濟(jì)南千佛山地區(qū)主要地質(zhì)遺跡資源及評價(jià)

杜圣賢,劉鳳臣,劉書才,楊波，張寶迎,焦玉忠,張宗勝，趙輝,陳軍

(1.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013;2.濟(jì)南市城市園林綠化局，山東 濟(jì)南 250099；3.濟(jì)南市林場(濟(jì)南市近郊風(fēng)景區(qū)管理處)，山東 濟(jì)南 250014；4.千佛山風(fēng)景名勝區(qū)管理處，山東 濟(jì)南 250014；5.濟(jì)南市國土資源局，山東 濟(jì)南 250099)

山東濟(jì)南千佛山地區(qū)山清水秀，風(fēng)景旖旎，區(qū)內(nèi)早古生代地層發(fā)育，地質(zhì)遺跡資源豐富，具有較大的地質(zhì)旅游資源潛力，為了大力發(fā)展?jié)锨Х鹕降貐^(qū)的旅游事業(yè)，充分發(fā)掘該地區(qū)地質(zhì)旅游資源的潛力，同時(shí)向游者普及地學(xué)知識、提高對大自然和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識，需要對區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡資源進(jìn)行分類和介紹，并根據(jù)地質(zhì)遺跡資源的價(jià)值進(jìn)行評價(jià)。

1 自然地理背景

濟(jì)南地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶，地勢南高北低。地形可分為三帶：北部臨黃河平原帶，中部山前平原帶，南部丘陵山區(qū)帶。山地丘陵約3000km2，平原約5000km2。最高海拔1108.4m，最低海拔5m，南北高差1100多米。濟(jì)南轄區(qū)內(nèi)地貌可分為侵蝕低山、剝蝕丘陵、沖洪積平原3個區(qū)。

濟(jì)南市位于山東省中部，是山東省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心，也是重要的交通樞紐，與德州、濱州、淄博、萊蕪、泰安、聊城等城市相臨。

千佛山位于濟(jì)南市的東南部，北臨黃河，南依泰山，外圍保護(hù)地帶北至經(jīng)十路、東至二環(huán)東路、南至二環(huán)南路、西至舜耕路，面積為9.98km2。

2 地質(zhì)遺跡資源

該地區(qū)地質(zhì)遺跡資源豐富，概括起來可分為地層剖面、沉積構(gòu)造、地貌景觀、水體景觀類四大類。

2.1 地層剖面

該地區(qū)內(nèi)地層主要為寒武—奧陶紀(jì)九龍群和馬家溝群，巖性為一套海相碳酸鹽巖沉積建造，該套地層整體呈NWW向或者NEE向展布，與下伏新太古代基底花崗巖為角度不整合接觸，被上覆的石炭—二疊紀(jì)地層所覆蓋或者被第四系覆蓋，巖石中含豐富的三葉蟲、頭足類及牙形石化石。其中牙形石發(fā)育在寒武紀(jì)中期至奧陶紀(jì)，是劃分寒武系與奧陶系界線的重要依據(jù)。

2.1.1 九龍群

九龍群是跨系的巖石地層單位，屬寒武系第三統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)。九龍群主要由碳酸鹽巖組成，與上覆馬家溝群平行不整合接觸(懷遠(yuǎn)間斷)，與下伏長清群整合接觸。依據(jù)其巖石組合特征自下而上可分為張夏組、崮山組、炒米店組及三山子組[1]。

(1)張夏組：張夏組主要巖性為厚層鮞?；?guī)r、疊層石藻礁灰?guī)r、藻凝塊灰?guī)r及薄層灰?guī)r等。其與上覆崮山組整合接觸，與下伏饅頭組亦為整合接觸。依據(jù)巖石組合特征，將張夏組至上而下劃分為下灰?guī)r段及上灰?guī)r段2個巖性段，下灰?guī)r段以鮞?；?guī)r發(fā)育為特征，上灰?guī)r段以藻灰?guī)r、藻礁灰?guī)r發(fā)育為特征。

