長沙市典型地質(zhì)斷面現(xiàn)狀及保護(hù)對策

劉辰生，吳塹虹，項(xiàng)廣鑫，郭建華

1.有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410083；

2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083；3.湖南省地質(zhì)科學(xué)院，湖南 長沙 410007

教育論壇

長沙市典型地質(zhì)斷面現(xiàn)狀及保護(hù)對策

劉辰生1，2，吳塹虹1，2，項(xiàng)廣鑫3，郭建華1，2

1.有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410083；

2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083；3.湖南省地質(zhì)科學(xué)院，湖南 長沙 410007

長沙市現(xiàn)有的地質(zhì)斷面多達(dá)30多處，分布在長沙市岳麓山、桃花嶺、湘江沿岸風(fēng)光帶、南郊公園等。長沙地質(zhì)斷面在城市基礎(chǔ)建設(shè)、地質(zhì)專業(yè)野外實(shí)習(xí)、豐富市民生活等方面起到重要作用，具有文化、旅游和學(xué)術(shù)價(jià)值，但長沙市的地質(zhì)斷面的現(xiàn)狀不容樂觀。這些地質(zhì)斷面在城市大規(guī)模建設(shè)之前保存完好，但是隨著城市基礎(chǔ)建設(shè)的快速推進(jìn)，這些地質(zhì)斷面不斷的遭到破壞，如果不加以保護(hù)和修復(fù)，現(xiàn)存的地質(zhì)遺產(chǎn)將很快消失殆盡。近5年，由于城市基建、房地產(chǎn)開發(fā)和城市道路改擴(kuò)建造成地質(zhì)斷面不可修復(fù)的破壞率高達(dá)25%。為了應(yīng)對長沙市地質(zhì)斷面的現(xiàn)狀，需要政府出臺(tái)相關(guān)法規(guī)，市民積極配合，共同保護(hù)、完善長沙市這張靚麗的城市名片。

地質(zhì)斷面；長沙市；破壞現(xiàn)狀；保護(hù)對策；城市名片

地質(zhì)斷面是指在地球演化的漫長地質(zhì)歷史時(shí)期，由于各種內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用，形成、發(fā)展并遺留下來的珍貴的、不可再生的地質(zhì)剖面。保存完整、優(yōu)美的地質(zhì)斷面是城市的地質(zhì)景觀資源，在城市基礎(chǔ)建設(shè)、高校地質(zhì)專業(yè)野外實(shí)習(xí)、豐富市民生活等方面發(fā)揮著重要的作用，具有很高的科學(xué)研究和旅游觀賞價(jià)值。目前，分布在城市的地質(zhì)斷面正隨著城市的開發(fā)而逐漸消失。如何保護(hù)這些即將消失的珍貴地質(zhì)遺跡，是城市建設(shè)過程中必須面對的問題。各地為了保護(hù)地質(zhì)遺跡紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的法規(guī)和辦法，使保護(hù)地質(zhì)遺跡有法可依。長沙市地質(zhì)斷面具有分散性強(qiáng)、類型多樣的特點(diǎn)，針對長沙市地質(zhì)斷面的現(xiàn)狀，需制訂具有針對性的策略。

一、地質(zhì)斷面的作用

長沙市地質(zhì)景觀資源豐富，分布著大大小小30多處地質(zhì)斷面，這些斷面在基建基礎(chǔ)建設(shè)、高校地質(zhì)專業(yè)大學(xué)生實(shí)習(xí)、地質(zhì)景觀和美化市民生活等方面起到了重要的作用。

1.基建基礎(chǔ)地質(zhì)

