羅山縣龜山巖組生態(tài)地質(zhì)特征研究

謝 翔，黃武彪，李 新，吳 豐，胡庚辛

（中國地質(zhì)調(diào)查局長沙自然資源綜合調(diào)查中心，湖南 長沙 410000）

1 前言

隨著時(shí)代進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們活動(dòng)規(guī)模的逐步拓寬影響著生態(tài)環(huán)境，所伴隨的生態(tài)系統(tǒng)失衡使得多種地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。生態(tài)地質(zhì)條件與人們的活動(dòng)密切相關(guān)，加強(qiáng)生態(tài)地質(zhì)的研究具有極大的現(xiàn)實(shí)意義［1］。

生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是為生態(tài)建設(shè)與保護(hù)服務(wù)的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查與研究工作，專門調(diào)查研究地質(zhì)環(huán)境與生物界生存、演化之間的相互影響，屬專題性環(huán)境地質(zhì)調(diào)查。其主要任務(wù)是根據(jù)生態(tài)建設(shè)與保護(hù)的需要，在一定的地區(qū)對(duì)地形地貌、巖石、成土母質(zhì)、土壤、植被、微生物等因素進(jìn)行調(diào)查，研究其對(duì)人類與動(dòng)物生存環(huán)境和植被生存環(huán)境的影響［2－3］。

本文以大別山區(qū)西段生態(tài)修復(fù)支撐項(xiàng)目野外調(diào)查為支撐，采用1∶2000生態(tài)地質(zhì)剖面調(diào)查和1∶50000生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查的方法手段，初步查明了龜山巖組內(nèi)的生態(tài)地質(zhì)特征，主要內(nèi)容為基巖、風(fēng)化殼、土壤、地形地貌、植被及受人類影響的獨(dú)立性及相互作用形成的生態(tài)特征及組內(nèi)所存在的生態(tài)地質(zhì)問題。通過調(diào)查查明羅山縣內(nèi)龜山巖組區(qū)域內(nèi)的生態(tài)地質(zhì)問題，并為解決該區(qū)域內(nèi)所存在的水土流失問題提供理論支撐。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

2.1 行政區(qū)劃、地理環(huán)境

羅山縣是河南省信陽市下轄縣，位于河南南部，大別山北麓，淮河南岸，總面積2 071 km2。地勢(shì)西南高、東北低，地形多樣，從南至北分別為山地、丘陵、壟崗和平原，土地構(gòu)成比例大致為五山一水四分田。氣候?yàn)閬啛釒蚺瘻貛н^渡區(qū)域，屬北亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤氣候，四季分明，雨量充沛。

2.2 區(qū)域地質(zhì)概況

羅山地區(qū)位于秦嶺—大別造山帶東段北側(cè)，橫跨桐柏－大別構(gòu)造帶、北淮陽構(gòu)造帶及華北板塊南緣。出露古元古代以來不同時(shí)期物質(zhì)，歷經(jīng)長期演化，地質(zhì)構(gòu)造極為復(fù)雜。根據(jù)已有資料，該區(qū)大致經(jīng)歷了古元古代基底形成、中元古代裂解、新元古代匯聚、早古生代末裂解、晚古生代匯聚和中新生代陸內(nèi)造山演化等階段。

2.2.1 地層

中元古界龜山巖組（Pt2g）：龜山巖組從涼亭至任樓呈北西南東向貫穿于整個(gè)羅山縣，北側(cè)與陳棚組呈角度不整合接觸、與張家大莊組呈斷層接觸，南側(cè)與南灣南組以韌性拆離斷層相分割，出露寬度約1.5～7 km，面積約96 km2。

龜山巖組主要為由不同時(shí)代構(gòu)造巖塊經(jīng)強(qiáng)烈變形形成，其巖性主要為長英質(zhì)巖石和角閃質(zhì)巖石組成。龜山巖組在羅山縣內(nèi)分布有三個(gè)巖段。龜山巖組一段主要以白云石英片巖為主，巖性組合為含榴白云石英片巖夾薄層狀石英巖、含榴二云石英片巖局部夾石墨白云片巖、斜長角閃巖；龜山巖組二段主要巖性為斜長閃片崖、石榴斜長角閃巖；龜山巖組三段主要巖性為斑點(diǎn)狀（含榴）二云石英片巖、含斑石榴黑云石英片巖。原巖以基性火山巖（侵入）巖為主夾少量正常沉積組合。

