重要地质遗迹调查工作方法讨论——以木兰山为例

赵 璧，徐鑫磊，陈 刚，李姜丽

(湖北省富硒产业研究院，湖北武汉 430034)

地质遗迹是在地球演化的漫长地质历史时期，由于各种内外力地质作用形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的自然地质现象［1］。人们平常所见的山川、河流、矿物岩石、火山地震遗址等，都属于地质遗迹的范畴。但只有在一定区域范围内，具有典型性、特殊性、稀有性和重要科学价值、观赏价值、保护开发价值的地质现象［2］，才是值得详细调查的重要地质遗迹。

作为一种资源，中国地调局统一部署了国家层面的重要地质遗迹调查评价工作(分省开展)，自2008年迄今一直在有条不紊地推进着。调查实践证明:鉴定于地质遗迹的多样性，调查工作不仅常遇到涉及多学科、多角度的综合研究对比方面的困难，同时也存在着不同地质遗迹调查团队在工作习惯、专业侧重、对比思路、分析能力等各个方面的不一致性，致使初期调查成果的客观、准确和实际应用还有很大提高空间。因此，形成一个较统一的、能为广大地质遗迹调查工作者认可的调查工作思路和工作方法，显得十分必要。

华中重要地质遗迹调查(湖北)项目开展以来，项目组对照中国地质调查局下发的《地质遗迹调查技术规范》(送审稿)有关要求，分区、分片对湖北省内曾经开展调查的和潜在的重要地质遗迹赋存区进行了资料的系统收集和整理研究，筛选了省级以上重要地质遗迹点，部署了对重要地质遗迹调查区的野外调查工作，规范了地质遗迹调查表和信息采集表的填制要求。随着具体工作的深入，项目组对工作中存在的困难体会也在不断加深。在规范的框架性要求下，项目组也尝试总结、实践更加细致、精准、高效的流程与方法，以求整体成果质量的提高。下面以近期开展的木兰山地区重要地质遗迹调查为例，简述笔者在一个地质遗迹集中区的调查工作方法以及在工作过程中的一些感想，仅作抛砖引玉，期待更多同行一同来探讨有关的内容。

1 重要地质遗迹的筛选确定

木兰山地区在国家地质公园申报等历次地质遗迹调查工作中，发现并报道有变质岩剖面、构造、变质岩地貌等多种地质遗迹，涉及该区自元古代以来的多次地壳变动和表生地质作用产物，是本区地壳演化过程的地史记录。但有些是全省或国内外普遍存在的地质现象，缺乏特殊性和稀有性，属一般性调查范畴;而有些则是区内特有的或国内外少见的地质遗迹，并具有独特的地学科研、科普价值，是需要重点调查的重要地质遗迹。

因此，被筛选出的重要地质遗迹应具备以下令人信服的共性:科学价值方面，这些遗迹必须是大范围内或国内外少有或独有的，或完整代表一次地质历史记录的典型遗迹，或代表一个地史发展结点的典型遗迹等;从保护研究的角度，地质遗迹应该具有较高的科学研究程度，以保障正确地确定保护方法和重点保护区块的选择，同时遗迹的可通达性和保护工程的可实施性(如工程地质条件)也是必备条件;开发方面，能够转化为导游、解说内容的遗迹研究内容必不可少，地质遗迹赋存地(或观测地)的容量空间、合适的区域地理位置以及可行的原住民转化条件。

上述共性特征也即是重要地质遗迹的筛选条件，对这些情况的了解越深入，筛选目标才会更明朗。但在调查工作的前期阶段，由于种种客观原因(信息渠道、经验积累等)，工作人员往往只能提取一部分筛选信息并力求做出正确的判断。

例如，对木兰山地区的调查，基于以下理由对该区的重要地质遗迹进行了初步筛选:①木兰山曾经作为1996年30届国际地质大会专题考察路线之一(大别高压—超高压变质带考察路线的第一站，考察蓝片岩剖面)，说明该区保留的相关地质现象具有国际同行认可的重要地学意义;②木兰山于2005年9月由国土资源部批准建立国家地质公园，是国土资源管理部门和国内地质遗迹专家团队认可的国家级(及以上)地质遗迹赋存地;③根据CNKI数据库、湖北省地质局资料馆馆藏目录、网络书店的初步检索，自上世纪80年代以来，来自不同机构的国内外研究者们在木兰山地区开展了大量的地质调查、科研工作，保留下丰富的调查、科研资料，及相关的文献、专著，十分有利于地质遗迹调查研究工作的开展;④木兰山是湖北省10个5A级旅游景区之一，也是武汉及鄂东北知名度最高的山岳景观地和香火胜地之一，其作为山岳景区的旅游价值已得到市场的充分认可。

