湖北省三疊系出露區地質遺跡調查開發現狀及展望

趙 璧， 陳 剛， 李姜麗， 鄒亞銳， 譚秋明

(湖北省地質科學研究院,湖北 武漢 430034)

三疊紀是中國地史演變的關鍵轉折期，印支運動導致華南主體地層記錄發生了從海到陸的重大轉變[1]。這一時期的湖北省北部地區可能因商丹洋關閉和隆升成陸而缺失相關物質記錄，但在省域青峰襄廣斷裂以南的揚子地層區(圖1)，三疊系則在東(厚300～1 600 m)、西(厚1 100～3 300 m)部皆有廣泛發育和出露(約17 165.79 km2，占全省面積的10.13%)，且較連續，從早三疊世穩定淺海臺地相沉積逐步過渡為中三疊世海陸交互相沉積，再過渡到晚三疊世前陸盆地相沉積，較完整反映了華南北部地區海陸變遷及生命環境協同演化的過程。局部三疊系還因后期巖漿熱液、地表風化等作用改造，形成保留獨特的礦產、地貌、地質災害遺跡。近年來，湖北三疊系出露區的相關地質遺跡調查和開發工作取得不少重要進展，對相關地區的科學認識水平提升和社會經濟發展產生較大地促進作用，同時也發現了一些不足和待改進的地方。本文對湖北三疊系出露區重要地質遺跡調查開發情況進行概述，并就其進一步開發利用思路進行探討。

圖1 湖北省三疊系分布圖(據《湖北省區域地質志》)Fig.1 Stratigraphic distribution map of Triassic in Hubei province1.三疊系露頭；2.地層區代號；3.地層(分)區界線。

1 調查研究回顧

湖北省三疊系出露區地質遺跡豐富，調查歷史悠久，研究認識程度較高。地層剖面遺跡方面，早在20世紀初，野田勢次郎[2]就對鄂西三疊系開展過初步調查；謝家榮[3]、謝家榮與趙亞曾[4]、李捷[5]、許德佑[6]等陸續調查并創建鄂東“大冶石灰巖”、鄂西“巴東系”、鄂東“蒲圻紫色砂巖層”、鄂西“遠安系”等地層單位，逐步構建起湖北三疊系格架；建國后，北京地質學院及三峽地層專題隊等進一步對鄂西下三疊系進行調查研究，引入四川“嘉陵江組”；60年代后，省區測隊在鄂東發現晚三疊世植物化石并據此創建“雞公山組”；陳公信[7]、陳楚震等[8-9]亦根據晚三疊世化石在鄂西創建“九里崗組”、“王龍灘組”、“沙鎮溪組”；張仁杰等[10-11]將鄂西“大冶群”進一步劃分為下三疊統“瑞坪組”和“小河組”并新建鄂東中三疊統“陸水河組”和上三疊統“蒲圻組”；張振來等[12]對長江三峽地區中三疊統生物地層進一步細分，建立“鹿家溝組”、“信陵鎮組”、“寶塔組”、“水家灣組”；隨后，《湖北省區域地質志》、《湖北巖石地層》、《中國地層典—三疊系》、《長江三峽地區珍貴地質遺跡保護和太古宇—中生代多重地層劃分與海平面升降變化》等專著又多次對湖北三疊系地層單位進行系統厘定。百年來，系統研究和記述的三疊系剖面遍布全省。

古生物化石遺跡方面，許德佑曾對鄂西遠安三疊系及相關動物群開展過初步調查研究；斯行健[13]、斯行健和周志炎[14]、吳舜卿等[15]、黎文本等[16]、張望平等[17]、楊基瑞等[18]、于菁珊等[19]、吳向午[20-21]、王永棟等[22]、汪嘯風等[23]、李旭兵等[24]、陳輝明等[25]、孟繁松等[26]、Guignard et al.[27]、王永棟等[28]對鄂西包含晚三疊世植物的“香溪煤系植物化石群”進行了多輪調查研究；王恭睦[29]、楊鐘健[30]、楊鐘健和董枝明[31]、Chen et al.[32-35]、Cheng et al.[36]對南漳—遠安早三疊世海生爬行動物化石進行了多輪調查研究；蘇德造等[37]對大冶早三疊世裂齒魚化石進行了調查研究；孟繁松[38]對鄂西中三疊世肋木植物化石進行了調查研究；Liu et al.[39-40]對遠安茅坪場中三疊世兩棲類及初龍類化石進行了調查研究。發現化石點和化石材料數以百千計。

