(xiang)差不多,只是無(wu)角(jiao)。而現(xian)生犀(xi)(xi)類(lei)都(dou)有(you)角(jiao)。一(yi)頭無(wu)角(jiao)犀(xi)(xi)化(hua)石,高約1.5米,長約2.2米。在山(shan)旺(wang)共發(fa)現(xian)5只這樣大的(de)無(wu)角(jiao)犀(xi)(xi)。
(4)山東原(yuan)河豬(zhu)(zhu)化石--同現生(sheng)豬(zhu)(zhu)比,個體較(jiao)小,頭短而(er)大,雄性有細(xi)長(chang)的獠牙(ya)(ya),牙(ya)(ya)齒簡單(dan)而(er)原(yuan)始。
(5)冠氏(shi)柄杯鹿化石--山旺(wang)發現最(zui)多(duo)(duo),保存最(zui)好的一(yi)類(lei),有60多(duo)(duo)只。現已滅絕,雄性有角(jiao),角(jiao)長在(zai)眼眶上面,而且(qie)終生不失。而現生鹿雄性多(duo)(duo)數每年春(chun)天要脫角(jiao)的。
山旺(wang)古生物化(hua)石(shi)不(bu)僅種類多(duo),而且(qie)保(bao)存(cun)完美,如(ru)一(yi)些植(zhi)物葉面上的(de)(de)(de)(de)葉脈(mo)、色澤、昆(kun)蟲(chong)的(de)(de)(de)(de)翅、爪(zhua)、蝙蝠的(de)(de)(de)(de)膜翼都清(qing)晰易辨(bian),有(you)些還顯現出死前掙扎的(de)(de)(de)(de)形態,山旺(wang)地層(ceng)中(zhong)能保(bao)存(cun)這么完整的(de)(de)(de)(de)化(hua)石(shi)在世(shi)界(jie)上是罕(han)見的(de)(de)(de)(de)。各種動植(zhi)物在"萬卷書(shu)"上印痕清(qing)晰,千姿百態,栩栩如(ru)生。這些化(hua)石(shi)不(bu)僅完整地保(bao)存(cun)了大(da)型哺(bu)乳動物的(de)(de)(de)(de)骨(gu)骼,就連極細微的(de)(de)(de)(de)昆(kun)蟲(chong)纖毛(mao)也(ye)留其原(yuan)貌(mao)。如(ru)狼蛛的(de)(de)(de)(de)足(zu)爪(zhua)、足(zu)毛(mao)及(ji)腹部的(de)(de)(de)(de)細毛(mao),蜻蜓的(de)(de)(de)(de)翅膀、蝙蝠的(de)(de)(de)(de)翼膜、老鼠的(de)(de)(de)(de)須毛(mao)、樹(shu)葉的(de)(de)(de)(de)細脈(mo),都清(qing)晰可(ke)辨(bian),歷(li)歷(li)可(ke)數。甚至連極難成為(wei)化(hua)石(shi)的(de)(de)(de)(de)蝌蚪、蠑螈和(he)花朵(duo)等,都十分完好(hao)地保(bao)存(cun)下來。蜜(mi)蜂、楓葉等許多(duo)化(hua)石(shi),還保(bao)持了原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)(de)鮮亮色彩。
古(gu)生物化石是古(gu)地(di)理(li)、古(gu)氣候的(de)"見證人(ren)",它能夠幫(bang)助人(ren)們(men)了(le)解(jie)不同時期(qi)古(gu)地(di)理(li)、古(gu)氣候的(de)變化情況。因(yin)此,對山旺化石群的(de)研究,對了(le)解(jie)生物發(fa)展演化的(de)歷史過程有著重(zhong)要的(de)意義,對探索中(zhong)國華東北部新(xin)生世生物群、古(gu)地(di)理(li)、古(gu)氣候、地(di)層對比(bi)等提供了(le)重(zhong)要依據。山旺化石的(de)研究,為(wei)探索中(zhong)國華東北部中(zhong)新(xin)世生物群、古(gu)地(di)理(li)、古(gu)氣候以及地(di)層對比(bi)等提供了(le)重(zhong)要依據,對中(zhong)國黃河(he)、東海(hai)大陸架礦(kuang)產(chan)資源的(de)開發(fa),也將有一定意義。