邱志勇, 张明全, 郭 庆, 陈 炎
(1.安徽省地质环境监测总站,安徽 蚌埠 233000;2.安徽省凤阳县国土资源局,安徽 凤阳 233100)
安徽省凤阳山地质公园地学资源开发利用研究
邱志勇1, 张明全2, 郭 庆2, 陈 炎1
(1.安徽省地质环境监测总站,安徽 蚌埠 233000;2.安徽省凤阳县国土资源局,安徽 凤阳 233100)
凤阳山地质公园位于华北地台的东南缘,规划占地面积61km2。该地质公园及其周边附近古元古代、新元古代及早古生代的寒武纪地层发育齐全、化石丰富、出露良好,是研究我国前寒武纪和解决我国南、北方新元古代地层衔接及对比问题的重要地区之一。其特有的地质条件造就了该地质公园地质遗迹丰富,地质遗迹景观奇特,山水风景迷人。根据该地的地质背景条件深入挖掘其地学资源利用潜力,为凤阳山地质公园的今后发展提出规划建议,以利于保护与开发协调发展。
凤阳山;地质公园;地学资源;地质遗迹
凤阳山地质公园(原名韭山地质公园)位于安徽省凤阳县南部,规划占地面积约61km2,集青山、绿水、秀湖、奇洞、迷谷、古寺于一体,是以观赏湖光山色、溶洞奇观、迷谷殊景,凭吊遗迹遗址,开展水上游乐、森林度假等内容为主的风景区,1992年被命名为韭山国家森林公园,2009年8月荣获国家地质公园资格。其园区内的狼巷迷谷景区为国家4A级旅游景区,韭山洞景区为国家3A级旅游景区。
自凤阳山地质公园获批准以来,来此休闲观光旅游的游客越来越多,提升了当地旅游产业的发展和知名度,促进了地方经济的发展。
凤阳山地质公园及其周边附近拥有丰富的地学资源,其地质遗迹具有珍贵的科研和科普价值,地质遗迹及其景观具有独特的典型性、稀有性、系统性和完整性。根据国家级地质公园的定位,该公园对现有地质遗迹的保护、开发还应当具有科普性、知识性以及地质资源的可持续利用性。
鉴于此,本文就该地区地质遗迹的成因进行科学分析,对地学资源利用潜力进行挖掘,为凤阳山地质公园今后的发展保护与开发提出规划建议和措施。
1.1.1 自然概况
凤阳山地质公园位于皖中的凤阳县南部,与定远县相邻,北距凤阳县城约30km,地处北亚热带湿润季风气候区,年平均降水量约918mm。园区属淮河水系,淮河支流濠河上游的卧牛湖位于园区内,该湖系人工水库,建于1958年,水面东西长12km,南北宽4km,面积约11km2,库容1.03×108m3,正常蓄水量0.35×108m3,上游汇水面积约146km2。其地表水径流受地形、地貌控制明显,径流方向总体上由南向北。
1.1.2 地形地貌
园区及其周边地形起伏较大,属于江淮丘陵区之凤阳山区的组成部分之一[1],山间沟谷和山脊总体上近东西向展布。微地貌类型主要分为山间坡地和丘陵2种类型。
山间坡地主要沿卧牛湖东西向分布,地面高程一般为45~76m,地势较平坦,略有起伏。丘陵地貌是园区内主要地貌类型,地面高程一般为80~300m,局部最高可达340m。
1.2.1 大地构造背景
大地构造上凤阳山处于华北地块的东南部,合肥盆地的北缘,南与大别造山带、东与郯庐断裂带相接。次级构造单元属华北地块凤阳穹窿,地质公园位于凤阳穹窿的南侧。
1.2.2 地层及岩性
园区及其周边附近地层区划属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区淮南地层小区[2],出露地层主要为下元古界凤阳群、上元古界青白口系和震旦系、下古生界寒武系和奥陶系、中生界侏罗系及新生界第四系。
(1)元古界。下元古界(Pt1)凤阳群呈近东西向分布于园区外围北侧,构成了高程120~270m的低山、丘陵。主要岩性为石英岩、白云岩、大理岩、千枚岩等,厚度大于620m[3]。
