擬建中國遂寧地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡資源特色及成因分析

沈博偉，趙波，曹俊，唐廣成，趙涵

擬建中國遂寧地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡資源特色及成因分析

沈博偉，趙波2，曹俊1，唐廣成1，趙涵2

（1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，成都 610213；2.遂寧市自然資源和規(guī)劃局，遂寧市 629000）

擬建中國遂寧地質(zhì)公園位于四川盆地中部腹地，處于川中平緩褶皺帶，侏羅紀(jì)地層層序發(fā)育相對完整，廣泛出露侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組、侏羅系上統(tǒng)遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組地層。公園地形東部較高，逐漸向西北傾伏，總體構(gòu)造方向近東西向，在大地構(gòu)造上屬于蓬萊鎮(zhèn)背斜中段北翼，以發(fā)育構(gòu)造變形幅度較小的平緩褶皺構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造較少發(fā)育，天然氣、巖鹽、鹵水等沉積礦產(chǎn)豐富。古生物化石、地層剖面和重要采礦遺址成為了公園三大主導(dǎo)地質(zhì)遺跡。本文通過對公園內(nèi)古生物化石、地層剖面和鹽鹵資源的成因進(jìn)行分析研究，從區(qū)域地層年代劃分、地層對比，古環(huán)境、古地理、古氣候重建，探究四川盆地侏羅紀(jì)古地理格局與古生態(tài)環(huán)境變遷、古生物演化等方面，為提升地質(zhì)公園的科學(xué)內(nèi)涵與科研價值、發(fā)揮其科學(xué)普及功能提供重要的參考資料。

遂寧；地質(zhì)公園；地質(zhì)遺跡資源；成因分析

擬建中國遂寧地質(zhì)公園位于四川省遂寧市，面積約1220.83km2，地理坐標(biāo)范圍介于105°08′32.39″～105°40′43.40″E，30°24′46.21″～31°03′44.30″N，涉遂寧市船山區(qū)、射洪縣、大英縣。地質(zhì)公園地處四川盆地中央?yún)^(qū)域，以巨厚的陸相紅色碎屑巖為特征，陸相沉積體系發(fā)育，包括：洪積扇沉積體系、河流沉積體系、三角洲沉積體系以及湖泊沉積體系，發(fā)育有波痕、泥裂、交錯層理等多種地質(zhì)沉積現(xiàn)象，演繹著一億五千萬年前河流和湖泊沉積過程以及地球環(huán)境演化的遠(yuǎn)古歷史篇章，具有重要的科學(xué)意義，是研究四川盆地陸相沉積演化的天然地質(zhì)博物館。通過對公園內(nèi)古生物化石、地層剖面和鹽鹵資源的成因進(jìn)行分析研究，可以從區(qū)域地層年代劃分、地層對比，古環(huán)境、古地理、古氣候重建，探究四川盆地侏羅紀(jì)古地理格局與古生態(tài)環(huán)境變遷、古生物演化等方面，提供重要科學(xué)普及園地及提升地質(zhì)公園產(chǎn)品價值的基礎(chǔ)資料。

1 地質(zhì)背景

公園分布地層屬于揚子地層區(qū)的上揚子地層分區(qū)。主要出露中生代地層，包括侏羅系與白堊系。侏羅系有沙溪廟組二段（J22）、遂寧組（J3）、蓬萊鎮(zhèn)組一段（J31）、蓬萊鎮(zhèn)組二段（J32）；白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1）。新生代為第四系河流沖積物（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997，2010）。

地質(zhì)公園在大地構(gòu)造上屬于四川臺坳、川中臺拱的南充臺凹的蓬萊鎮(zhèn)背斜中段北翼。地質(zhì)構(gòu)造簡單，以寬闊褶皺為主，斷裂不發(fā)育。

公園地貌類型單一，屬侵蝕丘陵地貌，海拔高度在300~600m之間。整體地勢西北高、東南低，由西北向東南呈坡狀緩傾；西北部為低山，海拔500~600m；低山以南是深丘，海拔400~500m；中部、南部中淺丘鑲嵌其中，谷坡陡峻。山形呈長垣狀魚背形；中丘為壟崗連狀的臺階形；淺丘坡度平緩，丘包呈串珠狀，零星沖積平壩散布在丘陵之間。涪江沿岸河谷、平壩開闊。

