重庆綦江地质公园地质遗迹特征及其地质意义

刘严松，何政伟，龙晓君，李晓琴，李能炯，龚黎明

(1.成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059;2.重庆市地质勘查与矿产开发局川东南地质队，重庆 400038)

重庆綦江地质公园地质遗迹特征及其地质意义

刘严松1，何政伟1，龙晓君1，李晓琴1，李能炯2，龚黎明2

(1.成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059;2.重庆市地质勘查与矿产开发局川东南地质队，重庆 400038)

綦江地质公园发育木化石、恐龙足迹、恐龙骨骼化石、鱼化石、沉积构造、丹霞地貌等地质遗迹景观，木化石和恐龙足迹为园区的导向型景观。木化石分布在侏罗系中统沙溪庙组(J2s)上部砂岩层中，砂岩层含钙质结核，在约300 ×200m2的砂岩层内共埋藏有60多根木化石，其中一半木化石为钙化作用形成。恐龙足迹集中分布在白垩系上统夹关组(K2j)砂泥岩层中，岩层发育交错层理、波痕和泥裂。在夹关组的3个层位中共发现329个恐龙足迹，其分别属于甲龙类、鸟脚类和兽脚类。园区地质遗迹分布在一套河湖相沉积层中，其形成于内陆河湖网形成之时(如木化石)，并随着四川盆地周围的湖泊系统解体而发展(如恐龙足迹)，最终随着河流由堆积作用为主的阶段转变为以侵蚀作用为主的阶段而减弱(如丹霞地貌)。白垩纪上统夹关组的恐龙足迹群形成于干热的环境，多类型的恐龙足迹集中分布反映了白垩纪晚期(夹关期)恐龙种群的丰富，恐龙足迹的发现为区域内寻找白垩系地层的恐龙骨骼化石提供了依据。关键词:地质遗迹;恐龙足迹;木化石;古环境;重庆綦江

0 引言

重庆綦江地质公园位于綦江县境北部，紧邻重庆市巴南区。公园跨綦江古南镇、三角镇、石角镇、三江镇及永新镇的部分地域，园区东西长约24km，南北宽约6～8km，总面积约173.02km2。公园地质遗迹保存完整、类型多样。主要地质遗迹有木化石、恐龙足迹、恐龙骨骼化石、鱼化石、沉积构造、丹霞地貌(图1)。2006年，重庆市地质勘查与矿产开发局川东南地质队在区域开展地质遗迹资源调查，先后在綦江县古南镇、三角镇发现木化石、恐龙化石、鱼化石等地质遗迹;重庆自然博物馆周世武等(2006)对上述化石点进行了考察，对部分化石进行了初步的种属划分，但未做系统研究。邢立达等(2007)对三角镇恐龙足迹群进行了调查，首次对造迹恐龙种属进行了系统划分，指出綦江恐龙足迹群的发现对于研究区域古生态学具有重要意义，部分遗迹为中国首次发现。何政伟、李晓琴等(2007)首次完整系统地对公园地质遗迹资源进行了调查，对地质遗迹的保护与开发进行了总体规划［1］。由于前人的研究主要集中在地质遗迹古生物学意义方面或遗迹资源的开发保护和规划方面，缺少对地质遗迹的特征及其反映的古环境、古地理等方面进行研究，对公园遗迹资源的地质意义探讨有待深入。本文在前人研究基础上，结合地质遗迹资源的野外调查工作，对公园的地质背景和地质遗迹特征进行了分析，初步探讨了地质遗迹资源的地质意义，对地质遗迹成因、演化过程和古地理进行了进一步认识。

1 区域地质背景

綦江地质公园位于扬子地台东部，四川盆地东南缘，华蓥山帚状褶皱束南端的倾伏部，园区南部紧邻川鄂湘黔褶皱带［2］。区内构造简单，构造以褶皱为主，断裂不发育，除白垩系上统夹关组(K2j)地层分布区域外，其他区域节理裂隙都不发育。区域地质环境相对稳定，新构造运动以不均衡间歇性抬升为主，在沿河两岸断续分布有多级陡崖与阶地，陡崖底部标高与Ⅲ－Ⅳ级阶地标高大致对应，陡崖的分布与河流的冲刷切割关系密切。

