济南华山省级地质公园地质遗迹分类及地学意义

2021-01-22亓协全

山东国土资源 2021年1期

亓协全

(中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东济南 250013)

0 引言

济南华山省级地质公园属于济南市历城区华山街道辖区，东西长约14km，南北宽约10km，总面积为60.65km2，于2007年批准建设。地质公园内地质地貌景观独特，具有国内少见的岩浆岩奇峰和各种风化地貌、众多的奇石、岩浆岩地层剖面及地质构造等[1-2]。华山完整地保留了岩浆岩三次侵入痕迹，国内罕见，还分布有大量的泉、瀑布、湖、河、人文、石刻、古树等景观。华山地质公园内的地质遗迹、石刻、古树及人文景观具国内典型性和稀有性，且保存完好，具有极高的科学研究价值[3-6]。

1 区域地质背景

1.1 地层

1.2 岩浆岩

区域内岩浆岩较发育，主要为中生代侵入岩，主要分布于吴家堡—泺口—华山一带(图1)，形成了以规模较大的济南辉长岩体为主，东部唐冶、沙沟、鱼山等小岩体为辅的济南杂岩体。岩体长轴方向呈近EW向的椭圆状，东西长30km，南北最宽达15km，岩体面积268km2。岩体大部分被第四系覆盖，呈近EW向不规则的椭圆形复式岩株产出，侵入于奥陶纪马家沟群和石炭-二叠纪地层中。岩性主要有无影山中粒橄榄苏长辉长岩、匡山中粒含橄榄苏长辉长岩、药山中粒苏长辉长岩、燕翅山细粒辉长岩、金牛山中细粒辉长岩和马鞍山中粒辉石二长岩[9]。

1—第四系；2—二叠系；3—奥陶系；4—寒武-奥陶系；5—寒武系；6—中生代杂岩体；7—断裂；8—济南杂岩体分布范围；9—济南华山省级地质公园范围

1.3 区域构造演化

济南华山地质公园所在的济南地区经历了漫长的地质演化发展史，从新太古代至新生代，不同地质时期的综合地质事件表明本区具有沉积不连续性、岩浆演化阶段性、构造发展继承性等特征。

中生代早白垩世(燕山晚期)[9-11]，发生多期岩浆岩侵入活动，地壳处于抬升状态，由于在总体隆升中垂直运动的差异，使得剥蚀、沉积在本区同时进行，高地部位遭受剥蚀，相对低洼处则形成了陆相沉积。

第一期侵入是形成济南杂岩体的主岩体，划分为内部相、过渡相和边缘相3个相带：其内部相有2处，一处以无影山为中心，包括：匡山、金牛山、标山、凤凰山等地；另一处以卧牛山为中心，包括驴山等，表明主岩体有2个侵入中心；过渡相位于2个内部相的边部；边缘相分布于岩体边缘，靠近围岩处。

第二期侵入岩主要分布于东部郭店一带，出露在沙沟、流海、章灵邱、于山、唐冶—刑村一带。

第三期侵入岩主要出露于鹊山西部，北马鞍山、粟山、药山一带。在鹊山村、马鞍山见辉长岩穿插于第一次侵入形成的苏长辉长岩中。在武家山见到石英正长岩穿切第二期侵入形成的斑状闪长岩。

区内地形地貌自第四纪以来，随着喜马拉雅造山运动的兴起，在燕山运动所形成的断块山基本骨架的基础上继续发展的。公园内地质遗迹的形成首先与其所处的大地构造位置有关，其次和本区的构造及岩浆活动有关。

2 地质遗迹分类及特征

地质遗迹是地球在漫长的地质历史演变过程中，地质作用下形成的千姿百态的地貌景观、地层剖面、地质构造、地质灾害遗迹等资源，是宝贵的自然遗产，是追索地球演化历史进程和方向的主要内容，其具有独特的、典型的科学、科考价值[12-14]。济南华山地质公园内地质遗迹分布较广、类型较多，参考原国土资源部下发的《国家地质公园规划编制技术要求》(国土资发〔2016〕83号)的分类方法,可划分为五大类、八类、九个亚类(表1、图2)[15]。

表1 济南华山省级地质公园地质遗迹类型划分

1—地质剖面(岩浆岩侵入剖面)；2—地质构造(岩浆岩捕掳体、岩浆岩长石岩脉、“X”型共轭节理)；3—地貌景观(华山、卧牛山、南卧牛山、龟石、蛇石)；4—水体景观(热泉-桃园地热、马家庄地热)；5—水体景观(冷泉-华泉)；6—水体景观(湖泊-华山湖)；7—水体景观(风景河段-黄河、小清河)；8—环境地质景观(崩塌遗迹)；9—环境地质景观(采矿遗迹)；10—地质公园边界；11—景区界线；12—科考科普路线

2.1 地质剖面

济南地区经历了3次不同时期的岩浆入侵，每次岩浆侵入在接触带附近会留下侵入痕迹(图3)，华山西南侧分布的岩浆岩层状剖面清晰地记录了济南地区3次不同时期的岩浆侵入所形成的变化特征。岩浆岩侵入剖面对于研究岩浆的侵入与变化有着重要的地质意义。