表1 公園所在區(qū)域地層系統(tǒng)表

2 地質(zhì)遺跡資源特色

公園所在區(qū)域在漫長的地質(zhì)演化過程中，保存了較完整的實物記錄，形成了眾多的典型地層剖面、古生物化石、地貌景觀等地質(zhì)遺跡，成為了解讀四川盆地形成、演化以及古地理環(huán)境變化研究的重要窗口和關(guān)鍵地區(qū)。

公園內(nèi)地質(zhì)遺跡分為古生物、地質(zhì)（體、層）剖面、地貌景觀、水體景觀、環(huán)境地質(zhì)遺跡景觀等5大類，13類14亞類，共計60處。

圖1 王家溝硅化木

其中，古生物化石、地層剖面、重要采礦遺址是公園內(nèi)的三大特色地質(zhì)遺跡，融稀有性和獨特性于一體，具較高的科研價值和觀賞價值。

1）古生物化石

地質(zhì)公園內(nèi)的古生物化石遺跡主要為硅化木化石群，次為恐龍化石。硅化木化石與恐龍化石分布區(qū)域大致一致，層位相同或鄰近，目前只在菜家壩、李家溝、王家溝發(fā)現(xiàn)三處恐龍化石點。李家溝所發(fā)現(xiàn)的恐龍化石與硅化木處于同一層位，菜家壩和王家溝所發(fā)現(xiàn)的恐龍化石位于含硅化木的灰黃色巖屑長石砂巖的頂板中。硅化木化石分布區(qū)西起射洪縣明星鎮(zhèn)曾家溝，過曾家埡口，至李家溝、王家溝、田家溝，沿龍洞河西南岸，經(jīng)龍龜寺往北，過龍洞河經(jīng)龍洞子電站，向北至龍?zhí)洞宓鸟R家溝以南。硅化木化石埋藏地已發(fā)現(xiàn)40處以上，集中出露有1000余根，具有分布范圍連片、出露數(shù)量多、賦存產(chǎn)狀多樣、與恐龍化石同層賦存等特點。是我國南方地區(qū)最大、國內(nèi)保存最為完好，以中生代侏羅紀(jì)裸子植物硅化木為特色，屬東亞和全球較為罕見的硅化木化石埋藏群。

圖2 馬門溪龍恐龍骨骼化石

2）地層剖面

地質(zhì)公園位于四川盆地中部，處于川中平緩褶皺帶，侏羅系地層層序發(fā)育相對完整，廣泛出露侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組二段、侏羅系上統(tǒng)遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組。此外還發(fā)育有零星的白堊系蒼溪組殘留地層和少量的第四系、新老沉積層，第三系地層缺失。

公園內(nèi)出露的紅色碎屑沉積巖層，巖性特征明顯，橫向變化穩(wěn)定，易于辨認(rèn)。地質(zhì)學(xué)界廣泛沿用至今的“遂寧組”和“蓬萊鎮(zhèn)組”，成為四川盆地晚侏羅世典型地層命名剖面與國內(nèi)外侏羅系進(jìn)行對比研究的重要地層單元。同時，伴隨著地層中的波痕、泥裂、交錯層理、平行層理等沉積現(xiàn)象，演繹著一億五千萬年前，河流和湖泊沉積過程以及地球環(huán)境演化的遠(yuǎn)古歷史篇章，成為區(qū)域和全球陸相侏羅紀(jì)地層劃分和對比的標(biāo)準(zhǔn)剖面，享譽國內(nèi)外。

3）重要采礦遺址

“卓筒井“是一種使用鐵質(zhì)圜刃，以沖擊式方法向地下深處開鑿小口徑鹽井的鉆井技術(shù)，一般深約130m，井口直徑10~12cm。公園內(nèi)的卓筒井保存完整的井鹽生產(chǎn)工藝流程：鉆井（修治井）、汲鹵、曬鹵、濾鹵、煎鹽一整套生產(chǎn)工具和至今仍能生產(chǎn)的井眼，是宋代卓筒井鉆井方法連續(xù)生產(chǎn)到現(xiàn)在的珍貴實物遺存。