公园出露的地层从老到新为中侏罗统沙溪庙组(J2s)、遂宁组(J2sn)，上侏罗统蓬莱镇组(J3p)、上白垩统夹关组(K2j)以及集中分布在河流两岸、山坡的第四系(Q4)松散层。其中，夹关组(K2j)中厚层暗红色石英砂岩夹紫色泥岩层、遂宁组(J2sn)沙溪庙组(J2s)紫红色泥岩层和沙溪庙组(J2s)紫红色泥岩、砂质泥岩、砂岩层为地质公园的成景地层。

图1 綦江地质公园地质遗迹分布图Fig.1 Distribution of geological relics in Qijiang geopark

园区地貌分区属黔北山区和四川盆地过渡区，主要地貌类型有深切丘陵、块状方山及侵蚀褶皱山地，地势南高北低，地貌景观的差异性在一定程度上表现了构造作用力的主导作用。

2 地质遗迹特征

地质遗迹是指在地球演化的漫长地质历史时期，由于地球内外动力作用，形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质遗产，它是地质公园的核心资源［3］。綦江地质公园是以古生物化石类为主，兼具丹霞地貌、沉积构造等地质遗迹为一体的综合类地质公园。

古生物化石为公园的主导景观之一，公园内化石种类比较齐全，可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石三类;园区发现的木化石、綦江鳞齿鱼化石、恐龙骨骼化石及恐龙足迹是研究綦江地区地质演化、古环境古地理的重要科学依据。园区发现的鳞齿鱼化石为鳞齿鱼新种，具有科学价值;园区发现的恐龙足迹均为新种，分别命名为中国綦江足迹、莲花卡利尔足迹、炎热老瀛山足迹和敏捷舞足迹，中国綦江足迹是中国首次发现的甲龙亚目足迹［1］。

2.1 木化石

木化石集中分布在綦江古南镇马桑岩附近，木化石产于侏罗系中统沙溪庙组(J2s)上部砂岩层中。砂岩层常含钙质结核，层面发育舌状波痕构造，木化石部分顺岩层走向分布，部分顺岩层倾向分布，木化石无穿岩层现象，对木化石进行地质测年，确定其埋藏时间距今约1.5亿年。

目前，在园区约300×200m2的发掘现场内共埋藏木化石60余根，其中规模较大的有8根(表1)，其余则规模相对较小。木化石颜色以浅灰—深灰色为主，部分为褐黄色，木化石躯干纹理、年轮清晰可见(照片1、2)，部分木化石尚保留有完好的树皮，树皮厚度平均为1cm，易剥离，少量木化石躯干可见树皮煤。

表1 綦江地质公园部分木化石特征统计表Table 1 Character statistical table of partial fossil wood in Qijiang geopark

经岩矿鉴定，木化石物质成分主要分为硅化和钙化两种。其中，深灰—灰色或色泽不均匀、呈花斑状者为钙质交代作用而成，其方解石含量可达99%，并含少量的有机质(几丁质)和黄铁矿成分，为粗晶结构，节壳状、胶状构造、植物细胞构造，可见断续生长的年轮纹;颜色为浅灰、褐黄色者属硅化交代作用形成，其石英含量约97%，有机质含量约3%，并含少量方解石，为细晶结构、植物细胞构造。经初步统计，所揭露的木化石中发生硅化和钙化的数量约各占一半。宏观上，由硅质交代而成的木化石一般色泽均匀，结构致密，性脆，硬度较大;而由钙质交代而成的木化石一般色泽较深或呈花斑状，硬度小，断面参差状，可见方解石晶面。依据木化石树干、树皮特征推测其为松杉石化而成，据木化石的展布情况推测，园区内有大量保存完好的木化石尚未揭露，对园区木化石有待进一步研究。