(2)崮山組：崮山組主要巖性以黃綠色頁巖、灰色薄層疙瘩狀—鏈條狀灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r為主夾灰色薄板狀灰?guī)r、鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r。其與上覆炒米店組為整合接觸，與下伏張夏組亦為整合接觸。

(3)炒米店組：該組巖性為灰色薄層泥質(zhì)條帶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、云斑灰?guī)r及中厚層竹葉狀灰?guī)r(風(fēng)暴巖)夾鮞狀灰?guī)r、厚層藻凝塊灰?guī)r，局部發(fā)育柱狀疊層石。在該地區(qū)內(nèi)與上覆三山子組為整合接觸。該組具有穿時(shí)性。近年來，劉書才等在長清區(qū)張夏—崮山地區(qū)、青州市堯王山地區(qū)和萊蕪黃羊山地區(qū)，根據(jù)牙形石“Cordyloduslindstromi”，準(zhǔn)確確定的寒武系—奧陶系界線均位于炒米店組內(nèi)部，分別距炒米店組頂9.05m,58.10m和4.00m[2]。

(4)三山子組：該組巖性為中厚層微晶白云巖及含燧石條帶、燧石結(jié)核白云巖，依據(jù)巖性組合特征，劃分為a段、b段及c段。其上因“懷遠(yuǎn)間斷”與馬家溝群東黃山組平行不整合接觸；下與炒米店組呈整合接觸。

2.1.2 馬家溝群

馬家溝群指華北地層區(qū)懷遠(yuǎn)間斷之上、石炭系之下，以灰?guī)r夾白云巖并富含頭足類化石為主要特征的巖石地層單位。與下伏三山子組和上覆本溪組均呈平行不整合接觸，屬奧陶系。該群1961年由北京地質(zhì)學(xué)院建立，1993年據(jù)山東省地質(zhì)礦產(chǎn)局地層清理領(lǐng)導(dǎo)小組意見，降格為組；近年來，《山東省區(qū)域地質(zhì)志》及《山東省地層侵入巖構(gòu)造單元劃分方案》重新建立為群，該文采用后者劃分方案。

馬家溝群巖性以白云巖與灰?guī)r相間為特征，主要巖性為灰—深灰色厚層微晶灰?guī)r、灰色厚層云斑微晶灰?guī)r、灰色中厚層泥晶灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r，灰—深灰色厚層泥—細(xì)晶灰?guī)r、黃灰色薄—中厚層微晶白云巖、角礫狀白云巖、泥晶白云巖等，發(fā)育鳥眼構(gòu)造、泥裂構(gòu)造、石鹽和硬石膏假晶等沉積構(gòu)造；依據(jù)巖性組合特征劃分為東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組和八陡組6個組級單位，其中該地區(qū)分布東黃山組和北庵莊組。

(1)東黃山組：該組巖性為泥晶微晶白云巖、土黃色角礫狀泥質(zhì)白云巖為主，底部見復(fù)成分礫巖。其底與三山子組呈平行不整合接觸；頂與北庵莊組呈整合接觸。

(2)北庵莊組：該組巖性為灰色厚層微晶灰?guī)r、厚層含云斑白云質(zhì)灰?guī)r、中厚層微晶白云巖，上部層位夾少量的生物碎屑灰?guī)r。其底與東黃山組為整合接觸，頂與土峪組亦為整合接觸。

2.2 沉積構(gòu)造

濟(jì)南千佛山地區(qū)沉積構(gòu)造現(xiàn)象十分發(fā)育，主要有以下幾種：

2.2.1 縫合線構(gòu)造

縫合線構(gòu)造最常見于碳酸鹽巖中，但也出現(xiàn)在石英砂巖、硅質(zhì)巖及蒸發(fā)巖中[3]。千佛山地區(qū)該縫合線構(gòu)造現(xiàn)象多見于九龍群炒米店組鮞粒灰?guī)r中。根據(jù)野外觀察，在同一垂直層面的切面中可以見到多條縫合線，形態(tài)不一，縫合線起伏幅度大小不一，有的縫合線呈微鋸齒狀，起伏較小，最小者約1mm左右。有的縫合線則成“箱狀”裂縫，起伏較大，約1～5cm，頗似頭蓋骨接縫。從整體看，縫合線與層面的關(guān)系多以平行為主，少見相交及網(wǎng)狀等(圖1-A)。

