湖北省三叠系出露区地质遗迹调查开发现状及展望

赵 璧， 陈 刚， 李姜丽， 邹亚锐， 谭秋明

(湖北省地质科学研究院,湖北 武汉 430034)

三叠纪是中国地史演变的关键转折期，印支运动导致华南主体地层记录发生了从海到陆的重大转变[1]。这一时期的湖北省北部地区可能因商丹洋关闭和隆升成陆而缺失相关物质记录，但在省域青峰襄广断裂以南的扬子地层区(图1)，三叠系则在东(厚300～1 600 m)、西(厚1 100～3 300 m)部皆有广泛发育和出露(约17 165.79 km2，占全省面积的10.13%)，且较连续，从早三叠世稳定浅海台地相沉积逐步过渡为中三叠世海陆交互相沉积，再过渡到晚三叠世前陆盆地相沉积，较完整反映了华南北部地区海陆变迁及生命环境协同演化的过程。局部三叠系还因后期岩浆热液、地表风化等作用改造，形成保留独特的矿产、地貌、地质灾害遗迹。近年来，湖北三叠系出露区的相关地质遗迹调查和开发工作取得不少重要进展，对相关地区的科学认识水平提升和社会经济发展产生较大地促进作用，同时也发现了一些不足和待改进的地方。本文对湖北三叠系出露区重要地质遗迹调查开发情况进行概述，并就其进一步开发利用思路进行探讨。

图1 湖北省三叠系分布图(据《湖北省区域地质志》)Fig.1 Stratigraphic distribution map of Triassic in Hubei province1.三叠系露头；2.地层区代号；3.地层(分)区界线。

1 调查研究回顾

湖北省三叠系出露区地质遗迹丰富，调查历史悠久，研究认识程度较高。地层剖面遗迹方面，早在20世纪初，野田势次郎[2]就对鄂西三叠系开展过初步调查；谢家荣[3]、谢家荣与赵亚曾[4]、李捷[5]、许德佑[6]等陆续调查并创建鄂东“大冶石灰岩”、鄂西“巴东系”、鄂东“蒲圻紫色砂岩层”、鄂西“远安系”等地层单位，逐步构建起湖北三叠系格架；建国后，北京地质学院及三峡地层专题队等进一步对鄂西下三叠系进行调查研究，引入四川“嘉陵江组”；60年代后，省区测队在鄂东发现晚三叠世植物化石并据此创建“鸡公山组”；陈公信[7]、陈楚震等[8-9]亦根据晚三叠世化石在鄂西创建“九里岗组”、“王龙滩组”、“沙镇溪组”；张仁杰等[10-11]将鄂西“大冶群”进一步划分为下三叠统“瑞坪组”和“小河组”并新建鄂东中三叠统“陆水河组”和上三叠统“蒲圻组”；张振来等[12]对长江三峡地区中三叠统生物地层进一步细分，建立“鹿家沟组”、“信陵镇组”、“宝塔组”、“水家湾组”；随后，《湖北省区域地质志》、《湖北岩石地层》、《中国地层典—三叠系》、《长江三峡地区珍贵地质遗迹保护和太古宇—中生代多重地层划分与海平面升降变化》等专著又多次对湖北三叠系地层单位进行系统厘定。百年来，系统研究和记述的三叠系剖面遍布全省。

古生物化石遗迹方面，许德佑曾对鄂西远安三叠系及相关动物群开展过初步调查研究；斯行健[13]、斯行健和周志炎[14]、吴舜卿等[15]、黎文本等[16]、张望平等[17]、杨基瑞等[18]、于菁珊等[19]、吴向午[20-21]、王永栋等[22]、汪啸风等[23]、李旭兵等[24]、陈辉明等[25]、孟繁松等[26]、Guignard et al.[27]、王永栋等[28]对鄂西包含晚三叠世植物的“香溪煤系植物化石群”进行了多轮调查研究；王恭睦[29]、杨钟健[30]、杨钟健和董枝明[31]、Chen et al.[32-35]、Cheng et al.[36]对南漳—远安早三叠世海生爬行动物化石进行了多轮调查研究；苏德造等[37]对大冶早三叠世裂齿鱼化石进行了调查研究；孟繁松[38]对鄂西中三叠世肋木植物化石进行了调查研究；Liu et al.[39-40]对远安茅坪场中三叠世两栖类及初龙类化石进行了调查研究。发现化石点和化石材料数以百千计。