上元古界青白口系(Qn)亦表现为近东西向分布,主要出露于园区北界附近,多被第四系覆盖,构成了山间坡地和北侧的中低丘。主要岩性为页岩、泥灰岩、石英砂岩等,厚度大于800m。
上元古界震旦系(Z)近东西向出露,分布于山间坡地的南侧,构成了坡度较缓的中低丘,主要岩性为白云岩、泥灰岩、石英砂岩,厚度大于360m。
(2)古生界。下古生界寒武系(∈)至奥陶系(O)萧县组分布于园区内的主要区域和南侧外围,近东西向分布,形成了地势陡峻的高丘,一般山顶高程大于150m,最高的狼窝山可达340m,主要岩性为灰岩、白云岩、页岩,厚度大于1 200m[4]。
(3)中生界。中生界侏罗系(J)上统毛坦厂组分布于卧牛湖南东侧岸旁的局部地段,主要岩性为安山岩、凝灰岩、火山角砾岩,厚度大于40m。
(4)新生界。新生界第四系(Q)近东西向分布于山间坡地,主要岩性为上更新统粉质黏土及黏土,靠近丘陵边缘为砂质黏土,厚度一般小于15m。
1.3.1 地质构造
园区地质构造条件较复杂,为一向南倾斜的单斜构造,地层走向近似东西向,倾角15°~26°。仅有一条东西向主干断层于卧牛湖北侧经过,由于受到多条近似南北向断层切割的影响,东西向地层和构造沿走向有小的位移,断层两侧地层产状略有变化,地层中节理裂隙发育,有局部的岩浆岩脉产出,复杂的地质构造导致了园区内复杂的地貌形态。
凤阳山地质公园及周边地质图,如图1所示。
1.3.2 地质遗迹特征
根据国土资源部《国家地质公园规划编制技术要求》中地质遗迹类型划分标准,结合本公园地质遗迹特点,将其划分为地质剖面、地质构造、古生物、地貌景观、水体景观等6大类。其中,岩溶洞穴遗迹、岩溶地貌遗迹、地层古生物遗迹、水文地质遗迹和火山遗迹等类型特色鲜明,实属华东地区少见。
(1)岩溶洞穴景观。岩溶洞穴景观以韭山洞为代表,主洞长1 472m,支洞长400m左右,洞高一般20m左右,洞宽一般10~30m。
图1 凤阳山地质公园及周边地质图
该洞发育于中寒武统毛庄组内,洞内不仅钟乳石、石笋、石柱、石花、石幔等各呈其形,千奇百态,而且,洞中有洞穴、涧水、山峦,还有河道、广场,地形复杂,嵯峨变化,构成了一座独具特色、令人神往的地下仙宫。
东北方向的狼巷迷谷园区,发育在下寒武统馒头组内的禅窟洞深度超过500m,洞内宽敞,流水潺潺,留有石刻、石观音像、石桥、石床、石凳等多处人类活动遗迹,洞内辟有“八相成道、圣境探奇、禅宗溯源”3个景点。
(2)岩溶地貌景观。岩溶地貌景观以狼巷迷谷园区为代表,其主要地貌景观有裂缝、沟壑、溶沟,还出现一线天、落水洞、溶洞、天生桥、石芽等喀斯特地形。这些裂缝、沟壑每条延伸长度都超过100m,甚至更长,最大宽度3~4m。这些独特的地貌景观发育在缓倾斜的下寒武统馒头组泥质灰岩、白云岩、页岩地层之中,是受2组呈棋盘格状节理的切割,经历长期风化剥蚀、水动力的溶蚀所致。
(3)地层古生物遗迹。园区及其周边附近地层剖面是一套具有重要科学研究价值的地质遗迹,从古元古代到新元古代的青白口纪和震旦纪、早古生代的寒武纪和奥陶纪地层中赋存有丰富的古生物化石遗迹。
其中,在华北地层区南缘的凤阳山区发现了代表南方古生物群落寒武纪早期的古油栉虫(Palaeolenus)化石[5];在九里桥组砂、泥质灰岩中发现丰富而又特有的生物遗迹化石,即海洋微体浮游生物化石,属于疑源类化石,还发现了一些新的疑源类化石种类[6],如Bailikaniadiligena,LomentunellavaginataHermann等,是探究地球历史早期生物物种起源及演化的极其重要的证据;在新元古代淮南群(被文献[2]分别划入八公山群和徐淮群)中发现的大量淮南生物(Huainan Biota)化石,由宏观藻类Chuaria-Tawuia组合和蠕形动物Pararenicola-Paleolina组合组成,为新元古代大冰期前的一个特有生物群落[7],从而以产出淮南生物群化石而驰名于国内外。
