張子康，顧承串*，吳基文，趙 銘，詹 潤，邵晴晴，張緣緣

1. 安徽理工大學(xué) 地球與環(huán)境學(xué)院，淮南 232001；

2. 安徽省煤田地質(zhì)局 勘查研究院，合肥 230088

地質(zhì)遺跡是指在地球演化的漫長地質(zhì)歷史時期，由地球內(nèi)、外動力地質(zhì)作用，形成發(fā)展并遺留下來的不可再生的各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象（黃宗理和張良弼，2005；陳安澤，2016；中華人民共和國國土資源部，2017）。地質(zhì)遺跡作為自然作用遺產(chǎn)，記錄了重要的地球演化信息和關(guān)鍵的科學(xué)內(nèi)涵，既是進行地學(xué)科研工作的直接對象，也是開展專業(yè)教育和科普教育的天然原位標本和教學(xué)素材（趙遜和趙汀，2003；翁望飛等，2020；Fesharaki et al.,2020）。在當(dāng)前社會經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展中，地質(zhì)遺跡調(diào)查成為地質(zhì)工作支撐服務(wù)民生與鄉(xiāng)村振興的美麗中國建設(shè)的重要內(nèi)容（黨麗娟和宋建軍，2020；何澤新等，2020）。

舜耕山位于淮河安徽段中部的南岸，呈東西向橫亙于淮南市新、舊城區(qū)之間，處于暖溫帶和亞熱帶的過渡地帶，氣候溫暖濕潤，最高海拔297 米。舜耕山是淮南煤田資源勘探、開采以及城市和礦業(yè)興起的發(fā)源地。前人對舜耕山開展了一系列基礎(chǔ)地質(zhì)研究。例如，徐嘉煒（1956）最早對舜耕山寒武紀—奧陶紀地層剖面進行系統(tǒng)劃分和區(qū)域?qū)Ρ?；長期以來舜耕山斷層和推覆體構(gòu)造受到了前人廣泛研究（楊為民，1993；姜波和王桂梁，1993；宋傳中等，2005；張壹，2016；高加林等，2018；汪楠，2021）；近年來前人對舜耕山巨厚碳酸鹽巖的巖溶發(fā)育特征亦開展了相關(guān)研究（黃河等，2012；黎志豪等， 2018,2019；Zhang et al., 2021）。經(jīng)過數(shù)十年的礦山開采以及城市建設(shè)，舜耕山剝露出了典型地層和構(gòu)造剖面、古生物化石、巖溶、地面塌陷等一系列地質(zhì)遺跡。然而，一直以來前人研究均未能對舜耕山地質(zhì)遺跡資源開展專項調(diào)查與分類評價，因而限制了舜耕山地學(xué)科普功能的提升與旅游價值的開發(fā)。

通過詳細的野外地質(zhì)調(diào)查，本文研究了舜耕山地質(zhì)遺跡類型、分布及主要特征。結(jié)合前人研究資料，初步討論了地質(zhì)遺跡成因及其區(qū)域地質(zhì)背景，以此為整合舜耕山地質(zhì)遺跡資源、建立地質(zhì)研學(xué)和科普基地提供理論依據(jù)。針對舜耕山地質(zhì)遺跡資源保護與開發(fā)利用上存在的突出問題提出建設(shè)性倡議。

