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1、广东地质2007 年 3 月 GUANGDONGGEOLOGY 第 22 卷 广州番禺莲花山地质遗迹特征及国家地质公园评价刘金山任凯（广州市地质调查院，广州510440）摘 要应用地洼学说探讨广州番禺莲花山风景区的构造运动及地壳演化历史，对其古采石场遗迹年代进行了多方面的研究，论述了古采石场遗迹之采矿技术方法和工艺特征，其采矿方法是露天开采法与地下矿房采矿法相结合。阐述了莲花山丹霞地貌之物质组成、形成环境等，发现了以狮子岩为代表之典型的古海蚀崖蘑菇地貌。在莲花山北东麓发现第三纪与白垩纪地层接触关系地质界线剖面，地层之间为假整合接触关系。论述了 4 种地质遗迹之规模形态与美学特征，挖掘出由 4
2、种地质遗迹所表现的各种特质多种美学意境。描述其旅游资源众多特点及自然生态和人文景观特点，并对莲花山拟建国家地质公园进行评价及赋分，其结果 12 项指标总评分得 77.5 分，完全符合国家级地质遗迹或国家地质公园条件。关键词地质遗迹地质公园丹霞地貌旅游资源评价莲花山风景区广州番禺地质遗迹（Geological remains 或 Geoheritage ）是地球在长期演化中留给全人类极其珍贵的财富，失而不能复得，是人类认识自然、探索地球过去与未来的钥匙，各国政府和人民都有保护和永世传承的义务和责任。同时地质遗迹也是一种不可多得的旅游资源，属于国家所有，在积极保护和合理开发的原则下利用地质遗迹资源
3、发展旅游业，对一个地区的经济和文化建设都具有巨大作用。利用地质遗迹建立地质公园是保护和利用地质遗迹资源的最有效措施，是当今国际潮流。因此研究对目前正在开展的广州市地质遗迹调查工作具有现实指导意义。莲花山风景区为国家 4A 级旅游区，位于广州东南部珠江三角洲中心地带，属广州市番禺区石楼镇管辖，地理坐标：东经 1132922113305，北纬 22003225854，面积 313 公顷。以其丹霞地貌构成的“莲峰观海”美景而被列入“新世纪羊城八景”中，备受游人青睐。还有由二千多年前西汉古南越国王室工匠采矿遗迹，凿痕累累，磨崖千尺，规模之宏大，采矿方法之奇特，堪称国内外稀罕而典型！更有最近发现的以狮子
4、岩为代表的全新世早期古海蚀崖，于丹壁之上横展千米，其壮观伟岸令人叹为观止！再有保存清楚的中生代与新生代之划时代界线剖面，蕴藏着不少重大的科学奥秘。诸多自然遗产共生组合，其自然完整性和丰富多样性均达到完美体现。在地学和美学方面都具有极高的价值。本文 2006 年 11 月收到。参加野外工作的还有刘千红、黄健民、曾茂华、范永久等同志。2 广东地质 第 22 卷试图从莲花山地质遗迹特征分析入手，剖析其成因机理和科学内涵，揭示内部结构规律和展示科学美，通过描述物质形态特质揭示其美学意境特征。在此基础上按照国家地质公园评审标准进行评价赋分。通过评分，莲花山拟建国家地质公园得分 77.5 分，符合申报国家
5、级地质公园条件。1区域地质背景（地壳演化历史）本文所指区域，是指以莲花山为中心取半径 20 km 作圆的圈定区域，包括番禺区绝大部分、海珠区以及越秀区和黄埔区南部、东莞市西部（下简称本区） 。在大地构造位置上，按照陈国达地洼学说，本区位于东南地洼区南部浙粤地穹系的南端中部。本区自中元古代至早古生代晚志留世为南岭地槽演化阶段。地壳性质较为活动。断裂作用明显，并由构造运动引起岩浆大量侵入，使得侵入岩浆与先形成的岩层在力的作用下混合生成混合杂岩或片麻杂岩。岩石变质程度深。如莲花山西侧之石基、桥山、东西庄一带中元古代厚度大于 3 000 m 的云开岩群石英质变质片岩、角岩、千枚岩、二长片麻岩及厚度大于
