四川射洪硅化木国家地质公园地质遗迹类型及资源评价

钟 仪，王成武，洪 星

西南石油大学 地球科学与技术学院，四川 成都 615000

0 引言

地质遗迹是一种重要的自然遗产，反映了地质历史时期物理、化学和环境的变化，具有极大的科研意义。硅化木地质遗迹是一种不可再生的自然遗产，它不仅是大自然美的体现，也是研究数亿年前地质构造的重要证据。联合国教科文组织设立了地质遗迹保护组，英国开展“地质保护评论”项目，我国制定了“地质遗迹管理保护规定”，国内外各个国家都在积极开展地质遗迹的保护工作[1]。前人(王文、钱丽苏等，2002)在《地质遗迹资源与可持续发展》中明确指出，要分层次、有区别的对地质遗迹进行开发，不同品级采取不同的保护开发策略。在对硅化木的开发利用中，要对其进行相应的保护(李冰，2018)，确保在开发利用过程中不损害硅化木。

对近5年来的硅化木类的20篇文章进行统计分析，大部分文章是围绕国内5大硅化木国家地质公园展开研究讨论的，课题涉及了硅化木地质遗迹的保护开发、硅化木地质公园的建设、硅化木地质公园资源优势分析与成因分析、以及公园遗迹对比等方面[2]。很少有文章采用一种客观的评价方法来进行硅化木地质公园的资源评价。

论文在保护地质遗迹的前提下，将四川射洪硅化木国家地质公园作为研究对象，采用“三三六”评价体系(卢云亭，1988)[2]与层次分析法，用定性评价与定量评价结合的方式对园区中的地质遗迹景观进行资源评价。以期能够更好的展现其休闲娱乐、科普教育、科学研究的一面，将地质公园的发展与资源评价结合，试图为国家地质公园的建设提供一个新思路。

1 地质公园概况

射洪全市呈心脏形，位于川中腹地，面积约为1 495.97平方公里，整体地势主要呈西北高，东南低。四川射洪硅化木国家地质公园经纬度为105°22′30″E、30°40′N，属于射洪县明星镇龙凤峡谷风景区，西边是成都，北边挨着绵阳市和广元市，地理位置优越，属于成渝经济区北弧中心，是成都经济圈和成都重要城市群的组成部分。这里的陆相侏罗纪十分发育，硅化木化石群的主要出产地层是绝晚侏罗统蓬莱镇组下段，公园中的硅化木群是目前西南片区规模最大，保存最完整的硅化木森林，而且硅化木化石和恐龙化石同时出现，具有典型晚侏罗纪特征[3]。射洪硅化木地质公园在1 km2的范围内发现了512根硅化木，这一硅化木化石群落不论从规模来说还是从密度来说都是国内唯一的，在国际上也十分罕见，其规模与分布密度远超国际上著名的英国侏罗纪海岸硅化木公园和美国亚利桑那州北部的硅化木国家公园。因此射洪硅化木森林的意义十分重大，是研究射洪地区晚侏罗纪时期动植物生活习性以及地质运动的重要资料来源，填补了中国南方晚侏罗纪世硅化木化石的空白。

图1 射洪地区硅化木分布情况Fig.1 Distribution of silicified wood in Shehong area

2 区域地质背景

公园位于射洪与大英交界处，属于侵蚀丘陵地貌，海拔约300～600 m，整体地势起伏平缓，无显著陡峭地貌，地质构造简单，地质构造大多为宽阔褶皱，断裂发育不明显，广泛分布着侏罗系紫红色砂岩、泥岩建造，地层层序完整，厚度可达1 500～3 500 m，是岩石地层单位“遂宁组”与“蓬莱镇组”的命名地和建组地[4]。

蓬莱镇组以冲积扇河曲流河为主，是在印支运动晚期四川盆地形成的基础上，由冲积盆地长期堆积而形成的。蓬莱镇组河湖交替，最下层即1层剖面岩相类型为河流，主要为灰色长石石英细粒砂岩；2、3层剖面岩相类型为湖泊，水平节理发育，岩性主要为紫红色泥岩[5]、钙质粉砂岩等，泥岩与砂岩的比例大概为1∶2，粉砂岩具有浅湖亚相特点，砂纹层理清晰可见；4至9层剖面沉积环境为河流，岩性主要为暗紫色泥岩、浅灰长石石英细粒砂岩、灰红色长石石英细粒砂岩、棕红色泥岩、粉砂岩等，不同剖面层的岩性组成种类比例差异较大。如第9层剖面主要岩性为暗紫色泥岩，泥岩比例是土壤的数倍，第4层剖面主要岩性为浅灰长石石英细粒砂岩。