城市建設(shè)過程中必須考慮城市基礎(chǔ)地質(zhì)情況，因?yàn)檫@關(guān)系到城市高樓大廈、地下管網(wǎng)、地鐵等重要建筑物和基礎(chǔ)設(shè)施的安全。如果一個(gè)城市建立在喀斯特巖溶碳酸鹽巖基礎(chǔ)之上，那么，地下大大小小的溶洞可能成為城市建設(shè)的重大隱患。長沙市建立在湘江階地之上，湘江兩岸分布多處階地剖面，清晰地揭示出長沙市全部基建地質(zhì)基礎(chǔ)。長沙市階地分布在湘江兩岸，共分為3級，交警大樓和杜甫江閣為一級階地，榮灣鎮(zhèn)廣場和五一廣場周圍為二級階地，湖南師大和天心閣周圍為三級階地（圖1）。河流階地主要為河流相砂泥巖沉積，這些砂泥巖經(jīng)過壓實(shí)、膠結(jié)等成巖作用變得非常堅(jiān)固，為長沙市基建提供了堅(jiān)固的地質(zhì)基礎(chǔ)。

2.地質(zhì)專業(yè)的實(shí)習(xí)基地

長沙市這些地質(zhì)斷面還是中南大學(xué)地質(zhì)專業(yè)普通地質(zhì)野外實(shí)習(xí)的地點(diǎn)。這些野外實(shí)習(xí)點(diǎn)在幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)褶皺、斷層、沉積相、巖漿巖和水文地質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用。自中南大學(xué)設(shè)立地質(zhì)專業(yè)起，這些實(shí)習(xí)點(diǎn)共參與培養(yǎng)了50多批次的地質(zhì)人才。這些實(shí)習(xí)點(diǎn)直觀、典型、交通便利，是優(yōu)質(zhì)的實(shí)習(xí)地點(diǎn)。

圖1 長沙市河流階地特征

3.地質(zhì)景觀

部分地質(zhì)斷面位于居民區(qū)和湘江沿岸風(fēng)光帶，既美化了環(huán)境，又為市民提供了地質(zhì)科普知識(shí)。如銀盆嶺老紡織廠職工宿舍區(qū)網(wǎng)紋狀紅土地質(zhì)斷面，該斷面粒度下粗上細(xì)，沉積韻律清晰，呈現(xiàn)出明顯的韻律美。湘江沿岸風(fēng)光帶分布有白堊系沖積扇洪積礫巖，整體呈紫紅色，由于該礫巖耐風(fēng)化，所以呈巖墻狀分布于湘江邊，與清澈碧綠的江水形成鮮明的對比。

4.泉水地質(zhì)剖面

長沙有泉水點(diǎn)超過15處，其中比較著名的包括白沙古井和岳麓山白鶴泉。這些泉水點(diǎn)為長沙市民提供了優(yōu)質(zhì)的泉水，豐富了市民的生活。另外，這些泉水點(diǎn)還是地質(zhì)景觀點(diǎn)，因?yàn)檫@些泉水的形成與地層和構(gòu)造緊密相關(guān)。

二、長沙市現(xiàn)有典型地質(zhì)斷面

長沙地質(zhì)斷面多達(dá)30多處，這些地質(zhì)斷面分布在湘江沿岸風(fēng)光帶、回龍山、岳麓山等地。這些地質(zhì)斷面既包括構(gòu)造地質(zhì)剖面也包括巖性和巖漿巖地質(zhì)斷面。

1. 湘江沿岸風(fēng)光帶

沿岸風(fēng)光帶有3處典型的地質(zhì)斷面，這3個(gè)地質(zhì)斷面分別位于南郊公園、銀盆嶺老紡織廠職工宿舍旁以及湘江中路。

（1）南郊公園河流相沉積剖面。

該剖面長38m，高22m。剖面下部為紫紅色礫巖，礫巖礫徑5mm左右，礫石分選性好，次圓狀，礫石順層排列，礫石整體北傾，表明湘江從古至今均向北流。礫石層底部為微起伏的侵蝕面，是湘江在流動(dòng)過程中對下伏地層的侵蝕作用形成的。礫石層上部為砂巖，砂巖下部為粗砂巖，向上變?yōu)橹猩皫r，頂部變?yōu)榧?xì)砂巖和粉砂巖，粒度呈現(xiàn)明顯的正韻律。砂巖段之上為泥巖段，為棕紅色泥巖沉積。這種下粗上細(xì)的正韻律是河流相典型的沉積序列。

