濟南千佛山地區主要地質遺跡資源及評價

杜圣賢,劉鳳臣,劉書才,楊波，張寶迎,焦玉忠,張宗勝，趙輝,陳軍

(1.山東省地質科學研究院，山東 濟南 250013;2.濟南市城市園林綠化局，山東 濟南 250099；3.濟南市林場(濟南市近郊風景區管理處)，山東 濟南 250014；4.千佛山風景名勝區管理處，山東 濟南 250014；5.濟南市國土資源局，山東 濟南 250099)

山東濟南千佛山地區山清水秀，風景旖旎，區內早古生代地層發育，地質遺跡資源豐富，具有較大的地質旅游資源潛力，為了大力發展濟南千佛山地區的旅游事業，充分發掘該地區地質旅游資源的潛力，同時向游者普及地學知識、提高對大自然和生態環境的保護意識，需要對區內地質遺跡資源進行分類和介紹，并根據地質遺跡資源的價值進行評價。

1 自然地理背景

濟南地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶，地勢南高北低。地形可分為三帶：北部臨黃河平原帶，中部山前平原帶，南部丘陵山區帶。山地丘陵約3000km2，平原約5000km2。最高海拔1108.4m，最低海拔5m，南北高差1100多米。濟南轄區內地貌可分為侵蝕低山、剝蝕丘陵、沖洪積平原3個區。

濟南市位于山東省中部，是山東省的政治、經濟、文化中心，也是重要的交通樞紐，與德州、濱州、淄博、萊蕪、泰安、聊城等城市相臨。

千佛山位于濟南市的東南部，北臨黃河，南依泰山，外圍保護地帶北至經十路、東至二環東路、南至二環南路、西至舜耕路，面積為9.98km2。

2 地質遺跡資源

該地區地質遺跡資源豐富，概括起來可分為地層剖面、沉積構造、地貌景觀、水體景觀類四大類。

2.1 地層剖面

該地區內地層主要為寒武—奧陶紀九龍群和馬家溝群，巖性為一套海相碳酸鹽巖沉積建造，該套地層整體呈NWW向或者NEE向展布，與下伏新太古代基底花崗巖為角度不整合接觸，被上覆的石炭—二疊紀地層所覆蓋或者被第四系覆蓋，巖石中含豐富的三葉蟲、頭足類及牙形石化石。其中牙形石發育在寒武紀中期至奧陶紀，是劃分寒武系與奧陶系界線的重要依據。

2.1.1 九龍群

九龍群是跨系的巖石地層單位，屬寒武系第三統—下奧陶統。九龍群主要由碳酸鹽巖組成，與上覆馬家溝群平行不整合接觸(懷遠間斷)，與下伏長清群整合接觸。依據其巖石組合特征自下而上可分為張夏組、崮山組、炒米店組及三山子組[1]。

(1)張夏組：張夏組主要巖性為厚層鮞?；規r、疊層石藻礁灰巖、藻凝塊灰巖及薄層灰巖等。其與上覆崮山組整合接觸，與下伏饅頭組亦為整合接觸。依據巖石組合特征，將張夏組至上而下劃分為下灰巖段及上灰巖段2個巖性段，下灰巖段以鮞粒灰巖發育為特征，上灰巖段以藻灰巖、藻礁灰巖發育為特征。

(2)崮山組：崮山組主要巖性以黃綠色頁巖、灰色薄層疙瘩狀—鏈條狀灰巖、竹葉狀灰巖為主夾灰色薄板狀灰巖、鮞粒灰巖、砂屑灰巖。其與上覆炒米店組為整合接觸，與下伏張夏組亦為整合接觸。

(3)炒米店組：該組巖性為灰色薄層泥質條帶灰巖、生物碎屑灰巖、礫屑灰巖、云斑灰巖及中厚層竹葉狀灰巖(風暴巖)夾鮞狀灰巖、厚層藻凝塊灰巖，局部發育柱狀疊層石。在該地區內與上覆三山子組為整合接觸。該組具有穿時性。近年來，劉書才等在長清區張夏—崮山地區、青州市堯王山地區和萊蕪黃羊山地區，根據牙形石“Cordyloduslindstromi”，準確確定的寒武系—奧陶系界線均位于炒米店組內部，分別距炒米店組頂9.05m,58.10m和4.00m[2]。