基于上述信息，通过现场踏勘，初步确定区内具有典型高压变质相的变质岩剖面及由变质岩组成的地貌景观作为待调查的两类重要地质遗迹。并对照地质遗迹调查标准上的分类方式和命名原则，将其类型分别确定为基础地质大类—岩石剖面类—变质岩剖面亚类和地貌景观大类—岩土体地貌类—变质岩地貌亚类，分别命名为木兰山高压变质带剖面和木兰山变质岩地貌。

在其他调查工作中，发现部分地质遗迹缺少像木兰山这样相对容易获取的初步筛选信息，特别是有一些地处贫困山区的高档次地质遗迹点可能“藏在深山人未识”，没有任何外在信息泄露;也有一些由于近年来商业旅游产品的推广而使其价值被过分抬高的地质遗迹，其实其资源条件并不能达到与其推广形象相衬的评价等级。这些情况对初期地质遗迹筛选造成了阻碍。但是地质遗迹的初期筛选工作具有实实在在的意义，不仅仅因为筛选目标的确定将成为下一步调查工作安排部署的前提，并且，筛选结论的准确程度也将直接与整个调查工作的成果质量和完成效率挂钩。地质遗迹调查团队必须面临一些低价值地质遗迹点的调查内容无法进入最终提交成果的风险(或是强行纳入后影响总体成果质量)。多次实践后笔者认为，筛选工作完成的质量好坏主要与调查团队的经验丰富程度及其对目标区已有相关资料的掌握程度关系最为密切。

2 资料的收集和准备

通过初步筛选将目标地质遗迹点纳入调查计划后，为保障工作部署与信息登录的可靠，必然要围绕前述的重要地质遗迹展开较系统的资料准备工作。

地质遗迹调查前的资料收集主要包括收集地质遗迹所在图幅的区域地质调查资料、矿产地质调查资料、水文环境地质调查资料、地质遗迹专项调查资料、各类专题研究资料以及相关的研究文献。必要时，要收集区域地质调查中形成的原始记录与实际材料图、测试鉴定报告等，以及调查点周边的自然地理、经济社会与航卫片、地形图等资料。资料收集后，要尽可能对前人地质图及剖面资料进行系统地研读，总结调查区地质概况及地质现象发育情况。在了解基础地质背景的前提下，从地质遗迹角度分析，评述前人地学调查研究的工作程度与存在问题，特别是前人描述重要地学现象的详细程度与地学研究的深度，详细了解前人成果对本次工作的可利用程度［3］。

针对不同类型的重要地质遗迹，在调查初期有目的性地收集到相关资料，及时展开资料的有效性分析和有效信息提取，是开展好重要地质遗迹调查的重要工作基础。

以木兰山为例，针对木兰山高压变质带剖面(基础地质)和木兰山变质岩地貌(地貌景观)两大类重要地质遗迹，笔者通过分工协作，依托湖北省地质资料馆、木兰山国家地质公园管理局、中国知网文献数据库、超星图书馆等机构、网站，采用扫描、复制、下载、购买等方式，截至野外工作正式开展前，收集到1∶5万长轩岭幅地形—地质图及区调报告、木兰山—李家港1∶5 000实测剖面图原始资料、木兰山国家地质公园申报综合考察报告、4 m空间分辨率的木兰山地区SPOT卫片和《木兰山志》、《鄂北蓝片岩带研究》、《湖北北部高压、超高压变质带》、《大别山前寒武纪变质地体岩石学与构造学》、《东秦岭和大别山高压和超高压变质带》等不同时期的专著，以及截至最近时间的木兰山及附近研究区的科研论文、博硕士论文共计39篇。通过资料收集和初步分析，在开展工作部署和野外实地调查前就对木兰山地区的地理环境条件、地质地貌基本特征、地质遗迹展布和赋存状态、地质遗迹的重要价值意义以及一些前人的保护开发手段有了相当程度地了解，从而为后续工作开展提供了前瞻性的指导。