湖北三疊系經后期改造形成的地質遺跡還包括礦產、地貌、地質災害等主要類型。1863年以來，國內外早期的勘探者和建國后地礦、冶金等主管部門所屬的10多個地勘隊伍在鄂東南三疊系與燕山期侵入體接觸部位勘查都發現了豐富的矽卡巖礦產，并建成大冶鐵礦、銅綠山鐵銅礦、雞冠咀銅金礦等著名礦山，在銅綠山還發現了3 000多年前的古銅礦遺址[41]，各種礦產地質現象、礦業遺址、礦業文化坐落在這些地段集中組合發育保存，構成獨特的鄂東南地礦遺跡群落。地貌景觀方面，中科院地理所、巖溶地質研究所、中國地質大學、成都理工大學曾多次組織“中國—歐洲”聯合探險隊對利川下三疊統的騰龍洞洞穴系統和清江支流云龍河流域三疊系峽谷及地下河進行科學探測；沈繼方[42]對清江流域包含下三疊統在內的可溶巖層巖溶地貌進行了系統調查研究；陳安澤等[43]對恩施沐撫地區三疊系中的喀斯特石柱林景觀進行了初步研究；“中—歐”聯合洞穴探險隊對利川十字路地區三疊系中的天坑洞穴系統進行了科學探測。地質災害遺跡方面，“七五”以來，為保障長江三峽航道安全，原地礦部地質環境管理司、水利部長江水利委員會、原國土資源部等相繼部署一系列專題調查工作，歷時20多年，查明鄂西巴東長江沿岸中三疊統碎屑巖地層發育保留一系列典型、教科書式的滑坡(泥石流)遺跡。

上述早期的地質遺跡工作多為礦產勘查、區域地質調查、水文地質調查、環境地質調查的衍生工作，盡管取得許多重要成績，但在成果轉化和推廣方面較薄弱。近年來，在前人扎實的工作基礎上，在國家、省級層面的不斷重視下，湖北省三疊系出露區陸續開展一系列專題地質遺跡工作，并取得顯著的成果。主要包括：黃陵背斜西翼三疊系的地質遺跡調查和長江三峽國家地質公園三疊系園區的成功創建；黃陵背斜東翼三疊系的地層古生物遺跡調查和遠安化石群國家地質公園、國家化石產地、中國化石第一村景區的建設；鄂東南黃石三疊系出露區特色地層古生物礦產遺跡的調查和創新開發推廣(尤其是中國黃石地礦科普大會的連年舉辦)；恩施州巖溶構造地貌遺跡的調查和國家地質公園、國家全域旅游示范區創建工作的深入持續推進……。許多相關工作已逐步開始成為各地區自然遺產保護及生態恢復治理、鄉村振興和全域旅游戰略實施的重要工作抓手和重點工作目標。

2 重要地質遺跡類群

湖北三疊系發育齊全、出露面積廣大，相關地質遺跡豐富、典型。據李正琪等(1)李正琪、譚秋明、朱文晶等，湖北省地質遺跡調查評價成果報告，湖北省地質科學研究所，2009。對湖北省重要地質遺跡進行的初步統計，與三疊系有關的重要地質遺跡多達70處(圖2)，涉及18個類型。其中，類型及時空分布相對獨立，具重要特色意義的資源群落(圖3)主要有：

圖2 湖北省三疊系出露區重要地質遺跡集中分布特征Fig.2 Centralized distribution of important geoheritages in the exposed area of the Triassic in Hubei Province1.三疊系露頭；2.地層區代號；3.地層(分)區界線；4.重要地質遺跡點。

