淮南及鄰區(qū)地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)基地教學(xué)資源評述

劉文中，鄭建斌，陳 健

安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001

實(shí)踐教學(xué)

淮南及鄰區(qū)地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)基地教學(xué)資源評述

劉文中，鄭建斌，陳 健

安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001

穩(wěn)定的實(shí)習(xí)基地是開展實(shí)踐教學(xué)的基本前提。教學(xué)資源的建設(shè)和教學(xué)內(nèi)涵的充實(shí)，是提高野外實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的迫切需要。由于獨(dú)特的大地構(gòu)造位置和漫長的地質(zhì)演化歷史，淮南地區(qū)不僅保存了新太古代以來不同時期的地質(zhì)記錄，而且形成了豐富多彩、類型齊全、典型直觀的地質(zhì)現(xiàn)象。眾多的研究成果和豐富的教學(xué)內(nèi)容，為開展野外地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)提供了優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐教學(xué)資源?；茨霞班弲^(qū)地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)基地是進(jìn)行野外地質(zhì)教學(xué)的難得場所。

實(shí)習(xí)基地；基礎(chǔ)地質(zhì)；實(shí)踐教學(xué)資源；淮南

淮南處于我國南北自然地理和華南、華北兩大陸塊的地質(zhì)分界區(qū)域。實(shí)習(xí)區(qū)南臨秦嶺—大別構(gòu)造帶，東至郯廬斷裂，大地構(gòu)造單元屬華北陸塊東南緣的陸內(nèi)構(gòu)造帶。由于獨(dú)特的大地構(gòu)造位置和漫長的地質(zhì)演化歷史，淮南及鄰區(qū)不同地質(zhì)時期形成的各種地質(zhì)作用現(xiàn)象典型，地質(zhì)研究程度較高。區(qū)內(nèi)地層古生物、礦物巖石、地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源等方面的研究成果以及八公山、韭山、女山地質(zhì)公園的建立，為開展野外地質(zhì)實(shí)習(xí)提供了豐富的實(shí)踐教學(xué)資源。教學(xué)內(nèi)涵的充實(shí)和優(yōu)化，是提高野外地質(zhì)教學(xué)質(zhì)量的迫切需要。

一、地層和古生物

1.地層

淮南地區(qū)屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)、徐淮地層分區(qū)、淮南地層小區(qū)［1］。中生代的印支、燕山運(yùn)動使本區(qū)地殼隆升，巖層褶皺、斷裂，形成了淮南復(fù)向斜以及東西向主體構(gòu)造與北北東向斷裂相疊加的構(gòu)造格局。復(fù)向斜兩翼低山丘陵地區(qū)出露有上太古界霍邱群、上元古界八公山群、淮南群和古生界寒武系、奧陶系及石炭—二疊系［2］。

淮南地區(qū)二疊系賦存有多層可采煤層；上元古界和下古生界地層如曹店組、伍山組、劉老碑組、九里橋組、四頂山組、鳳臺組、猴家山組均為淮南地區(qū)所特有［3］。新元古代和寒武紀(jì)時，淮南地區(qū)沉積環(huán)境穩(wěn)定，形成一套較為完整的海洋沉積地層。該段地層正是華北薊縣剖面和華南峽東剖面所缺失的。

2.古生物

實(shí)習(xí)區(qū)九里橋組、四頂山組地層中均可見到疊層石［4］。震旦紀(jì)冰期以后，氣候和地理環(huán)境已不適合疊層石生存，后生動物出現(xiàn)后疊層石驟然衰落。淮南地區(qū)的疊層石組合形成于冰期之前的炎熱氣候環(huán)境，層位上相當(dāng)于南華系［2］。

在九里橋組（8億年前后［5］）發(fā)現(xiàn)的蠕蟲類是世界上最早的三胚層動物，可能是現(xiàn)代動物的祖先。鄭文武在九里橋組發(fā)現(xiàn)了宏觀藻類和蠕形類動物化石，并將其命名為淮南生物群［6］?；茨仙锶菏侵感略糯鷦⒗媳M和九里橋組所產(chǎn)宏觀藻類和蠕形類化石的總稱［7］。

三葉蟲寒武紀(jì)早期出現(xiàn)，二疊紀(jì)末期滅絕，在地球上生存了約3億年?；茨系貐^(qū)的寒武系地層中三葉蟲化石豐富，與前寒武系地層形成鮮明對照［8-9］。

