濟(jì)南華山省級(jí)地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡分類及地學(xué)意義

亓協(xié)全

(中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250013)

0 引言

濟(jì)南華山省級(jí)地質(zhì)公園屬于濟(jì)南市歷城區(qū)華山街道轄區(qū)，東西長(zhǎng)約14km，南北寬約10km，總面積為60.65km2，于2007年批準(zhǔn)建設(shè)。地質(zhì)公園內(nèi)地質(zhì)地貌景觀獨(dú)特，具有國(guó)內(nèi)少見(jiàn)的巖漿巖奇峰和各種風(fēng)化地貌、眾多的奇石、巖漿巖地層剖面及地質(zhì)構(gòu)造等[1-2]。華山完整地保留了巖漿巖三次侵入痕跡，國(guó)內(nèi)罕見(jiàn)，還分布有大量的泉、瀑布、湖、河、人文、石刻、古樹(shù)等景觀。華山地質(zhì)公園內(nèi)的地質(zhì)遺跡、石刻、古樹(shù)及人文景觀具國(guó)內(nèi)典型性和稀有性，且保存完好，具有極高的科學(xué)研究?jī)r(jià)值[3-6]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地層

1.2 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為中生代侵入巖，主要分布于吳家堡—濼口—華山一帶(圖1)，形成了以規(guī)模較大的濟(jì)南輝長(zhǎng)巖體為主，東部唐冶、沙溝、魚(yú)山等小巖體為輔的濟(jì)南雜巖體。巖體長(zhǎng)軸方向呈近EW向的橢圓狀，東西長(zhǎng)30km，南北最寬達(dá)15km，巖體面積268km2。巖體大部分被第四系覆蓋，呈近EW向不規(guī)則的橢圓形復(fù)式巖株產(chǎn)出，侵入于奧陶紀(jì)馬家溝群和石炭-二疊紀(jì)地層中。巖性主要有無(wú)影山中粒橄欖蘇長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖、匡山中粒含橄欖蘇長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖、藥山中粒蘇長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖、燕翅山細(xì)粒輝長(zhǎng)巖、金牛山中細(xì)粒輝長(zhǎng)巖和馬鞍山中粒輝石二長(zhǎng)巖[9]。

1—第四系；2—二疊系；3—奧陶系；4—寒武-奧陶系；5—寒武系；6—中生代雜巖體；7—斷裂；8—濟(jì)南雜巖體分布范圍；9—濟(jì)南華山省級(jí)地質(zhì)公園范圍

1.3 區(qū)域構(gòu)造演化

濟(jì)南華山地質(zhì)公園所在的濟(jì)南地區(qū)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化發(fā)展史，從新太古代至新生代，不同地質(zhì)時(shí)期的綜合地質(zhì)事件表明本區(qū)具有沉積不連續(xù)性、巖漿演化階段性、構(gòu)造發(fā)展繼承性等特征。

中生代早白堊世(燕山晚期)[9-11]，發(fā)生多期巖漿巖侵入活動(dòng)，地殼處于抬升狀態(tài)，由于在總體隆升中垂直運(yùn)動(dòng)的差異，使得剝蝕、沉積在本區(qū)同時(shí)進(jìn)行，高地部位遭受剝蝕，相對(duì)低洼處則形成了陸相沉積。

第一期侵入是形成濟(jì)南雜巖體的主巖體，劃分為內(nèi)部相、過(guò)渡相和邊緣相3個(gè)相帶：其內(nèi)部相有2處，一處以無(wú)影山為中心，包括：匡山、金牛山、標(biāo)山、鳳凰山等地；另一處以臥牛山為中心，包括驢山等，表明主巖體有2個(gè)侵入中心；過(guò)渡相位于2個(gè)內(nèi)部相的邊部；邊緣相分布于巖體邊緣，靠近圍巖處。

第二期侵入巖主要分布于東部郭店一帶，出露在沙溝、流海、章靈邱、于山、唐冶—刑村一帶。

第三期侵入巖主要出露于鵲山西部，北馬鞍山、粟山、藥山一帶。在鵲山村、馬鞍山見(jiàn)輝長(zhǎng)巖穿插于第一次侵入形成的蘇長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖中。在武家山見(jiàn)到石英正長(zhǎng)巖穿切第二期侵入形成的斑狀閃長(zhǎng)巖。

區(qū)內(nèi)地形地貌自第四紀(jì)以來(lái)，隨著喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的興起，在燕山運(yùn)動(dòng)所形成的斷塊山基本骨架的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展的。公園內(nèi)地質(zhì)遺跡的形成首先與其所處的大地構(gòu)造位置有關(guān)，其次和本區(qū)的構(gòu)造及巖漿活動(dòng)有關(guān)。