2.1 南漳—遠安早三疊世海生爬行動物化石遺跡

化石遺跡主要發現于南漳—遠安交界地區下三疊統頂部近40 m厚的局限臺地相紋層灰巖中，化石層頂板同位素年齡約為247.8±1.2 Ma，為奧倫尼克期末[44]。初步查明的化石點達10余處，已發現化石囊括湖北鱷類、魚龍類和鰭龍類三大海生爬行動物類群。湖北鱷類化石最為豐富，其也是全球僅發現于湖北的早三疊世海生爬行動物。該化石群代表地史最早的海生爬行動物群落之一，對研究海生爬行動物的起源和早期演化以及二疊紀末生物大滅絕后，海洋生物復蘇具有重要的科學價值。一些長達1～2 m的完整化石標本具有獨特觀賞、展示價值，在國家地質博物館、上海自然博物館等許多頂級自然博物館內均標注為重要展品。

2.2 中—晚三疊世植物化石遺跡

湖北中晚三疊世植物化石廣泛發現于鄂西荊當盆地、秭歸盆地、利川盆地及鄂東南蒲圻—黃石一線的中三疊統巴東組(相當于鄂東南地區的蒲圻組)、上三疊統九里崗組和王龍灘組下部(相當于秭歸、利川盆地的沙鎮溪組，鄂東南地區的雞公山組)前陸盆地相碎屑巖地層中。其中巴東組的下部(信陵鎮組)和上部(遠安組、水家灣組)發現植物23屬39種，包括稀有珍貴的肋木(Pleuromeia)、脊囊(Annalepis)等石松植物。九里崗組植物化石發現超過44屬96種，代表Symopteriszeilleri-Sinoctenisminor植物群，時代屬晚三疊世卡尼期至諾利早期。王龍灘組(沙鎮溪組上部)的植物化石相對偏少，組合特征大致與Ptilozamites-Anthrophyopsis組合可相比較，時代屬諾利晚期—瑞替期。該植物化石群(即香溪煤系植物化石的下部層位化石組合)曾被中國古植物學奠基人斯行健先生深入研究和論述，在國內外科學界享有較大的知名度和影響力。

2.3 鄂東南燕山期多金屬礦產遺跡

遺跡主要發現于鄂城—大冶—陽新等地的中—下三疊統碳酸鹽巖與燕山期中酸性侵入巖的接觸帶內。大致以大冶湖為界，北部以鐵礦為主，南部以銅金礦為主。一般鐵礦受中三疊統下部含膏鹽的碳酸鹽巖與巖漿巖的接觸帶控制，鐵銅或銅金礦受下三疊統碳酸鹽巖與巖漿巖的接觸帶控制。代表礦床包括：大冶鐵礦、程潮鐵礦、張福山鐵礦、靈鄉鐵礦、銅綠山銅鐵礦、雞冠咀銅金礦、豐山銅礦、雞籠山金銅礦等。其中大冶鐵礦是1935年謝家榮先生提出的大冶式鐵礦模式地，中國矽卡巖型富鐵礦典型代表，中國科學勘查的第一座鐵礦和中國重工業搖籃——漢冶萍工業的骨干礦山，其百年采礦形成的標準化露采遺跡規模巨大、氣勢驚人；銅綠山銅鐵礦則是中國矽卡巖型富銅礦典型代表和中國八大銅基地之一——大冶銅基地的主力礦山；還發現了從商代晚期一直延續到漢代開采和冶煉的古銅礦遺址，為中國保存最好、最完整、采掘時間最早、采掘時間最長、冶煉水平最高、規模最大、保存最完整的古銅礦遺址；雞冠咀銅金礦是中國全隱伏礦勘查發現的代表，在20世紀80年代曾引領中國大比例尺成礦預測工作。