2.2.2 構(gòu)造

龜山巖組區(qū)域內(nèi)主要有兩大構(gòu)造：大任—周樓韌性拆離斷裂帶和五岳韌性剪切帶。

大任—周樓韌性拆離斷裂帶：西起曾店東北周樓向東經(jīng)田新灣至大任以東被竹桿河斷裂錯(cuò)切，羅山縣內(nèi)斷續(xù)延長10 km，走向北西－南東呈弧形彎轉(zhuǎn)，帶寬50～200 m。帶內(nèi)變形巖石主要為下盤龜山巖組含斑二云變粒巖、斜長角閃片巖、含斑二云石英片巖和上盤南灣巖組底部黑云變粒巖等，形成碎裂巖化黑云變粒巖、糜棱巖化含斑二云石英片巖、帶狀展布的長英質(zhì)糜棱巖。糜棱面理由帶狀石英、鱗片狀白云母和角閃石等礦物拉伸定向排列構(gòu)成，一般傾向南東，傾角中等，在面理上可見上述礦物構(gòu)成的拉伸線理向南東傾伏。糜棱巖帶發(fā)育在下盤龜山巖組一側(cè)，寬數(shù)十厘米至十余米，一條或數(shù)條并列斷續(xù)延伸10～30 m，主要成分有長英質(zhì)和角閃質(zhì)糜棱巖兩種。在上盤南灣巖組常發(fā)育較密集的劈理化帶、斜歪緊閉小型褶皺和剪切透鏡體，其運(yùn)動(dòng)方向參考鄰區(qū)該帶內(nèi)礦物拉伸線理南傾，小規(guī)模剪切褶皺樞紐與拉伸線理方向一致的特點(diǎn)，判斷由北向南拆離滑覆剪切，形成于龜山巖組由南向北大規(guī)模韌性推覆剪切運(yùn)動(dòng)之后。

五岳韌性剪切帶：位于羅山縣中東部徐樓一帶，在羅山縣內(nèi)長度約1.7 km，向西延伸經(jīng)五岳水庫至黑沖山，全長約2 km，近東西向延伸。本斷裂是南灣組與龜山巖組之間的一條離散型韌性剪切帶，帶內(nèi)發(fā)育的各種運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)志都表明上盤南灣組由北向南滑移。五岳韌性剪切帶中的糜棱面理是由石英、長石、云母、角閃石、綠簾石等礦物大致平行排列構(gòu)成。一般傾向170°～180°，傾角45°左右。在糜棱面理上可見到由綠簾石、白云母等礦物定向組成拉伸線理，線理傾伏向140°～150°，傾伏角20°～30°。五岳韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育寬約10～20 m的糜棱巖，真原巖主要是下盤龜山巖組中斜長角閃巖和部分上盤南灣組黑云斜長變粒巖，分別形成角閃質(zhì)糜棱巖類及長英糜棱巖類。

3 生態(tài)地質(zhì)特征及問題

3.1 生態(tài)地質(zhì)特征

龜山巖組地層主要巖性為斜長角閃片巖、白云石英片巖和二云石英片巖。通過野外路線和剖面的調(diào)查，現(xiàn)從風(fēng)化殼、成土母質(zhì)層、土壤層、植被覆蓋率等4個(gè)方面對(duì)該地層內(nèi)的生態(tài)地質(zhì)特征進(jìn)行描述。

風(fēng)化殼：通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，巖石整體的風(fēng)化程度為全風(fēng)化?中風(fēng)化，少部分為微風(fēng)化，風(fēng)化程度不一，風(fēng)化程度跨度大，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，破碎較嚴(yán)重。

成土母質(zhì)：厚度0～236 cm，平均約24 cm，整體較薄，少數(shù)地區(qū)因地形較平坦導(dǎo)致成土母質(zhì)層發(fā)育較厚，部分地區(qū)因風(fēng)化程度低及地形較陡導(dǎo)致成土母質(zhì)層不發(fā)育。成土母質(zhì)類型以殘坡積物為主，其次為殘積物和坡積物。成土母質(zhì)巖性以砂礫石土、砂質(zhì)壤土、粉質(zhì)壤土為主，其次為含礫壤土、砂土、壤土、黏土等，成土母質(zhì)中整體含有較多的因基巖風(fēng)化而形成的砂礫石。

土壤層（A＋E＋B層）：厚度0～124 cm，平均約13 cm，土壤層整體較薄，局部地區(qū)因地形較平坦導(dǎo)致土壤層發(fā)育較厚，部分地區(qū)因林改園等因素導(dǎo)致水土流失，致使土壤層不發(fā)育。龜山巖組區(qū)域內(nèi)發(fā)育完整的土壤層（A＋E＋B）較少，大部分地區(qū)以發(fā)育A層、A＋B層為主。土壤巖性主要以砂質(zhì)壤土、粉質(zhì)壤土為主，其次為壤土、含礫壤土、黏土等，土壤層發(fā)育的厚度及巖性與成土母質(zhì)的厚度及巖性呈正相關(guān)關(guān)系。

植被覆蓋率：從20%～80%均有分布，整體約60%。植被類型主要為落葉松、櫟樹、馬尾松、杉樹、板栗樹，其次為楊樹、構(gòu)樹、黃連木、山槐、山礬、牡荊等。植被以針葉林為主，耐寒、耐旱，與組內(nèi)土壤層薄、含水性差相關(guān)。