6、2 000 m 的震旦纪变粒岩、板岩、砂质页岩、粉砂岩、火山凝灰岩等组成的复理石建造、细碧角斑岩建造就是见证。所代表的古地理环境是大陆斜坡半深海至深海。强烈的构造运动使岩层褶皱，并产生 NWEW 向断裂，地壳性质在很长时间上保持优地槽强烈地活动性。奥陶纪地壳仍保持活动性，在番禺北部的南村、钟村、新造等地，可见到片麻状斑状黑云母二长花岗岩大量侵入，直至志留纪末的加里东运动才使地壳抬升隆起，地槽全面回返。晚古生代早泥盆世至中生代中三叠世，本区为地台演化阶段。早泥盆世为地台初定期，中泥盆至早二叠世末为地台和缓期，构造运动趋于宁静，地壳性质较为稳定。地貌上先后表现为河流滨海、滨海湖沼、滨海沙滩、浅海湾
7、等。虽然本区 D、C、P 地层尚未见出露，但是在钻孔中及本区附近发现的泥盆纪至二叠纪地层中的砾岩、砂岩、页岩、石灰岩、粉砂质泥岩、煤层及泥炭等陆缘台地海陆交互相沉积物特征便是沉积盆地稳定性的标志物。晚二叠世末至中三叠世转为地台余定期，保存在中三叠世地层中的泥灰岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩便是盆地余定期的标志物。燕山运动对本区影响较大。自晚三叠世至今，本区进入地洼发展阶段。晚三叠世至早侏罗世为地洼初动期，地形反差较大。晚侏罗世地壳演化进入地洼激烈期，产生大量的岩浆侵入活动，在西山、新造、长洲等地形成各种粒度的黑云母二长花岗岩及石英闪长岩，同时在地洼盆地中堆积了厚达万米的类磨粒石建造、红色建造
8、及陆相火山杂岩建造。断裂构造以NW 或 NNW 向为主。至白垩纪时，岩浆火山活动才逐步减弱。这期间燕山运动各个幕次表现明显，并被清楚的记录在白垩纪地层中各个不整合接触面上。在越秀区光塔路与海珠北路相交处的建筑工程地基开挖时，发现一窝长形恐龙蛋，共 12 枚，赋存于晚白垩世三水组中下部地层中。白垩系总厚 6001 500 m 。古地理环境为炎热而潮湿的内陆湖泊或山间洼地。从第三纪起喜马拉雅运动使本区进入地洼余动期，地壳运动逐步走向和缓，沉积了红色建造，含褐煤油页岩的砂页岩建造，含膏盐的砂页岩建造。岩浆火山活动以玄武岩为主。地壳活动第 1 期 刘金山，任凯：广州番禺莲花山地质遗迹特征及国家地质公园
9、评价 3方式为升降运动，从而导致海陆变迁，古海岸线摆动，盆地中心迁移现象，这些在莲花山第三系莘庄组岩石中都有记录。第四纪更新世，新构造运动表现为区域性差异块断升降运动。珠江三角洲盆地形成并沉积了海陆交互相的砂、砾、泥质夹腐殖层及蚝壳层。莲花山就是在这个时候由块断升降运动形成的低山台地。全新世早期地壳反复活动，不同程度的火山喷发，形成大量火山玄武岩及沉凝灰岩堆积，以及现代地震带和活动断裂带的存在，都表明本区地壳目前仍为较强的活动性质。2地质遗迹特征2.1地质遗迹分类及地层岩石特征（1）地质遗迹分类根据国家地质遗迹调查技术要求的分类，莲花山地质遗迹可分为 3 大类 4 小类。地貌遗迹类：i 丹霞地
10、貌，分布于整个莲花山；ii 古海蚀崖地貌，分布于莲花山东麓中部。地层遗迹类：iii 地层接触关系地质剖面，分布于莲花山北东之根部。矿床遗迹类：iv 古采矿场遗迹，主要分布于莲花山东麓，其次在西部也有少量分布。（2）地质遗迹地层岩石特征丹霞地貌、古海蚀崖地貌及古采矿场遗迹的地层岩石均同属新生界第三纪莘庄组，时跨整个古新世，地层同位素年龄为 6556.5 百万年前。由一套总厚度大于 150 m 的紫红至暗红色杂砾岩、杂砂岩、含砾岩屑杂砂岩和含砾砂质泥岩夹黑色劣质油页岩薄层组成。其含砾岩屑杂砂岩占总量 90%，呈巨厚层状，块状构造，单层厚 310 m，层理不发育，结构均匀，主要矿物成分为石英、长石、
11、岩屑，硬度适中，很适宜古人建材取石。岩层产状稳定，倾向245255，倾角 1215。地层接触关系地质剖面岩石特征与上述遗迹略为不同。在莲花山东北端边缘山根处，清楚地看到白垩纪大塱山组与第三纪莘庄组地层呈假整合接触。下部大塱山组顶部岩性为薄层石英粉砂岩或石英细砂岩夹灰色页岩，或薄层粉砂岩、细砂岩与页岩互为夹层。岩石固结程度高，硬度大，倾向 250260，倾角 1415。上覆地层莘庄组为紫红色含砾岩屑杂砂岩，岩性如上所述。2.2 地质遗迹内部结构及成因特征（1）丹霞地貌内部结构及成因由第三纪紫红色含砾岩屑杂砂岩构成的丹霞地貌，观其结构，砾、砂、泥，大小颗粒悬殊，大者 30 cm，小者 12 mm，