2.4 鄂西南巖溶構造地貌景觀遺跡

遺跡主要發現于利川復式向斜、宣恩—白楊—清太坪復向斜、鶴峰向斜的核部產狀平緩、厚度巨大的下三疊統嘉陵江組(厚度589～804 m)地層中，其大多是在長江、清江等大型水系對云貴高原北部碳酸鹽巖臺地深切改造的背景下演化形成。地貌景觀類型主要包括規模巨大的巖溶洞穴——天坑—地下河系統，切割極深的巖溶峽谷—障谷和高大挺拔、集群連生的巖溶石柱林以及串珠狀發育的坡立谷群等。代表資源包括利川騰龍洞清江伏流洞穴系統和落西天坑群、恩施沐撫大峽谷和大樓門石柱林、長江三峽巫峽段、建始石門河峽谷和黃鶴橋石柱林、鶴峰躲避峽和董家河坡立谷群、巴東沿渡河峽谷和蓮峽河峽谷等。其中，騰龍洞為中國第四長洞[45]；清江伏流入口為世界最大的落水洞；巫峽是世界第三大河長江三峽段江面最窄、地勢落差最高的峽谷。

2.5 其他

其他較重要的相關地質遺跡還包括：于遠安茅坪場中三疊統晚安尼期海相風暴潮相沉積中發現的“寬頭遠安鯢”Yuanansuchuslaticeps和“茅坪場遠安鯢”Yuanansuchusmaopingchangensis化石，為中國發現最完整的乳齒鯢類化石，并有較多具有高大神經棘的罕見初龍類“芙蓉龍”Lotosaurus與其伴生出現；創建近百年至今仍在華南地區廣泛沿用的地層單位“大冶組(大冶石灰巖、大冶群)”、“巴東組(巴東群)”層型地點；中揚子區P/T重要參考界線——大峽口剖面和利川瑞坪、尖子山等剖面；具重要地質災害研究和警示意義的巴東城關滑坡群和黃蠟石滑坡及其治理工程等。

圖3 湖北省三疊系出露區部分重要地質遺跡Fig.3 Some important geoheritages in the exposed area of the Triassic in Hubei ProvinceA.遠安落星村早三疊世海生爬行動物化石產地；B.巴東城關滑坡群(發育于中三疊統)；C.大冶鐵礦(發育于下三疊統與侵入巖接觸帶)；D.恩施大峽谷及大樓門石柱林(發育于下三疊統)。

3 開發利用現狀及存在問題

3.1 開發利用現狀

湖北三疊系出露區內已有不少重要地質遺跡得到各級政府部門的重視和開發利用，并取得了顯著效益。譬如，黃石市通過創新利用大冶鐵礦遺跡建立了黃石國家礦山公園和4A景區，利用銅綠山古銅礦遺跡打造成科學戶外公園，成為國內資源型地區旅游業創新打造的典范；遠安縣依托早三疊世海生爬行動物化石產地建立了遠安化石群國家地質公園和中國化石第一村景區，對國內偏遠山村化石產地開發做出了示范引領；教育部和中國地質大學(武漢)依托巴東滑坡群遺跡和秭歸三疊紀地層古生物遺跡建立了長江三峽庫區地質災害研究中心和秭歸產學研基地，長江三峽國家地質公園(湖北)在巴東—秭歸地區設置了“三疊紀科考園區”，將可怕的地質災害現象轉化為供產學研綜合使用的綠色地質資源；鄂西南各縣市通過開發騰龍洞、朝陽洞、玉龍洞、無源洞、沐撫石柱林、黃鶴橋石柱林、巫峽峽谷、沿渡河峽谷、云龍河峽谷、石門河峽谷、蓮峽河峽谷、躲避峽、董家河坡立谷群等三疊系出露區的構造巖溶地貌景觀資源，陸續建立恩施騰龍洞大峽谷國家地質公園5A景區、鶴峰屏山—董家河省級地質公園、神農溪5A景區、石門河4A景區、野三河4A景區、巴人河4A景區、無源洞3A景區、朝陽洞3A景區、玉龍洞3A景區等，它們已成為鄂西南旅游資源的核心主體。

