重庆市重要地质遗迹的成因分析

甘夏　赵幸　阳畅

摘要：重庆市地质遗迹数量众多、类型齐全、特色鲜明，部分重要的地质遗迹具有极高的美学欣赏价值和科研科普价值。概述了重庆武隆芙蓉洞洞穴沉积物、万盛石林龙鳞纹、綦江恐龙足迹、黔江小南海和云阳龙缸天坑的成因机制，揭示了地质遗迹形成的奥秘，为下一步相关的地学科普工作提供一定的理论依据。

关键词：地质遗迹;地学科普;成因机制;碳酸盐岩

中图分类号：F592

文献标识码：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.033

2016-05-30，在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协第九次全国代表大会上，习总书记强调：“科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在科技创新同等重要的位置。”同时，新时代人们对旅游中获取科学知识的渴望也更加强烈，也对目前地质遗迹的科普工作有了更高的要求。在此背景下，通过现场调查、资料收集和综合分析，初步梳理了重庆市五个著名的地质遗迹的科学形成原因，以此为重庆市地学科普提供一定的理论依据。

1 武隆芙蓉洞洞穴沉积物

1.1 “生命之源”

“生命之源”实际上是一个象形的石笋，如图1所示。当岩溶洞穴内大厅顶部的碳酸氢钙溶液滴落，同时由于压力、湿度的变化，碳酸钙沉淀，形成自上而下长条形乳状沉淀物称为石钟乳，当石钟乳下部的水滴到洞底，碳酸钙沉淀则形成竹笋状的突起，称为石笋，石钟乳和石笋进一步发展，最后会连接起来而形成石柱，如图2所示。

1.2 “石花之王”

“石花之王”实际上是石膏花，如图3所示。石膏花是由富含碳酸钙和硫酸钙的化合物经过多年沉淀而成，只有适当的环境下加上合适的水分，经过长时间的沉淀凝固，才能形成石膏花[1]。当空气中湿度达到一定程度，经过蒸发后，碳酸钙等化合物质会残留在溶洞的岩壁上。芙蓉洞中石膏沉积物集中在石膏花支洞，主要形态类型为石膏晶花和晶块，石膏晶花的晶体为纤维状，其集合形态为卷曲的晶丝花团、晶带和花瓣等，色泽雪白，晶莹闪烁，美丽无比。

1.3 “巨幕飞瀑”

“巨幕飞瀑”实际上是石幔，如图4所示。石幔是饱含碳酸钙的薄层水流出洞顶或洞壁，沉积为波状或褶状的流石，形如布幔，因此称为石幔。

2 萬盛石林龙鳞纹

“龙鳞纹”在地质学上称为龟裂纹，是奥陶系宝塔组灰岩中出现的一种特殊现象，宝塔灰岩系指中上扬子地区宝塔组的一套泥晶灰岩或含生屑泥晶灰岩，因其发育“龟裂纹”而特别引人注目。在万盛石林景区广泛发育并露出“龙鳞纹”，因此特点，景区特命名为“万盛龙鳞石海”，如图5所示。

万盛石林龙鳞纹的形成过程如图6所示。6（a）为沉积物阶段，6（b）为受构造应力和成岩作用的浅埋藏阶段，6 （c）为受压溶作用的深埋藏阶段，6（d）为表生风化作用阶段。受构造应力和成岩作用的浅埋藏阶段，受构造应力的影响，在碳酸盐岩沉积物内，产生裂隙，并得到及时充填或者沉积物及时固结，大量裂隙的生成有利于饱和溶液的流动，使得碳酸盐沉积物能及时固结，裂隙得以保存。受压溶作用的深埋藏阶段是成岩作用的中晚期，深埋的碳酸盐沉积物受压溶作用的影响，同时对裂隙进行强烈的改造，原先大量细小的、弯曲的裂隙也因为其间碳酸钙的被压溶而彼此接近、合并，使得裂纹变得更为显著。