湖北三叠系经后期改造形成的地质遗迹还包括矿产、地貌、地质灾害等主要类型。1863年以来，国内外早期的勘探者和建国后地矿、冶金等主管部门所属的10多个地勘队伍在鄂东南三叠系与燕山期侵入体接触部位勘查都发现了丰富的矽卡岩矿产，并建成大冶铁矿、铜绿山铁铜矿、鸡冠咀铜金矿等著名矿山，在铜绿山还发现了3 000多年前的古铜矿遗址[41]，各种矿产地质现象、矿业遗址、矿业文化坐落在这些地段集中组合发育保存，构成独特的鄂东南地矿遗迹群落。地貌景观方面，中科院地理所、岩溶地质研究所、中国地质大学、成都理工大学曾多次组织“中国—欧洲”联合探险队对利川下三叠统的腾龙洞洞穴系统和清江支流云龙河流域三叠系峡谷及地下河进行科学探测；沈继方[42]对清江流域包含下三叠统在内的可溶岩层岩溶地貌进行了系统调查研究；陈安泽等[43]对恩施沐抚地区三叠系中的喀斯特石柱林景观进行了初步研究；“中—欧”联合洞穴探险队对利川十字路地区三叠系中的天坑洞穴系统进行了科学探测。地质灾害遗迹方面，“七五”以来，为保障长江三峡航道安全，原地矿部地质环境管理司、水利部长江水利委员会、原国土资源部等相继部署一系列专题调查工作，历时20多年，查明鄂西巴东长江沿岸中三叠统碎屑岩地层发育保留一系列典型、教科书式的滑坡(泥石流)遗迹。

上述早期的地质遗迹工作多为矿产勘查、区域地质调查、水文地质调查、环境地质调查的衍生工作，尽管取得许多重要成绩，但在成果转化和推广方面较薄弱。近年来，在前人扎实的工作基础上，在国家、省级层面的不断重视下，湖北省三叠系出露区陆续开展一系列专题地质遗迹工作，并取得显著的成果。主要包括：黄陵背斜西翼三叠系的地质遗迹调查和长江三峡国家地质公园三叠系园区的成功创建；黄陵背斜东翼三叠系的地层古生物遗迹调查和远安化石群国家地质公园、国家化石产地、中国化石第一村景区的建设；鄂东南黄石三叠系出露区特色地层古生物矿产遗迹的调查和创新开发推广(尤其是中国黄石地矿科普大会的连年举办)；恩施州岩溶构造地貌遗迹的调查和国家地质公园、国家全域旅游示范区创建工作的深入持续推进……。许多相关工作已逐步开始成为各地区自然遗产保护及生态恢复治理、乡村振兴和全域旅游战略实施的重要工作抓手和重点工作目标。

2 重要地质遗迹类群

湖北三叠系发育齐全、出露面积广大，相关地质遗迹丰富、典型。据李正琪等(1)李正琪、谭秋明、朱文晶等，湖北省地质遗迹调查评价成果报告，湖北省地质科学研究所，2009。对湖北省重要地质遗迹进行的初步统计，与三叠系有关的重要地质遗迹多达70处(图2)，涉及18个类型。其中，类型及时空分布相对独立，具重要特色意义的资源群落(图3)主要有：

