重慶市重要地質(zhì)遺跡的成因分析

甘夏　趙幸　陽(yáng)暢

摘要：重慶市地質(zhì)遺跡數(shù)量眾多、類(lèi)型齊全、特色鮮明，部分重要的地質(zhì)遺跡具有極高的美學(xué)欣賞價(jià)值和科研科普價(jià)值。概述了重慶武隆芙蓉洞洞穴沉積物、萬(wàn)盛石林龍鱗紋、綦江恐龍足跡、黔江小南海和云陽(yáng)龍缸天坑的成因機(jī)制，揭示了地質(zhì)遺跡形成的奧秘，為下一步相關(guān)的地學(xué)科普工作提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)遺跡;地學(xué)科普;成因機(jī)制;碳酸鹽巖

中圖分類(lèi)號(hào)：F592

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.033

2016-05-30，在全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)、兩院院士大會(huì)、中國(guó)科協(xié)第九次全國(guó)代表大會(huì)上，習(xí)總書(shū)記強(qiáng)調(diào)：“科技創(chuàng)新和科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在科技創(chuàng)新同等重要的位置?！蓖瑫r(shí)，新時(shí)代人們對(duì)旅游中獲取科學(xué)知識(shí)的渴望也更加強(qiáng)烈，也對(duì)目前地質(zhì)遺跡的科普工作有了更高的要求。在此背景下，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、資料收集和綜合分析，初步梳理了重慶市五個(gè)著名的地質(zhì)遺跡的科學(xué)形成原因，以此為重慶市地學(xué)科普提供一定的理論依據(jù)。

1 武隆芙蓉洞洞穴沉積物

1.1 “生命之源”

“生命之源”實(shí)際上是一個(gè)象形的石筍，如圖1所示。當(dāng)巖溶洞穴內(nèi)大廳頂部的碳酸氫鈣溶液滴落，同時(shí)由于壓力、濕度的變化，碳酸鈣沉淀，形成自上而下長(zhǎng)條形乳狀沉淀物稱(chēng)為石鐘乳，當(dāng)石鐘乳下部的水滴到洞底，碳酸鈣沉淀則形成竹筍狀的突起，稱(chēng)為石筍，石鐘乳和石筍進(jìn)一步發(fā)展，最后會(huì)連接起來(lái)而形成石柱，如圖2所示。

1.2 “石花之王”

“石花之王”實(shí)際上是石膏花，如圖3所示。石膏花是由富含碳酸鈣和硫酸鈣的化合物經(jīng)過(guò)多年沉淀而成，只有適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下加上合適的水分，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的沉淀凝固，才能形成石膏花[1]。當(dāng)空氣中濕度達(dá)到一定程度，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)后，碳酸鈣等化合物質(zhì)會(huì)殘留在溶洞的巖壁上。芙蓉洞中石膏沉積物集中在石膏花支洞，主要形態(tài)類(lèi)型為石膏晶花和晶塊，石膏晶花的晶體為纖維狀，其集合形態(tài)為卷曲的晶絲花團(tuán)、晶帶和花瓣等，色澤雪白，晶瑩閃爍，美麗無(wú)比。

1.3 “巨幕飛瀑”

“巨幕飛瀑”實(shí)際上是石幔，如圖4所示。石幔是飽含碳酸鈣的薄層水流出洞頂或洞壁，沉積為波狀或褶狀的流石，形如布幔，因此稱(chēng)為石幔。

2 萬(wàn)盛石林龍鱗紋

“龍鱗紋”在地質(zhì)學(xué)上稱(chēng)為龜裂紋，是奧陶系寶塔組灰?guī)r中出現(xiàn)的一種特殊現(xiàn)象，寶塔灰?guī)r系指中上揚(yáng)子地區(qū)寶塔組的一套泥晶灰?guī)r或含生屑泥晶灰?guī)r，因其發(fā)育“龜裂紋”而特別引人注目。在萬(wàn)盛石林景區(qū)廣泛發(fā)育并露出“龍鱗紋”，因此特點(diǎn)，景區(qū)特命名為“萬(wàn)盛龍鱗石?！保鐖D5所示。

萬(wàn)盛石林龍鱗紋的形成過(guò)程如圖6所示。6（a）為沉積物階段，6（b）為受構(gòu)造應(yīng)力和成巖作用的淺埋藏階段，6 （c）為受壓溶作用的深埋藏階段，6（d）為表生風(fēng)化作用階段。受構(gòu)造應(yīng)力和成巖作用的淺埋藏階段，受構(gòu)造應(yīng)力的影響，在碳酸鹽巖沉積物內(nèi)，產(chǎn)生裂隙，并得到及時(shí)充填或者沉積物及時(shí)固結(jié)，大量裂隙的生成有利于飽和溶液的流動(dòng)，使得碳酸鹽沉積物能及時(shí)固結(jié)，裂隙得以保存。受壓溶作用的深埋藏階段是成巖作用的中晚期，深埋的碳酸鹽沉積物受壓溶作用的影響，同時(shí)對(duì)裂隙進(jìn)行強(qiáng)烈的改造，原先大量細(xì)小的、彎曲的裂隙也因?yàn)槠溟g碳酸鈣的被壓溶而彼此接近、合并，使得裂紋變得更為顯著。