卓筒井的開鑿和維護(hù)工藝開創(chuàng)了鉆探技術(shù)的先河，促進(jìn)了井鹽、石油和天然氣的開發(fā)，其卓越成就為世人所矚目，被譽為“世界鉆探深井活化石”。其主要成就有：①發(fā)明了一種不同于大口井的全新的鉆進(jìn)方法（井口僅十余厘米），即沖擊式（頓鉆）鑿井法。②采用鉆頭和簡單機(jī)械裝置鉆鑿鹽井，使用巨竹作為套管保護(hù)井壁；利用裝有單向閥的竹筒作為撈砂工具。成功地實施了鉆探、開采埋藏“數(shù)十丈”深的鹽鹵資源。具備現(xiàn)代鉆井的雛型，其技術(shù)比西方早800多年。③促進(jìn)了鹽鹵的開發(fā)。卓筒井的出現(xiàn)使得川鹽在宋初產(chǎn)量由800多萬公斤增長到6000余萬公斤，增長了近6倍。

3 地質(zhì)遺跡成因分析

3.1 區(qū)域地史演化

中晚三疊世，受印支運動的影響，松潘-甘孜海槽褶皺隆起，四川盆地遭受來自特提斯海域的海侵，出現(xiàn)海陸交互相含煤沉積，氣候溫暖濕潤。被海水淹沒的地區(qū)逐漸上升成陸，由海盆轉(zhuǎn)為湖盆，結(jié)束了海相沉積，開啟了陸相沉積的歷史。

圖3 蓬萊鎮(zhèn)組剖面

圖4 遂寧組剖面

早侏羅世，燕山運動使盆地周圍褶皺成山，中間相對下陷，四川盆地輪廓基本形成。盆地西側(cè)出現(xiàn)康滇隆起和龍門山，四川盆地區(qū)出現(xiàn)濱淺海砂巖沉積，進(jìn)而發(fā)育河流、湖泊泥質(zhì)及介殼灰?guī)r，氣候干燥炎熱，沉積紅色巖系。中侏羅世，四川盆地主要為一大型湖泊盆地，河流環(huán)境的沉積較為發(fā)育，在川中盆地的湖相沉積中發(fā)育含葉肢介的頁巖；晚侏羅世，龍門山斷裂活躍，松潘-甘孜海槽消失，常年湖、沼澤和沖積平原形成，盆地出現(xiàn)亞熱帶干旱氣候下河流夾湖泊相灰白色、棕紅色砂泥質(zhì)互層的細(xì)粒沉積（王永棟等，2010）。

3.2 地質(zhì)遺跡成因分析

3.2.1 地層剖面的成因分析

在早三疊世晚期，四川盆地發(fā)育成為半封閉內(nèi)海盆地，中三疊世末期受印支運動的影響，整個四川盆地普遍抬升，并遭受不同程度的剝蝕夷平，形成一個東高西低、東緩西陡的箕狀坳陷盆地。晚三疊世早期，隨著龍泉山以西海灣被填積變淺，盆地東北緣大巴山山地與東南緣江南山地抬升，河流開始發(fā)育，區(qū)內(nèi)形成內(nèi)陸河湖相沉積。

圖5 卓筒井

早侏羅世，四川盆地由三疊世的壓性前陸盆地轉(zhuǎn)化為陸內(nèi)坳陷淡水河流含煤湖盆沉積。四川盆地由北向南沉積了一套河流沖積扇礫巖-濱湖砂體，沖積扇裙由若干條南北向河流沖積扇組成，其后盆地北部發(fā)育一套濱湖沼澤含煤沉積，并逐漸過渡為淺湖相砂、泥質(zhì)沉積，而盆地南部沉積了一套淺湖紫紅色泥質(zhì)沉積巖。中侏羅世早期沉積相展布，以鹽亭、遂寧、瀘州、畢節(jié)一線分為東西兩區(qū)：西區(qū)以河流相、泛濫平原相砂巖、紫紅色泥巖為主；東部為濱淺湖、半深水湖相灰黑色泥頁巖夾介屑粉砂巖為主（羅威等，2009；丘東洲，2000）。