照片1木化石纹理Photo 1Grain of fossil wood

2.2 恐龙遗迹群

照片2木化石年轮Photo 2Annual growth ring of fossil wood

恐龙遗迹化石群出露于三角镇红岩坪村陈家湾后山莲花保寨，其遗迹类型有恐龙足迹群和疑似恐龙皮肤和毛发的印痕。恐龙遗迹产出层位为白垩系上统夹关组(K2j)下部(距底界约60～70m)的砂岩夹紫红色泥岩层中，砂岩交错层理发育，并见波痕构造。

目前在园区夹关组中已发现上中下3层含恐龙足迹的层位，此次发现的恐龙遗迹群是目前西南地区白垩系地层中发现的最大规模的恐龙遗迹群，在揭露面积约为20m×7m的发掘地共分布有329个恐龙足迹［4］。恐龙足迹形态整体上可分为椭圆形、梅花形、三趾形和不规则形四种。据中国地质科学院地质研究所分析，园区恐龙足迹分属甲龙亚目、兽脚亚目和鸟脚亚目。命名的中国綦江足迹(新种)属甲龙亚目，共有9个负型的前后足迹分布在含恐龙遗迹层的中下层位，前后足迹均为不规则形，其中前足迹为五指型，后足迹为四指型(图2－a.b)，足迹大小平均为25cm×30cm。命名的老瀛山足迹(新种)属鸟脚亚目，3个正型后足迹分布在含恐龙足迹的下部层位，足迹为三趾形(图2－c)，足迹大小平均为15cm× 25cm。命名的莲花卡利尔足迹(新种)属鸟脚亚目，共176个正负型后足迹分别分布在3个层位，前足迹为不规则形，后足迹为梅花形(照片3)。根据足迹尺寸大小，莲花卡利尔足迹总体可分为大中小三类，其中大型足迹长11～15cm，中型足迹长7～8cm，小型足迹长约3～5cm。命名的敏捷舞足迹(新种)属兽脚亚目，141个负型后足迹分布在含恐龙足迹的下部层位，足迹为三趾形(照片4)，足迹大小不一，足迹尺寸为9～19cm。足迹群显示了恐龙的运动方向及速度，据统计，园区造迹恐龙的运动方向主要朝向北方，其次为北东和南东方向，造迹恐龙均处于慢速奔跑状态。除了恐龙足迹外，在恐龙足迹附近发现5处疑似恐龙皮肤和毛发印痕遗迹，其分布面积约4m2，疑似遗迹有待进一步研究。

图2 恐龙足迹线条图(据刑立达等绘制)Fig.2 Sketch of dinosaur footprint(Modified from Xing Li－da et al.)

照片3莲花卡利尔恐龙足迹后足迹拓片Photo 3Rubbing of Caririchnium lotus Hindfoot

照片4敏捷舞恐龙足迹拓片Photo 4Rubbing of Wupus agilis

2.3 恐龙骨骼化石与綦江鱼化石

除恐龙遗迹化石，园区先后在古南镇发现2处恐龙骨骼化石点，化石产出于侏罗系中统沙溪庙组(J2s)上部紫红色砂质泥岩层中。在古南镇北渡村发现的12件骨骼化石属同一个体，其中8件为恐龙尾椎骨化石，3件为恐龙颈椎化石，1件为背脊化石。颈椎化石的前凸后凹关节面十分明显，背脊化石神经弓发育，横突特别粗大，椎体后凹明显，依据其背椎长度估计恐龙个体长约16m。经重庆自然博物馆初步鉴定，北渡恐龙骨骼化石属蜥脚形亚目(Sauropodomorpha)蜥脚次亚目(Sauropoda)，其科、属、种待定。

