重慶市重要地質遺跡的成因分析

甘夏　趙幸　陽暢

摘要：重慶市地質遺跡數量眾多、類型齊全、特色鮮明，部分重要的地質遺跡具有極高的美學欣賞價值和科研科普價值。概述了重慶武隆芙蓉洞洞穴沉積物、萬盛石林龍鱗紋、綦江恐龍足跡、黔江小南海和云陽龍缸天坑的成因機制，揭示了地質遺跡形成的奧秘，為下一步相關的地學科普工作提供一定的理論依據。

關鍵詞：地質遺跡;地學科普;成因機制;碳酸鹽巖

中圖分類號：F592

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.033

2016-05-30，在全國科技創新大會、兩院院士大會、中國科協第九次全國代表大會上，習總書記強調：“科技創新和科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在科技創新同等重要的位置。”同時，新時代人們對旅游中獲取科學知識的渴望也更加強烈，也對目前地質遺跡的科普工作有了更高的要求。在此背景下，通過現場調查、資料收集和綜合分析，初步梳理了重慶市五個著名的地質遺跡的科學形成原因，以此為重慶市地學科普提供一定的理論依據。

1 武隆芙蓉洞洞穴沉積物

1.1 “生命之源”

“生命之源”實際上是一個象形的石筍，如圖1所示。當巖溶洞穴內大廳頂部的碳酸氫鈣溶液滴落，同時由于壓力、濕度的變化，碳酸鈣沉淀，形成自上而下長條形乳狀沉淀物稱為石鐘乳，當石鐘乳下部的水滴到洞底，碳酸鈣沉淀則形成竹筍狀的突起，稱為石筍，石鐘乳和石筍進一步發展，最后會連接起來而形成石柱，如圖2所示。

1.2 “石花之王”

“石花之王”實際上是石膏花，如圖3所示。石膏花是由富含碳酸鈣和硫酸鈣的化合物經過多年沉淀而成，只有適當的環境下加上合適的水分，經過長時間的沉淀凝固，才能形成石膏花[1]。當空氣中濕度達到一定程度，經過蒸發后，碳酸鈣等化合物質會殘留在溶洞的巖壁上。芙蓉洞中石膏沉積物集中在石膏花支洞，主要形態類型為石膏晶花和晶塊，石膏晶花的晶體為纖維狀，其集合形態為卷曲的晶絲花團、晶帶和花瓣等，色澤雪白，晶瑩閃爍，美麗無比。

1.3 “巨幕飛瀑”

“巨幕飛瀑”實際上是石幔，如圖4所示。石幔是飽含碳酸鈣的薄層水流出洞頂或洞壁，沉積為波狀或褶狀的流石，形如布幔，因此稱為石幔。

2 萬盛石林龍鱗紋

“龍鱗紋”在地質學上稱為龜裂紋，是奧陶系寶塔組灰巖中出現的一種特殊現象，寶塔灰巖系指中上揚子地區寶塔組的一套泥晶灰巖或含生屑泥晶灰巖，因其發育“龜裂紋”而特別引人注目。在萬盛石林景區廣泛發育并露出“龍鱗紋”，因此特點，景區特命名為“萬盛龍鱗石海”，如圖5所示。

萬盛石林龍鱗紋的形成過程如圖6所示。6（a）為沉積物階段，6（b）為受構造應力和成巖作用的淺埋藏階段，6 （c）為受壓溶作用的深埋藏階段，6（d）為表生風化作用階段。受構造應力和成巖作用的淺埋藏階段，受構造應力的影響，在碳酸鹽巖沉積物內，產生裂隙，并得到及時充填或者沉積物及時固結，大量裂隙的生成有利于飽和溶液的流動，使得碳酸鹽沉積物能及時固結，裂隙得以保存。受壓溶作用的深埋藏階段是成巖作用的中晚期，深埋的碳酸鹽沉積物受壓溶作用的影響，同時對裂隙進行強烈的改造，原先大量細小的、彎曲的裂隙也因為其間碳酸鈣的被壓溶而彼此接近、合并，使得裂紋變得更為顯著。