（2）紡織廠網(wǎng)紋狀紅土剖面。

該剖面長約18m，高約9m，為河流相上部泥巖段，巖性以紫紅色泥巖為主，泥巖中發(fā)育眾多水平狀溶孔，溶孔呈橢圓狀，順層排列，溶孔長約1cm，寬約0.2cm。雖然泥巖中發(fā)育孔隙，但該泥巖堅(jiān)固。老紡織廠宿舍就建在網(wǎng)紋狀紅土之上，實(shí)際上，長沙市眾多建筑物都建立在這種網(wǎng)紋狀紅土之上，因此該剖面是研究長沙市建筑物地基的重要剖面。在網(wǎng)紋狀紅土之下為元古界板溪群板巖。板巖為變質(zhì)巖，質(zhì)硬，與上覆的網(wǎng)紋狀紅土呈角度不整合，表明這兩套地層之間存在一次大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。這套板溪群的板巖也是非常牢固的基底，是長沙市眾多高樓大廈建筑物的堅(jiān)實(shí)地基。通過對網(wǎng)紋狀紅土及其下伏板巖剖面的巖性觀察、測試和測量，可以為研究長沙市建筑物地基、地鐵和隧道提供最直觀的材料。

（3）湘江中路白堊系洪積礫巖剖面。

該斷面長約50m，高約17m。剖面下部為紫紅色泥質(zhì)礫巖，礫巖分選性差，棱角狀，泥巖呈基質(zhì)充填在礫石間（圖2）。礫石礫徑0.8～16cm，礫石成分以石英巖和板巖為主。該剖面下部礫石含量可達(dá)62%，向上逐漸減少，泥巖含量增大，呈現(xiàn)明顯的正韻律。該礫巖層為沖積扇扇根泥石流沉積，由于上覆地層的壓實(shí)作用，這套泥礫巖變得非常堅(jiān)固。該剖面是典型的災(zāi)變事件沉積，為研究區(qū)長沙市特別是河西高校區(qū)周邊泥石流和滑坡等災(zāi)變事件提供了實(shí)例。

圖2 長沙市湘江中路洪積礫巖剖面

2.書香路省政府旁河流相沉積剖面

該剖面位于湘江三級階地，長約200m，高約30m。剖面發(fā)育完整的河流相沉積，河流相下部為灰色含礫砂巖，底部具有沖刷面（圖3）。中、上部為具有大型槽狀交錯(cuò)層理的細(xì)砂巖，層理清晰可見，是河道邊灘在側(cè)向加積過程中形成。之上，又發(fā)育另外一期河流相底礫巖，其上仍為槽狀交錯(cuò)層理砂巖。所以，該剖面實(shí)際上是由兩個(gè)河道疊置形成的，兩個(gè)河道間發(fā)育波狀起伏的侵蝕面，兩個(gè)河道均表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正韻律。該剖面中的河道沉積時(shí)期較晚，所以成巖作用弱，巖石疏松。

圖3 長沙市書香路河流相剖面

3.桃花嶺臘八寺板溪群背斜斷面

該斷面長約500m，分布在梅溪湖-臘八寺一線，地層為板溪群板巖和變質(zhì)石英巖。桃花嶺實(shí)際上為一個(gè)大的背斜，而臘八寺位于背斜的核部，所以地層較平，向梅溪湖方向地層傾角逐漸增大，為背斜的一翼地層。臘八寺剖面發(fā)育典型的背斜成谷現(xiàn)象，這主要是由于背斜核部發(fā)育大量的斷裂，且核部地層為易于風(fēng)化的板巖，所以在大氣降水的作用下，易于形成背斜谷。另外，臘八寺-梅溪湖一線還發(fā)育大量的次級背斜和向斜（圖4），這些背斜和向斜沿路分布，與周圍優(yōu)美的景色融為一體，是優(yōu)質(zhì)的地質(zhì)科普基地。