(4)三山子組：該組巖性為中厚層微晶白云巖及含燧石條帶、燧石結核白云巖，依據巖性組合特征，劃分為a段、b段及c段。其上因“懷遠間斷”與馬家溝群東黃山組平行不整合接觸；下與炒米店組呈整合接觸。

2.1.2 馬家溝群

馬家溝群指華北地層區懷遠間斷之上、石炭系之下，以灰巖夾白云巖并富含頭足類化石為主要特征的巖石地層單位。與下伏三山子組和上覆本溪組均呈平行不整合接觸，屬奧陶系。該群1961年由北京地質學院建立，1993年據山東省地質礦產局地層清理領導小組意見，降格為組；近年來，《山東省區域地質志》及《山東省地層侵入巖構造單元劃分方案》重新建立為群，該文采用后者劃分方案。

馬家溝群巖性以白云巖與灰巖相間為特征，主要巖性為灰—深灰色厚層微晶灰巖、灰色厚層云斑微晶灰巖、灰色中厚層泥晶灰巖、含燧石結核灰巖，灰—深灰色厚層泥—細晶灰巖、黃灰色薄—中厚層微晶白云巖、角礫狀白云巖、泥晶白云巖等，發育鳥眼構造、泥裂構造、石鹽和硬石膏假晶等沉積構造；依據巖性組合特征劃分為東黃山組、北庵莊組、土峪組、五陽山組、閣莊組和八陡組6個組級單位，其中該地區分布東黃山組和北庵莊組。

(1)東黃山組：該組巖性為泥晶微晶白云巖、土黃色角礫狀泥質白云巖為主，底部見復成分礫巖。其底與三山子組呈平行不整合接觸；頂與北庵莊組呈整合接觸。

(2)北庵莊組：該組巖性為灰色厚層微晶灰巖、厚層含云斑白云質灰巖、中厚層微晶白云巖，上部層位夾少量的生物碎屑灰巖。其底與東黃山組為整合接觸，頂與土峪組亦為整合接觸。

2.2 沉積構造

濟南千佛山地區沉積構造現象十分發育，主要有以下幾種：

2.2.1 縫合線構造

縫合線構造最常見于碳酸鹽巖中，但也出現在石英砂巖、硅質巖及蒸發巖中[3]。千佛山地區該縫合線構造現象多見于九龍群炒米店組鮞粒灰巖中。根據野外觀察，在同一垂直層面的切面中可以見到多條縫合線，形態不一，縫合線起伏幅度大小不一，有的縫合線呈微鋸齒狀，起伏較小，最小者約1mm左右。有的縫合線則成“箱狀”裂縫，起伏較大，約1～5cm，頗似頭蓋骨接縫。從整體看，縫合線與層面的關系多以平行為主，少見相交及網狀等(圖1-A)。

2.2.2 硅質結核、硅質條帶

該地區硅質結核、硅質條帶最常見于九龍群三山子組白云巖中。千佛山地區三山子組內部硅質結核及條帶非常發育。硅質結核大小不一，從1～8cm大小不等，形狀多呈橢球體、不規則的團塊狀或壓扁狀態夾于巖層中。硅質條帶沿順層方向延伸，以層狀夾于白云巖中，連續性較好，最長可延伸幾米，厚度多在5cm左右(圖1-B，C)。

2.2.3 水平層理

水平層理發育較廣泛，在整個千佛山地區露頭中都可見，尤其以微晶灰巖、微晶白云巖中最為發育。反映了該套地層沉積時水動力條件不強，沉積環境較為安靜(圖1-D)。

2.2.4 交錯層理

交錯層理是野外最為常見的一種層理類型。由于紋層與層系界面的斜交關系，所以又稱為斜層理。根據層系界面之間的形態不同，通常分為：板狀交錯層理、楔狀交錯層理、槽狀交錯層理等(圖1-E)。該地區交錯層理主要分布在長清群饅頭組洪河砂巖段內部。

2.2.5 韻律層理

該沉積構造現象見于千佛山地區炒米店組地層中，為一套泥質條帶灰巖?；尹S色的泥質條帶與灰白色灰巖呈平行狀互層重復出現，而且泥質條帶與灰巖厚度相當，可能為季節性氣候變化形成深淺色層互層(圖1-F)。

