煙臺圍子山省級自然保護區地質遺跡類型與評價

劉歡，劉曉敏，馬玉濤*，程鑫，張魯濤，趙鳳臣，王清江，胡培強

(1.山東省第三地質礦產勘查院，山東 煙臺 264000；2.萊州市自然資源和規劃局，山東 萊州 261499)

0 引言

圍子山自然保護區位于山東省煙臺市萊山區城區東南，距城區5km。地處萊山區解甲莊街道境內，東部、南部與牟平區接壤，西至辛安河，北至大山后村[1-2]。保護區范圍涉及煙臺市萊山區和牟平區2個行政區，東西寬7.4km，南北長9.9km，總面積約25.09km2，2009年被評為省級自然保護區。區內地質地貌景觀獨特，奇峰異崮星羅棋布，圍子山、玉皇頂、金馬山等峰嶺俊秀挺拔，奇石惟妙惟肖，宛如天成，同時分布有河流、濕地、山泉、人文、古樹等景觀，是一個集自然環境、生態資源和人文歷史于一體的自然綜合體，具有較高的科學研究價值[1-7]。

前人對圍子山自然保護區的研究主要集中在對區內動植物資源及人文歷史的研究與保護[2，8-10]，而對區內廣泛分布的地質遺跡鮮有研究，為了發展圍子山自然保護區的旅游事業，充分發掘其旅游地質資源的潛力，同時向游客普及地球科學知識、提高對大自然和生態環境的保護意識，筆者在詳細野外地質調查的基礎上，結合區域地質資料[11-15]，對保護區內的地質遺跡進行初步分類和介紹，并對一些典型地質遺跡資源進行評價。

1 區域地質概況

1.1 地層

圍子山省級自然保護區在大地構造上位于膠東隆起的北部，屬于華北地層區，魯東地層小區。保護區內出露地層主要為古元古代荊山群中高級變質巖系，另外在一些中生代斷陷及坳陷盆地內，有小范圍的早白堊世萊陽群分布，在山間河谷及平原地帶，分布有第四紀沖洪積、坡積層[11,16](圖1)。

1.2 構造

在大地構造位置上，保護區處于華北板塊的東南側，與揚子板塊之間的秦嶺-大別-膠南褶斷帶接合部的北緣。所處大地構造位置決定了保護區的構造格架是EW向構造與NE向構造疊加的形式。在長期的地質歷史發展過程中，不同期次各種方向的構造交織疊加一起，多次活動，相互錯動，改造和繼承，特別是燕山運動的影響，使保護區呈現出多期構造不同程度發育、懸殊展布的格局。

中生代三疊紀，在區域SN向應力場的作用下，造成基底巖系近EW向褶皺和斷裂；中生代中侏羅世隨著區域應力場的轉換，表現為NW—SE向擠壓，形成了以NE向褶皺為主的構造，疊加在先期EW向褶皺構造之上，并形成一些NE向壓性斷裂(背斜核部)；晚侏羅世，隨著應力場的進一步加強，原壓性斷裂表現為張性，并形成了近SN—NE向韌性剪切帶(韌性斷層)；中生代白堊紀，由于區域應力場的進一步逆時針轉換，形成了以NE向及NNE向為主的斷裂構造，表現為左行壓扭性，使原來的古老構造格架復雜化，并形成了一些坳陷和斷陷小盆地，接受了中生代沉積[11]。

1.3 巖漿巖

區域內巖漿巖較發育，分布廣泛，中酸性-酸性巖漿活動頻繁[17-18]。區域上西南部主要發育有中生代偉德山序列崖西單元似斑狀含角閃石二長花崗巖、后野單元斑狀含角閃石二長花崗巖、西上寨單元斑狀黑云母二長花崗巖(圖2)；中東部中生代玲瓏序列筆架山單元偉晶花崗巖、九曲單元弱片麻狀含石榴子石二長花崗巖；北部中生代玲瓏序列云山單元弱片麻狀細粒含石榴二長花崗巖。脈巖主要有煌斑巖、閃長玢巖、偉晶巖及石英脈等。

a—鉀長石斑晶呈密斑狀分布；b—閃長質包體；c—兩種巖性接觸界線平直；d—院格莊巖體侵入古元古界荊山群野頭組一段圖2 早白堊世斑狀中粒含角閃二長花崗巖野外特征

2 地質遺跡分類及特征

圍子山自然保護區地質遺跡資源豐富，可分為基礎地質、地貌景觀和地質災害三大類，地層剖面、構造剖面、重要巖礦石產地、巖土體地貌、水體地貌、地質災害遺跡等六類[19-20](表1)。