圖4 長沙市臘八寺背斜斷面

4.岳麓山湖大斷層剖面

湖大斷層是岳麓山一條主要斷層，自黃興墓經(jīng)麓山寺至湖南大學(xué)，長約2km。斷層切割地層為泥盆系佘田橋組和錫礦山組。該斷層在黃興墓附近表現(xiàn)為直立斷面，斷面上分布有大量的磨礫巖和擦痕，由此判斷該斷層為逆斷層。該斷層在麓山寺附近表現(xiàn)為泉水出露，白鶴泉的形成與湖大斷層存在密切的關(guān)系。

5.白沙古井和白鶴泉水文地質(zhì)剖面

白沙古井是長沙最有名的泉水點(diǎn)，泉水清澈甘甜。白沙古井的水源是大氣降水，白沙古井之所以能夠形成泉水有其獨(dú)特的地質(zhì)背景。白沙古井的儲(chǔ)水層為第四紀(jì)白沙井組砂礫巖。這種砂礫巖為河流相沉積，巖石的孔隙度和滲透性均較好，地層水可以在其中存儲(chǔ)，并自由流動(dòng)。在白沙井組的下部為第三系粉砂質(zhì)泥巖，巖石致密，是很好的隔水層。上部回龍觀組砂礫巖中儲(chǔ)存的地層水在下滲過程中，遇到隔水層阻擋后順層流出地表就形成泉水（圖5）。

白鶴泉的形成原因與白沙古井泉水完全不同。白鶴泉處在湖大斷層上，地層水通過地層流向斷層，并通過斷層流出地表形成泉水，因此，白鶴泉完全是構(gòu)造成因。

三、長沙市地質(zhì)斷面保存現(xiàn)狀

由于城市化進(jìn)程的不斷加快，部分地質(zhì)斷面正逐漸被破壞消失。

圖5 長沙市白沙古井泉水成因示意圖

1.南郊公園河流相沉積剖面

該剖面原始剖面出露面積較小，且交通不便。在2009年的瀟湘中路建設(shè)中，由于工程建設(shè)的需要，不斷開挖道路兩側(cè)的剖面使該剖面出露面積更大，地層更全，交通也更便利。

2.紡織廠網(wǎng)紋狀紅土剖面

該剖面在2010年之前為長沙高校地質(zhì)專業(yè)野外實(shí)習(xí)的典型剖面點(diǎn)，也是長沙市城市基建的地質(zhì)基礎(chǔ)測量點(diǎn)。在2010年的城市建設(shè)中該處被開發(fā)成商品房小區(qū)，該剖面也被完全破壞。

3.湘江中路白堊系洪積礫巖剖面

該剖面原來并不清晰，在2009年瀟湘中路建設(shè)過程中經(jīng)過工程開挖，該剖面變成一條典型的白堊系地質(zhì)剖面，同時(shí)，該剖面也是研究長沙市古泥石流沉積的典型剖面。

4.書香路省政府旁河流相沉積剖面

該剖面是研究現(xiàn)代湘江沉積特征的典型剖面，河道沉積地層齊全、清晰。但該剖面所在地即將開發(fā)為商品房小區(qū)，整個(gè)剖面將被完全破壞。

5.桃花嶺臘八寺板溪群背斜斷面

該剖面在梅溪湖開發(fā)過程中不斷被改造。原來剖面的所在位置被開發(fā)成馬路，剖面被完全破壞，但在原始剖面以東220m處重新開挖出一條新的剖面，該剖面較原始剖面更加完整，面積也更大。

6.岳麓山湖大斷層剖面

該剖面位于岳麓山，由于岳麓山是保護(hù)區(qū)，所以該剖面保存完整。

7.白沙古井和白鶴泉泉水點(diǎn)