在资料准备阶段，对地质遗迹的筛选和确定工作仍在继续。通过对收集资料的有效性分析和有效信息提取，对初步筛选的目标地质遗迹(取舍、类型、定名)又进行了反复权衡。譬如木兰山高压变质带剖面，通过资料消化，了解到多数专著、文献的著者对本区的地学研究集中在蓝闪绿片岩相变质作用和板块俯冲碰撞折返演化假说的契合方面，了解到该地区蓝闪石、红帘石等高压低温矿物的稀有性、典型性和代表意义。经过最终讨论，决定将这一剖面地质遗迹的名称改为木兰山蓝片岩剖面，以强调富含蓝闪石、片理化发育、具多种岩性的变质地层在该区的出现所可能指示的扬子华北板块印支期碰撞造山模式及其壮观的大地构造演化背景。

3 工作部署与野外调查

资料收集工作完成后，通过有效性分析和相关信息的提取，可以剔除一部分不予使用、存在学术争议或者重复的资料内容。基于整理后的所有资料，就可以开始进行调查工作部署并落实调查具体目标，并完成所有野外调查工作。

该环节实践中，笔者感到最重要的步骤可能是对野外调查对象的选取。选取对象的数量、位置、特征、意义均对最终的调查成果质量起决定性影响。根据调查实际体会，认为首先在调查工作部署过程中就应该细致准备，合理安排调查目标。以剖面为例，一条剖面往往长达数千米，分层多达数十层，如要逐层调查(核查)、认真记录并非不能做到，但若这样做就会有全盘照搬区域地质调查方法，却无视地质遗迹调查特殊性的嫌疑，如果一开始就缺乏调查重点，调查后也容易导致地质遗迹的精华特征难以被提炼总结，从而影响到评级和保护开发建议。实际上以剖面为代表的基础地质大类地质遗迹的研究程度通常是很高的，对其开展重复调查工作不到万不得已的情况是没有必要的。对于剖面类的地质遗迹，重心首先要放在前人实地调查成果的收集上，如获取实测的大比例尺原始图件，详细的岩矿鉴定报告等等。在调查工作正式开展前，要充分利用这些原始资料。例如，利用剖面图核实剖面的地表地形特征和特殊层位产出的相应位置，利用剖面描述和岩矿鉴定报告了解不同层位的岩性、典型矿物含量、结构构造特征，并结合前人地质报告、专著、文献对该剖面地质遗迹的整体评价，初步确定需要重点调查的岩性、矿物、结构构造可能赋存的层位，从而进一步安排部署最合理高效的调查路线。而在野外具体调查过程中，也要结合实际情况，就剖面剥露状况、岩石风化程度、可通达性、容量空间、保护开发难度等客观抉择调查点。从成果的总体质量(完成效率)和未来的实用性考虑，笔者认为，调查表(对应调查点)的填制应该慎重，其选择应该偏精而不偏多，填制内容应详实而不重复，一个地质遗迹应选择合适数量的调查点，从不同角度完整反映遗迹的重要科学价值和美学价值，同时调查点本身最好能具备保护和开发的双重意义及可行性。

以木兰山为例，在工作部署阶段，首先比对该区1∶5 000变质岩实测剖面图和地质公园申报过程中前人摄制的剖面宏观照片，对该剖面的延展、分布及露头特征有一定认识;继而通过对其他资料的对比分析、研究讨论后确定该剖面的重点调查对象为富含蓝闪石和红帘石矿物的变酸性火山岩层位;最后通过前人的剖面记录中描述的矿物含量和岩性特征，了解到潜在目标层位大致位于东寨门(18层)、金顶(17层)、玉皇阁西(14层)、华严阁公路边(2层)等部位。通过上述准备，部署了东西两条野外调查路线:一条是从东寨门—玉皇阁的游步道，另一条从华严阁公路向西。路线总长800 m左右，这样就比完成长达近2 500 m的整条剖面调查省却了一半的时间。实地调查后由于露头掩盖、现象不典型等原因，笔者剔除了东寨门和金顶两个点，只在玉皇阁西蓝闪石观测点和华严阁西红帘石观测点两处层位进行了详细调查，并分别填制了调查表。