中寒武統(tǒng)徐莊組遺跡化石在華北陸塊南部廣泛分布。除含三葉蟲實(shí)體化石外，砂巖層面上還常見層面構(gòu)造（波痕）和遺跡化石［10］。底棲的造跡生物在海底基質(zhì)上爬行、停息，在泥、砂內(nèi)潛穴。造跡生物主要為蠕蟲、三葉蟲或軟體動物。

石炭、二疊紀(jì)含煤地層中植物化石豐富，經(jīng)鑒定有41屬110種［12］。其中，真蕨、種子蕨綱在植物群中占絕對優(yōu)勢；其次為楔葉綱、石松綱及科達(dá)綱，少量蘇鐵綱、銀杏綱及種子和分類不明植物。植物組合特征表明，淮南地區(qū)石炭紀(jì)、二疊紀(jì)時是熱帶氣候，位于赤道附近。

二、地質(zhì)構(gòu)造

淮南地區(qū)構(gòu)造格架為近東西向?qū)_式斷褶構(gòu)造帶，分3個次級構(gòu)造帶（見圖1）:南部“八公山—舜耕山構(gòu)造帶”為由南向北逆沖的推覆構(gòu)造帶；北部“明龍山—上窯構(gòu)造帶”是位于煤田北緣由北向南逆沖的推覆構(gòu)造帶；中間“淮南復(fù)向斜”構(gòu)成煤田的主體［13］?；茨蠌?fù)向斜主體構(gòu)造形跡呈東西向展布，顯示了由南向北的推擠作用，并構(gòu)成復(fù)向斜兩翼對沖推覆的構(gòu)造格局。南翼的舜耕山斷層、阜鳳斷層組成了舜耕山、八公山由南向北的推覆體；北翼的上窯—明龍山—尚塘斷層組成了上窯、明龍山由北向南的推覆體。該東西向?qū)_式斷褶構(gòu)造帶是印支期華北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞造山的產(chǎn)物，經(jīng)燕山期和喜馬拉雅期地殼運(yùn)動改造，形成現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

淮南地區(qū)的斷裂構(gòu)造大致可分為三組:東西向和北北東向兩組斷裂為主，北西向斷裂次之。舜耕山斷層西延入豫，東經(jīng)阜陽、八公山南麓、舜耕山北麓至定遠(yuǎn)縣爐橋，長約300km。斷層面南傾，地表傾角60°～70°，深部變緩為20°～30°。斷距最大達(dá)千米以上。壽縣珍珠泉附近見霍邱群推覆在震旦系及古生界之上；該斷層自望峰崗至大通長約10km的范圍內(nèi)可連續(xù)追蹤；李郢孜出露的馬家溝組硅化角礫狀灰?guī)r，是舜耕山斷層的直接標(biāo)志；在羅山南側(cè)上元古界地層向北推覆，推覆距離超過5000m，形成飛來峰構(gòu)造。

阜鳳斷裂總體走向?yàn)闁|西向，斷層面南傾。該斷層走向與淮河流向大致相同，八公山北麓分布的煤礦在淮河以北不再出現(xiàn)，山體及煤礦處于斷層上盤，向北推覆。

在八公山的朱家洼，一片東西向開闊的谷地將八公山分成兩部分。徐莊組砂巖層面上的浪成波痕和蟲跡構(gòu)造在此處和其東北1.5km外的黃豆山公路剖面重復(fù)出現(xiàn)，是山王集斷層作用的結(jié)果。八公山早期由于受阜鳳逆掩斷層作用向北推覆，后期由于山王集斷層作用下降南移，形成如今的八公山山體態(tài)勢①錢守榮.淮南地區(qū)地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)指導(dǎo)書［R］.2001.。

三、地質(zhì)作用和地質(zhì)旅游資源

淮河流域西起伏牛山，東臨黃海；南以大別山與長江分界，北與黃河流域相鄰?；春幼晕飨驏|流經(jīng)淮南。在茅仙洞一帶淮河迂回繞行，以側(cè)蝕作用為主，形成劉老碑組和九里橋組地層構(gòu)成的陡崖。繞過八公山，河道變寬、分叉，沉積作用增強(qiáng)，形成 “二道河”。

圖1 淮南煤田對沖構(gòu)造示意圖

羅山南側(cè)山余家霍邱群風(fēng)化剖面自上而下為土壤層、淋濾層、半風(fēng)化層和基巖層?；鶐r角閃斜長片麻巖在風(fēng)化作用下礦物被分解、淋濾，惰性組分殘留原地形成粘土礦物和鐵礦物。奧陶系馬家溝組和石炭系太原組間約1億年的沉積間斷，以及霍邱群與八公山群之間的不整合面上均有古風(fēng)化殼存在。

