黃偉榮
(山東省物化探勘查院,山東濟南250013)
山東平邑曾子山地質公園位于曾子山風景區(qū)內的西部,這里人文薈萃,風景優(yōu)美,有著豐富的旅游地質資源和人文旅游資源,是著名的旅游勝地。自南向北依次是牛鼻山、大蒼山、曾子山、富貴頂、透明崮、印荷山等諸峰,素有“魯南奇葩”之稱。山東平邑曾子山地質公園內分布著類型齊全、珍奇秀麗的地質地貌景觀和地質遺跡,主要太古代嶧山巖套與寒武紀朱砂洞組不整合地質剖面,朱砂洞組灰?guī)r崮形地貌及灰?guī)r中縫合線構造地質遺跡為主要特色。地質遺跡是指在地球演化的漫長地質歷史時期由于各種內外動力的地質作用,形成發(fā)展并遺留下來的不可再生的地質自然遺產,追索地球演化歷史進程和方向的主要內容(趙遜等,2009;趙汀等,2009)。從地質遺跡景觀角度分析研究曾子山地貌自然景觀特征,對建立主題鮮明的崮形地貌地質公園、地質遺跡及人文景觀得到有效保護與利用具有重要意義。本文從地質背景、地質遺跡景觀類型、典型地質景觀、地質演化發(fā)展過程等角度分析地質遺跡景觀對地質公園建設影響。
曾子山地質公園屬華北板塊(Ⅰ級)、魯西隆起(Ⅱ級)、魯中隆起區(qū)(Ⅲ級)、尼山斷?。á艏墸?、尼山凸起(Ⅴ級)。區(qū)域性斷裂不發(fā)育,發(fā)育近南北向節(jié)理、裂隙和小型斷裂,對本區(qū)地質地貌的形成發(fā)展有著重要影響。曾子山地區(qū)經歷了漫長的地質演化發(fā)展史,區(qū)內出露巖漿巖主要形成于新太古代地質時期,沉積巖主要形成于古生代早期。不同地質時期的綜合地質事件表明本區(qū)具有沉積不連續(xù)、巖漿演化階段性、構造發(fā)展繼承性等特征。
曾子山頂部出露寒武紀長清群朱砂洞組,底部巖性為土黃色夾微紅色白云質灰?guī)r,上部為含黑色燧石結核或含燧石條帶灰?guī)r,厚度約70m。朱砂洞組主要巖性為灰色含燧石結核藻紋層灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、云斑灰?guī)r、藻凝塊灰?guī)r、泥質條帶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、灰黃色含燧石結核白云巖、泥質白云巖、綠灰黃色紋層狀泥云巖、紫紅色泥云巖等不等厚互層,中部夾灰紫色粉砂質頁巖、粉砂巖。地層厚度97~205m。
區(qū)內巖漿巖主要發(fā)育新太古代晚期嶧山超單元寧子洞單元片麻狀斑狀花崗閃長巖,鉀長石斑晶呈定向排列,巖體中含有黑云變粒巖殘留體和石英閃長巖包體。主要出露于泗水縣泗張鎮(zhèn)—平邑縣白彥鎮(zhèn)一線及嶧山巖帶,呈北西向帶狀,出露總面積約443.2km2。巖體與馬家河花崗閃長巖為漸變過渡關系,屬涌動型接觸。巖體內含有百草房變角閃輝長巖、西北哨角閃石英閃長巖及王家溝黑云石英閃長巖等包體,被紅門巖套及傲徠山巖套巖體侵入。
曾子山地質公園在漫長的地質演化過程中,形成了豐富的地質遺跡。關于地質遺跡的分類國內外有多種觀點和分類方案。美國地質調查局把地質遺跡劃分為15類,強調各類地質現象的典型性和其發(fā)現研究歷史(趙汀和趙遜,2009)。英國把區(qū)域性的重要地質地貌景點劃分為14種類型(王鑫,1994),國際地科聯(lián)地質遺產工作組依據景點類型劃分13大類若干小類(陳安澤,2016)。
根據國土資源部關于發(fā)布《國家地質公園規(guī)劃編制技術要求》的通知(國土資發(fā)〔2010〕89 號)的技術要求,曾子山地質公園涵蓋4個大類、6個類、6個小類,地質遺跡具體見表1。