(4)水文地质遗迹。受本区特有的地质条件的控制与影响,在本区发育了大量与水文相关的地质景观,如泉水景观、湖沼景观与河流景观。尤其是狼巷迷谷园区玉蟹泉下游的玉溪飞花瀑布更是独具匠心。
这些特有的地质景观受到所在的岩性、地质构造和水文地质条件所控制。典型者如卧牛湖出口通道的形成明显受断层影响,以泥质成分为主的页岩大量被冲刷流失,由刘老碑组构成沟谷底部,从而形成为沟谷水道,其凹陷地形又为人工水库卧牛湖提供了有利的建设条件。
(5)火山遗迹。该区火山遗迹型式主要为火山口,位于卧牛湖东南岸边,分布范围较小[3]。经地质学家研究证明,该火山产出形式属于裂隙式-中心式喷发,喷出岩岩性为玄武岩-安山岩-粗安岩-英安岩-流纹岩组合,形成于晚侏罗世时期,明显受总铺—卧牛湖北东向断裂带控制,属于沿该断裂分布的链状火山机构之一。
对该地质公园开展大比例地质填图时,发现在卧牛湖南侧约1.5km处有1处火山口,附近喷出岩岩性为火山角砾岩(质轻、多气孔、含角砾)和火山凝灰岩,对其时代、成因还有待于进一步研究[8]。
凤阳山地质公园及周边地质遗迹类型[9],见表1所列。
表1 凤阳山地质公园及周边地质遗迹类型一览表
2.1.1 地层古生物学研究
园区内及其周边地层出露完好,局部地质构造简单,化石丰富。该区地处华北地台的东南缘,从古元古代到新元古代的青白口纪和震旦纪、早古生代的寒武纪地层均比较发育,是研究我国前寒武纪和解决我国南、北方新元古代地层衔接及对比问题的重要地区之一。
早在1936年地质学家李四光教授就在这一带做过调查。其后,谢家荣[10](1945)、赵家骧[11](1949)也先后在这一带做过地质调查。解放后,徐嘉炜[12](1958)、杨志坚[13](1960)等人又先后在上述地区做了比较详细的工作,初步建立了地层层序。
20世纪60年代,朱兆玲在凤阳山林场至蚂蚁山下寒武统猴家山组的顶部地层剖面中发现了古油节虫(Palaeolenus)化石,对早寒武世沉积环境进行了深入研究[5]。后来有关学者对前人关于地层方面的研究进行了总结,分析了新元古代“淮南生物群”的发育和组合特征及其产出状况,根据刘老碑组和九里桥组富集的化石,初步确定了该生物群繁盛的时限[14];发现了八公山组(文献[2]称之为伍山组)与刘老碑组之间的假整合关系[15],进一步研究了新元古代刘老碑组的微古植物群[16]。
近几年,有学者研究了新元古代的宏体碳质化石,与其他地区对比后进一步揭示了地球早期生命演化所经历的重大转折[17]。
2.1.2 洞穴形成研究
韭山洞主要发育在园区南部的中寒武统毛庄组泥质灰岩和页岩互层的缓倾斜地层中,为 “走向型洞穴”,贯穿整个韭山,其规模在华东地区为最大。洞中主要有3个奇特景观:① 头顶地下河,一般的地下河都出现在洞穴的下游,而韭山洞地下河出现在上游;② 巨型洞厅,洞厅面积达3 500m2,具有强烈的空间感,属于我国大洞厅之列,洞厅内呈现“囊括五岳”等壮丽景观;③2次溶蚀奇观,韭山洞2次溶蚀景点多,质量好,如七星台、双鹰扑食、神龟护航、再生天锅等。
园区内丰富的洞穴资源可作为洞穴溶蚀、洞穴年代学和古气候演变[18]的研究基地。