另外，在碳酸鹽質的瘤體或者龜裂塊與裂隙充填物之間，也因壓溶而產生大量不溶物，在往巖塊內部方向隨著壓溶作用逐漸減弱，不溶物也相應減少，造成二者間的界線呈過渡狀態的特異現象。表生風化作用階段龜裂紋更加明顯，而且可以看到明顯的生物作用。

3 綦江恐龍足跡

恐龍足跡化石是恐龍在溫度、粘度、顆粒度非常適宜的地表行走時留下的腳印形成的化石，屬于痕跡化石。其形成主要有以下三個條件：①恐龍行走的湖濱或河岸處的泥沙軟硬適度;②恐龍行走并經過此地;③恐龍遺留下的足跡被迅速掩埋保存下來并形成化石。

恐龍足跡分為正型和負型兩種，正型指下凹的足跡，即恐龍踩下的腳印本身，保存在巖層的正面;負型指凸出的足跡，它保存在巖層底面。

綦江恐龍足跡化石的發現、研究在地質學和生物學上的意義重大。在地質學上的意義：鑒定地層是否倒轉、復原恐龍生存的古地理、古生態等信息。在生物學上的意義：其形態、排列方式和組合特征能夠真實地反映出恐龍的生活習性，如足跡是哪類恐龍留下的，恐龍是怎樣行走的、行走速度有多快、是群居還是獨處等。綦江恐龍足跡化石挖掘現場如圖7所示。

4 黔江小南海

黔江小南海實際是因地震而形成的堰塞湖景觀。1856-06-10發生地震，震中位于黔江區小南海與湖北省咸豐縣大路壩之間，東經108.80，北緯29.70，震源深度8 km，震級6.25級，烈度8度。地震時，箭子嶺西段山體被劈裂并產生左旋錯動，巨大能量把山體震斷、撕裂，并拋射至1 km外，堆積成一條長1 170m、高67.5m，底部寬1 040m，體積達4.5×10⁷m³的天然石壩，堵塞近東西流向的老窖溪，形成地震堙塞湖、地震滾石堆積區、大垮巖、小垮巖、牛背島、朝陽島、老鸛坪島、轎頂赤壁、“綠蔭塘”、“海口金礁”等獨特景觀。地震形成的崩塌崖面（大垮巖、小垮巖）、崩滑體、堆石壩、堰塞湖、水下森林等多種破壞形跡至今保存完好，為地震災害研究提供了珍貴的自然實體，是國家地震遺址保護區、全國防震減災科普宣傳教育基地，科考價值極高，中科院院士、中國地震局諸多專家稱其為“國內唯一，世界罕見”。黔江小南海如圖8所示。

5 云陽龍缸天坑

“龍缸”是典型的塌陷型天坑。依托龍缸天坑，云陽已申報建立國家級地質公園。缸壁上有三層溶洞，分別為映月洞、月崖洞和最底部的地下溶洞暗河，與石筍河相連，多層溶洞是該地質遺跡成因研究的的天然證據[2]。龍缸天坑3層溶洞如圖9所示。

該區域富含C02且流動活躍的地下水，沿碳酸鹽巖裂隙、節理進行溶蝕，將裂隙逐步擴大為巖溶管道，隨著坍塌以及溶蝕作用的進一步加強，管道形成地下暗河。地下暗河繼續對周圍巖石溶蝕，隨著溶蝕強度增大，上部和側面繼續坍塌，形成了第一層地下大廳。當溶蝕面不斷擴大，大廳頂板垮塌，地下河出露地表，則形成了第一階段的天坑。此時天坑范圍較小、深度不大。但隨著地殼抬升和河流下切，地下水順著巖石裂隙、節理面繼續向下滲流溶蝕，從而在巨厚層的石灰巖巖層中形成了第二層、第三層地下暗河。第二層、第三層地下暗河按照溶蝕塌陷形成大廳頂板塌陷形成天坑的模式循環發展，最終形成了今天所看到的絕壁陡直且發育多層溶洞的天坑。

參考文獻：

[1]馬磊，陳思，甘夏，等.重慶地質公園[M].武漢：中國地質大學出版社，2018.

[2]陽暢.重慶云陽地質遺跡調查及龍缸天坑形成機理研究[D].成都：成都理工大學，2018.