3.2 生態(tài)地質(zhì)問題

龜山巖組區(qū)域內(nèi)主要的生態(tài)地質(zhì)問題為林改茶園地，喬木林地更改為茶園，植被覆蓋率降低，土壤裸露地表，有機(jī)質(zhì)及土壤養(yǎng)分（有益元素）流失，土壤層變薄，并造成不同程度的水土流失（圖1）。林改茶園地一般分布于坡度較陡的山坡上，坡度一般為15°～50°不等，人為管理茶園較合理，植被覆蓋率約25%～40%，造成水土流失程度為中度（三級(jí)）?強(qiáng)烈（四級(jí)），人為管理不合理，土壤大面積裸露且經(jīng)人為翻種，有益元素流失，植被覆蓋率5%～25%，造成水土流失程度為強(qiáng)烈（五級(jí)）?劇烈（六級(jí)）。

圖1 茶園地因缺乏科學(xué)管護(hù)造成的面積水土流失

4 綜合分析

4.1 綜合分析

據(jù)調(diào)查，龜山巖組地層在羅山縣地區(qū)多為崗地、丘陵，海拔在200 m左右，坡度相對(duì)平緩，部分相對(duì)平緩區(qū)域已人為更改為梯田、旱地及水塘等。龜山巖組基巖風(fēng)化程度較強(qiáng)，多為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化程度，僅少量為微風(fēng)化。成土母質(zhì)因地形不同出露厚度不同，部分區(qū)域不發(fā)育，成土母質(zhì)類型分殘積物、殘坡積物。成土母質(zhì)發(fā)育情況受基巖風(fēng)化程度、地形、坡度等方面影響。土壤厚度在0～124 cm之間，厚度變化巨大，影響土壤層厚度主要為成土母質(zhì)厚度、坡度及地形地貌等影響。植被覆蓋率變化較大，在20%～80%之間，受人為影響較大。原生植被以落葉松、櫟樹、楊樹和草本植物為主，由于種植板栗樹、茶樹等，茶樹多處于幼苗狀態(tài)，植被覆蓋率降低。

基巖的巖性影響風(fēng)化殼，風(fēng)化殼風(fēng)化程度作用成土母質(zhì)，成土母質(zhì)又是土壤的前身，土壤是植物生活的基質(zhì)，植物又能鞏固土壤且提升土壤肥力，從而形成一定的動(dòng)態(tài)平衡。

龜山巖組巖、風(fēng)化殼、成土母質(zhì)、土壤、植被相互聯(lián)系、相互作用共同維持生態(tài)平衡。它們受多種因素影響，其中以人類影響較大。龜山巖組原生植被覆蓋率達(dá)60%以上，生態(tài)環(huán)境相對(duì)平衡；部分區(qū)域因人為發(fā)展經(jīng)濟(jì)，種植茶樹、板栗樹及修路等工程建設(shè)破壞原有的生態(tài)平衡，引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，形成一些生態(tài)問題。近些年，人類植樹造林，護(hù)林育樹，積極保護(hù)環(huán)境使得部分區(qū)域植被達(dá)到80%以上，使得生態(tài)進(jìn)一步優(yōu)化。

4.2 治理措施和建議

治理水土流失的方法主要有自然修復(fù)和人為恢復(fù)。對(duì)于水土流失不嚴(yán)重的區(qū)域，我們應(yīng)該充分依靠大自然的自我修復(fù)能力，以自然修復(fù)為主，輔佐以人為手段。

人為恢復(fù)主要有以下3種手段：

（1）生物措施：生物措施主要指種樹種草，這是治理水土流失的基本措施之一，但種樹種草要因地制宜，溝壑斜坡上適宜種護(hù)坡林，溝壑中則應(yīng)沿著侵蝕溝道植樹，有些地區(qū)還應(yīng)輔以工程措施。

（2）工程措施：興修水庫，修建水平梯田，打壩淤地等都是工程措施，在溝道里打壩淤地，攔蓄泥沙，不僅可以防止泥沙流入河中，還可以在淤地上種植莊稼，治沙效果顯著。

（3）以小流域?yàn)閱卧木C合治理：小流域指相當(dāng)于坳溝或河溝的溝道流域，以小流域?yàn)閱卧木C合治理過程中，應(yīng)注意貫徹生物措施與工程措施緊密結(jié)合的原則。

5 結(jié)語

本工作是在搜集已有資料的基礎(chǔ)上，以大別山區(qū)西段生態(tài)修復(fù)支撐項(xiàng)目為基礎(chǔ)，綜合分析野外調(diào)查數(shù)據(jù)，認(rèn)為羅山縣龜山巖組組內(nèi)主要生態(tài)地質(zhì)問題為水土流失，但水土流失范圍較小，強(qiáng)度較低，整體趨向于變好。對(duì)水土流失的成因進(jìn)行了分析，并提出了具體的建議和解決措施。