2 地質(zhì)遺跡分類及特征

地質(zhì)遺跡是地球在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史演變過(guò)程中，地質(zhì)作用下形成的千姿百態(tài)的地貌景觀、地層剖面、地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)災(zāi)害遺跡等資源，是寶貴的自然遺產(chǎn)，是追索地球演化歷史進(jìn)程和方向的主要內(nèi)容，其具有獨(dú)特的、典型的科學(xué)、科考價(jià)值[12-14]。濟(jì)南華山地質(zhì)公園內(nèi)地質(zhì)遺跡分布較廣、類型較多，參考原國(guó)土資源部下發(fā)的《國(guó)家地質(zhì)公園規(guī)劃編制技術(shù)要求》(國(guó)土資發(fā)〔2016〕83號(hào))的分類方法,可劃分為五大類、八類、九個(gè)亞類(表1、圖2)[15]。

表1 濟(jì)南華山省級(jí)地質(zhì)公園地質(zhì)遺跡類型劃分

1—地質(zhì)剖面(巖漿巖侵入剖面)；2—地質(zhì)構(gòu)造(巖漿巖捕擄體、巖漿巖長(zhǎng)石巖脈、“X”型共軛節(jié)理)；3—地貌景觀(華山、臥牛山、南臥牛山、龜石、蛇石)；4—水體景觀(熱泉-桃園地?zé)帷ⅠR家莊地?zé)?；5—水體景觀(冷泉-華泉)；6—水體景觀(湖泊-華山湖)；7—水體景觀(風(fēng)景河段-黃河、小清河)；8—環(huán)境地質(zhì)景觀(崩塌遺跡)；9—環(huán)境地質(zhì)景觀(采礦遺跡)；10—地質(zhì)公園邊界；11—景區(qū)界線；12—科考科普路線

2.1 地質(zhì)剖面

濟(jì)南地區(qū)經(jīng)歷了3次不同時(shí)期的巖漿入侵，每次巖漿侵入在接觸帶附近會(huì)留下侵入痕跡(圖3)，華山西南側(cè)分布的巖漿巖層狀剖面清晰地記錄了濟(jì)南地區(qū)3次不同時(shí)期的巖漿侵入所形成的變化特征。巖漿巖侵入剖面對(duì)于研究巖漿的侵入與變化有著重要的地質(zhì)意義。

圖3 巖漿巖侵入剖面

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

巖漿侵入形成的褶曲、“捕擄體”(圖4)和十分發(fā)育的節(jié)理、裂隙等構(gòu)造形跡構(gòu)成地質(zhì)公園內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造遺跡。區(qū)內(nèi)“X”形共軛節(jié)理普遍發(fā)育(圖5)，傾角近于直立，節(jié)理面平直；褶曲如舞動(dòng)的拂塵，栩栩如生；區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育程度和構(gòu)造形跡的保存完好程度十分罕見(jiàn)。

圖4 巖漿巖捕擄體

圖5 典型的“X”型節(jié)理

2.3 地貌景觀

地質(zhì)公園內(nèi)華山主峰，海拔197m，山體雖不高，兀立平川拔地而起，卻有萬(wàn)紉之勢(shì)，雄偉峻俏，為濟(jì)南著名景觀“齊煙九點(diǎn)”最高峰。巖體節(jié)理十分發(fā)育，形成了其獨(dú)有的奇石景觀，如：前龜、后蛇、左青龍、右白虎及五指石、仙桃石、八仙、真武醉酒、二神巡邏等多處奇石，可謂神形兼?zhèn)洌┟钗┬?，讓人嘆為觀止。華山主峰以“險(xiǎn)、絕、獨(dú)、最、奇、幽、靈、秀”著稱，無(wú)不讓人感嘆大自然的神奇造化。

2.4 水體景觀

華山省級(jí)地質(zhì)公園內(nèi)水體景觀類型豐富，有熱泉、冷泉、湖泊和風(fēng)景河段。其中：華泉位于華山南山腳下，因華山得名。此處雖無(wú)明顯泉眼，但久旱不涸，冬不結(jié)冰。泉水是從黏土中滲出，這種出水形態(tài)在濟(jì)南地區(qū)尚屬罕見(jiàn)，引起相關(guān)專家極大興趣，給華山更增添了幾分神秘。

2.5 環(huán)境地質(zhì)景觀

區(qū)內(nèi)山體巖漿巖節(jié)理極其發(fā)育，裂隙密集，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈。在地震、降雨等條件誘發(fā)下，發(fā)生崩塌多處，具體產(chǎn)生時(shí)間無(wú)從考證，巨石堆滿山坡，直徑一般為2～3m，最大可達(dá)5～6m，景象極為壯觀。這是典型的由地震或重力等外力因素引起的巖石崩塌遺跡(圖6)，是研究重力地質(zhì)災(zāi)害的理想之地，極具災(zāi)害地質(zhì)研究?jī)r(jià)值。