凤阳山地质公园地处华北板块和扬子板块交接带附近,其特有的大地构造位置、漫长的地质演化历史、丰富而典型的地质遗迹、独具特色的岩溶洞穴地貌景观早已引起许多学者的关注,应当成为青少年认识自然的科普教育和爱国主义教育基地、传播科学文化知识的场所,使得广大游客和青少年更加直观地了解地球科学和地球演化历史。
岩溶洞穴景观以韭山洞的 “深、大、奇、险、古”风格被誉为“江北第一洞”,根据全洞天然造就的景物,划分为5个景区,大小景点30余处。洞中的钟乳石、石笋、石柱、石花、石幔千姿百态,令人惊叹。
一种特有的地表观赏石——凤阳狼牙石,产于狼巷迷谷园区内。狼巷迷谷沟壑两壁的馒头组泥质条带状灰岩,在经历长期的风化作用后,其泥质条带被风化溶蚀掉,形成了狼牙交错、张牙舞爪的奇异景观,所以被称为狼牙石。
狼巷迷谷园区还有另一类具有观赏价值的“纹身石”,其表面呈现大量蠕形动物的遗迹化石,已经有几十块这种巨大的板状“纹身石”竖立在“纹身石园”。该“纹身石”产于下寒武统馒头组砂页岩中,该地层在卧牛湖以南呈东西向展布。
地质遗迹保护区以凤阳山地质公园范围为主体,基本上是一个东西长约25km的条带形区域,东段范围北至卧牛湖中央为界,其主要地层单元有青白口纪刘老碑组上段、震旦纪四十里长山组至九顶山组、寒武纪猴家山组至毛庄组;西段基本上以震旦纪碳酸盐岩为北界;南侧以凤阳县与定远县的行政区划为界。
现行的地质遗迹保护区范围远远不够,遗漏了大量的需要保护的地质遗迹,除了现有的地层区划以外,还应当包括从上太古界的殷涧组至青白口纪刘老碑组和寒武至奥陶系。
在地质公园范围调整之前应当向外围适当扩大地质遗迹保护区范围,其目的是控制露天采矿对地质环境的破坏。
地质遗迹保护区紧邻与定远县的行政区划界线,部分需要保护的地质遗迹延伸到定远县境内。由于隶属不同的行政区域,不利于地质遗迹的保护,建议适当调整行政区划界线。在行政区划界线调整之前,建议成立跨行政区域的地质公园保护管理机构,统一行使保护工作。
由于凤阳山地质公园特有的大地构造位置、漫长的地质演化后保留的丰富而典型的地质遗迹、独具特色的岩溶洞穴地貌景观是周边数百公里范围内难得的自然财富,建议对凤阳山地区地质遗迹资源深入挖掘,进一步开展水文地质遗迹、岩溶洞穴及地貌景观遗迹、火山地质遗迹等专项研究工作。
除了在观赏性景点设立科普教育解说以外,可以在西部雷家户至官才山、王家岭至韭山等处沿垂直地层走向的地层剖面方向,考虑设立科普教育长廊,通过文字解说、岩石标本向游客展示当地的地质演化历史。
可以将西部雷家户至官才山等处的地层出露条件较好的地段设定为专门的科学研究区域,为科研单位、高等院校的研究人员采集标本、师生实习提供便利条件。
由于历史原因,地质公园内的各景点开发是由林业、旅游、乡村等多个不同的部门、单位参与其中,存在多头管理开发、力量薄弱分散的问题。在未来规范化经营管理过程中需要建立跨部门跨行政区域统一的地质公园管理机构,加强旅游市场的科学研究[19],统一开发,统一管理,统一建设基础配套设施,以此实现旅游资源优化配置的高效益。
凤阳山地质公园内的禅窟洞、韭山洞及其附近人文景观历史悠久,汇集了源远流长的佛教文化、多姿多彩的石刻文化、博大精深的洞泉文化和古朴幽静的园林文化,成为北魏以来的历朝历代历史名人争相朝拜游览的风景名胜。凤阳山地质公园特有的地质遗迹、悠久的历史文化与优美的自然景观共同构成了一本厚重的凤阳山百科全书,其罕见的地质遗迹景观资源,当之无愧地应该成为人类的宝贵财富,应当向全国乃至全世界进行展示,让人们了解地球、了解自然,有利于更好地珍惜和保护人们赖以生存的家园。
[1]程言新,张福生,王婉茹,等.安徽省地貌图说明书(1/50万)[R].安徽蚌埠:安徽省地质环境监测总站,2005.