12、或微至 级粘土，且砂砾棱角尖锐尚无磨圆痕迹，砂砾均被红色氧化铁质物和泥质物胶结。岩层内部微物质特征均说明是未经过搬运而迅速堆积形成的，其中大量的氧化铁质的存在又说明是形成于大陆上的氧化环境。区域资料表明岩层厚度空间变化巨大，证明是在内陆盆地边缘之山麓由古泥石流快速堆积形成的。然后经过漫长的4 广东地质 第 22 卷成岩作用和其后的地壳运动，使岩层抬升遭到风化剥蚀，逐步演化成今天的丹霞地貌景观。成岩后的地貌演化大致可分为 3 个阶段：A 、大陆边缘产生块状断层作用，形成断层走向平行于海岸的陡峻的断层阶地或称台地；B、风化作用与流水侵蚀作用使台地边缘裂隙形成微形水沟；C、长期的流水侵蚀作用和生物作
13、用，微型水沟进一步发展为巨型深谷、巨型丹壁、巨型奇峰。（2）古海蚀崖地貌结构及成因古海蚀崖地貌位于莲花山东麓海拔 5060 m 之丹壁上，面朝狮子洋，呈水平线状分布。尤以狮子岩一带的古海蚀崖地貌更为典型而突出，保存颇为完整，崖壁之“刻痕”发育完善，海蚀穴、海蚀洞、海蚀槽、海蚀龛等等无数，或疏或密，排列成行，深者穿岩达 1 m 多，小者几厘米不等。在区域对比上，南部浮莲岗、北部海珠区赤岗、七星岗、长洲岛平冈圩、增城新塘天后宫等地的古海蚀地貌一律存在于同一地层的不同水平面上。表明它们是由同一作用在不同时期形成的。前辈们有中山大学吴尚时教授、陈国达院士、F.V.Richthafen（德.李希霍芬）
14、、Arn.Heim（哈安姆） 、W.Panzer（卡沙）等早有论述。据省地质调查院在七星岗海蚀壁龛（标高 2.5 m）和石碣海蚀洞（标高 3.0 m）内采得贝壳 C14 年龄测定为 4 640280 a，B.P. ，研究认为莲花山古海蚀崖时代为全新世早期，年龄值大于 5 5008 500 a,因为高程远大于上述各地。(3）地层接触关系地质剖面内部结构与成因如前所述，下伏地层白垩纪大塱山组顶部主要为薄层石英细(粉) 砂岩夹灰色页岩，单层厚度一般 510 cm，镜下观察岩石中石英细砂颗粒分选好，粒度均匀，滚圆状，主要矿物为石英质，孔隙式胶结或接触式胶结，胶结物为泥质或炭质。岩层中水平层理、微斜层理
15、、微波状层理十分发育，并在泥页岩中见大量介形虫、轮藻及蠕虫孔穴等潮上带或潮间带标志古生物化石。根据指相沉积构造和矿物结构特征以及古生物群落标志不难看出为河口三角洲相沉积成因。上覆地层第三纪莘庄组底部为紫红色含砾岩屑杂砂岩，单层厚度巨大，层理极不发育，局部见沙泥液化流动构造及底冲刷构造，在区域上该地层中见鱼化石及被子植物化石和哺乳动物碎片。岩石不等粒结构，砾石大小悬殊，成分复杂，棱角尖锐，胶结物为泥质和氧化铁质，多呈基底式胶结方式。这种结构构造证明是大量碎屑物以极快速度堆积形成的，分析认识是盆地边缘山麓相古泥石流成因。上下两套地层岩性、古地理环境及古生物群落均突然变化，但地层产状大致一致，证明有短暂沉积间断。说明在下伏地层沉积后地壳一度平稳上升，曾遭受风化剥蚀，但为时尚短，不久后地壳又平稳下降，接受新的沉积，是一种假整合接触关系。(4）古采矿（石）场工艺结构及年代确定古采矿场工艺结构特征采矿方法以露天开采法与地下矿房式开采法相结合，工具是铁锤、铁钎、铁凿，附加绳索木架，代表了当时最先进的采矿技术。露天开采法是先开一个约 60 m2 天坑，揭去上部风化层后，再开采下部新鲜岩层，每一层又分若干条幅分凿，每条幅宽 50 cm，厚 70 cm。为操作方便在一定深度留采矿平台。若上部风化破裂的岩层厚，为减少剥离量而采用地下矿房式开采，矿房间留有规则之矿柱，以支撑采空