2.2.6 重荷模構造

重荷模構造又稱為負荷構造。該沉積構造現象見于九龍群炒米店組。下伏巖性為泥質礫屑灰巖，被上覆的生物碎屑灰巖所覆蓋。下伏泥質礫屑灰巖承受上覆生物碎屑灰巖的負荷壓力，使巖性較粗的生物碎屑灰巖陷入到被覆蓋的泥質灰巖中，在生物碎屑灰巖的底面上形成了多個丘狀或瘤狀突起，同時泥質灰巖拱到上覆巖層中(圖2-A)。

2.2.7 生物遺跡構造

在千佛山地區北庵莊組露頭，可見大量的生物遺跡構造。生物遺跡構造也是古生物化石的一種，即生物遺跡化石，這種化石不是生物死后保留的遺體，而是生物活動保留在巖層表面的痕跡。常見的生物遺跡化石主要有居住跡、爬行跡、覓食跡、逃逸跡和耕作跡等(圖2-B)。

2.2.8 X共軛節理

該地區節理、裂隙主要分布在區內濟南中生代巖體內部，為“X”形共軛節理，走向分別為20°～40°及270°～290°，傾角大都在70°～90°之間，節理面平直延伸，節理間距一般在0.5～1m之間，將區內巖體切割成大小不等的巖塊。主節理邊部發育有次級小節理。節理在區內疏密不均，平直的較多，彎曲的較少。其發育程度和構造形跡的保存完好程度十分少見(圖2-C)。

2.2.9 不整合面

該區內主要存在一個不整合界面，即寒武系芙蓉統—下奧陶統三山子組與中奧陶統東黃山組之間的平行不整合界面，由懷遠運動引起，即懷遠運動沉積間斷面。在馬家溝群底部，發育穩定的底礫巖。界面下、上地層呈平行不整合接觸，反映懷遠運動期間，地殼以總體抬升為主(圖2-D)。

圖1 千佛山地區沉積構造

圖2 千佛山地區沉積構造

2.3 地貌景觀

該地區出露大量的寒武—奧陶紀石灰巖、白云質灰巖、白云巖。經過多年風化、侵蝕，形成溶洞、溶溝、溶槽等具有北方典型性、代表性的獨特喀斯特地貌景觀。

2.3.1 喀斯特山體

區內的石灰巖山地盡管不具有南方峰林、峰叢的那種典型形態，但受所在地區構造抬升、侵蝕切割、以及山體巖層構成等因素影響，往往顯現出構造地貌的明顯特征，主要表現為長垣狀山體、“崮”、灰巖殘丘等(圖3)。

圖3 喀斯特山體

在局部侵蝕強烈處，山頂的殘峰還可呈現堡狀、屏狀、單柱或多柱峰等形態。此種山形與太行山中南部的“嶂石巖”地貌相近，但其巖層構成和形態表現與典型嶂石巖地貌相比簡單些。山體中、下部緩坡多由下寒武統的頁巖、砂頁巖及薄層灰巖構成；上部陡崖則是質純層厚的堅硬石灰巖構成。此種地貌的美學特色主要體現在山勢的雄偉，山頂長垣的挺拔險峻。作為一種中尺度地貌形態，此類山體常構成景區的格架，展現出一種具有強烈視覺沖擊的宏觀、遠觀的景觀效果。

2.3.2 喀斯特谷地

區內喀斯特谷地主要指山谷，是山地河流、溝谷系統的最上部或末端。處在侵蝕切割強烈的低山區中部的谷地多呈峽谷或嶂谷形態，地處山地邊緣的山谷則寬淺許多。千佛山風景區內望佛亭東側是一條長約幾百米的深切谷地，兩側為數十米高的峭壁懸崖，山峰則由寒武紀灰巖構成，崢嶸奇峭，由山腰處的游覽路沿山谷上行可至山頂，谷中雙峰對峙、巨石林立，仰觀藍天猶如“一線“，刻石“一線天”點出景名(圖4-A)。類似的喀斯特山谷各地還有許多，如菠蘿峪等。