2.2.2 硅質(zhì)結(jié)核、硅質(zhì)條帶

該地區(qū)硅質(zhì)結(jié)核、硅質(zhì)條帶最常見于九龍群三山子組白云巖中。千佛山地區(qū)三山子組內(nèi)部硅質(zhì)結(jié)核及條帶非常發(fā)育。硅質(zhì)結(jié)核大小不一，從1～8cm大小不等，形狀多呈橢球體、不規(guī)則的團(tuán)塊狀或壓扁狀態(tài)夾于巖層中。硅質(zhì)條帶沿順層方向延伸，以層狀夾于白云巖中，連續(xù)性較好，最長可延伸幾米，厚度多在5cm左右(圖1-B，C)。

2.2.3 水平層理

水平層理發(fā)育較廣泛，在整個千佛山地區(qū)露頭中都可見，尤其以微晶灰?guī)r、微晶白云巖中最為發(fā)育。反映了該套地層沉積時(shí)水動力條件不強(qiáng)，沉積環(huán)境較為安靜(圖1-D)。

2.2.4 交錯層理

交錯層理是野外最為常見的一種層理類型。由于紋層與層系界面的斜交關(guān)系，所以又稱為斜層理。根據(jù)層系界面之間的形態(tài)不同，通常分為：板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理等(圖1-E)。該地區(qū)交錯層理主要分布在長清群饅頭組洪河砂巖段內(nèi)部。

2.2.5 韻律層理

該沉積構(gòu)造現(xiàn)象見于千佛山地區(qū)炒米店組地層中，為一套泥質(zhì)條帶灰?guī)r?；尹S色的泥質(zhì)條帶與灰白色灰?guī)r呈平行狀互層重復(fù)出現(xiàn)，而且泥質(zhì)條帶與灰?guī)r厚度相當(dāng)，可能為季節(jié)性氣候變化形成深淺色層互層(圖1-F)。

2.2.6 重荷模構(gòu)造

重荷模構(gòu)造又稱為負(fù)荷構(gòu)造。該沉積構(gòu)造現(xiàn)象見于九龍群炒米店組。下伏巖性為泥質(zhì)礫屑灰?guī)r，被上覆的生物碎屑灰?guī)r所覆蓋。下伏泥質(zhì)礫屑灰?guī)r承受上覆生物碎屑灰?guī)r的負(fù)荷壓力，使巖性較粗的生物碎屑灰?guī)r陷入到被覆蓋的泥質(zhì)灰?guī)r中，在生物碎屑灰?guī)r的底面上形成了多個丘狀或瘤狀突起，同時(shí)泥質(zhì)灰?guī)r拱到上覆巖層中(圖2-A)。

2.2.7 生物遺跡構(gòu)造

在千佛山地區(qū)北庵莊組露頭，可見大量的生物遺跡構(gòu)造。生物遺跡構(gòu)造也是古生物化石的一種，即生物遺跡化石，這種化石不是生物死后保留的遺體，而是生物活動保留在巖層表面的痕跡。常見的生物遺跡化石主要有居住跡、爬行跡、覓食跡、逃逸跡和耕作跡等(圖2-B)。

2.2.8 X共軛節(jié)理

該地區(qū)節(jié)理、裂隙主要分布在區(qū)內(nèi)濟(jì)南中生代巖體內(nèi)部，為“X”形共軛節(jié)理，走向分別為20°～40°及270°～290°，傾角大都在70°～90°之間，節(jié)理面平直延伸，節(jié)理間距一般在0.5～1m之間，將區(qū)內(nèi)巖體切割成大小不等的巖塊。主節(jié)理邊部發(fā)育有次級小節(jié)理。節(jié)理在區(qū)內(nèi)疏密不均，平直的較多，彎曲的較少。其發(fā)育程度和構(gòu)造形跡的保存完好程度十分少見(圖2-C)。