這兩處泉水點(diǎn)由于政府相關(guān)部門比較重視，所以保存較好。特別是白沙古井，由于其具有悠久的歷史，相關(guān)部門把白沙古井修繕一新。這不但保護(hù)了這個(gè)地質(zhì)斷面，而且還賦予了該地質(zhì)點(diǎn)濃厚的文化底蘊(yùn)。白鶴泉是岳麓山一個(gè)知名的旅游點(diǎn)，得益于政府部門的重視，該點(diǎn)保存完好。

對這些剖面統(tǒng)計(jì)表明：被破壞的剖面2條，占25%；在城建過程中改善的剖面2條，占25%；新增的剖面1條，占12.5%；保存完整的剖面3條，占37.5%。截至目前，長沙市被破壞的剖面占25%，新增、改善和保存完整的剖面占75%。雖然破壞率為25%，但這些剖面都是在最近5年被破壞的，城市建設(shè)過程中部分現(xiàn)存的完整剖面將來仍然可能被破壞。

四、地質(zhì)斷面保護(hù)對策

長沙市地質(zhì)斷面是城市別致的名片，在城市建設(shè)、城市美化、大眾科普和教學(xué)實(shí)習(xí)等方面發(fā)揮著重要的作用。但是隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，這些地質(zhì)斷面正不斷被破壞，而且這種消失是永久性的。對于地質(zhì)斷面的保護(hù)，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)以下幾個(gè)方面的工作：

1.對長沙市現(xiàn)存地質(zhì)斷面進(jìn)行全面調(diào)查，建立現(xiàn)存地質(zhì)斷面的檔案

統(tǒng)計(jì)現(xiàn)存地質(zhì)斷面的坐標(biāo)、長度、寬度、斷面性質(zhì)、地層時(shí)代、巖性、地層產(chǎn)狀、沉積相類型、古生物化石類型，對每條剖面及特殊地質(zhì)現(xiàn)象拍照留存，并明確每條斷面對科研、教學(xué)和生產(chǎn)的意義等。通過建立詳盡的長沙市地質(zhì)斷面檔案，成立相關(guān)網(wǎng)站，可以方便學(xué)校、生產(chǎn)單位和政府相關(guān)部門快速、便捷調(diào)閱和查詢，同時(shí)，可以讓市民全面了解長沙市地質(zhì)斷面的現(xiàn)狀。

2.積極開發(fā)新的地質(zhì)斷面

隨著城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，部分地質(zhì)斷面被破壞，同時(shí)新的地質(zhì)斷面也不斷被發(fā)掘出來。通過地質(zhì)勘查，確定這些新出現(xiàn)斷面的性質(zhì)及其對教學(xué)、科研和生產(chǎn)的意義，篩選出典型和方便考察的地質(zhì)斷面作為長沙市優(yōu)質(zhì)地質(zhì)斷面，并建立地質(zhì)檔案。

3.建立地質(zhì)斷面保護(hù)機(jī)構(gòu)

長沙市是一座旅游城市，岳麓山和湘江橘子洲是國家5A級風(fēng)景旅游區(qū)，而長沙市地質(zhì)斷面也多數(shù)分布在岳麓山和湘江兩岸，因此，可以積極倡導(dǎo)旅游部門和相關(guān)高校地質(zhì)院系建立長沙市地質(zhì)斷面聯(lián)合保護(hù)機(jī)構(gòu)，共同保護(hù)珍貴的地質(zhì)資源。旅游部門應(yīng)在風(fēng)景區(qū)建立地質(zhì)斷面銘牌，加以說明其地質(zhì)現(xiàn)象和意義，并在相關(guān)旅游網(wǎng)站開設(shè)長沙市地質(zhì)旅游專欄，提升地質(zhì)斷面的知名度，增加了風(fēng)景區(qū)的內(nèi)涵。