另外，在碳酸鹽質(zhì)的瘤體或者龜裂塊與裂隙充填物之間，也因壓溶而產(chǎn)生大量不溶物，在往巖塊內(nèi)部方向隨著壓溶作用逐漸減弱，不溶物也相應(yīng)減少，造成二者間的界線呈過(guò)渡狀態(tài)的特異現(xiàn)象。表生風(fēng)化作用階段龜裂紋更加明顯，而且可以看到明顯的生物作用。

3 綦江恐龍足跡

恐龍足跡化石是恐龍?jiān)跍囟?、粘度、顆粒度非常適宜的地表行走時(shí)留下的腳印形成的化石，屬于痕跡化石。其形成主要有以下三個(gè)條件：①恐龍行走的湖濱或河岸處的泥沙軟硬適度;②恐龍行走并經(jīng)過(guò)此地;③恐龍遺留下的足跡被迅速掩埋保存下來(lái)并形成化石。

恐龍足跡分為正型和負(fù)型兩種，正型指下凹的足跡，即恐龍踩下的腳印本身，保存在巖層的正面;負(fù)型指凸出的足跡，它保存在巖層底面。

綦江恐龍足跡化石的發(fā)現(xiàn)、研究在地質(zhì)學(xué)和生物學(xué)上的意義重大。在地質(zhì)學(xué)上的意義：鑒定地層是否倒轉(zhuǎn)、復(fù)原恐龍生存的古地理、古生態(tài)等信息。在生物學(xué)上的意義：其形態(tài)、排列方式和組合特征能夠真實(shí)地反映出恐龍的生活習(xí)性，如足跡是哪類(lèi)恐龍留下的，恐龍是怎樣行走的、行走速度有多快、是群居還是獨(dú)處等。綦江恐龍足跡化石挖掘現(xiàn)場(chǎng)如圖7所示。

4 黔江小南海

黔江小南海實(shí)際是因地震而形成的堰塞湖景觀。1856-06-10發(fā)生地震，震中位于黔江區(qū)小南海與湖北省咸豐縣大路壩之間，東經(jīng)108.80，北緯29.70，震源深度8 km，震級(jí)6.25級(jí)，烈度8度。地震時(shí)，箭子嶺西段山體被劈裂并產(chǎn)生左旋錯(cuò)動(dòng)，巨大能量把山體震斷、撕裂，并拋射至1 km外，堆積成一條長(zhǎng)1 170m、高67.5m，底部寬1 040m，體積達(dá)4.5×10⁷m³的天然石壩，堵塞近東西流向的老窖溪，形成地震堙塞湖、地震滾石堆積區(qū)、大垮巖、小垮巖、牛背島、朝陽(yáng)島、老鸛坪島、轎頂赤壁、“綠蔭塘”、“海口金礁”等獨(dú)特景觀。地震形成的崩塌崖面（大垮巖、小垮巖）、崩滑體、堆石壩、堰塞湖、水下森林等多種破壞形跡至今保存完好，為地震災(zāi)害研究提供了珍貴的自然實(shí)體，是國(guó)家地震遺址保護(hù)區(qū)、全國(guó)防震減災(zāi)科普宣傳教育基地，科考價(jià)值極高，中科院院士、中國(guó)地震局諸多專(zhuān)家稱(chēng)其為“國(guó)內(nèi)唯一，世界罕見(jiàn)”。黔江小南海如圖8所示。

5 云陽(yáng)龍缸天坑

“龍缸”是典型的塌陷型天坑。依托龍缸天坑，云陽(yáng)已申報(bào)建立國(guó)家級(jí)地質(zhì)公園。缸壁上有三層溶洞，分別為映月洞、月崖洞和最底部的地下溶洞暗河，與石筍河相連，多層溶洞是該地質(zhì)遺跡成因研究的的天然證據(jù)[2]。龍缸天坑3層溶洞如圖9所示。

該區(qū)域富含C02且流動(dòng)活躍的地下水，沿碳酸鹽巖裂隙、節(jié)理進(jìn)行溶蝕，將裂隙逐步擴(kuò)大為巖溶管道，隨著坍塌以及溶蝕作用的進(jìn)一步加強(qiáng)，管道形成地下暗河。地下暗河繼續(xù)對(duì)周?chē)鷰r石溶蝕，隨著溶蝕強(qiáng)度增大，上部和側(cè)面繼續(xù)坍塌，形成了第一層地下大廳。當(dāng)溶蝕面不斷擴(kuò)大，大廳頂板垮塌，地下河出露地表，則形成了第一階段的天坑。此時(shí)天坑范圍較小、深度不大。但隨著地殼抬升和河流下切，地下水順著巖石裂隙、節(jié)理面繼續(xù)向下滲流溶蝕，從而在巨厚層的石灰?guī)r巖層中形成了第二層、第三層地下暗河。第二層、第三層地下暗河按照溶蝕塌陷形成大廳頂板塌陷形成天坑的模式循環(huán)發(fā)展，最終形成了今天所看到的絕壁陡直且發(fā)育多層溶洞的天坑。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬磊，陳思，甘夏，等.重慶地質(zhì)公園[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2018.

[2]陽(yáng)暢.重慶云陽(yáng)地質(zhì)遺跡調(diào)查及龍缸天坑形成機(jī)理研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2018.