2.2.9 不整合面

該區(qū)內(nèi)主要存在一個不整合界面，即寒武系芙蓉統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)三山子組與中奧陶統(tǒng)東黃山組之間的平行不整合界面，由懷遠(yuǎn)運(yùn)動引起，即懷遠(yuǎn)運(yùn)動沉積間斷面。在馬家溝群底部，發(fā)育穩(wěn)定的底礫巖。界面下、上地層呈平行不整合接觸，反映懷遠(yuǎn)運(yùn)動期間，地殼以總體抬升為主(圖2-D)。

圖1 千佛山地區(qū)沉積構(gòu)造

圖2 千佛山地區(qū)沉積構(gòu)造

2.3 地貌景觀

該地區(qū)出露大量的寒武—奧陶紀(jì)石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。經(jīng)過多年風(fēng)化、侵蝕，形成溶洞、溶溝、溶槽等具有北方典型性、代表性的獨(dú)特喀斯特地貌景觀。

2.3.1 喀斯特山體

區(qū)內(nèi)的石灰?guī)r山地盡管不具有南方峰林、峰叢的那種典型形態(tài)，但受所在地區(qū)構(gòu)造抬升、侵蝕切割、以及山體巖層構(gòu)成等因素影響，往往顯現(xiàn)出構(gòu)造地貌的明顯特征，主要表現(xiàn)為長垣狀山體、“崮”、灰?guī)r殘丘等(圖3)。

圖3 喀斯特山體

在局部侵蝕強(qiáng)烈處，山頂?shù)臍埛暹€可呈現(xiàn)堡狀、屏狀、單柱或多柱峰等形態(tài)。此種山形與太行山中南部的“嶂石巖”地貌相近，但其巖層構(gòu)成和形態(tài)表現(xiàn)與典型嶂石巖地貌相比簡單些。山體中、下部緩坡多由下寒武統(tǒng)的頁巖、砂頁巖及薄層灰?guī)r構(gòu)成；上部陡崖則是質(zhì)純層厚的堅(jiān)硬石灰?guī)r構(gòu)成。此種地貌的美學(xué)特色主要體現(xiàn)在山勢的雄偉，山頂長垣的挺拔險(xiǎn)峻。作為一種中尺度地貌形態(tài)，此類山體常構(gòu)成景區(qū)的格架，展現(xiàn)出一種具有強(qiáng)烈視覺沖擊的宏觀、遠(yuǎn)觀的景觀效果。

2.3.2 喀斯特谷地

區(qū)內(nèi)喀斯特谷地主要指山谷，是山地河流、溝谷系統(tǒng)的最上部或末端。處在侵蝕切割強(qiáng)烈的低山區(qū)中部的谷地多呈峽谷或嶂谷形態(tài)，地處山地邊緣的山谷則寬淺許多。千佛山風(fēng)景區(qū)內(nèi)望佛亭東側(cè)是一條長約幾百米的深切谷地，兩側(cè)為數(shù)十米高的峭壁懸崖，山峰則由寒武紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成，崢嶸奇峭，由山腰處的游覽路沿山谷上行可至山頂，谷中雙峰對峙、巨石林立，仰觀藍(lán)天猶如“一線“，刻石“一線天”點(diǎn)出景名(圖4-A)。類似的喀斯特山谷各地還有許多，如菠蘿峪等。

2.3.3 溶洞

溶洞(群)是在一定的地層、構(gòu)造和水文地質(zhì)條件下，物理化學(xué)綜合作用的產(chǎn)物(圖4-B、C)。區(qū)內(nèi)寒武—奧陶紀(jì)石灰?guī)r地層發(fā)育，具有形成喀斯特洞(群)的有利條件。區(qū)內(nèi)溶洞以水平狀洞穴占優(yōu)勢，垂向洞穴為數(shù)較少，洞體延伸以單通道為主；洞內(nèi)溶蝕現(xiàn)象發(fā)育，發(fā)育有形狀各異的巖溶地貌景觀，如溶錐、溶槽、溶珊瑚、石鐘乳、石筍、石花、石柱、石幔、石瀑等琳瑯滿目，洞中的石鐘乳等次生化學(xué)沉積物形成于距今約20萬～30萬年之間，洞內(nèi)局部巖層也發(fā)現(xiàn)有“泥裂”巖層面構(gòu)造。