4.建立微縮地質(zhì)剖面

對于即將被破壞而又無法挽回的重要地質(zhì)斷面，可以采取建立微縮地質(zhì)剖面的方法進(jìn)行保護(hù)。微縮地質(zhì)剖面是根據(jù)剖面的高度和寬度，以合適的比例在縱向上取樣。取樣后把樣品打磨、拋光，按原來地層沉積順序排列樣品，重現(xiàn)原來剖面面貌。該措施需要一定的地質(zhì)知識(shí)和經(jīng)費(fèi)，需要協(xié)同高校和地質(zhì)主管部門共同完成。

5.普及市民的地質(zhì)知識(shí)，倡導(dǎo)市民共同保護(hù)

地質(zhì)知識(shí)同其他知識(shí)一樣是人們對自然界一般規(guī)律的總結(jié)。普及市民的地質(zhì)知識(shí)和考察方法可以拓展人們的知識(shí)面和視野。長沙市這些地質(zhì)斷面多分布在居民區(qū)、岳麓山風(fēng)景區(qū)及湘江兩岸，是市民聚集密度較高的區(qū)域，且交通方便。因此，這些地層斷面可以很好的起到普及廣大市民的地質(zhì)知識(shí)的作用，從而提高這些剖面的公眾知名度和認(rèn)同感，倡導(dǎo)市民共同保護(hù)這些地質(zhì)斷面。

6.政府部門立法保護(hù)

這些地質(zhì)斷面在長沙市建設(shè)過程中起到重要作用，豐富了市民的休閑生活，也是長沙市這座山水洲城一個(gè)亮麗的名片。這些地質(zhì)斷面的保護(hù)需要政府相關(guān)部門出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)，保護(hù)這些地質(zhì)歷史遺跡。

五、結(jié)論

長沙市地質(zhì)遺跡在長沙市基建、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防、地質(zhì)教育、旅游等方面發(fā)揮著重要的作用。雖然長沙市擁有豐富的地質(zhì)斷面遺跡，但保護(hù)力度不夠，大量的地質(zhì)斷面在城市建設(shè)過程中被不斷破壞。長沙市地質(zhì)斷面的現(xiàn)狀應(yīng)引起當(dāng)?shù)卣透咝３浞值闹匾暎⒉扇∠鄳?yīng)的保護(hù)措施。通過為市民普及地質(zhì)知識(shí)，倡導(dǎo)市民共同保護(hù)這些地質(zhì)斷面。另外，通過建立微縮地質(zhì)剖面重現(xiàn)重要地質(zhì)斷面的原貌也是一個(gè)可行的保護(hù)措施。這種方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用在長江三峽地質(zhì)剖面的保護(hù)中，并建立了長江三峽地質(zhì)微縮剖面。政府應(yīng)大力宣傳這些地質(zhì)斷面的重要性，出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)保護(hù)長沙這座山水洲城的極具特色的名片。

［1］ 彭永祥，吳成基. 地質(zhì)遺跡資源保護(hù)與利用協(xié)調(diào)性評價(jià)—以陜西省為例［J］.資源科學(xué)，2006，28（1）：192-196.

［2］ 趙遜，趙汀.從地質(zhì)遺跡的保護(hù)到世界地質(zhì)公園的建立［J］.地質(zhì)論評，2003， 49（4）： 389-399.

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geology section； Changsha city； damage status； protection measure； city card

G642

A

1006-9372（2015）04-0090-05

2015-03-01；

2015-04-30。

劉辰生，男，講師，主要從事層序地層學(xué)和沉積學(xué)的教學(xué)和研究工作。

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

引用格式：劉辰生，吳塹虹，項(xiàng)廣鑫，等.長沙市典型地質(zhì)斷面現(xiàn)狀及保護(hù)對策［J］.中國地質(zhì)教育，2015，24（4）：90-94.

Title: Current Situation of Typical Geology Sections and Protection Measures in Changsha

Author（s）: LIU Chen-sheng， WU Qian-hong， XIANG Guang-xin， GUO Jian-hua