在北渡村恐龙骨骼化石点附近的侏罗系中统遂宁组(J2sn)中下部紫红色砂质泥岩和粉砂岩中发现有鱼化石(照片9)，鱼化石个体大，长70cm，体高23cm，腮盖骨大，胸鳍发达，由13条鳍条构成，呈扇形状。腹鳍小，呈三角形，尾鳍为半歪型，尾叶分叉小而深，鳞片较大，呈菱形。鱼化石鱼鳞、鱼尾、鱼鳍清晰，体型较完好，经重庆市自然博物馆鉴定，为鳞齿鱼新种，命名为綦江鳞齿鱼(Lepidotes qijiangensis sp.nov)。

2.4 其它地质遗迹

除古生物化石外，园区丹霞地貌、沉积构造发育。丹霞地貌集中分布在白垩系上统夹关组(K2j)石英砂岩、粉砂岩地层分布区，其中以虎山、老瀛山、古剑山、西山坪一带发育的石笋(石柱)、石峰最为奇特。虎山在阳光映照下，赤壁丹崖上隐约见“虎山”二字而得名;古剑山的石笋形象逼真，石笋直径约10～15m，高约25m。石笋形成于产状平缓的中－厚层石英砂岩层分布区，由于砂岩柱状节理发育，其泥质胶结物抗风化力弱，胶结物经化学作用而分解，岩石破碎，垂直裂隙加大而逐渐形成石笋。

公园内地质构造遗迹以波痕、交错层理、泥裂为主，沉积构造遗迹是沉积物在沉积期或沉积期后通过物理、化学、生物作用形成的。因此，对沉积构造的观察有助于解释区域的古沉积环境［5］。园区波痕发育于含恐龙足迹的泥质砂岩层和发育木化石的砂岩层中，波痕不对称，波长15～25cm，波高2～3cm，波痕指数7.5～8.3，为小型水流波痕。交错层理位于含恐龙足迹岩层的下部砂岩中，为楔状交错层理，单层厚度15～25cm。泥裂分布于白垩纪上部含恐龙遗迹的砂岩层中，在恐龙足迹附近的砂岩层面上见4km2网格状龟裂纹，泥裂将岩层面切割成多边形，多边形边长约20～30cm。

波痕、交错层理反映的是一种较强的水动力环境［6］。波痕、交错层理和恐龙足迹的分布层位关系反映了在恐龙遗迹形成前，区域为较强的水动力沉积环境。木化石和恐龙足迹分布层位所发育的小型水流波痕反映了含木化石和恐龙足迹的岩层形成于河湖相沉积环境。

由于地壳的抬升而使沉积层露出水面，当含波痕的沉积层未固结时，造迹恐龙经过该区域时则在层面上留下足迹印痕。泥裂的存在标志着区内气候干旱，当浅水环境下的沉积物未固结前暴露地表，受干旱气候的影响，沉积物大量失去水分而形成泥裂。泥裂被后期砂质沉积物充填则形成了保存在上覆砂岩层底面的铸型。

3 地质遗迹成因与古环境演化分析

3.1 地质遗迹分布层位

园区地质遗迹分布地层从新到老依次为上白垩统夹关组(K2j)、中侏罗统遂宁组(J2sn)和沙溪庙组(J2s)。上白垩统夹关组为綦江地质公园地质遗迹的主要分布地层，夹关组上部中－厚层石英砂岩是丹霞地貌景观的成景地层，砂岩发育平行层理;恐龙足迹分布在夹关组下部的砂岩夹紫红色泥岩层顶底面，恐龙足迹分布层为砾岩层逐渐消失，泥岩层开始出现的过渡区段。恐龙足迹分布的层位发育波痕、泥裂，其下部层位则多发于楔状交错层理。鱼化石产于中侏罗统遂宁组中下部的紫红色砂质泥岩和粉砂岩中，其下部为青灰色细粒长石砂岩夹泥岩透镜体;恐龙骨骼化石分布在中侏罗统沙溪庙组上部紫红色砂质泥岩层中，距其下部约40m的砂岩层出露木化石，砂岩层中常含钙质结核。