对地貌景观类地质遗迹的调查沿用类似的思路。以木兰山变质岩地貌调查为例，部署阶段先在室内利用GIS平台对木兰山的GDEM V2数字高程数据进行了三维模型构建，并校准、叠加了地质—影像图层，从而确定了山体海拔最高、基岩最裸露、有控景(可能的)构造通过的区域(从三维影像图可以清晰辨别)作为重点调查范围，并结合影像提取的道路信息部署山门—华严阁、服务区—祈嗣顶、服务区—金顶三条野外调查路线(一部分路线是与剖面调查路线重合的)。由于前人对木兰山变质岩地貌几乎没有做过详细研究，只能按照常规思路初步设想金顶、祈嗣顶、华严阁等主峰、高点为重点调查对象。而在实际调查中，通过观测发现这些主峰和高点在综合价值(尤其是美学性)上并不具备省级以上地质遗迹的对比意义，于是及时剔除了这些点，不将其纳入调查表的填写。但在进行调查的同时，观测到木兰山西麓由双峰式火山岩建造(物理性质差异明显的层位交替产出)和多组平行排列——与岩层走向一致的张性断层共同控制的基岩平台群地貌呈规律产出，该地貌的成景物质基础、形成演化控制因素在秦岭—桐柏—大别变质岩区范围内具有典型性和代表性。所以，后续调查选取鹰嘴崖(观测点为报恩殿西侧平台)，以及钟鼓崖(观测点为木兰山停车场)作为主要对象观测并填制了调查表。上述两处观测点可以从南向北和从西向东两个方向充分展示木兰山由变酸性火山岩构成的基岩平台群地貌的岩性、构造控制作用以及美学特征，可以作为木兰山变质岩地貌达到省级以上等级的评价依据。其他类似的地貌点在成因上并未受到更多的要素控制，在美学价值上也有所不如。因此，笔者选择不过多地进行调查登录。

在对野外地质遗迹的针对性调查中，不能局限于仅仅对地质遗迹本身开展特征参数测量和形成演化分析，应结合实地观测，尽可能准确地查明目标地质遗迹的分布、规模、容量、隐患、通达性等方面的信息并提出合理的保护开发建议，其同样是地质遗迹调查的首要任务之一。在实践过程中深切感受到，在野外通过实地调查和现场分析得出的保护开发思路和方法往往才是最符合实际和最具有操作性的。在当前中国旅游业急速发展、旅游资源开发力度不断加大的现状下，有理由相信，即使是地质遗迹调查者们一些看似不成熟的保护开发建议，只要是基于野外现场的实际观测得出的，都可能在未来产生难以预估的影响。这种类似的情况，早已在多年来的地质找矿工作中被充分证实。

4 调查成果的填制完成

依照《地质遗迹调查技术规范》(送审稿)有关要求，调查单个重要地质遗迹需提交的相关信息较丰富。对照信息采集表，其主要内容如下。

(1)地理环境条件:包括位置、地形地貌、植被、气候、水文、交通等;

(2)地质遗迹特征:包括地层岩性、构造单元、形态、结构特征、规模、分布范围等;

(3)保存现状:保护现状、开发利用情况、可保护性、建议保护等级等;

(4)地质遗迹评价:包括类型、等级、成因演化规律、科学性、稀有性、完整性、观赏性等;

(5)附加资料:调查表、地质遗迹保护图、文献目录等。

在实际调查中，需要填制的信息资料的获取具有长期性和多源性。按照常规思路，信息的填制应为调查工作的最后一环，即通过原始资料的整理、补充资料的收集，以及团队分工协作来系统填制完成。但在实际操作中，笔者却发现这样做很难获得令人满意的调查成果。总的说来经常会出现以下几个方面的问题:对地质遗迹成因和价值的总结不够客观合理;地质遗迹保护范围圈定的证据比较缺乏，圈定的范围有时会与实际情况冲突;地质遗迹保护开发建议的信息内容填写过于简化且可操作性不能令人满意;地理环境条件、地质遗迹特征及保存现状的描述内容会出现错漏，等等。