另外，在碳酸盐质的瘤体或者龟裂块与裂隙充填物之间，也因压溶而产生大量不溶物，在往岩块内部方向随着压溶作用逐渐减弱，不溶物也相应减少，造成二者间的界线呈过渡状态的特异现象。表生风化作用阶段龟裂纹更加明显，而且可以看到明显的生物作用。

3 綦江恐龙足迹

恐龙足迹化石是恐龙在温度、粘度、颗粒度非常适宜的地表行走时留下的脚印形成的化石，属于痕迹化石。其形成主要有以下三个条件：①恐龙行走的湖滨或河岸处的泥沙软硬适度;②恐龙行走并经过此地;③恐龙遗留下的足迹被迅速掩埋保存下来并形成化石。

恐龙足迹分为正型和负型两种，正型指下凹的足迹，即恐龙踩下的脚印本身，保存在岩层的正面;负型指凸出的足迹，它保存在岩层底面。

綦江恐龙足迹化石的发现、研究在地质学和生物学上的意义重大。在地质学上的意义：鉴定地层是否倒转、复原恐龙生存的古地理、古生态等信息。在生物学上的意义：其形态、排列方式和组合特征能够真实地反映出恐龙的生活习性，如足迹是哪类恐龙留下的，恐龙是怎样行走的、行走速度有多快、是群居还是独处等。綦江恐龙足迹化石挖掘现场如图7所示。

4 黔江小南海

黔江小南海实际是因地震而形成的堰塞湖景观。1856-06-10发生地震，震中位于黔江区小南海与湖北省咸丰县大路坝之间，东经108.80，北纬29.70，震源深度8 km，震级6.25级，烈度8度。地震时，箭子岭西段山体被劈裂并产生左旋错动，巨大能量把山体震断、撕裂，并抛射至1 km外，堆积成一条长1 170m、高67.5m，底部宽1 040m，体积达4.5×10⁷m³的天然石坝，堵塞近东西流向的老窖溪，形成地震堙塞湖、地震滚石堆积区、大垮岩、小垮岩、牛背岛、朝阳岛、老鹳坪岛、轿顶赤壁、“绿荫塘”、“海口金礁”等独特景观。地震形成的崩塌崖面（大垮岩、小垮岩）、崩滑体、堆石坝、堰塞湖、水下森林等多种破坏形迹至今保存完好，为地震灾害研究提供了珍贵的自然实体，是国家地震遗址保护区、全国防震减灾科普宣传教育基地，科考价值极高，中科院院士、中国地震局诸多专家称其为“国内唯一，世界罕见”。黔江小南海如图8所示。

5 云阳龙缸天坑

“龙缸”是典型的塌陷型天坑。依托龙缸天坑，云阳已申报建立国家级地质公园。缸壁上有三层溶洞，分别为映月洞、月崖洞和最底部的地下溶洞暗河，与石笋河相连，多层溶洞是该地质遗迹成因研究的的天然证据[2]。龙缸天坑3层溶洞如图9所示。

该区域富含C02且流动活跃的地下水，沿碳酸盐岩裂隙、节理进行溶蚀，将裂隙逐步扩大为岩溶管道，随着坍塌以及溶蚀作用的进一步加强，管道形成地下暗河。地下暗河继续对周围岩石溶蚀，随着溶蚀强度增大，上部和侧面继续坍塌，形成了第一层地下大厅。当溶蚀面不断扩大，大厅顶板垮塌，地下河出露地表，则形成了第一阶段的天坑。此时天坑范围较小、深度不大。但随着地壳抬升和河流下切，地下水顺着岩石裂隙、节理面继续向下渗流溶蚀，从而在巨厚层的石灰岩岩层中形成了第二层、第三层地下暗河。第二层、第三层地下暗河按照溶蚀塌陷形成大厅顶板塌陷形成天坑的模式循环发展，最终形成了今天所看到的绝壁陡直且发育多层溶洞的天坑。

参考文献：

[1]马磊，陈思，甘夏，等.重庆地质公园[M].武汉：中国地质大学出版社，2018.

[2]阳畅.重庆云阳地质遗迹调查及龙缸天坑形成机理研究[D].成都：成都理工大学，2018.