图3 岩浆岩侵入剖面

2.2 地质构造

岩浆侵入形成的褶曲、“捕掳体”(图4)和十分发育的节理、裂隙等构造形迹构成地质公园内地质构造遗迹。区内“X”形共轭节理普遍发育(图5)，倾角近于直立，节理面平直；褶曲如舞动的拂尘，栩栩如生；区内节理裂隙发育程度和构造形迹的保存完好程度十分罕见。

图4 岩浆岩捕掳体

图5 典型的“X”型节理

2.3 地貌景观

地质公园内华山主峰，海拔197m，山体虽不高，兀立平川拔地而起，却有万纫之势，雄伟峻俏，为济南著名景观“齐烟九点”最高峰。岩体节理十分发育，形成了其独有的奇石景观，如：前龟、后蛇、左青龙、右白虎及五指石、仙桃石、八仙、真武醉酒、二神巡逻等多处奇石，可谓神形兼备，惟妙惟肖，让人叹为观止。华山主峰以“险、绝、独、最、奇、幽、灵、秀”著称，无不让人感叹大自然的神奇造化。

2.4 水体景观

华山省级地质公园内水体景观类型丰富，有热泉、冷泉、湖泊和风景河段。其中：华泉位于华山南山脚下，因华山得名。此处虽无明显泉眼，但久旱不涸，冬不结冰。泉水是从黏土中渗出，这种出水形态在济南地区尚属罕见，引起相关专家极大兴趣，给华山更增添了几分神秘。

2.5 环境地质景观

区内山体岩浆岩节理极其发育，裂隙密集，岩石风化强烈。在地震、降雨等条件诱发下，发生崩塌多处，具体产生时间无从考证，巨石堆满山坡，直径一般为2～3m，最大可达5～6m，景象极为壮观。这是典型的由地震或重力等外力因素引起的岩石崩塌遗迹(图6)，是研究重力地质灾害的理想之地，极具灾害地质研究价值。

公园区内岩浆岩体是上等建筑石材，俗称济南青。在历史各时期和采矿过程中，遗留了大量的采矿遗迹(图7)，这些遗迹和遗物的发掘、整理更增添了华山省级地质公园的科技旅游内涵和无与伦比的独特景观。

图6 崩塌遗迹

图7 采矿遗迹

3 地质公园的地学意义

3.1 岩石学及火山地质学意义

区内以华山主峰为主体的地貌是中生代燕山期岩浆侵入的典型山岳地貌，是由近1亿年前发生的3次大规模的岩浆侵入形成的以济南地区命名的济南杂岩体的主体。岩体由石英正长岩与斑状闪长岩、辉石闪长岩等组成，其物质组成、构造特点及侵入接触关系是研究该时期地质作用的典型代表，对于研究中国东部中生代以来的地壳运行、岩浆活动具有极其重要的意义[15]。

3.2 构造地质学意义

华山省级地质公园所在的济南地区经历了漫长的地质演化发展史，不同地质时期的综合地质事件表明本区具有沉积不连续性、岩浆演化阶段性、构造发展继承性等特征。

地层剖面是追溯地质历史具有重大科学研究价值的构造形迹。通过区内地层剖面的研究，可以阐明岩浆岩的发生和发展，进而指明区内地壳运动的演化历史及规律，指导实践，解决水文地质、工程地质等有关方面的问题，从而达到为国民经济建设服务的目的。而地质构造形迹记录了区域地壳活动的形迹，通过它可以反推地壳活动的强烈程度和地壳应力释放方向和大小，是研究区域地质构造活动的一个有力证据，为了解当地地壳活动提供了基础，同时也是地质教学的一个理想场所。

3.3 地貌学意义

华山省级地质公园地处黄河冲洪积平原，地面标高一般介于+22m～+26m，华山主峰197m，平地拔起，直入云霄，被元代大画家赵孟頫称颂为“齐之山川，独华不注最知名”，并绘有《鹊华秋色图》流传至今[16]。华山山体形成于164～276Ma，由于原岩的形态和成岩后上亿年的地壳变动、构造切割及风化剥蚀和雕琢而形成了现今独特的“石蛋型”[17]岩浆岩地貌，经过了漫长而复杂的地质地貌演变过程后，形成了华山独有的奇石景观，同时也缔造了其以“绝”、“独”、“最”著称的地貌景观。华山独特地貌景观的形成集构造地貌、动力地貌、气候地貌于一体，对于地貌学的研究具有重要意义。

3.4 采矿学意义

园区内矿产资源主要为岩浆岩，是上等建筑石材。区内的采矿始于20世纪60—70年代，直到20世纪90年代底停止开采。在历史各时期采矿过程中，采用不同的采矿方法，现场遗留了大量的采矿遗迹，通过这些遗迹的发掘、整理，可以对比不同时期采矿技术及采矿业发展程度，更增添了华山省级地质公园的科技旅游内涵和无与伦比的独特景观。