出现上述问题的原因，一部分是调查工作受到地质遗迹赋存位置和通达难度的影响，也有一部分与调查者的工作经验以及工作能力有关。的确，调查过程中类似的由客观因素造成的种种问题，对目前业已组建并正在开展调查工作的队伍而言是难以解决的。但排开客观因素，针对地质遗迹这一类特殊的调查对象，以往遵循的区域地质调查思路可能也需要调整。原因如下:①地质遗迹的类型太过广泛。按照地质遗迹调查技术规范中的分类方式，多达3大类13类46亚类，几乎涉及地球科学的各个方面。如在全省重要地质遗迹调查这种大调查区的工作背景下，要将类型不同的大量地质现象查明并将有关地质内涵陈述清楚本就是由少数人(更多还受到专业局限性影响)组建的调查团队难以胜任的。而面对不同类型的地质遗迹仍沿用区域地质调查的工作方法和思路，如将前期调查积累和最终成果填制分列为先后次序，采用经典的野外调查—室内总结工作方法，往往会遭遇区域地质调查中不曾遇到的一些新问题:如因为目标地质遗迹的性质和偏重差异而难以细化、规范野外原始记录的内容;前人研究和相关资料积累的参差不齐使不同地质遗迹最终成果的整理填制难度不一;“不同”地质遗迹的“相同”调查信息栏内容填制也往往不具备参考对比性，等等。以上类似的干扰则会使调查者在短时间、大工作量的信息采集时很难对所有类型的重要地质遗迹相关信息都保持比较清醒的认识和见解，从而也无法确保所有调查成果均具有较高的质量。②地质遗迹具有稀有典型的科学、美学客观属性，但地质遗迹的典型性和稀有性又在相当大的程度上是建立在前人对此类地质现象的记录、总结、认识之上的，单凭调查阶段的信息收获很难全面反映重要地质遗迹的重要价值和意义。因此，对这些属性的认识和总结应尽可能站在前人的肩膀上，遵从筛选—分析—核查—再分析的思维顺向延展过程，这也是与经常把未知或较低研究程度的地质现象作为目标调查对象的区域地质调查有所区别的。后者的工作流程虽然也有工作资料准备、前人调查成果查证等环节，但这些步骤对整体工作的重要性明显不如重要地质遗迹调查中的相应环节。从前述的筛选步骤可以看出，许多国家级(甚至世界级)重要地质遗迹的筛选便是基于丰富的前人调查和研究工作成果，而吃透并消化这一部分内容应该在真正的野外调查前就认真开展，并一直持续到调查结束后的整理阶段。因此，从工作程序上考虑，笔者认为信息采集的重要节点也应该贯穿始终。通过实践，在先期前人资料收集—整理—预研究阶段，应尽可能多地录入从前人资料中提取的地理环境条件、地质遗迹特征(对研究程度高的基础大类地质遗迹尤其必要)，以及一部分基于前人结论的评价内容;而在野外调查工作过程中，必须专注于可以实地观测、现场分析得出的信息内容，并争取在调查工作期间完成第一手信息资料的采集，这部分内容主要包括地理环境条件、地质遗迹特征(前人资料缺乏的)、保存现状(如前所述，保护开发建议等方面的信息最好能在野外得出初步结论)、地质遗迹评价(尤其是观赏性和完整性这一类室内研究无法得出的信息)，因此，对于某些研究程度很高、资料丰富的重要地质遗迹，这一阶段的野外调查可能被称为核查更加合适;而在最后的室内整理阶段，才应关注其余研究性较强的信息内容的填制，其主要包括:地质遗迹评价中需要综合分析得出的成因演化规律、科学性、稀有性、评价等级以及相关文图附加资料的整理制作。