2.1 基礎地質類遺跡

2.1.1 地層剖面類

古元古代荊山群地層是圍子山自然保護區內出露的主要地層，為一套片麻巖、變粒巖、片巖、大理巖等高級變質巖系。據其原巖建造特點及變質巖石組合的不同，將保護區內荊山群地層分為野頭組和陡崖組，其中野頭組主要分布于保護區南部孔辛頭—金馬山—祁頂一帶，為一套片麻巖、變粒巖、斜長透輝巖、斜長角閃巖及大理巖組合(圖3)。陡崖組在保護區內分布較廣，從北部的刺猬頂-大香山到南部的唐家夼一帶均有出露，與下覆的野頭組呈整合接觸，巖性為石榴子石二云母片巖、黑云母斜長片麻巖、含石墨黑云母變粒巖等[11,16]。根據荊山群地層巖石組合及其變質巖中的矽線石、藍晶石、透輝石、石榴石等特征變質礦物，筆者認為該群為一套由碎屑巖-碳酸鹽巖沉積變質形成的中—高級變質巖系。

表1 圍子山自然保護區地質遺跡類型劃分

2.1.2 地質構造類

保護區內構造發育，以褶皺構造和脆性斷裂構造為主。其中褶皺主要包括一系列走向近EW向的緊閉、傾斜倒轉褶皺及荊山群地層中的小型無根褶皺(圖4a、圖4c)，這些褶皺有的保存完好，有的則由于構造運動的疊加及侵入活動的破壞，形態已不完整或殘缺不全。比較典型的有唐家夼北背斜、唐家夼向斜、瓦屋屯北倒轉背斜與向斜，這些褶皺帶的邊部地層層序正常，巖層傾角相對較緩；而近中心部位地層層序多發生倒轉，巖層傾角相對較陡。中心受力相對較大，而發生緊閉、倒轉；邊部受力相對較小，而寬緩、正常，形成“上拱”的褶皺帶，為一個“復式背斜”。

保護區斷裂構造具有多期次活動的特點，且每次活動所表現的力學性質不盡相同，同方向斷裂多等間距分布或者多條集束成帶出現。按照展布方向及形成時代，可分為EW向斷裂、SN向斷裂、NE向斷裂、NW向斷裂。

2.1.3 重要巖礦石產地類

保護區內礦床與礦物類地質遺跡為金馬山銅礦孔辛頭礦區，該礦床于20世紀五六十年代已進行開采，開采歷史悠久，目前礦山已關停。礦床位于圍子山保護區西南部，孔辛頭-金馬山斷裂兩側，地處膠東東部蘇魯超高壓變質帶(威海隆起)與華北克拉通(膠北地塊)的結合部位，是棲霞-蓬萊-福山成礦帶東部典型的矽卡巖型多金屬共生礦床。礦體呈似層狀、透鏡狀和脈狀賦存于大理巖地層與巖體接觸帶處，走向NW，傾向NE，嚴格受構造控制，規模中等。礦床主要為浸染狀礦化，也有脈狀、塊狀、條帶狀、星點狀礦化等[21-22]。

2.2 地貌景觀類遺跡

2.2.1 巖土體地貌類

圍子山自然保護主要為微切割—強剝蝕碎屑巖地貌，區內地形復雜多變，山脈連綿、溝谷交錯，大部分山峰山頂呈渾圓狀，山脊起伏平緩，山坡坡度一般在10°～15°，局部大于15°，溝谷較開闊，多呈“U”型谷，各溝谷規模不一，幽深、淺闊、曲折蜿蜒、陡狹筆直，風格各有千秋。保護區包括了辛安河以東圍子山系和辛安河以南金馬山系兩部分山系，圍子山、玉皇頂、金馬山等峰嶺俊秀挺拔，奇石唯妙唯俏，宛如天成。大山后村和繁榮莊之間的祠碑頂、朱柳村的垛山石和香山、北水桃林村的老瑩頂等，都是極富地域特色的自然風貌。

圍子山保護區地貌成因類型單一，為微切割-強剝蝕碎屑巖地貌，是山地長期經受風化、剝蝕后的產物。

2.2.2 水體地貌類

辛安河發源于煙臺市牟平區鵲山北麓，是煙臺市六大水系之一，其源于山泉，連接水庫、清潭，形成了以河流瀑布、小溪、山泉、清潭為主體的水體景觀，景色清雅秀麗，令人流連忘返。辛安河自南水桃林村進入保護區，區內主河道長9.6km，經過河道疏浚、護坡、筑堤及橋涵建設等工程，如今保護區內的辛安河水底隱約可見水草，河心小島上，葦草輕搖，野趣天成，水壩沿河逐級建造[10]，對水面形成恰到好處的空間分割，工程美學的意味油然而生。

濕地是珍貴的自然資源，也是重要的生態系統，具有不可替代的綜合功能。保護區內辛安河濕地自然環境獨特，風光秀麗，是人們旅游、度假的理想佳地，也是進行科學研究、教學實習、科普宣傳的重要場所。

a—荊山群陡崖組二段實測剖面圖；1—灰白色厚層狀方解石大理巖；2—黑褐色薄層狀石榴二云片巖；3—黑云斜長片麻巖；4—灰白色薄層狀白云石英片巖；5—黑褐色薄層狀夕線石榴二云片巖；6—巖性分層界線；7—正斷層；8—性質不明斷層；9—陡崖組一段；10—陡崖組二段；11—野頭組二段；12—地層產狀(傾向∠傾角)；b—野頭組(Hty)和陡崖組(Htd)地層接觸界線；c—黑云變粒巖與大理巖互層；d—含石墨黑云變粒巖；e—石榴黑云斜長片麻巖圖3 朱柳-周家莊荊山群實測地質剖面圖及主要巖性特征