3.2 地质遗迹形成及古环境演化

公园所处区域属于扬子地台区，地史上经历了两次大规模的海浸［7］，二叠纪的海陆交替时期是本区主要成煤期，形成了区域内的南桐、松藻等煤矿。晚三叠世末至早侏罗世的印支运动使区域地壳上升隆起，四川盆地的海水逐渐退出，形成一个巨大的内陆河湖网，结束了区域的海浸历史［8］。

园区在侏罗纪时为浅湖或滨湖沼泽环境，气候温热湿润，植物茂盛。到距今1.5亿年的中侏罗世晚期(即沙溪庙期)，由于燕山运动的影响，四川盆地四周山地继续隆起，封闭的盆地与急剧缩小的水面使气候逐渐变得异常干热［9］。盆地周边湖泊和沼泽逐渐解体，分解形成瓣状河流，大量风化剥蚀的物质在盆地中堆积了数千米厚的红色砂、泥质河湖相沉积层。在沉积过程中，河流中漂浮的大量树木被迅速掩埋，由于开始埋藏较浅而处于氧化环境中。树叶在氧化环境中腐烂消失，疏松多孔隙的树干易于被富含二氧化硅、碳酸钙的地下水渗透淋滤，发生交代置换作用而石化。由于树皮抗氧化能力较强，不易腐烂，同时因为物质的置换交代作用是从树干中心逐渐向边缘和表皮进行的，因此树皮的石化过程最晚，置换交代作用形成的木化石较好地保留了树木原貌和微观结构(如树纹和年轮)。部分树木的埋藏条件由于上部沉积覆盖层增厚、地温增高等因素影响而变为还原条件。当树皮中没有完全置换交代的有机质处于还原环境下时则发生煤化作用，从而生成树皮煤。因为树皮煤形成条件的复杂性，因此园区木化石躯干仅见少量树皮煤和部分没有煤化的树皮。

沙溪庙组(J2s)的恐龙骨骼化石和遂宁组(J2sn)的鱼化石的良好埋藏条件一定程度上反映了中侏罗世区内沉积作用强烈，陆源物质丰富。另外，大量恐龙骨骼化石分布在木化石上部层位的现象能否说明恐龙数量减少与植物减少有关联还需进一步研究。

白垩纪晚期，区内的湖泊系统由于喜马拉雅运动使地壳继续隆升而解体，大量的岩层露出水面成为陆地，区域内主要以河流沉积为主。由于炎热干旱的气候条件和地壳的升降，使得白垩纪上统夹关组中的泥裂、波痕及恐龙足迹能够保存下来。综合邻近地质公园的峨眉山市川主乡夹关组发现的4种恐龙足迹认为，白垩纪晚期(夹关期)区域内恐龙动物群种群丰富。綦江地质公园恐龙足迹群的发现为区内白垩系地层中发现恐龙骨骼化石提供了依据。

第四纪新构造运动频繁，巫山两侧水系溯源侵蚀共同切穿巫山，形成长江三峡，地质公园及邻近区域的河流被纳入长江水系，区域河流进入由堆积作用为主的阶段变为以侵蚀作用为主的阶段。经内外地质营力作用，最终形成地质公园目前的地质景观。

4 结语

綦江地质公园以古生物化石为主，并具有地质构造遗迹、丹霞地貌等众多地质遗迹，地质遗迹具有较高的科学价值和观赏价值。恐龙足迹和綦江鱼化石均为新种，木化石分布集中，形成环境复杂，先后经历了氧化和还原的埋藏环境，石化作用阶段具有硅化和钙化两种作用。园区地质遗迹的形成演化受区域地质演化控制，地质遗迹的形成开始于内陆河湖网形成时，并随着地壳抬升、四川盆地周围湖泊系统解体而发展，随着河流由堆积作用为主的阶段转变为以侵蚀作用为主的阶段时，地质遗迹的演化过程变缓。地质遗迹分布于一套红色河湖相砂、泥岩沉积层中，白垩系上统夹关组为地质公园的主要成景地层，其次为侏罗纪中统砂、泥岩层。白垩系上统夹关组中的恐龙足迹群形成于干热气候、地壳隆升的环境，多类型恐龙足迹集中分布反映了白垩纪晚期(夹关期)区域恐龙动物群种群丰富，恐龙足迹群的发现为区内寻找白垩系地层的恐龙骨骼化石提供了依据，这也是需进一步研究的地方。

致谢:“綦江国家地质公园申报”项目组、重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队、重庆市自然博物馆在本文撰写过程中的资料收集、野外考察等方面提供了支持，在此感谢。

［1］龚黎明，朱进兴，何政伟，等.重庆綦江木化石－恐龙足迹地质公园总体规划报告［R］.重庆市綦江县人民政府，重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队，2007.