[2]安徽省地质矿产勘查局.安徽省区域地质志[M].北京:地质出版社,1987:5-200.
[3]安徽省地质局区域地质调查队.区域地质调查报告(地质部分)(蚌埠幅1/20万)[R].安徽巢县:安徽省地质局区域地质调查队,1979.
[4]王永敏,王贵生,邢砚平,等.区域地质调查报告(地质部分)(合肥幅、定远幅1/20万)[R].安徽巢县:安徽省地质局区域地质调查队,1978.
[5]朱兆玲.古油节虫(Palaeolenus)在安徽凤阳的发现[J].古生物学报,1962,10(3):386-393.
[6]洪天求,贾志海,尹磊明,等.淮南地区新元古代九里桥组的疑源类化石组合及其生物地层学意义[J].古生物学报,2004,43(3):377-387.
[7]牛绍武,朱士兴.论淮南生物群[J].地层学杂志,2002,26(1):1-8.
[8]张立明,黄丞相.安徽凤阳山国家地质公园1∶2.5万填图工作总结[R].安徽蚌埠:安徽省地质矿产勘查局312地质队,2011.
[9]北京神州新纪录规划设计研究院.安徽凤阳山国家地质公园规划专项研究报告[R].北京:北京神州新纪录规划设计研究院,2010.
[10]谢家荣.淮南新煤田及大淮南盆地地质矿产[J].地质论评,1947,12(5):317-347.
[11]赵家骧,黄南庭,王万统,等.安徽定远可能煤田初勘简报[R].北京:全国地质资料馆,1950.
[12]徐嘉炜.华北南部寒武系下限问题[J].地质论评,1958,18(1):41-91.
[13]杨志坚.淮南、霍丘早寒武世沉积若干问题的探讨[J].地质科学,1960,3(4):182-188.
[14]郑文武.“淮南生物群”的主要特征及其在地层研究中的意义[J].合肥工业大学学报,1979(2):97-109.
[15]斗守初,郑文武.对淮南地区前寒武系的新认识[J].合肥工业大学学报,1981(3):95-120.
[16]阎永奎.安徽凤阳地区震旦亚界刘老碑组的微古植物群[J].资源调查与环境,1982,3(3):75-113.
[17]Qian M P,Jiang Y,Yu M G.Neoproterozoic milli-metriccentimetric carbonaceous fossils from Northern Anhui and Jiangsu,China[J].Acta Palaeontologica Sinica,2009,48(1):73-88.
[18]王兆荣,袁道先,林玉石,等.中国洞穴石笋年代学和古气候研究[J].自然杂志,2000,22(6):336-339.
[19]吴华清,何 丹,马 俊.旅游目的地景区间合作营销博弈分析[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2011,34(9):1419-1422.
Development and utilization of geoscience resources in Fengyang Mountain Geopark,Anhui Province
QIU Zhi-yong1, ZHANG Ming-quan2, GUO Qing2, CHEN Yan1
(1.General Station of Geo-Environment Monitoring of Anhui Province,Bengbu 233000,China;2.Land and Resource Office of Fengyang County,Fengyang 233100,China)
Fengyang Mountain Geopark is located in southeastern margin of north China platform with a total area of around 61km2.Palaeoproterozoic,New Proterozoic and Cambrian sediments in this geopark and its vicinity develop with complete sequence,rich fossils and good outcrops.It is an ideal place to study Precambrian of China and to solve the problem of the stratigraphic correlation of the Newproterozoic in North China and South China.The special natural condition makes the geopark rich in geological remains,special in geological relic landscape and fascinating in natural scenery.According to the geological background conditions of Fengyang Mountain Geopark,the potentialities of the utilization of its geoscience resource are studied,and the suggestions for its further development are put forward to coordinate the exploitation and protection in this area.
Fengyang Mountain;geopark;geoscience resource;geoheritage
X37
A
1003-5060(2012)11-1554-06
10.3969/j.issn.1003-5060.2012.11.027
2012-04-06;
2012-06-15
国土资源部国家地质公园发展建设专项资助项目([2009]110)
邱志勇(1958-),男,安徽蚌埠人,安徽省地质环境监测总站高级工程师.
(责任编辑 张淑艳)