2.3 地質災害類遺跡

金馬山銅礦位于煙臺市萊山區孔辛頭村—牟平區高陵鎮唐家夼村一帶，目前已閉坑停采。該礦山設有采礦井、礦石庫、廢石堆料場。早期設有選礦廠，主要采選設備廢棄在原地。經過后期安全性改造，其采礦、選礦流程可進行實景還原，具有科研、科普的價值。

另外礦山在采礦和探礦過程中形成了大量巷道和采空區[23-24]，開采結束后除對-55m以上采空區采用尾砂和毛石進行了部分充填外，地下大量采空區尚未采取措施，而且采空區離地表最小距離僅為50m左右，最大體積18萬m3，據實地調查采空區上部為林地和農田，屬于人類活動較頻繁地區，容易在采空區引起塌陷及地裂縫，對其進行采空區塌陷研究具有重要價值。

3 地質遺跡評價

圍子山自然保護區內擁有大量的地質遺跡資源，筆者在野外調查的過程中，分別從科學性、稀有性、完整性、觀賞性、保存程度及可保護性六個方面對區內地質遺跡進行定性評價。

3.1 科學性

圍子山自然保護區內荊山群地層剖面露頭好，相對較連續，接觸關系清晰，巖石類型、構造形跡種類豐富，可作為荊山群標準剖面的研學場地；保護區內地質構造發育，褶皺保存完整，斷裂構造具有多期次活動的特點，是進行巖石學、構造地質學、地球動力學研究的理想場所，對研究膠東地區區域構造演化具有重要意義。

圍子山自然保護區位于膠東半島棲霞-蓬萊-福山成礦帶東部，區內的金馬山銅礦為典型的矽卡巖型多金屬礦床，保護區周邊還分布有金礦、石墨等諸多典型礦產，這些礦床在規模上、成因上具有明顯差異性和典型性，這對研究膠東半島礦產分布及成因機制上同樣具有重要意義。

3.2 稀有性

保護區西南部金馬山銅礦為典型矽卡巖型礦床，與臨近的孔辛頭銅鉬礦為同一類型礦床，前人依據該類型礦床地質特征、控礦構造、成礦機制及找礦標志，提出“孔辛頭式”矽卡巖型銅鉬礦成礦模式。該類型礦床形成于白堊紀院格莊巖體與荊山群陡崖組大理巖接觸部位，具有嚴格的成礦專屬性，在膠東地區相對少見。

3.3 完整性

圍子山自然保護區內地層以荊山群陡崖組、野頭組為主，在保護區中部唐家夼一帶出露較好且連續，可以較明顯地辨識出各地層單元及其相互關系。

3.4 觀賞性

圍子山自然保護區內保存著大量珍貴、完整的地質遺跡和地質景觀，群峰俊秀，峽谷幽深，空氣清新怡人，同時區內地質景觀、水體景觀、人文景觀自然結合，環境獨特，風光秀麗，適合旅游觀光、休閑度假和地質科考，也適合登山遠足、生態體驗等專項活動，可以滿足不同層次旅游的需求。

3.5 保存程度

圍子山自然保護區內地質遺跡景觀豐度大，生態自然、特色明顯，其中荊山群典型地質剖面、唐家夼復背斜、朱吳斷裂等是膠東地區區域地質演化歷史的可解讀的天然記錄，且大多數地質遺跡保存狀態良好，人類開發痕跡較少，保存程度較好。

3.6 可保護性

保護區內的主要景觀分布較集中，尤其是以辛安河為主題的導向性地質遺跡景觀資源具有很高的科研價值、美學價值和旅游開發價值。通過對區內的景觀資源進行科學有序的整合、開發，不僅可以使區內景觀資源的價值得以體現，還可以對地質遺跡資源進行更好的保護。

4 結語

(1)通過對圍子山自然保護區內地質遺跡資源的分類研究，將區內主要地質遺跡資源劃分為基礎地質、地貌景觀和地質災害3個大類、6個類，8個亞類，其中濕地-沼澤亞類中的辛安河濕地景觀帶為導向性景觀。

(2)通過對圍子山自然保護區內地質剖面、構造、重要巖礦產地、巖土體地貌、水體地貌、地質災害等各類地質遺跡特征分析及評價，認為區內地質遺跡具有很高的科研、科普、美學價值和旅游開發價值。

(3)圍子山自然保護區內地學資源開發尚淺，應依托當地鄉村旅游發展的背景，充分發揮區內地質資源的優勢，將其打造成一個普及地學知識、提高公眾知識文化水平、科學素質的科普教育基地，從而帶動地區的社會、經濟和生態效益。