以木兰山重要地质遗迹调查的信息采集表填制为例，在前期的资料收集整理和工作部署阶段，初步完成了可利用前人资料填制的一部分内容(如地理位置、所属公园或景区名称、遗迹类型、亚类、地质时代、剖面地质遗迹的岩性分层描述、主要成因、重要价值、科学性等)。在野外调查阶段，采集了交通状况、遗迹出露范围、露头地貌形态和性质、地质体岩性、地质构造、地质遗迹的地质特征与参数描述、照片、主要控景因素、保护与利用现状、保存现状、通达性、可保护性等相关信息(有的只是现场简单填写)，并利用GPS设备在野外完成了遗迹坐标、观测点坐标、保护范围的拐点坐标的数据采集。最终的室内整理阶段，主要研究并填写(修改完善)了4张调查表及2张信息采集表中未完成的部分，包括地质遗迹综合价值(意义)、科学性、稀有性、完整性、观赏性、评价等级、建议保护等级等内容，并对国家级地质遗迹点“木兰山蓝片岩剖面”开展对比研究，综合资料编制了中国17条(处)蓝片岩带主要特征对比一览表;还对相关地质遗迹照片(包括收集的前人资料和本次调查采集的)进行筛选、后期处理，选取角度最好、最能反映地质遗迹特征的9张照片配合调查表的填制;此外，根据地质遗迹类型和特征反映的需求，综合编制完成木兰山变质岩地貌地质遗迹保护图、木兰山变质岩地貌调查区影像图、木兰山变质岩地貌调查区三维影像图、木兰山蓝片岩剖面地质遗迹保护图、木兰山华严阁—金顶蓝片岩实测剖面图等图件。

从结果看来，此调查项目的信息采集内容比较令人满意，被全国重要地质遗迹调查总项目选择为培训示范点。

5 结语

当前，随着中国经济社会的快速发展，人们对自然资源的诉求不断加大，对自然环境的改造也在进一步深化。为寻求人与自然的和谐共存，自然环境保护工作的重要性也在进一步彰显。在此背景下，作为自然界重要组成部分之一的地质遗迹也逐步成为自然生态文明建设的重要话题之一，开始得到国家层面的重视。

部署以各省为调查区的重要地质遗迹调查，就是国家充分考虑当前的经济地理区划、地质遗迹调查工作实施的有效性，为开展好下一步重要地质遗迹保护开发相关政策法规的制定所安排的“摸清家底”的重要前期行动。作为调查者，应该充分理解、紧紧围绕该目标展开行动，筛选最合适的调查目标、录入最有用的调查信息，从而使调查的对象及内容、评价的依据及结论、提交的区划及建议能够为下一步国家层面的工作开展提供服务。

但由于调查工作尚处在探索阶段，在调查过程中，必须充分理解因地质遗迹的二元特性及伴随其产生的种种问题，而不断探索最恰当的工作思路，寻找到最合理的问题解决方法。地质遗迹的多样性和复杂性，决定了开展调查工作难以轻易套用单一的方式和方法，因而制定一种相对通用、适合于大多数地质遗迹类型的调查程序和调查规范是一项任重道远的工作。从地质遗迹的典型性和稀有性可以预见，未来能够得到有效保护、开发的地质遗迹数量一定是有限的，如何在有限的调查经费和调查周期内有效提取这些重要地质遗迹并记录对其未来的保护开发意义重大的信息同样是一个高难度的课题……

总之，通过一段时间的实际调查工作，认识到重要地质遗迹的调查具有调查内容复杂、操作难度大、受影响因素多等特点，因此真正令人满意的地质遗迹调查成果来之不易。但同时，重要地质遗迹调查工作开展的重要意义和成果的潜在价值也一样不言而喻。在当前调查方法研究还不够深入、认识程度提高空间还很大的现状下，笔者认为，最重要的是在调查中秉承地质工作优良传统，踏踏实实认真面对每一个工作环节，充分收集并认真消化前人资料成果，精心部署并完成好每一处地质遗迹点的野外调查，基于尽可能全面的资料客观求实地评价地质遗迹各方面的重要价值意义，并站在管理者的角度认真提出对不同地质遗迹的保护开发建议;以有责任、有担当的觉悟投入重要地质遗迹调查工作，为国家今后合理规划地质遗迹资源保护、科学有效利用地质遗迹资源提供有力的技术支持。

［1］ 中华人民共和国地质矿产部．地质遗迹保护管理规定［Z］．北京:中华人民共和国地质矿产部，1995．

［2］ 董颖，曹晓娟，郭湘艳．中国地质遗迹资源保护［J］．中国地质灾害与防治学报，2010(6):114-117．

［3］ 董颖，李霞．我国地质遗迹资源调查方法与内容研究［C/OL］//第十七届中国环境遥感应用技术论坛论文集．2013．http://cpfd．cnki．com．cn/Article/CPFDTOTAL-YGYY201304001013．htm