公園區(qū)內(nèi)巖漿巖體是上等建筑石材，俗稱濟(jì)南青。在歷史各時(shí)期和采礦過(guò)程中，遺留了大量的采礦遺跡(圖7)，這些遺跡和遺物的發(fā)掘、整理更增添了華山省級(jí)地質(zhì)公園的科技旅游內(nèi)涵和無(wú)與倫比的獨(dú)特景觀。

圖6 崩塌遺跡

圖7 采礦遺跡

3 地質(zhì)公園的地學(xué)意義

3.1 巖石學(xué)及火山地質(zhì)學(xué)意義

區(qū)內(nèi)以華山主峰為主體的地貌是中生代燕山期巖漿侵入的典型山岳地貌，是由近1億年前發(fā)生的3次大規(guī)模的巖漿侵入形成的以濟(jì)南地區(qū)命名的濟(jì)南雜巖體的主體。巖體由石英正長(zhǎng)巖與斑狀閃長(zhǎng)巖、輝石閃長(zhǎng)巖等組成，其物質(zhì)組成、構(gòu)造特點(diǎn)及侵入接觸關(guān)系是研究該時(shí)期地質(zhì)作用的典型代表，對(duì)于研究中國(guó)東部中生代以來(lái)的地殼運(yùn)行、巖漿活動(dòng)具有極其重要的意義[15]。

3.2 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)意義

華山省級(jí)地質(zhì)公園所在的濟(jì)南地區(qū)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化發(fā)展史，不同地質(zhì)時(shí)期的綜合地質(zhì)事件表明本區(qū)具有沉積不連續(xù)性、巖漿演化階段性、構(gòu)造發(fā)展繼承性等特征。

地層剖面是追溯地質(zhì)歷史具有重大科學(xué)研究?jī)r(jià)值的構(gòu)造形跡。通過(guò)區(qū)內(nèi)地層剖面的研究，可以闡明巖漿巖的發(fā)生和發(fā)展，進(jìn)而指明區(qū)內(nèi)地殼運(yùn)動(dòng)的演化歷史及規(guī)律，指導(dǎo)實(shí)踐，解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等有關(guān)方面的問(wèn)題，從而達(dá)到為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的目的。而地質(zhì)構(gòu)造形跡記錄了區(qū)域地殼活動(dòng)的形跡，通過(guò)它可以反推地殼活動(dòng)的強(qiáng)烈程度和地殼應(yīng)力釋放方向和大小，是研究區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的一個(gè)有力證據(jù)，為了解當(dāng)?shù)氐貧せ顒?dòng)提供了基礎(chǔ)，同時(shí)也是地質(zhì)教學(xué)的一個(gè)理想場(chǎng)所。

3.3 地貌學(xué)意義

華山省級(jí)地質(zhì)公園地處黃河沖洪積平原，地面標(biāo)高一般介于+22m～+26m，華山主峰197m，平地拔起，直入云霄，被元代大畫(huà)家趙孟頫稱頌為“齊之山川，獨(dú)華不注最知名”，并繪有《鵲華秋色圖》流傳至今[16]。華山山體形成于164～276Ma，由于原巖的形態(tài)和成巖后上億年的地殼變動(dòng)、構(gòu)造切割及風(fēng)化剝蝕和雕琢而形成了現(xiàn)今獨(dú)特的“石蛋型”[17]巖漿巖地貌，經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)地貌演變過(guò)程后，形成了華山獨(dú)有的奇石景觀，同時(shí)也締造了其以“絕”、“獨(dú)”、“最”著稱的地貌景觀。華山獨(dú)特地貌景觀的形成集構(gòu)造地貌、動(dòng)力地貌、氣候地貌于一體，對(duì)于地貌學(xué)的研究具有重要意義。

3.4 采礦學(xué)意義

園區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源主要為巖漿巖，是上等建筑石材。區(qū)內(nèi)的采礦始于20世紀(jì)60—70年代，直到20世紀(jì)90年代底停止開(kāi)采。在歷史各時(shí)期采礦過(guò)程中，采用不同的采礦方法，現(xiàn)場(chǎng)遺留了大量的采礦遺跡，通過(guò)這些遺跡的發(fā)掘、整理，可以對(duì)比不同時(shí)期采礦技術(shù)及采礦業(yè)發(fā)展程度，更增添了華山省級(jí)地質(zhì)公園的科技旅游內(nèi)涵和無(wú)與倫比的獨(dú)特景觀。

4 結(jié)語(yǔ)

華山省級(jí)地質(zhì)公園內(nèi)地質(zhì)遺跡種類較多、分布較廣，地質(zhì)遺跡資源是寶貴的自然遺產(chǎn)，眾多且具有較高的科研、科普價(jià)值，尤其是區(qū)內(nèi)巖漿巖侵入剖面、構(gòu)造形跡對(duì)于研究中國(guó)東部的中生代以來(lái)的地殼運(yùn)行、巖漿活動(dòng)具有極其重要的意義。