3.2 存在問題

3.2.1基礎調查研究有待進一步加強

湖北三疊系分布廣泛，地質遺跡類型、數量均較豐富，具有十分重要的開發利用價值。但前人對其開展的工作學科偏重不同、程度不一。盡管已有較多成果認識積累，但從開發利用角度而言，絕大多數資源信息還存在不夠完整(尤其是資源現狀與開發性評估方面的信息)，或學術觀點偏舊(許多研究成果都完成于幾十年前)，甚至不準確(如坐標、邊界、測量數據錯誤或精度太低)等方面問題，尚不足以支撐其科學有效利用和系統性的規劃開發。

3.2.2地質遺跡特色有待進一步彰顯

湖北三疊系全面見證了華南印支期海陸轉換和生命環境協同演化過程，局部層位受中生代構造巖漿活動和新生代構造抬升剝蝕的強烈改造，形成保留的許多地質遺跡皆具典型、獨特、稀有價值，是各地區旅游景點、名片打造的重要依托。但目前大多數地質遺跡的特色沒有得到充分彰顯，地方政府部門對其認識還不夠充分，重視不足，并還缺乏創新開發利用手段，開發效益不夠顯著，資源價值尚未得到全面挖掘。

3.2.3系統開發工作有待進一步推動

湖北三疊系發育連續完整，尤其在鄂西峽江兩岸、荊當盆地、秭歸盆地、利川盆地等三疊系大面積出露區，常見早—中—晚三疊統依序展布，相應地層、古生物、地貌、地質災害景觀組合發育良好，現象豐富典型，如通過戶外考察路線串聯，將成為系統講述湖北三疊紀時期生命環境演化和中新生代(三疊紀—第四紀)湖北山水變遷最好的實證材料。但目前這些地區的相關地質遺跡聯動、系統性的開發遠未得到重視，工作較為滯后，不利于有關地區的旅游資源整合、全域旅游規劃和研學旅行教育事業發展。

4 開發思路及建議

4.1 加強系統調研，夯實開發基礎

湖北省三疊系出露區的地質遺跡開發是一項科學性很強的工作，需遵照國家有關“自然保護地、地質遺跡、自然遺產”保護管理制度，按照“保護優先，可持續利用”的基本原則進行開發。這就需掌握相關資源多方面的準確信息，不僅包括資源的地質地貌特征和科學價值，更要摸清資源的分布、規模、開發現狀、通達性、穩定性等各方面與具體工程項目布設有關的實地信息。因此，要以資源開發利用為目的，以最新科學理論為指導，以新方法、新技術應用為手段，同時重視前人資料的收集和實地調研，扎實系統地收集地質遺跡各方面信息，夯實開發利用工作的基礎。根據湖北三疊系相關地質遺跡的分布特點，并結合相關行政轄區邊界(從開發主體角度思考)、結合調查面積，按照《地質遺跡調查規范》要求進行合適精度、專門類型的地質遺跡專題調研。如利川市三疊系巖溶地貌資源調查、黃石“大冶群”及相關地質遺跡綜合調查、長江三峽三疊紀地層古生物資源調查、南漳—遠安早三疊世海生爬行動物化石發掘調查及修復研究等工作。