1 地質(zhì)概況

華北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，基底是由東部陸塊和西部陸塊沿中部造山帶于古元古代（~1.85 Ga）拼合而成（Zhao et al., 2005, 2012；Zhai and Santosh, 2011）。中元古代—古生代期間，華北克拉通總體上經(jīng)歷了長時間穩(wěn)定的海相蓋層發(fā)育（Meng et al., 2011；朱日祥等，2020）。其中石炭紀—二疊紀沉積了巨厚的煤系地層，在此背景下形成了兩淮煤田（Liu et al., 2009）。華北克拉通南部的古特提斯洋在晚古生代關(guān)閉過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的弧—陸碰撞（Dong and Santosh, 2016；Zhu et al.,2017），并于中三疊世最終關(guān)閉，華北克拉通與華南板塊發(fā)生強烈的陸—陸碰撞拼合，形成秦嶺—桐柏—大別—蘇魯造山帶（Hacker et al., 1998, 2000；Zheng, 2012）（圖1a），結(jié)束了華北克拉通南緣的海相沉積。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置示意圖（a, 據(jù)朱光等, 2018修改）及淮南煤田基巖構(gòu)造綱要圖（b, 據(jù)詹潤等, 2017修改）Fig. 1 Geotectonic map showing the study site (a) and tectonic units of bedrocks in the Huainan Coalfield (b)

淮南煤田地處安徽兩淮平原南部，是華北克拉通東南部發(fā)育的一個石炭紀—二疊紀聚煤區(qū)（圖1a）。舜耕山位于淮南煤田東南緣的逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)（圖1b）。山體夾持于阜陽—李郢孜斷裂和舜耕山斷裂之間，平行于兩條逆沖斷裂呈近東西向展布，是典型的逆沖式斷塊山構(gòu)造地貌（圖2a）。舜耕山斷裂以北為淮南復(fù)式向斜構(gòu)造帶，帶內(nèi)松散沉積物之下廣泛分布著華北型晚石炭世—二疊紀的煤系地層（詹潤，2017）。

圖2 舜耕山地質(zhì)圖與地質(zhì)遺跡分布（a, 據(jù)汪楠, 2021修改）及代表性實測剖面圖（b）Fig. 2 Geological map of the Shungeng Mountain showing the distribution of geoheritages (a) and the representative measured sections (b)

地層區(qū)劃上研究區(qū)屬于華北地層大區(qū)、徐淮地層分區(qū)、淮南地層小區(qū)（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1997）。舜耕山主要出露了三套地層（圖2a；表1），自下而上分別為新元古代濱岸—淺海相地層、寒武紀—中奧陶世的淺海碳酸鹽臺地相地層、晚石炭—早三疊世的海陸交互相至內(nèi)陸河湖相含煤地層，區(qū)域上三套地層均呈平行不整合接觸（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997）。其中，新元古界主要展布于西端的羅山，主要地層包括伍山組、劉老碑組、四十里長山組、九里橋組和四頂山組。下古生界自泉山湖至最東端均有展布，主要地層包括猴家山組、饅頭組、張夏組、崮山組、三山子組、賈汪組和馬家溝組。以上地層均展布于舜耕山逆沖斷裂的上盤，出露較為連續(xù)、完整，構(gòu)成了舜耕山的主體（圖2a）。上古生界和下三疊統(tǒng)出露規(guī)模較小，在洞山以西僅出露于舜耕山逆沖斷裂的下盤，洞山以東在斷裂帶的上、下盤均有分布，因易風(fēng)化多隱伏于較薄的松散層之下，局部原始煤系地層露頭已被開采或破壞殆盡。另外，在羅山至泉山湖以南還出露了中高級變質(zhì)的霍邱雜巖，巖石類型以花崗類片麻巖為主，局部出現(xiàn)混合巖化，可見基性和酸性多期巖脈侵入（圖2a）。

表1 舜耕山地區(qū)地層劃分簡表（據(jù)安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1997）Table 1 Brief chart of stratigraphic divisions in the Shungeng Mountain

舜耕山出露地層整體走向近東西，自東向西走向呈現(xiàn)出NWW、E-W、NEE、NWW、E-W 向波狀變化（圖2a）。受兩大逆沖斷裂的強烈改造，本區(qū)內(nèi)地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)（圖2b）。老龍眼水庫以東、泉山湖以西地層多向南陡傾，局部近直立。老龍眼水庫以西地層傾向南南西，至金家?guī)X一帶傾向南西，傾角顯著變緩，多在20°~45°之間。