3.2.2 古生物化石的成因分析

在距今約1.5億年的晚侏羅系時期，射洪及其周邊廣大地區(qū)為內(nèi)陸湖泊，氣候以炎熱干燥為主，并有短暫的溫暖潮濕氣候和寒冷干燥氣候，沉積了1000多米厚紅層沉積物。盆地里遍布蕨類及蘇鐵、松柏等裸子植物，后由于生存環(huán)境的巨變，如季節(jié)性的洪水泛濫等，大批樹木死亡倒伏，其中一部分樹木被流水搬運至河流、湖泊里，并被泥砂掩埋。在漫長的地質(zhì)歷史時期，水溶液不斷地從樹木中滲過，樹木中的有機(jī)質(zhì)被帶出來，水溶液中的礦物質(zhì)如二氧化硅、碳酸鈣、氧化鐵等填充進(jìn)入細(xì)胞腔和細(xì)胞間隙。后經(jīng)過石化作用、重結(jié)晶作用，樹木形態(tài)輪廓絲毫未變，形成了當(dāng)今被人們看到的硅化木化石（何真毅等，2006）。

3.2.3 卓筒井鹽鹵成因分析

遂寧地區(qū)鹽鹵資源的儲量異常豐富，賦存于侏羅系含硬石膏的陸相紅色碎屑巖建造中。

印支運動之后，四川盆地初步形成，后經(jīng)燕山運動，湖盆進(jìn)一步縮小，而侏羅紀(jì)時期的遂寧已成為一個內(nèi)陸湖盆。湖盆周邊的水系源源不斷地把各種礦物質(zhì)帶到湖盆之中，湖盆中的水分被蒸發(fā)之后，留下數(shù)量可觀的鹽鹵資源賦存于沉積物之中，后經(jīng)地質(zhì)演化，形成多層鹽鹵資源深埋在數(shù)百米的侏羅系地層中，就是今天的“鹽鹵”。

[1] 何真毅，王冰.四川射洪硅化木地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡景觀資源特征與評價[J]．四川地質(zhì)學(xué)報，2006，26(2):107-110．

[2] 羅威，石和，陳洪德，侯明才，智曉琳.四川盆地西緣中新生代地層區(qū)劃及盆地演化[J]．海相油氣地質(zhì)，2009，14(4):49-54．

[3] 丘東洲.四川盆地西部坳陷晚三疊-早白堊世地層沉積相[J]．四川地質(zhì)學(xué)報，2000，20(3)：161-170.

[4] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局.四川省巖石地層[M]．武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1997．

[5] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局.四川省區(qū)域地質(zhì)志[M]，2010．北京：地質(zhì)出版社，1991．

[6] 王永棟，付碧宏，謝小平，等.四川盆地陸相三疊系與侏羅系[M]．2010，安徽合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2010．

Geoheritages and Their Genesis of the Proposed Suining National Geopark

SHEN Bo-wei1ZHAO Bo2CAO Jun1TANG Guang-cheng1ZHAO Han2

(1-Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213; 2-Suining Bureau of Natural Resources and Planning, Suining, Sichuan 629000)

The proposed Suining National Geopark is located in the midland hinterland of the Sichuan basin, lying in the central Sichuan gentle fold belt where the Second Member of the Middle Jurassic Shaximiao Formation and the Upper Jurassic Suining and Penglai Formations are widely exposed. Tectonically, the Suining Geopark lies in the north limb of the Penglaizhen anticline and is characterized by simple gently folded structure. The area of the geopark is rich in gas, rock salt and brine. Its geoheritages are composed of stratigraphic profile, fossils and important mining sites. This paper has a discussion on regional geological evolutionary history of the area of the geopark during the Middle and Late Triassic and Early Jurassic, formation of silicified wood and genesis of rock salt and brine.

Suining; geopark; geological heritage resources; genesis

[P66]

A

1006-0995（2020）01-0173-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.034

2019-04-25

遂寧市國土資源局編制申報世界地質(zhì)公園材料采購項目（項目編號：QHZB 磋【2017】011號）

沈博偉（1986-），女，河北保定人，工程師，從事地質(zhì)遺跡調(diào)查評價、地質(zhì)公園申報建設(shè)、地質(zhì)遺跡保護(hù)工作

趙波（1986-），男，四川閬中人，工程師，從事地質(zhì)勘查、地球化學(xué)相關(guān)工作