表1 地質遺跡特征及類型一覽表
曾子山地質公園地質遺跡豐富,是以原始的地質遺跡景觀為基本資源,涵蓋地質(體、層)剖面、地質構造、地貌景觀、環(huán)境地質遺跡景觀四大類遺跡的綜合型小型地質公園。典型特征如下所述。
曾子山崮體主要由寒武紀朱砂洞組厚層灰?guī)r組成,由南及北形成數個山峰,即曾子山、棺材山、孝子山、富貴頂、逶明崮、印盒山,這些山峰峭壁懸崖,如刀削成,或高或底,或方或圓,似人像物,形象逼真,惟妙惟肖,頗有“桂林山水”之韻美,被譽為中國北方最大的“盆景”。
該區(qū)在寒武紀—奧陶紀形成了巨厚的沉積蓋層,由于受印支、燕山運動的影響,形成郯城廬江左行走滑斷層,魯西地區(qū)形成一系列近EW向的隆起和凹陷,魯西地塊發(fā)生NW向張裂作用,形成一系列NNE向斷裂構造。新生代由于受喜馬拉雅運動的影響,地殼活動加強,該區(qū)沉積的碳酸鹽巖地層逐漸被抬升遭受風化剝蝕,僅保存寒武紀底部的朱砂洞組厚層灰?guī)r。在之后的漫長地質歷史演化過程中,經過漫長的浸蝕、溶蝕、重力崩塌和風化等多重地質作用,巖石分裂,上部灰?guī)r的臨空面逐漸擴大,形成桌狀山或方山等岱崮地貌,見圖1。
灰?guī)r中的鈣被水溶解帶走,石灰?guī)r地表就會形成溶溝、溶槽,地下就會形成空洞,曾子山發(fā)育多處溶洞,如象鼻山、透明洞(見圖2)即是其中的代表。
圖1 典型岱崮地貌
圖2 典型巖溶地貌
曾子山典型地質剖面1:新太古代晚期嶧山超巖套片麻狀斑狀花崗閃長巖與寒武紀朱砂洞組厚層灰?guī)r不整合接觸面。新太古代晚期嶧山超單元寧子洞單元片麻狀斑狀花崗閃長巖,形成年齡25億年;接觸面以上為寒武紀朱砂洞微紅色白云質灰?guī)r,形成年齡5.2 億年。二者呈不整合接觸。接觸面附近新太古代晚期嶧山巖套風化殼上部有厚約30cm 花崗閃長巖風化剝蝕沉積物。圖3為曾子山典型地質剖面:灰?guī)r中縫合線構造。
山東平邑曾子山地質公園內分布著類型齊全、珍奇秀麗的地質地貌景觀和地質遺跡,它們記載了數億年的地殼演化歷史。不僅對研究地球發(fā)展歷史和生物演化具有極高的科學研究價值,也具有地學科普、地學教學、自然生態(tài)、潛力巨大的旅游資源等。
圖3 地層剖面上的縫合線構造
岱崮地貌是發(fā)育于巖層平緩,質地堅硬,古生代寒武紀灰?guī)r為主要成景地層,經受了強烈的地殼切割和抬升運動區(qū),地殼切割和抬升運動,經過浸蝕、溶蝕、重力崩塌和風化等多種動力作用,形成了現在外表呈圓形狀、山頂平展、周圍峭壁如削、峭壁以下陡坡逐漸由陡到緩的崮,多呈駝、帽、桌和雞冠等形態(tài)。
岱崮地貌是我國北方的一種特殊的造型地貌類型,以其典型性、類型的多樣性、規(guī)模的集群性、分布的集中性而特色鮮明,作為中國的第五大造型地貌類型具有重要的科學價值。一是具有獨特的旅游地貌學研究價值,特別是巖石地貌學研究價值;二是地質學、地層學的研究價值;三是古地理環(huán)境和生態(tài)學的研究價值;四是紅色旅游與鄉(xiāng)村文化的研究價值。
曾子山最具特色的地層沉積構造是灰?guī)r中的縫合線,像地震波或心電圖的曲線,是由壓溶作用形成的鋸齒狀裂縫構造,這些凹下或凸起的大小不等的縫合柱組成的縫合線構造的大小差別較大,大者凹凸幅度可達幾厘米,是我國北方地區(qū)沉積巖中最為典型的沉積構造,反映了5.2億年前后地層沉積時的震蕩環(huán)境。
曾子山地質公園地質地貌景觀的形成過程經歷了巖漿作用、沉積作用及各種內外營力的相互作用。