1.八公山地質(zhì)公園

八公山古泉諸多，分布于山脈的峽谷之間。珍珠泉屬斷層泉，是八公山的著名古泉。由于泉池內(nèi)串串細(xì)碎的氣泡似珍珠不時涌出而得名。泉水不僅是品茗之上品，用它磨制出來的豆腐更是細(xì)若凝脂，色白質(zhì)良，風(fēng)味尤勝［14］。鳳凰山以南數(shù)條斷層交錯，舜耕山斷層?xùn)|西向貫穿灰?guī)r，因而泉涌不斷。

石林地貌發(fā)育于鳳臺組礫巖中。礫石成分主要為白云巖、石灰?guī)r。礫屑大小不一，棱角狀，無分選、無磨圓，方解石膠結(jié)。由于四頂山北坡常年流水，角礫巖中節(jié)理發(fā)育，天長日久，溶蝕溝槽加寬、加深，形成溶溝、石芽、石林。

鳳臺組由徐嘉煒創(chuàng)名于八公山，指平行不整合于四頂山組之上的灰紅色礫巖或白云質(zhì)礫巖［15］。橫向上超覆于四頂山組不同巖性段之上，形成時代在620～608Ma。鄭文武等認(rèn)為，鳳臺組礫巖屬于大陸裂谷陸緣山岳冰川性質(zhì)，其成因與冰川活動有聯(lián)系，主要依據(jù)是所發(fā)現(xiàn)的冰川擦痕、刻痕和壓坑、冰溜面等特征［16-17］。

淮南地區(qū)廣泛出露有上元古界和寒武系地層。其中是否保存有與新元古代全球Rodinia超大陸裂解相關(guān)的地質(zhì)信息？鳳臺組礫巖的形成與新元古代“雪球地球”（Snowball Earth）事件是否相關(guān)？寒武系底部猴家山組的磷塊巖沉積與“寒武紀(jì)生命大爆發(fā)”之間是否存在成因聯(lián)系等科學(xué)問題值得關(guān)注［18-20］。

2.韭山地質(zhì)公園

韭山洞位于鳳陽縣韭菜山，全長1500m。巖溶形成于毛莊組灰?guī)r與頁巖互層部位。巖層中節(jié)理發(fā)育，為巖溶形成提供了有利條件。巖溶順層發(fā)育，隨溶洞擴(kuò)大，下伏頁巖層不斷被沖蝕，上覆巖層發(fā)生垮塌，導(dǎo)致溶洞逐步擴(kuò)大。洞穴的延伸方向受巖層產(chǎn)狀和節(jié)理控制，蜿蜒曲折。地下水沉積作用形成的石鐘乳、石筍、石幔，造型奇特。

3.女山地質(zhì)公園

女山地質(zhì)公園位于明光市邵崗鄉(xiāng)，距市區(qū)27km，是世界上保存較完整的古火山口。火山口東西長1.1km，南北寬1km，海拔101.5m。火山噴發(fā)后熔巖冷卻下沉，形成凹狀火山口，后又積水成湖（玉環(huán)池）。女山具有獨(dú)特的火山地貌，巖石特征典型，是了解巖漿作用、火山作用和殼幔相互作用的重要場所［21］。

女山是火山碎屑巖和熔巖交替構(gòu)成的層火山錐。含兩個噴發(fā)旋回，均以爆發(fā)相開始，噴溢相結(jié)束?；鹕綆r主體為堿性玄武巖，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為橄欖石和輝石，基質(zhì)由火山玻璃和微晶組成。玄武巖中見有無色透明、半自形板狀寶石級歪長石［22］，1～7cm大小。氣孔—杏仁構(gòu)造發(fā)育，可見橄欖巖和麻粒巖包體［23-24］，同位素年齡為0.53～0.73Ma。巖石地球化學(xué)研究認(rèn)為，女山中更新世的火山活動與大陸內(nèi)部的裂谷作用或熱點(diǎn)活動有關(guān)［25］。

女山湖因女山而得名，是安徽省第二大淡水湖。南北長40km，東西最大寬度4km。正常水位12m時湖水面積為74km2，平均水深1.5m，最大水深3m。湖盆在構(gòu)造上處于郯廬斷裂帶南段，泥沙沉積物主要來自湖泊南部的池河和北部淮河泛濫時的泥沙倒灌［26］。池河的年均輸沙量為34.7萬t，粗碎屑沉積物在其南部形成入湖三角洲，細(xì)粒沉積物經(jīng)湖水分異后在湖的東北經(jīng)菏花塘匯入淮河。氣孔狀玄武巖在湖岸經(jīng)湖浪淘蝕，形成浮巖灘。女山湖的形成與更新世的火山作用或郯廬斷裂帶的活動有關(guān)。

