济南千佛山地区主要地质遗迹资源及评价

杜圣贤,刘凤臣,刘书才,杨波，张宝迎,焦玉忠,张宗胜，赵辉,陈军

(1.山东省地质科学研究院，山东 济南 250013;2.济南市城市园林绿化局，山东 济南 250099；3.济南市林场(济南市近郊风景区管理处)，山东 济南 250014；4.千佛山风景名胜区管理处，山东 济南 250014；5.济南市国土资源局，山东 济南 250099)

山东济南千佛山地区山清水秀，风景旖旎，区内早古生代地层发育，地质遗迹资源丰富，具有较大的地质旅游资源潜力，为了大力发展济南千佛山地区的旅游事业，充分发掘该地区地质旅游资源的潜力，同时向游者普及地学知识、提高对大自然和生态环境的保护意识，需要对区内地质遗迹资源进行分类和介绍，并根据地质遗迹资源的价值进行评价。

1 自然地理背景

济南地处鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带，地势南高北低。地形可分为三带：北部临黄河平原带，中部山前平原带，南部丘陵山区带。山地丘陵约3000km2，平原约5000km2。最高海拔1108.4m，最低海拔5m，南北高差1100多米。济南辖区内地貌可分为侵蚀低山、剥蚀丘陵、冲洪积平原3个区。

济南市位于山东省中部，是山东省的政治、经济、文化中心，也是重要的交通枢纽，与德州、滨州、淄博、莱芜、泰安、聊城等城市相临。

千佛山位于济南市的东南部，北临黄河，南依泰山，外围保护地带北至经十路、东至二环东路、南至二环南路、西至舜耕路，面积为9.98km2。

2 地质遗迹资源

该地区地质遗迹资源丰富，概括起来可分为地层剖面、沉积构造、地貌景观、水体景观类四大类。

2.1 地层剖面

该地区内地层主要为寒武—奥陶纪九龙群和马家沟群，岩性为一套海相碳酸盐岩沉积建造，该套地层整体呈NWW向或者NEE向展布，与下伏新太古代基底花岗岩为角度不整合接触，被上覆的石炭—二叠纪地层所覆盖或者被第四系覆盖，岩石中含丰富的三叶虫、头足类及牙形石化石。其中牙形石发育在寒武纪中期至奥陶纪，是划分寒武系与奥陶系界线的重要依据。

2.1.1 九龙群

九龙群是跨系的岩石地层单位，属寒武系第三统—下奥陶统。九龙群主要由碳酸盐岩组成，与上覆马家沟群平行不整合接触(怀远间断)，与下伏长清群整合接触。依据其岩石组合特征自下而上可分为张夏组、崮山组、炒米店组及三山子组[1]。

(1)张夏组：张夏组主要岩性为厚层鲕粒灰岩、叠层石藻礁灰岩、藻凝块灰岩及薄层灰岩等。其与上覆崮山组整合接触，与下伏馒头组亦为整合接触。依据岩石组合特征，将张夏组至上而下划分为下灰岩段及上灰岩段2个岩性段，下灰岩段以鲕粒灰岩发育为特征，上灰岩段以藻灰岩、藻礁灰岩发育为特征。

(2)崮山组：崮山组主要岩性以黄绿色页岩、灰色薄层疙瘩状—链条状灰岩、竹叶状灰岩为主夹灰色薄板状灰岩、鲕粒灰岩、砂屑灰岩。其与上覆炒米店组为整合接触，与下伏张夏组亦为整合接触。

(3)炒米店组：该组岩性为灰色薄层泥质条带灰岩、生物碎屑灰岩、砾屑灰岩、云斑灰岩及中厚层竹叶状灰岩(风暴岩)夹鲕状灰岩、厚层藻凝块灰岩，局部发育柱状叠层石。在该地区内与上覆三山子组为整合接触。该组具有穿时性。近年来，刘书才等在长清区张夏—崮山地区、青州市尧王山地区和莱芜黄羊山地区，根据牙形石“Cordyloduslindstromi”，准确确定的寒武系—奥陶系界线均位于炒米店组内部，分别距炒米店组顶9.05m,58.10m和4.00m[2]。