射洪硅化木地质公园的地质剖面——蓬莱镇组可划分为：湖泊、河流、土壤等三种岩相。湖泊相主要为第2、3层剖面，岩石有浅灰色中层钙质粉砂岩、薄层改制粉砂岩，主体为深湖亚相沉积。河流相水平节理十分发育，可见砂纹层理、槽状斜层理，为蓬莱镇组的主要岩相类型，根据亚相特征可判别问曲流河类型。土壤相一般为河流、湖泊的伴生相。

3 主要地质遗迹类型

根据《地质遗迹类型划分表》的要求，将射洪硅化木国家地质公园划分为4个大类，在此基础上进一步划分为构造形迹、古植物、古动物、峡谷流水等8个基本类型(表1)。

表1 射洪硅化木国家地质公园地质遗迹分类表Table 1 Classification of geological relics in Shehong silicified wood National Geopark

3.1 地质构造地质遗迹

射洪硅化木国家地质公园内地质构造主要为褶皱，断裂不发育，褶皱宽阔平缓，以近东西向为主。公园地质构造属四川台坳之川中台拱的南充台凹，地层展布的为蓬莱镇背斜，地层层序完整，广泛分布着侏罗系紫红色砂岩、泥岩建造。

3.2 古生物地质遗迹

3.2.1 古植物

射洪硅化木地质公园的硅化木化石群出产于上侏罗统蓬莱镇组的下段(J3p1)，共计550余根[4]，在田家沟、王家沟、曾家沟等地区广泛分布，分布范围广，分布密度大，保存完好。出露的硅化木保留了原木的纹理结构，大多为灰白色或黑褐色。硅化木的主要的出产形态多为树干类型，少量可见直立的树桩，其出产产状不一，倾斜角度不同，但在同一化石层内的倾斜角度基本相同。园区内硅化木直径一般在0.1～1.0 m之间，大多在0.3～0.5 m之间，最粗的可达1.5 m，出露于地面上的长度最大可达9 m以上[6]。硅化木保存下来的植物类型多为侏罗纪松柏类植物类型，硅化木化石较好的保存了这些松柏类植物的木质纹理，硅化木的特性使其具有坚硬的外壳，保存下来的硅化木多为树干，表面可见树枝从树干上脱落后的痕迹，部分可见虫迹，有少量的树皮。还未完全被硅质、钙质化的树木被称为乌木，在园区内也有发现，总计300余根。

3.2.2 古动物

公园博物馆内有恐龙骨骼化石及恐龙蛋化石展出。在上侏罗统蓬莱镇组下段[7]，即硅化木的出产地层，同时出产了蜥脚类恐龙的骨骼化石，其分布密度不大，只在王家沟、曾家沟、蔡家坝三地有少量发现。专家研究，恐龙体长超过20 m，为食植型蜥脚类恐龙。恐龙化石与硅化木化石所反映的古生态环境与古生物生活习性是学者研究的重点，恐龙化石与硅化木化石在同一地层出现，为相关研究提供了现实依据。同时也能提升射洪硅化木国家地质公园的旅游行业[8]。

3.2.3 古生物遗迹

射洪硅化木国家地质公园有着丰富的化石资源，如神虫化石、海生爬行动物化石、蕨类植物化石、菊石化石等，化石充分说明了1.5亿年前的晚侏罗世射洪地区的植物类型和生态环境。科学家研究发现1.5亿年前，四川盆地由海盆转变为陆盆[8]，四川盆地几乎全是水。侏罗纪时期与晚三叠世时没有发生显著的地壳运动[9]，盆地内依旧是湖水占据。如今出产的丰富的动植物化石佐证了四川盆地的演化过程，对古气候、古环境、古生物的研究意义深远。

3.3 地貌景观地质遗迹

3.3.1 峡谷地貌

峡谷地貌位于龙洞河上的电站处[10]，大约两公里长，呈“U”字形，窄处30 m左右，宽处可达100 m，两侧相对高差约100 m。谷内有多级石梯，河水沿着峡谷壁流下，形成多级瀑布，十分美丽。这类峡谷地貌是地下水、降雨等流水向下渗透，经过长期的侵蚀和溶蚀形成的，是大自然鬼斧神工的原始景观，有着别样的美感。