四、礦產(chǎn)資源和環(huán)境地質(zhì)

1.礦產(chǎn)資源

淮南地區(qū)的礦產(chǎn)分布受地層和構(gòu)造控制。非金屬礦產(chǎn)和煤的形成，既具明顯的時代專屬性，也受地史時期的古地理和沉積環(huán)境制約［27］。

太古代形成的礦種主要為混合巖化地層中的磁鐵礦和鉀長石；上元古界南華系上部形成于富鎂海水的咸化環(huán)境，沉積了四頂山組的多層白云巖。

寒武系底部猴家山組的古地理環(huán)境介質(zhì)為富含磷質(zhì)的海水，本區(qū)沉積了含膠磷礦的沉積型磷礦層［28］。早、中寒武世本區(qū)為碳酸鹽開闊臺地相淺海環(huán)境，沉積了饅頭組、毛莊組、徐莊組和張夏組不同結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r礦產(chǎn)［29］。

二疊紀(jì)時本區(qū)海陸變遷和海水進(jìn)退頻繁，氣候溫暖濕潤，植被茂密，在三角洲平原上的泥炭沼澤環(huán)境中沉積了山西組、下石盒子組、上石盒子組的多層可采煤層［30］。淮南煤田東西長約200km，總面積達(dá)3600km2。

2.環(huán)境地質(zhì)

淮南市的工業(yè)主要為煤炭、電力、化工。礦區(qū)城市的工業(yè)生產(chǎn)必然伴隨有自然景觀的破壞、環(huán)境的污染和相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害。突出的環(huán)境地質(zhì)問題表現(xiàn)在地面塌陷、地下水污染及煤矸石堆放對環(huán)境的影響［31］。

淮南礦區(qū)采礦塌陷面積達(dá)112.16km2，積水面積為14.17km2。地表塌陷區(qū)主要集中在淮河南岸的老礦區(qū)，沉陷最深處達(dá)19.8m。由于矸石堆放，大氣中時常出現(xiàn)飛沙揚(yáng)塵；高溫季節(jié)矸石風(fēng)化釋放有害氣體污染空氣；流經(jīng)矸石山的水滲入地下，污染土地和地下水，對人類健康和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害［32］。

五、結(jié)束語

淮河以南環(huán)繞市區(qū)的八公山、舜耕山和上窯山，出露有古老的太古代基底巖石和元古代、古生代沉積地層。新生界地層之下蘊(yùn)藏有極其豐富的煤炭資源。區(qū)內(nèi)不僅保存有新太古代（27億年）以來不同階段的地質(zhì)記錄，而且形成了豐富多彩、類型齊全、典型直觀的地質(zhì)現(xiàn)象。實(shí)習(xí)區(qū)地質(zhì)研究程度較高，如淮南生物群的形成時代和成因探討，新元古代地層的巖石地球化學(xué)和沉積環(huán)境分析；古生代的地層古生物和礦產(chǎn)資源研究；中生代的地殼運(yùn)動和地質(zhì)演化過程；新生代的巖漿活動和火山作用等。眾多的地質(zhì)研究成果和三個地質(zhì)公園的地質(zhì)景觀為開展優(yōu)質(zhì)的野外地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)提供了豐富的實(shí)踐教學(xué)資源。

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practice base； basic geology； practice teaching resources； Huainan

G642

A

1006-9372（2015）02-0062-04

2015-03-30；

2015-04-18。

安徽省“巖石學(xué)精品資源共享課程”建設(shè)項(xiàng)目（2014gxk035）。

劉文中，男，教授，主要從事基礎(chǔ)地質(zhì)的教學(xué)和科研工作。

投稿網(wǎng)址： www.chinageoeducation.net.cn 聯(lián)系郵箱:bjb3162@cugb.edu.cn

引用格式:劉文中，鄭建斌，陳健.淮南及鄰區(qū)地質(zhì)認(rèn)識實(shí)習(xí)基地教學(xué)資源評述［J］.中國地質(zhì)教育，2015，24（2）:62-65.

Title: Review on Teaching Resources of Geological Cognition Practice in Huainan and Adjacent Regions

Author（s）: LIU Wen-zhong， ZHENG Jian-bin， CHEN Jian