［2］李玉辉.地质公园研究［M］.北京:商务印书馆，2006.

［3］綦江幅区域地质调查报告(1:20万)［R］，四川省地质局航空地质调查大队，1977.

［4］刑立达，王丰平，潘世刚，等.重庆綦江中白垩统夹关组恐龙足迹群的发现及其意义［J］.地质学报，2007，81 (11):1591－1602.

［5］陈建强，周洪瑞，王训练.沉积学及古地理学教程［M］.北京:地质出版社，2008.

［6］刘宝珺.沉积岩石学［M］.北京:地质出版社，1980.

［7］程裕淇.中国区域地质概论［M］.北京:地质出版社，1994.

［8］郭正吾.四川盆地形成及演化［M］.北京:地质出版社，1996.

［9］王永标，徐海军.四川盆地侏罗纪至早白垩世沉积旋回与构造隆升的关系［J］.地球科学－中国地质大学学报，2001，26(3):242－246.

Abstract:There are fossil wood，dinosaur tracks，dinosaur bone fossils，ichthyolite，sedimentary structures，Danxia landform and other geological relics in Qijiang geopark，and the fossil wood and dinosaur tracks are the guide landscape.Fossil wood distributes in the upper part of middle Jurassic Shaximiao Formation sandstone beds(J2s)，which contain calcareous concretion and have more than sixty fossil wood in the 300×200m2sandstone，the half of the fossil wood were calcified.Dinosaur tracks main distribute in the upper Cretaceous Jiaguan Formation sand－shale beds(K2j)，which have cross－stratification，ripple mark and mud crack.There found 329 dinosaur tracks in the three beds of Jiaguan Formation，and the dinosaur tracks belong to Ankylosauria，Ceratopsia and Theropoda respectively.The geological relics of Qijiang geopark distribute in the fluviatile－lacustrine sediment，which started to form when the inland river and lake net generated(e.g.fossil wood)，and developed along with the disintegrate process of the lake system near the Sichuan basin(e.g.dinosaur tracks).The evolution rate of geological relics slowed down when the erosion rate of river was greater than sedimentation rate(e.g.Danxia landform).The dinosaur tracks in the upper Cretaceous Jiaguan Formation were formed in the heat and dry environment，a wide range of dinosaur tracks concentrated in one place，which infers that the dinosaur in late Cretaceous(Jiaguan stage)have a great diversity population，and the discovery of dinosaur tracks in geopark offers evidence that dinosaur bone fossils will be found in the area.

Key words:geological relics;dinosaur tracks;fossil wood;palaeoenvironment;Qijiang Chongqing City

Characteristics and geological significance of geological relics in Qijiang geopark，Chongqing City

LIU Yan－song1，HE Zheng－wei1，LONG Xiao－jun1，LI Xiao－qin1，LI Neng－jiong2，GONG Li－ming2
(1.College of Earth Science，Chengdu University of Technology，Chengdu610059，China; 2.Geological Team ofSoutheastern Sichuan，Chongqing Bureau of Geological Exploration and Exploitation of Mineral Resources，Chongqing400038，China)

1003－8035(2010)02－0118－07

P534.53

A

2009－02－04

2010－03－03

国家863重点项目(2007AA120306)

刘严松(1982—)，男，博士，地球探测与信息技术专业，主要从事地质资源与环境的调查和评价、地球探测与信息技术的学习和研究工作。

E－mail:lys.125@163.com。