大約在(26~25)億年前地殼處東西向張拉環(huán)境下,魯西地區(qū)幔源超鐵鎂質—鐵鎂質巖漿侵入,在泰山—蒙山西南側,大量地幔巖漿分異作用并有地殼巖漿加入,形成嶧山巖套片麻狀斑狀花崗閃長巖,花崗巖體形成以后,經歷多次構造運動,節(jié)理裂隙發(fā)育,球狀風化作用明顯,形成了今天的花崗巖地貌。
崮形地貌的形成過程與該區(qū)沉積的地層巖性、構造運動、風化剝蝕作用密切相關。該區(qū)在寒武紀—奧陶紀形成了巨厚的沉積蓋層,由于受印支、燕山運動的影響,形成郯城廬江左行走滑斷層,魯西地區(qū)形成一系列近EW 向的隆起和凹陷,魯西地塊發(fā)生NW 向張裂作用,形成一系列NNE向斷裂構造。新生代由于受喜馬拉雅運動的影響,地殼活動加強,該區(qū)沉積的碳酸鹽巖地層逐漸被抬升遭受風化剝蝕,僅保存寒武紀底部的朱砂洞組厚層灰?guī)r。在之后的漫長地質歷史演化過程中,經過漫長的浸蝕、溶蝕、重力崩塌和風化等多重地質作用,巖石分裂,上部灰?guī)r的臨空面逐漸擴大,形成桌狀山或方山等岱崮地貌。
古生代,地殼以水平擠壓機制下差異性升降運動為主,沉積作用主要為海相碳酸鹽巖沉積,之后,受懷遠運動影響抬升為陸,使巖石斷面出露地表,形成界線清晰的沉積巖地質剖面。
底部花崗閃長質沉積物表明在25 億年~5.2 億年在此期間為河湖相沉積;底部土灰白色白云質灰?guī)r表明海相沉積過程中尚有雜質混入其中;灰?guī)r中構造線層位表明該沉積時期地層沉積時的震蕩環(huán)境;含黑色燧石結核或含燧石結核條帶反映了該海相沉積過程中海水里硅質豐富滲透而出。
大約在(26~25)億年前地殼處東西向張拉環(huán)境下,魯西地區(qū)幔源超鐵鎂質—鐵鎂質巖漿侵入,在泰山—蒙山西南側,大量地幔巖漿分異作用并有地殼巖漿加入,形成嶧山巖套片麻狀斑狀花崗閃長巖。剖面中有黑云變粒巖殘留體表明有早期地殼物質重熔形成巖漿;剖面中有石英閃長巖包體,說明地幔巖漿結晶分異形成過程存在巖漿混合作用。
中元古代,牛嵐單元輝綠巖脈的定位,標志著華北廣大區(qū)域克拉通化、路塊進入穩(wěn)定發(fā)展階段,新元古代,本區(qū)處于隆起狀態(tài),遭受剝蝕,缺失土門群地層沉積,導致5.2億年前后形成的古生代寒武紀沉積地層以不整合接觸關系直接上覆于25億年前巖漿侵入形成的新太古代晚期花崗閃長巖之上。
崩塌(崩落、垮塌或塌方)是指較陡斜坡上的巖土體在重力作用下突然脫離母體崩落、滾動、堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象。新太古代嶧山巖套片麻狀花崗閃長巖在形成后,經歷多次構造運動,節(jié)理裂隙及其發(fā)育,球狀風化作用明顯,在地震或降雨的誘發(fā)下,易引起山石崩塌現象,形成崩塌地質災害。
多期次疊加的構造應力作用,使灰?guī)r形成了極其發(fā)育的節(jié)理裂隙,加劇了灰?guī)r的破裂,在之后的漫長地質歷史演化過程中,遭受長期的地表水的侵蝕、滲入溶蝕、酸雨、冰劈、河流切割、沖刷及風化剝蝕和重力崩塌等多重地質作用,巖石分裂。朱砂洞組灰?guī)r下伏的25億年前形成的嶧山巖套片麻狀斑狀花崗閃長巖長期遭受風化剝蝕,上部灰?guī)r的臨空面逐漸擴大,在重力作用下易導致墜落,或經過地殼運動及內外地質營力作用,加速了上部巖石的傾倒、墜落,形成山體崩塌。
曾子山地質公園是以原始的地質遺跡景觀為基本資源,具科學研究價值、科普教育價值和觀光旅游價值的綜合性地質公園,主要認識有:曾子山地質公園以新太古代嶧山巖套與朱砂洞組不整合接觸面、縫合線地質遺跡、崮形地貌主題特征鮮明的地質公園。地質公園內人文景觀豐富,為理想的儒教文化和山水旅游勝地。