3.3.2 类岩溶地貌

类岩溶景观种类丰富，包括了石钟乳、溶沟、溶洞等，射洪地区主要为遂宁组和蓬莱镇组的出露区[11]，这样的地层主要为紫红色砂岩和泥岩，富含钙质，地下水溶解了砂岩中的钙物质，在地表氧化和蒸发过程中形成次生碳酸钙沉淀物，于是就出现了如今看到的各种造型独特的类岩溶地质景观[12]。

3.3.3 流水地貌

流水地貌地质遗迹地处龙凤峡右岸，由于流水或波浪作用于湖泊中的泥砂，使得泥砂沉积物表面形成起伏不平的波纹，这种地貌称为湖相沉积波痕[13]。园区内湖相沉积波痕主要形成于蓬莱镇组的地层层面。不同的波痕反应了水动力条件的差异，对古地理环境的研究有重要意义。

3.4 水体景观地质遗迹

园区内有着丰富的沟谷、湿地、泉水(玉女泉、龙涎、金童液)、瀑布等自然水体景观[14]，水边植物生长状况良好，山青水秀，适合游客短途旅行、出行游玩、休闲娱乐。

4 地质遗迹资源评价

资源评价方法很多，目前广泛使用的主要有定性评价和定量评价两种。定性评价是研究者根据研究区域的价值、效益等因素的具体情况来评价资源的一种方法，这种研究方法受到研究者主观意识的影响较大。定性评价包括了“三三六”评价法[15]、“六字七标准法”等。定量评价是选取多个指标，采用数量化的形式来进行评价的一种方式，这种评价方法的结果是客观的数值。定量评价有层次分析法、模糊数学综合法、单纯矩阵法等。采用定性评价与定量评价结合的方式，可以弥补定性评价会受到人为因素的影响而过于主观、定量评价完全数学化的不足，从而更加综合的评价地质公园的资源特征[16]。

4.1 定性评价

“三三六”评价法，即通过三大价值，三大效益，六大条件等十二个因素对园区内旅游资源进行分析评价。由于“三三六”评价法能够从多个方面考虑研究对象的价值，综合性更高，因此选择了此方法作为本次定性评价的方法。

三大价值：

(1)科学考察价值。射洪硅化木具有很高的科学考察价值，硅化木记录了射洪地区晚侏罗纪的地质历史演化过程，对于研究同时代动植物的成长环境有着积极作用。

(2)历史文化价值。园区中的龙龟寺、石刻佛像、青狮寨鞑人洞穴等古遗址揭示了古代人的精神信仰和人文活动，能够侧面了解古代的社会发展程度与精神文明程度，具有较高的历史文化价值。

(3)艺术观赏价值。公园内的峡谷地貌、类岩溶景观是大自然的艺术创造，充满活力与生命力，动植物的繁荣生长将园区渲染的生机勃勃。壁画佛刻等古遗迹展现了古人对美的追求，让现代人能在几千年后感受到艺术的氛围。

三大效益：

(1)经济效益。射洪地区人口基数不大，流动人口少，外来消费低，本地人消费热情不高。射洪硅化木地质公园旅游产业经济效益不高，消费水平低，并不足以拉动射洪地区的经济发展[17]。

(2)社会文化效益。射洪拥有沱牌酒业、诗人陈子昂等文化品牌，具有一定的社会影响力，通过品牌拉动效应，可以提升射洪硅化木地质公园的知名度。

(3)生态效益。地质公园依托自然环境建成，满足了人们出游探索度假、科学普及的同时也在一定程度上保护了环境，通过旅游业促进生态环境的改善。

六大条件：

(1)地理位置和交通条件。射洪位于成渝经济区北弧中心目前拥有绵—渝公路以及达—成铁路，未来将会开通绵—渝高速公路和兰—渝铁路，交通十分便捷。

(2)景观地域组合条件。射洪地区除硅化木地质公园外，自然风光优美，还有大量其他优质旅游资源，如涪江河流湿地、金华山道观、沱牌生态工业园等，具有鲜明的地方特色，周边与遂宁、成都、重庆相邻，有着丰富的旅游资源。

(3)硅化木地质公园的旅游容量条件。射洪市全市人口103.46万，公园旅游餐饮主要依托于县城，大小宾馆多达70余家，可以满足游客的出游需求。

(4)市场客源条件。目前射洪游客80%为本地游客，消费水平低，人均日消费不足10元[18]。

(5)其他条件。射洪旅游发展目前还处在较低水平上，旅游产业“小、散、弱、乱”，经营规模和效率都不高，旅游产品不具特色，没有较强的竞争力。

4.2 定量评价

层次分析法(AHP)是目前应用十分广泛的定量评价方法，它能够建立全面的评价指标，运用数学方式从多个指标因子对评价目标进行评价。基本步骤为：(1)分析影响研究对象的各类影响因子，根据重要程度选择评价因子；(2)形成评价层、评价因子的判读矩阵；(3)结合隶属度，计算出各个评价因子的权重；(4)进行一致性检验，检查权重是否满足要求；(5)通过公式计算，得出地质遗迹资源的评价结果。