图2 湖北省三叠系出露区重要地质遗迹集中分布特征Fig.2 Centralized distribution of important geoheritages in the exposed area of the Triassic in Hubei Province1.三叠系露头；2.地层区代号；3.地层(分)区界线；4.重要地质遗迹点。

2.1 南漳—远安早三叠世海生爬行动物化石遗迹

化石遗迹主要发现于南漳—远安交界地区下三叠统顶部近40 m厚的局限台地相纹层灰岩中，化石层顶板同位素年龄约为247.8±1.2 Ma，为奥伦尼克期末[44]。初步查明的化石点达10余处，已发现化石囊括湖北鳄类、鱼龙类和鳍龙类三大海生爬行动物类群。湖北鳄类化石最为丰富，其也是全球仅发现于湖北的早三叠世海生爬行动物。该化石群代表地史最早的海生爬行动物群落之一，对研究海生爬行动物的起源和早期演化以及二叠纪末生物大灭绝后，海洋生物复苏具有重要的科学价值。一些长达1～2 m的完整化石标本具有独特观赏、展示价值，在国家地质博物馆、上海自然博物馆等许多顶级自然博物馆内均标注为重要展品。

2.2 中—晚三叠世植物化石遗迹

湖北中晚三叠世植物化石广泛发现于鄂西荆当盆地、秭归盆地、利川盆地及鄂东南蒲圻—黄石一线的中三叠统巴东组(相当于鄂东南地区的蒲圻组)、上三叠统九里岗组和王龙滩组下部(相当于秭归、利川盆地的沙镇溪组，鄂东南地区的鸡公山组)前陆盆地相碎屑岩地层中。其中巴东组的下部(信陵镇组)和上部(远安组、水家湾组)发现植物23属39种，包括稀有珍贵的肋木(Pleuromeia)、脊囊(Annalepis)等石松植物。九里岗组植物化石发现超过44属96种，代表Symopteriszeilleri-Sinoctenisminor植物群，时代属晚三叠世卡尼期至诺利早期。王龙滩组(沙镇溪组上部)的植物化石相对偏少，组合特征大致与Ptilozamites-Anthrophyopsis组合可相比较，时代属诺利晚期—瑞替期。该植物化石群(即香溪煤系植物化石的下部层位化石组合)曾被中国古植物学奠基人斯行健先生深入研究和论述，在国内外科学界享有较大的知名度和影响力。

2.3 鄂东南燕山期多金属矿产遗迹

遗迹主要发现于鄂城—大冶—阳新等地的中—下三叠统碳酸盐岩与燕山期中酸性侵入岩的接触带内。大致以大冶湖为界，北部以铁矿为主，南部以铜金矿为主。一般铁矿受中三叠统下部含膏盐的碳酸盐岩与岩浆岩的接触带控制，铁铜或铜金矿受下三叠统碳酸盐岩与岩浆岩的接触带控制。代表矿床包括：大冶铁矿、程潮铁矿、张福山铁矿、灵乡铁矿、铜绿山铜铁矿、鸡冠咀铜金矿、丰山铜矿、鸡笼山金铜矿等。其中大冶铁矿是1935年谢家荣先生提出的大冶式铁矿模式地，中国矽卡岩型富铁矿典型代表，中国科学勘查的第一座铁矿和中国重工业摇篮——汉冶萍工业的骨干矿山，其百年采矿形成的标准化露采遗迹规模巨大、气势惊人；铜绿山铜铁矿则是中国矽卡岩型富铜矿典型代表和中国八大铜基地之一——大冶铜基地的主力矿山；还发现了从商代晚期一直延续到汉代开采和冶炼的古铜矿遗址，为中国保存最好、最完整、采掘时间最早、采掘时间最长、冶炼水平最高、规模最大、保存最完整的古铜矿遗址；鸡冠咀铜金矿是中国全隐伏矿勘查发现的代表，在20世纪80年代曾引领中国大比例尺成矿预测工作。