4.2 彰顯資源特色，提升綜合檔次

湖北三疊系出露區地質遺跡具有很好的分區、分帶特征和顯著的地方特色。譬如，“南漳—遠安”有世界罕見的早三疊世海生爬行動物化石；恩施利川三疊系中發育大型立體喀斯特地貌景觀；黃石保留完好的華南早三疊世層型剖面，并在其周緣發育各類典型矽卡巖富鐵銅金礦產(及其礦業遺跡)等。這些時空差異分布的地質遺跡資源正是上述大力發展旅游業地區(恩施、遠安等國家全域旅游示范區創建單位)必須加強重視和保護利用的特色旅游資源。但開發利用工作應依托各自特色，凸顯差異，創新開發。以早三疊世地層遺跡為例，盡管該地層遺跡在湖北全省各地廣泛分布，但黃石大冶鐵山才是其最早的命名地(謝家榮等，1925)，并且該區絕大部分典型矽卡巖礦產均與其有緊密成因聯系。因此，從地質文化打造和景觀建設方面，應以大冶群為名片，突出湖北下三疊統悠久的研究歷史、顯著的特色和重要的價值，開發大冶馬叫剖面、大冶鐵礦(遺跡)、大冶似裂齒魚化石點等遺跡資源，重點強化大冶群地層剖面的參觀路線、標準巖石古生物礦產露頭點的建設，大力加強大冶群地質文化名片宣傳推廣，并利用大冶群的深厚地質文化背景，銜接黃石地質遺跡資源的城市轉型，并向地礦名城打造，幫助地方礦山環境恢復治理和礦產資源的節約利用。

4.3 聯合聯動開發，講好地球故事

湖北三疊系出露面積廣大、時空連續，并常集中連片發育。在其范圍內，長江、清江等大型水系及相關支流(如云龍河、香溪河、沮河等)沿岸，106國道鄂州—黃石段、318國道宜昌—恩施段、241國道(347國道)宜昌—襄陽段公路沿線，均已形成很好的參觀、考察、觀光路線基礎，為系統講述湖北三疊紀地史變遷、滄海桑田以及后期山水演化創造了良好的資源組合架構和開發先決條件。在此基礎上，通過進一步銜接融合各地區旅游景區、景點和旅游路線建設方案，分別打造湖北三疊紀生命演化、湖北三疊紀海陸變遷、恩施三疊系喀斯特地貌演化、大冶組三疊紀地層與黃石百年礦業史、巴東組三疊紀地層與滑坡及巴東集鎮的變遷故事等科學主題鮮明的、地球科學文化知識豐富的科普研學旅游路線，其必將能為相關地區的全新旅游名片打造推廣、骨干旅游線網強化、全域(尤其是鄉村貧困地區)旅游綜合發展帶來巨大的好處。

5 下一步展望

近5年來，湖北省地質遺跡調查開發有相當部分的工作重點皆與省域三疊系出露區有關。如黃石地質礦產遺跡調查與地礦產業打造、恩施州全域地質旅游資源調查與國家全域旅游示范區創建、遠安古生物化石資源調查與化石村建設推廣等，部分工作已初步產生可喜的成效。例如：黃石市已連續三年順利舉辦全國性地礦科普大會暨礦物展銷會，地礦文化名片初步塑造成型且影響日益擴大；恩施州騰龍洞大峽谷國家地質公園和大峽谷5A旅游景區已順利建成且旅游經濟拉動明顯，已開始逐步重塑原鄂西圈“兩山一江”的旅游業發展格局；遠安市政府與湖北省地質局合力打造的“中國化石第一村”鄉村旅游景區已初步落成，化石發掘研究和景區深化打造還在進一步協力推動，具可持續性的地質旅游產學研合作模式已初步構建起來。

不難預見，在下一階段，在國家全域旅游、鄉村振興、長江經濟帶綠色發展、國家公園管理體制創新等重大戰略推進的利好政策背景下，鄂東南三疊系出露區資源型產業結構調整，黃柏河、香溪河等黃陵穹隆周緣三疊系出露區的綠色轉型發展和生態文明建設，鄂西南三疊系出露區巖溶石山地區的鄉村產業振興和全域旅游發展還將進一步得到重視和加強。因此，無論是從事專業工作的地質部門，還是肩負社會經濟發展重任的各級政府部門，均應認真審視湖北省獨特而珍貴的三疊系出露區地質遺跡資源，并扎實調研、發掘特色、加強融合、創新打造，共同講好精彩的湖北三疊系史前故事。讓這些形成于湖北2.5億- 2億年前海臺、陸棚、前陸盆地中的神奇自然造物走出深山，走近大眾，走向科學，并轉化為豐厚的社會經濟效益，造福荊楚大地。