2.3.3 溶洞

溶洞(群)是在一定的地層、構造和水文地質條件下，物理化學綜合作用的產物(圖4-B、C)。區內寒武—奧陶紀石灰巖地層發育，具有形成喀斯特洞(群)的有利條件。區內溶洞以水平狀洞穴占優勢，垂向洞穴為數較少，洞體延伸以單通道為主；洞內溶蝕現象發育，發育有形狀各異的巖溶地貌景觀，如溶錐、溶槽、溶珊瑚、石鐘乳、石筍、石花、石柱、石幔、石瀑等琳瑯滿目，洞中的石鐘乳等次生化學沉積物形成于距今約20萬～30萬年之間，洞內局部巖層也發現有“泥裂”巖層面構造。

圖4 一線天、溶洞

2.4 水體景觀

該區內水體景觀主要為泉水景觀。其中比較著名的如甘露泉(圖5-A)、趵突泉(圖5-B)等。

濟南千佛山風景區地處濟南單斜構造的北部，大氣降水滲漏地下巖層順傾斜方向北流，至城區遇侵入巖體阻擋，并受千佛山斷裂、文化橋斷裂的影響，承壓水出露地表，形成濟南四大泉群[4]；千佛山斷裂在風景區內有地表出露，景區獨特的地質構造和較高的綠化覆蓋率，使之成為濟南城市泉群水源的重要補給區和生態涵養區。

圖5 泉水景觀

3 地質遺跡資源評價

3.1 地質遺跡典型完整，具有重要的科研價值

濟南千佛山地區內剖面地層連續、露頭好，地層單位間接觸關系清楚，巖石類型、層面及層理結構等地質現象豐富，三葉蟲、牙形石等生物化石豐富、保存完好、研究歷史悠久，具有較強的代表性，是生物地層、年代地層、層序地層、沉積環境演化等觀察研究的理想地區。

喀斯特地質遺跡，是典型的北方半干旱喀斯特類型[5]，對于研究地層、斷裂構造、新構造運動及地下水動態，預防與溶洞相關的地面塌陷和山體崩塌等地質災害，都有較重要的科研價值。

3.2 地質遺跡具有重要的科普意義

區內的地質遺跡類型數量大、類型多，且完整、典型，內涵豐富，是十分珍貴的自然遺產，具有較重要的科普價值。游客在有限的空間內，便可獲取地貌學、地質學、地層學、巖石學、構造學等地學知識，是地學科普的良好場所。

3.3 地質遺跡具有較高的美學價值和開發價值

區內地質遺跡類型多樣，保存完好，數量多，等級高，密度大，原始、神秘，組合較好，各種地質現象類型多樣、鮮明生動，與地貌景觀和水體景觀有機融合，具有較高的美學價值和開發價值。

喀斯特地質遺跡，是典型的北方半干旱喀斯特類型，其典型性、稀有性、自然性、系統性和完整性、優美性等特征突出，具有較高的美學觀賞價值，應在保護地質遺跡資源的前提下，進一步合理規劃，正確開發，才能使其自身蘊含的經濟效益和社會效益真正發揮出來。

4 結語

濟南千佛山地區擁有大量的地質遺跡資源，具有重要的地學價值和旅游價值，但地學資源開發尚欠到位，地學資源的優勢沒有完全發揮，應充分發揮該區地質資源優勢，從而帶動地區的社會、經濟和生態效益。同時讓游者在游玩中學到知識、認識地球、認識大自然，最終實現保護地球、保護生態、保護大自然。

致謝：該文得到了山東省地調院侯建華高級工程師的野外工作指導，并對文稿提出了寶貴的修改意見，在此表示致謝！

參考文獻：

[1] 張增奇,劉書才,杜圣賢,等.山東省地層劃分對比厘定意見[J].山東國土資源,2011,27(9):1-8.

[2] 武貴春,姚建新,紀占勝,劉書才.山東省青州地區寒武-奧陶系界線研究的新進展[J].古生物學報,2005,01:106-116.

[3] 姜在興.沉積學[M].北京：石油工業出版社,2003.

[4] 吳愛民,程秀明.濟南泉水[M].濟南：黃河出版社,2003.

[5] 趙建.山東的喀斯特洞穴[M].中國巖溶,1991,10(4):341-344.