圖4 一線天、溶洞

2.4 水體景觀

該區(qū)內(nèi)水體景觀主要為泉水景觀。其中比較著名的如甘露泉(圖5-A)、趵突泉(圖5-B)等。

濟(jì)南千佛山風(fēng)景區(qū)地處濟(jì)南單斜構(gòu)造的北部，大氣降水滲漏地下巖層順傾斜方向北流，至城區(qū)遇侵入巖體阻擋，并受千佛山斷裂、文化橋斷裂的影響，承壓水出露地表，形成濟(jì)南四大泉群[4]；千佛山斷裂在風(fēng)景區(qū)內(nèi)有地表出露，景區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造和較高的綠化覆蓋率，使之成為濟(jì)南城市泉群水源的重要補(bǔ)給區(qū)和生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)。

圖5 泉水景觀

3 地質(zhì)遺跡資源評價(jià)

3.1 地質(zhì)遺跡典型完整，具有重要的科研價(jià)值

濟(jì)南千佛山地區(qū)內(nèi)剖面地層連續(xù)、露頭好，地層單位間接觸關(guān)系清楚，巖石類型、層面及層理結(jié)構(gòu)等地質(zhì)現(xiàn)象豐富，三葉蟲、牙形石等生物化石豐富、保存完好、研究歷史悠久，具有較強(qiáng)的代表性，是生物地層、年代地層、層序地層、沉積環(huán)境演化等觀察研究的理想地區(qū)。

喀斯特地質(zhì)遺跡，是典型的北方半干旱喀斯特類型[5]，對于研究地層、斷裂構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動及地下水動態(tài)，預(yù)防與溶洞相關(guān)的地面塌陷和山體崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，都有較重要的科研價(jià)值。

3.2 地質(zhì)遺跡具有重要的科普意義

區(qū)內(nèi)的地質(zhì)遺跡類型數(shù)量大、類型多，且完整、典型，內(nèi)涵豐富，是十分珍貴的自然遺產(chǎn)，具有較重要的科普價(jià)值。游客在有限的空間內(nèi)，便可獲取地貌學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地層學(xué)、巖石學(xué)、構(gòu)造學(xué)等地學(xué)知識，是地學(xué)科普的良好場所。

3.3 地質(zhì)遺跡具有較高的美學(xué)價(jià)值和開發(fā)價(jià)值

區(qū)內(nèi)地質(zhì)遺跡類型多樣，保存完好，數(shù)量多，等級高，密度大，原始、神秘，組合較好，各種地質(zhì)現(xiàn)象類型多樣、鮮明生動，與地貌景觀和水體景觀有機(jī)融合，具有較高的美學(xué)價(jià)值和開發(fā)價(jià)值。

喀斯特地質(zhì)遺跡，是典型的北方半干旱喀斯特類型，其典型性、稀有性、自然性、系統(tǒng)性和完整性、優(yōu)美性等特征突出，具有較高的美學(xué)觀賞價(jià)值，應(yīng)在保護(hù)地質(zhì)遺跡資源的前提下，進(jìn)一步合理規(guī)劃，正確開發(fā)，才能使其自身蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益真正發(fā)揮出來。

4 結(jié)語

濟(jì)南千佛山地區(qū)擁有大量的地質(zhì)遺跡資源，具有重要的地學(xué)價(jià)值和旅游價(jià)值，但地學(xué)資源開發(fā)尚欠到位，地學(xué)資源的優(yōu)勢沒有完全發(fā)揮，應(yīng)充分發(fā)揮該區(qū)地質(zhì)資源優(yōu)勢，從而帶動地區(qū)的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。同時(shí)讓游者在游玩中學(xué)到知識、認(rèn)識地球、認(rèn)識大自然，最終實(shí)現(xiàn)保護(hù)地球、保護(hù)生態(tài)、保護(hù)大自然。

致謝：該文得到了山東省地調(diào)院侯建華高級工程師的野外工作指導(dǎo)，并對文稿提出了寶貴的修改意見，在此表示致謝！

參考文獻(xiàn)：

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