2.4 鄂西南岩溶构造地貌景观遗迹

遗迹主要发现于利川复式向斜、宣恩—白杨—清太坪复向斜、鹤峰向斜的核部产状平缓、厚度巨大的下三叠统嘉陵江组(厚度589～804 m)地层中，其大多是在长江、清江等大型水系对云贵高原北部碳酸盐岩台地深切改造的背景下演化形成。地貌景观类型主要包括规模巨大的岩溶洞穴——天坑—地下河系统，切割极深的岩溶峡谷—障谷和高大挺拔、集群连生的岩溶石柱林以及串珠状发育的坡立谷群等。代表资源包括利川腾龙洞清江伏流洞穴系统和落西天坑群、恩施沐抚大峡谷和大楼门石柱林、长江三峡巫峡段、建始石门河峡谷和黄鹤桥石柱林、鹤峰躲避峡和董家河坡立谷群、巴东沿渡河峡谷和莲峡河峡谷等。其中，腾龙洞为中国第四长洞[45]；清江伏流入口为世界最大的落水洞；巫峡是世界第三大河长江三峡段江面最窄、地势落差最高的峡谷。

2.5 其他

其他较重要的相关地质遗迹还包括：于远安茅坪场中三叠统晚安尼期海相风暴潮相沉积中发现的“宽头远安鲵”Yuanansuchuslaticeps和“茅坪场远安鲵”Yuanansuchusmaopingchangensis化石，为中国发现最完整的乳齿鲵类化石，并有较多具有高大神经棘的罕见初龙类“芙蓉龙”Lotosaurus与其伴生出现；创建近百年至今仍在华南地区广泛沿用的地层单位“大冶组(大冶石灰岩、大冶群)”、“巴东组(巴东群)”层型地点；中扬子区P/T重要参考界线——大峡口剖面和利川瑞坪、尖子山等剖面；具重要地质灾害研究和警示意义的巴东城关滑坡群和黄蜡石滑坡及其治理工程等。

图3 湖北省三叠系出露区部分重要地质遗迹Fig.3 Some important geoheritages in the exposed area of the Triassic in Hubei ProvinceA.远安落星村早三叠世海生爬行动物化石产地；B.巴东城关滑坡群(发育于中三叠统)；C.大冶铁矿(发育于下三叠统与侵入岩接触带)；D.恩施大峡谷及大楼门石柱林(发育于下三叠统)。

3 开发利用现状及存在问题

3.1 开发利用现状

湖北三叠系出露区内已有不少重要地质遗迹得到各级政府部门的重视和开发利用，并取得了显著效益。譬如，黄石市通过创新利用大冶铁矿遗迹建立了黄石国家矿山公园和4A景区，利用铜绿山古铜矿遗迹打造成科学户外公园，成为国内资源型地区旅游业创新打造的典范；远安县依托早三叠世海生爬行动物化石产地建立了远安化石群国家地质公园和中国化石第一村景区，对国内偏远山村化石产地开发做出了示范引领；教育部和中国地质大学(武汉)依托巴东滑坡群遗迹和秭归三叠纪地层古生物遗迹建立了长江三峡库区地质灾害研究中心和秭归产学研基地，长江三峡国家地质公园(湖北)在巴东—秭归地区设置了“三叠纪科考园区”，将可怕的地质灾害现象转化为供产学研综合使用的绿色地质资源；鄂西南各县市通过开发腾龙洞、朝阳洞、玉龙洞、无源洞、沐抚石柱林、黄鹤桥石柱林、巫峡峡谷、沿渡河峡谷、云龙河峡谷、石门河峡谷、莲峡河峡谷、躲避峡、董家河坡立谷群等三叠系出露区的构造岩溶地貌景观资源，陆续建立恩施腾龙洞大峡谷国家地质公园5A景区、鹤峰屏山—董家河省级地质公园、神农溪5A景区、石门河4A景区、野三河4A景区、巴人河4A景区、无源洞3A景区、朝阳洞3A景区、玉龙洞3A景区等，它们已成为鄂西南旅游资源的核心主体。