(4)三山子组：该组岩性为中厚层微晶白云岩及含燧石条带、燧石结核白云岩，依据岩性组合特征，划分为a段、b段及c段。其上因“怀远间断”与马家沟群东黄山组平行不整合接触；下与炒米店组呈整合接触。

2.1.2 马家沟群

马家沟群指华北地层区怀远间断之上、石炭系之下，以灰岩夹白云岩并富含头足类化石为主要特征的岩石地层单位。与下伏三山子组和上覆本溪组均呈平行不整合接触，属奥陶系。该群1961年由北京地质学院建立，1993年据山东省地质矿产局地层清理领导小组意见，降格为组；近年来，《山东省区域地质志》及《山东省地层侵入岩构造单元划分方案》重新建立为群，该文采用后者划分方案。

马家沟群岩性以白云岩与灰岩相间为特征，主要岩性为灰—深灰色厚层微晶灰岩、灰色厚层云斑微晶灰岩、灰色中厚层泥晶灰岩、含燧石结核灰岩，灰—深灰色厚层泥—细晶灰岩、黄灰色薄—中厚层微晶白云岩、角砾状白云岩、泥晶白云岩等，发育鸟眼构造、泥裂构造、石盐和硬石膏假晶等沉积构造；依据岩性组合特征划分为东黄山组、北庵庄组、土峪组、五阳山组、阁庄组和八陡组6个组级单位，其中该地区分布东黄山组和北庵庄组。

(1)东黄山组：该组岩性为泥晶微晶白云岩、土黄色角砾状泥质白云岩为主，底部见复成分砾岩。其底与三山子组呈平行不整合接触；顶与北庵庄组呈整合接触。

(2)北庵庄组：该组岩性为灰色厚层微晶灰岩、厚层含云斑白云质灰岩、中厚层微晶白云岩，上部层位夹少量的生物碎屑灰岩。其底与东黄山组为整合接触，顶与土峪组亦为整合接触。

2.2 沉积构造

济南千佛山地区沉积构造现象十分发育，主要有以下几种：

2.2.1 缝合线构造

缝合线构造最常见于碳酸盐岩中，但也出现在石英砂岩、硅质岩及蒸发岩中[3]。千佛山地区该缝合线构造现象多见于九龙群炒米店组鲕粒灰岩中。根据野外观察，在同一垂直层面的切面中可以见到多条缝合线，形态不一，缝合线起伏幅度大小不一，有的缝合线呈微锯齿状，起伏较小，最小者约1mm左右。有的缝合线则成“箱状”裂缝，起伏较大，约1～5cm，颇似头盖骨接缝。从整体看，缝合线与层面的关系多以平行为主，少见相交及网状等(图1-A)。

2.2.2 硅质结核、硅质条带

该地区硅质结核、硅质条带最常见于九龙群三山子组白云岩中。千佛山地区三山子组内部硅质结核及条带非常发育。硅质结核大小不一，从1～8cm大小不等，形状多呈椭球体、不规则的团块状或压扁状态夹于岩层中。硅质条带沿顺层方向延伸，以层状夹于白云岩中，连续性较好，最长可延伸几米，厚度多在5cm左右(图1-B，C)。

2.2.3 水平层理

水平层理发育较广泛，在整个千佛山地区露头中都可见，尤其以微晶灰岩、微晶白云岩中最为发育。反映了该套地层沉积时水动力条件不强，沉积环境较为安静(图1-D)。

2.2.4 交错层理

交错层理是野外最为常见的一种层理类型。由于纹层与层系界面的斜交关系，所以又称为斜层理。根据层系界面之间的形态不同，通常分为：板状交错层理、楔状交错层理、槽状交错层理等(图1-E)。该地区交错层理主要分布在长清群馒头组洪河砂岩段内部。

2.2.5 韵律层理

该沉积构造现象见于千佛山地区炒米店组地层中，为一套泥质条带灰岩。灰黄色的泥质条带与灰白色灰岩呈平行状互层重复出现，而且泥质条带与灰岩厚度相当，可能为季节性气候变化形成深浅色层互层(图1-F)。

