《恐龙化石风化机理及保护关键技术》

该成果属于地质学、古生物学、材料力学以及工程力学等基础性公益领域。

该项目成果依托“胶莱盆地白垩纪脊椎动物化石保护、开发方案与规划(中地调函[2011]74号)、山东古生物化石保护规划(中地调函[2011]74号)、全国古生物化石保护工程规划研究(中地调函[2012]30号)和山东省重点保护古生物化石登记(鲁财建〔2015〕47号)”等一系列项目,历时8年完成。

恐龙化石是研究古地理、古气候、古生态、物种进化等自然科学最重要、最直接的证据,具有重要科研、科普和旅游价值。山东省恐龙化石资源丰富,特别是诸城恐龙涧化石群的发现更是震惊世界。然而,对这一宝贵资源的保护研究却处于初步阶段,许多化石因保护措施不当,面临严重的风化破坏。项目组从野外实地调查入手,首次利用地质学、古生物学、材料力学、工程力学、气候学等多学科、多领域相互融合交叉,利用计算机模拟技术和试验分析测试技术,系统分析研究了恐龙化石的赋存特征及导致恐龙化石风化破坏的影响因素,定量揭示了化石风化破坏的内在机理,填补了中国恐龙化石风化机理研究的空白。首次将影响恐龙化石风化破坏的因素置于“大气圈-水圈-岩石圈-生物圈”的统一体系下进行系统研究,提出了涉及物理风化、化学风化和生物风化的12种外部破坏因素和包括化石自身成分、结构、构造等5种内在影响因素。根据化石产地的环境约束,利用Fisher二次判别分析法建立了恐龙化石风化破坏影响因素的甄别模型,确定了不同产地造成恐龙化石风化破坏的主要因素,并有针对性的提出了保护措施。创立了化石保护工程分类体系,并对全国的古生物化石保护工程进行了总体规划,提出了切实可行的保护措施。创建了基于云计算模型Happysys Framework底层技术架构的古生物(恐龙)化石信息管理平台,对全省27638块重要化石进行了身份认证,实现了对重要化石的实时动态监测管理。研发出了一种新型恐龙化石防护材料-改性纳米SiO2甲基三乙氧基有机硅树脂,材料形成的涂膜具有优良的耐蚀性、耐候性、热稳定性、柔韧性、渗透性、附着性、变形协调性,具有较强的抗紫外线风化效果;经与传统保护材料对比,该次研制的新型保护材料其耐酸碱性提高10%,附着性提高5%,渗透率提高15%,抗紫外线效果提高8%,化石与材料的膨胀协调系数提高12%。为恐龙化石保护提供了材料保障,有效的解决了恐龙化石风化的难题。

项目综合成果全面提升了中国恐龙化石风化机理和保护的研究水平,在恐龙化石保护和管理中发挥了重要作用,并在重点化石产地和馆藏中全面推广应用,取得了巨大的经济社会效益和良好的环境效益。

该项目取得了丰硕的研究成果,撰写科研报告5份,先后发表论文39篇,其中SCI/EI收录11篇,出版专著7部,获国家发明专利1项,获国家科技部优秀科普奖1项,山东省国土资源科技进步奖4项,培养硕士研究生3名,博士1名。

成果说明

项目综合成果全面提升了我国恐龙化石风化机理和保护的研究水平,在恐龙化石保护和管理中发挥了重要作用,该成果在诸城、莱阳恐龙化石及产地保护、山旺国家地质遗迹自然保护区、天宇自然博物馆以及山东省地质博物馆等单位得到全面推广应用,取得了巨大的经济社会效益和良好的环境效益。 各单位在保护工程建设和化石保护过程中充分参考利用了“山东省恐龙化石风化机理及保护研究”项目的研究成果。利用项目提出的影响恐龙化石的风化因素及形成机理、化石风化破坏因素甄别模型等,有针对性的对产地和化石采取了有效的保护措施,取得了良好的保护效果

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