3.2 存在问题

3.2.1基础调查研究有待进一步加强

湖北三叠系分布广泛，地质遗迹类型、数量均较丰富，具有十分重要的开发利用价值。但前人对其开展的工作学科偏重不同、程度不一。尽管已有较多成果认识积累，但从开发利用角度而言，绝大多数资源信息还存在不够完整(尤其是资源现状与开发性评估方面的信息)，或学术观点偏旧(许多研究成果都完成于几十年前)，甚至不准确(如坐标、边界、测量数据错误或精度太低)等方面问题，尚不足以支撑其科学有效利用和系统性的规划开发。

3.2.2地质遗迹特色有待进一步彰显

湖北三叠系全面见证了华南印支期海陆转换和生命环境协同演化过程，局部层位受中生代构造岩浆活动和新生代构造抬升剥蚀的强烈改造，形成保留的许多地质遗迹皆具典型、独特、稀有价值，是各地区旅游景点、名片打造的重要依托。但目前大多数地质遗迹的特色没有得到充分彰显，地方政府部门对其认识还不够充分，重视不足，并还缺乏创新开发利用手段，开发效益不够显著，资源价值尚未得到全面挖掘。

3.2.3系统开发工作有待进一步推动

湖北三叠系发育连续完整，尤其在鄂西峡江两岸、荆当盆地、秭归盆地、利川盆地等三叠系大面积出露区，常见早—中—晚三叠统依序展布，相应地层、古生物、地貌、地质灾害景观组合发育良好，现象丰富典型，如通过户外考察路线串联，将成为系统讲述湖北三叠纪时期生命环境演化和中新生代(三叠纪—第四纪)湖北山水变迁最好的实证材料。但目前这些地区的相关地质遗迹联动、系统性的开发远未得到重视，工作较为滞后，不利于有关地区的旅游资源整合、全域旅游规划和研学旅行教育事业发展。

4 开发思路及建议

4.1 加强系统调研，夯实开发基础

湖北省三叠系出露区的地质遗迹开发是一项科学性很强的工作，需遵照国家有关“自然保护地、地质遗迹、自然遗产”保护管理制度，按照“保护优先，可持续利用”的基本原则进行开发。这就需掌握相关资源多方面的准确信息，不仅包括资源的地质地貌特征和科学价值，更要摸清资源的分布、规模、开发现状、通达性、稳定性等各方面与具体工程项目布设有关的实地信息。因此，要以资源开发利用为目的，以最新科学理论为指导，以新方法、新技术应用为手段，同时重视前人资料的收集和实地调研，扎实系统地收集地质遗迹各方面信息，夯实开发利用工作的基础。根据湖北三叠系相关地质遗迹的分布特点，并结合相关行政辖区边界(从开发主体角度思考)、结合调查面积，按照《地质遗迹调查规范》要求进行合适精度、专门类型的地质遗迹专题调研。如利川市三叠系岩溶地貌资源调查、黄石“大冶群”及相关地质遗迹综合调查、长江三峡三叠纪地层古生物资源调查、南漳—远安早三叠世海生爬行动物化石发掘调查及修复研究等工作。