2.2.6 重荷模构造

重荷模构造又称为负荷构造。该沉积构造现象见于九龙群炒米店组。下伏岩性为泥质砾屑灰岩，被上覆的生物碎屑灰岩所覆盖。下伏泥质砾屑灰岩承受上覆生物碎屑灰岩的负荷压力，使岩性较粗的生物碎屑灰岩陷入到被覆盖的泥质灰岩中，在生物碎屑灰岩的底面上形成了多个丘状或瘤状突起，同时泥质灰岩拱到上覆岩层中(图2-A)。

2.2.7 生物遗迹构造

在千佛山地区北庵庄组露头，可见大量的生物遗迹构造。生物遗迹构造也是古生物化石的一种，即生物遗迹化石，这种化石不是生物死后保留的遗体，而是生物活动保留在岩层表面的痕迹。常见的生物遗迹化石主要有居住迹、爬行迹、觅食迹、逃逸迹和耕作迹等(图2-B)。

2.2.8 X共轭节理

该地区节理、裂隙主要分布在区内济南中生代岩体内部，为“X”形共轭节理，走向分别为20°～40°及270°～290°，倾角大都在70°～90°之间，节理面平直延伸，节理间距一般在0.5～1m之间，将区内岩体切割成大小不等的岩块。主节理边部发育有次级小节理。节理在区内疏密不均，平直的较多，弯曲的较少。其发育程度和构造形迹的保存完好程度十分少见(图2-C)。

2.2.9 不整合面

该区内主要存在一个不整合界面，即寒武系芙蓉统—下奥陶统三山子组与中奥陶统东黄山组之间的平行不整合界面，由怀远运动引起，即怀远运动沉积间断面。在马家沟群底部，发育稳定的底砾岩。界面下、上地层呈平行不整合接触，反映怀远运动期间，地壳以总体抬升为主(图2-D)。

图1 千佛山地区沉积构造

图2 千佛山地区沉积构造

2.3 地貌景观

该地区出露大量的寒武—奥陶纪石灰岩、白云质灰岩、白云岩。经过多年风化、侵蚀，形成溶洞、溶沟、溶槽等具有北方典型性、代表性的独特喀斯特地貌景观。

2.3.1 喀斯特山体

区内的石灰岩山地尽管不具有南方峰林、峰丛的那种典型形态，但受所在地区构造抬升、侵蚀切割、以及山体岩层构成等因素影响，往往显现出构造地貌的明显特征，主要表现为长垣状山体、“崮”、灰岩残丘等(图3)。

图3 喀斯特山体

在局部侵蚀强烈处，山顶的残峰还可呈现堡状、屏状、单柱或多柱峰等形态。此种山形与太行山中南部的“嶂石岩”地貌相近，但其岩层构成和形态表现与典型嶂石岩地貌相比简单些。山体中、下部缓坡多由下寒武统的页岩、砂页岩及薄层灰岩构成；上部陡崖则是质纯层厚的坚硬石灰岩构成。此种地貌的美学特色主要体现在山势的雄伟，山顶长垣的挺拔险峻。作为一种中尺度地貌形态，此类山体常构成景区的格架，展现出一种具有强烈视觉冲击的宏观、远观的景观效果。

2.3.2 喀斯特谷地

区内喀斯特谷地主要指山谷，是山地河流、沟谷系统的最上部或末端。处在侵蚀切割强烈的低山区中部的谷地多呈峡谷或嶂谷形态，地处山地边缘的山谷则宽浅许多。千佛山风景区内望佛亭东侧是一条长约几百米的深切谷地，两侧为数十米高的峭壁悬崖，山峰则由寒武纪灰岩构成，峥嵘奇峭，由山腰处的游览路沿山谷上行可至山顶，谷中双峰对峙、巨石林立，仰观蓝天犹如“一线“，刻石“一线天”点出景名(图4-A)。类似的喀斯特山谷各地还有许多，如菠萝峪等。