4.2.1 选取指标

地质遗迹资源的综合评价涉及多个方面，评价指标关乎评价结果的准确性，选取指标时要从典型性、重要性、普遍性等多方面考虑，选取能代表地质遗迹特性的指标。根据评价因子的重要程度以及评价因子对评价结果的影响程度，将综合评价分为了自然属性、价值属性、基础设施属性等三方面，结合具体情况选择了以下10个评价因子，如图2所示：

图2 地质遗迹评价指标体系Fig.2 evaluation index system of geological relics

4.2.2确定权重

权重是指评价指标体系中的各指标在评价过程中的重要程度，权重不同，得到的评价结果也会有差异[19]。为了得到各指标的权重，根据层析分析法的一般计算过程和步骤，首先构建指标两两之间的判读矩阵，对所列出的两两重要性判断矩阵进行层次单排序，即判断每两个影响因子之间相对的重要程度。然后计算各个因素的权重系数，并对每一个矩阵进行一致性检验，从而确定指标的权重。射洪硅化木地质公园各项目层的判读矩阵计算及权重结果如表2至表6所示。

表2 各评价项目层判读矩阵Table 2 interpretation matrix of each evaluation project level

表3 “自然属性”下判读矩阵Table 3 interpretation matrix under "natural attributes"

表4 “价值属性”下判读矩阵Table 4 interpretation matrix under "value attribute"

表5 “开发属性”下判读矩阵Table 5 interpretation matrix under "development attributes"

表6 射洪硅化木定量评价指标及权重Table 6 quantitative evaluation index and weight of Shehong silicified wood

确定权重后，采用专家打分法，从自然属性、价值属性、开发属性三个方面对射洪硅化木地质公园中的地质遗迹资源进行评价打分，再采用菲什拜因—罗森伯格模型计算出地质遗迹资源评价结果，模型计算公式为：

其中，X为综合评价值，Si为第i个评价因子的评价分值，Wi为第i个评价因子的权重，n为评价因子数目。

4.2.3 评价结果

参考《地质遗迹资源调查技术规范(2015)》拟定的划分标准，将评价结果分为4个等级：世界级地质遗迹资源(得分值：>=90分)、国家级地质遗迹资源(得分值：80～90分)、省级地质遗迹资源(得分值：70～80分)、地方级地质遗迹资源(得分值：60～70分)，评价结果如下。

表7 射洪硅化木地质公园地质遗迹评价结果Table 7 geological heritage evaluation results of Shehong silicified wood Geopark

评价结果显示，射洪硅化木地质公园内地质遗迹资源国家级1类，省级3类，地方级4类。

5 结论

射洪硅化木国家地质公园地质遗迹景观丰富，动植物种类丰富，论文在前人研究的基础上，根据《地质遗迹类型划分表》的要求，将地质遗迹划分为8个基本类，采用定性评价(“三三六”评价法)与定量评价(层次分析法)结合的方法对公园内景观资源进行评价，确定了相关结论如下：

(1)射洪硅化木国家地质公园地质遗迹景观丰富。园区内地质遗迹包括了4个大类，8个基本类，具有地质遗迹的典型性，为四川地区中生代时期的地质历史演变、古生态环境变化、古动植物发育等课题提供了重要物证。

(2)射洪硅化木国家地质公园地质遗迹以地方级为主。定性评价结果显示，公园地质遗迹自然价值、科研价值较高。定量评价结果显示，园区内硅化木地质遗迹景观价值高，峡谷、岩溶等地质遗迹景观具有较高的科研价值和观赏价值。

(3)总体来说，射洪硅化木地质公园地质遗迹资源自然价值、开发价值较高，再加上良好的地理位置优势，开发潜力巨大。建议在地质遗迹开发过程中注意生态环境的保护，建立相应的保护区。

(4)层次分析法本身具有将复杂问题结构化、简单化的特点，但构建体系时也会受主观评判影响，导致最终的评价结果产生一定不确定性甚至与实际情况不符，因此如何构建合适的评价层次，进一步优化评价方法尚待探讨。