4.2 彰显资源特色，提升综合档次

湖北三叠系出露区地质遗迹具有很好的分区、分带特征和显著的地方特色。譬如，“南漳—远安”有世界罕见的早三叠世海生爬行动物化石；恩施利川三叠系中发育大型立体喀斯特地貌景观；黄石保留完好的华南早三叠世层型剖面，并在其周缘发育各类典型矽卡岩富铁铜金矿产(及其矿业遗迹)等。这些时空差异分布的地质遗迹资源正是上述大力发展旅游业地区(恩施、远安等国家全域旅游示范区创建单位)必须加强重视和保护利用的特色旅游资源。但开发利用工作应依托各自特色，凸显差异，创新开发。以早三叠世地层遗迹为例，尽管该地层遗迹在湖北全省各地广泛分布，但黄石大冶铁山才是其最早的命名地(谢家荣等，1925)，并且该区绝大部分典型矽卡岩矿产均与其有紧密成因联系。因此，从地质文化打造和景观建设方面，应以大冶群为名片，突出湖北下三叠统悠久的研究历史、显著的特色和重要的价值，开发大冶马叫剖面、大冶铁矿(遗迹)、大冶似裂齿鱼化石点等遗迹资源，重点强化大冶群地层剖面的参观路线、标准岩石古生物矿产露头点的建设，大力加强大冶群地质文化名片宣传推广，并利用大冶群的深厚地质文化背景，衔接黄石地质遗迹资源的城市转型，并向地矿名城打造，帮助地方矿山环境恢复治理和矿产资源的节约利用。

4.3 联合联动开发，讲好地球故事

湖北三叠系出露面积广大、时空连续，并常集中连片发育。在其范围内，长江、清江等大型水系及相关支流(如云龙河、香溪河、沮河等)沿岸，106国道鄂州—黄石段、318国道宜昌—恩施段、241国道(347国道)宜昌—襄阳段公路沿线，均已形成很好的参观、考察、观光路线基础，为系统讲述湖北三叠纪地史变迁、沧海桑田以及后期山水演化创造了良好的资源组合架构和开发先决条件。在此基础上，通过进一步衔接融合各地区旅游景区、景点和旅游路线建设方案，分别打造湖北三叠纪生命演化、湖北三叠纪海陆变迁、恩施三叠系喀斯特地貌演化、大冶组三叠纪地层与黄石百年矿业史、巴东组三叠纪地层与滑坡及巴东集镇的变迁故事等科学主题鲜明的、地球科学文化知识丰富的科普研学旅游路线，其必将能为相关地区的全新旅游名片打造推广、骨干旅游线网强化、全域(尤其是乡村贫困地区)旅游综合发展带来巨大的好处。

5 下一步展望

近5年来，湖北省地质遗迹调查开发有相当部分的工作重点皆与省域三叠系出露区有关。如黄石地质矿产遗迹调查与地矿产业打造、恩施州全域地质旅游资源调查与国家全域旅游示范区创建、远安古生物化石资源调查与化石村建设推广等，部分工作已初步产生可喜的成效。例如：黄石市已连续三年顺利举办全国性地矿科普大会暨矿物展销会，地矿文化名片初步塑造成型且影响日益扩大；恩施州腾龙洞大峡谷国家地质公园和大峡谷5A旅游景区已顺利建成且旅游经济拉动明显，已开始逐步重塑原鄂西圈“两山一江”的旅游业发展格局；远安市政府与湖北省地质局合力打造的“中国化石第一村”乡村旅游景区已初步落成，化石发掘研究和景区深化打造还在进一步协力推动，具可持续性的地质旅游产学研合作模式已初步构建起来。

不难预见，在下一阶段，在国家全域旅游、乡村振兴、长江经济带绿色发展、国家公园管理体制创新等重大战略推进的利好政策背景下，鄂东南三叠系出露区资源型产业结构调整，黄柏河、香溪河等黄陵穹隆周缘三叠系出露区的绿色转型发展和生态文明建设，鄂西南三叠系出露区岩溶石山地区的乡村产业振兴和全域旅游发展还将进一步得到重视和加强。因此，无论是从事专业工作的地质部门，还是肩负社会经济发展重任的各级政府部门，均应认真审视湖北省独特而珍贵的三叠系出露区地质遗迹资源，并扎实调研、发掘特色、加强融合、创新打造，共同讲好精彩的湖北三叠系史前故事。让这些形成于湖北2.5亿- 2亿年前海台、陆棚、前陆盆地中的神奇自然造物走出深山，走近大众，走向科学，并转化为丰厚的社会经济效益，造福荆楚大地。