2.3.3 溶洞

溶洞(群)是在一定的地层、构造和水文地质条件下，物理化学综合作用的产物(图4-B、C)。区内寒武—奥陶纪石灰岩地层发育，具有形成喀斯特洞(群)的有利条件。区内溶洞以水平状洞穴占优势，垂向洞穴为数较少，洞体延伸以单通道为主；洞内溶蚀现象发育，发育有形状各异的岩溶地貌景观，如溶锥、溶槽、溶珊瑚、石钟乳、石笋、石花、石柱、石幔、石瀑等琳琅满目，洞中的石钟乳等次生化学沉积物形成于距今约20万～30万年之间，洞内局部岩层也发现有“泥裂”岩层面构造。

图4 一线天、溶洞

2.4 水体景观

该区内水体景观主要为泉水景观。其中比较著名的如甘露泉(图5-A)、趵突泉(图5-B)等。

济南千佛山风景区地处济南单斜构造的北部，大气降水渗漏地下岩层顺倾斜方向北流，至城区遇侵入岩体阻挡，并受千佛山断裂、文化桥断裂的影响，承压水出露地表，形成济南四大泉群[4]；千佛山断裂在风景区内有地表出露，景区独特的地质构造和较高的绿化覆盖率，使之成为济南城市泉群水源的重要补给区和生态涵养区。

图5 泉水景观

3 地质遗迹资源评价

3.1 地质遗迹典型完整，具有重要的科研价值

济南千佛山地区内剖面地层连续、露头好，地层单位间接触关系清楚，岩石类型、层面及层理结构等地质现象丰富，三叶虫、牙形石等生物化石丰富、保存完好、研究历史悠久，具有较强的代表性，是生物地层、年代地层、层序地层、沉积环境演化等观察研究的理想地区。

喀斯特地质遗迹，是典型的北方半干旱喀斯特类型[5]，对于研究地层、断裂构造、新构造运动及地下水动态，预防与溶洞相关的地面塌陷和山体崩塌等地质灾害，都有较重要的科研价值。

3.2 地质遗迹具有重要的科普意义

区内的地质遗迹类型数量大、类型多，且完整、典型，内涵丰富，是十分珍贵的自然遗产，具有较重要的科普价值。游客在有限的空间内，便可获取地貌学、地质学、地层学、岩石学、构造学等地学知识，是地学科普的良好场所。

3.3 地质遗迹具有较高的美学价值和开发价值

区内地质遗迹类型多样，保存完好，数量多，等级高，密度大，原始、神秘，组合较好，各种地质现象类型多样、鲜明生动，与地貌景观和水体景观有机融合，具有较高的美学价值和开发价值。

喀斯特地质遗迹，是典型的北方半干旱喀斯特类型，其典型性、稀有性、自然性、系统性和完整性、优美性等特征突出，具有较高的美学观赏价值，应在保护地质遗迹资源的前提下，进一步合理规划，正确开发，才能使其自身蕴含的经济效益和社会效益真正发挥出来。

4 结语

济南千佛山地区拥有大量的地质遗迹资源，具有重要的地学价值和旅游价值，但地学资源开发尚欠到位，地学资源的优势没有完全发挥，应充分发挥该区地质资源优势，从而带动地区的社会、经济和生态效益。同时让游者在游玩中学到知识、认识地球、认识大自然，最终实现保护地球、保护生态、保护大自然。

致谢：该文得到了山东省地调院侯建华高级工程师的野外工作指导，并对文稿提出了宝贵的修改意见，在此表示致谢！

参考文献：

[1] 张增奇,刘书才,杜圣贤,等.山东省地层划分对比厘定意见[J].山东国土资源,2011,27(9):1-8.

[2] 武贵春,姚建新,纪占胜,刘书才.山东省青州地区寒武-奥陶系界线研究的新进展[J].古生物学报,2005,01:106-116.

[3] 姜在兴.沉积学[M].北京：石油工业出版社,2003.

[4] 吴爱民,程秀明.济南泉水[M].济南：黄河出版社,2003.

[5] 赵建.山东的喀斯特洞穴[M].中国岩溶,1991,10(4):341-344.