2 地質(zhì)遺跡資源類型與分布概況

根據(jù)《地質(zhì)遺跡調(diào)查規(guī)范（DZ/T 0303-2017）》（中華人民共和國國土資源部，2017）地質(zhì)遺跡分類原則，將舜耕山地質(zhì)遺跡類型劃分為基礎(chǔ)地質(zhì)、地貌景觀和地質(zhì)災(zāi)害3 大類（表2）。其中包括地層剖面、構(gòu)造剖面、重要化石產(chǎn)地、重要巖礦石產(chǎn)地、巖土體地貌、水體地貌、構(gòu)造地貌、地質(zhì)災(zāi)害遺跡等8 類，有層型（典型剖面）、褶皺與變形、斷裂、古動物化石產(chǎn)地、古生物遺跡化石產(chǎn)地、典型礦床類露頭、礦業(yè)遺址、碳酸鹽巖地貌（巖溶地貌）、湖泊與潭、泉、飛來峰、斷層崖、崩塌、地面塌陷等14 亞類，共計62 處地質(zhì)遺跡點，具體點位見圖2a。其中以華北型寒武—奧陶系典型剖面、碳酸鹽巖地貌、斷裂構(gòu)造以及礦業(yè)遺址等地質(zhì)遺跡景觀尤為發(fā)育，具有極高的科研、科普和地學(xué)旅游開發(fā)價值。

表2 舜耕山地質(zhì)遺跡資源類型Table 2 Classification of geoheritage resources in Shungeng Mountain

3 主要地質(zhì)遺跡景觀特征與成因

3.1 地層剖面與重要化石產(chǎn)地

本次研究共發(fā)現(xiàn)地層剖面類地質(zhì)遺跡7 處，重要化石產(chǎn)地類地質(zhì)遺跡10 處（表2）。其中，剖面主要分布于近南北向的公路和景區(qū)人行步道兩側(cè)，露頭條件良好，現(xiàn)場觀察和科普教學(xué)極為便利。

舜耕山出露了較為連續(xù)的新元古代青白口系和早古生代寒武系—奧陶系（圖2a），是黃淮平原南部少數(shù)的前中生代基巖出露區(qū)之一。兩套地層在區(qū)域地層對比研究中均具有重要價值（李振生等，2017；朱茂炎等， 2021）。其中，青白口系僅出露于舜耕山西段的羅山推覆體構(gòu)造內(nèi)，著名的晚前寒武紀“淮南生物群”宏體化石即廣泛產(chǎn)出于劉老碑組和九里橋組地層（洪天求等，2004）。寒武紀—中奧陶世本區(qū)發(fā)育了巨厚的淺海臺地相蓋層，區(qū)域上與徐淮、魯西地區(qū)均可對比（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1997）。巖性以碳酸鹽巖為主，夾一定量的碎屑巖（表1；圖2b），出露總厚度約1.5 km。除豐富的巖石類型外，水平層理、交錯層理、波痕、泥裂、印模、雨痕等各類原生構(gòu)造以及刀砍狀、蜂窩狀構(gòu)造等風(fēng)化產(chǎn)物出露廣泛，現(xiàn)象典型（圖3a-g）。

圖3 舜耕山沉積構(gòu)造特征及古生物化石野外照片F(xiàn)ig. 3 Outcrop photographs showing the sedimentary structure characteristics and paleontological fossils in the Shungeng Mountain

以上地層中均發(fā)現(xiàn)有古生物和遺跡化石記錄。其中，羅山新元古界九里橋組灰?guī)r中可見豐富的疊層石（圖3h）。寒武系中化石數(shù)量眾多，以三葉蟲、小殼動物化石（常見軟舌螺、腹足類等）為盛，廣泛分布于頁巖和碳酸鹽巖中（圖3i, j）。疊層石、水平蟲管、蠕蟲爬行遺跡則大量見于饅頭組四段和張夏組地層中（圖3e, k, l）。舜耕山地區(qū)古生物化石遺跡發(fā)掘潛力巨大。

3.2 重要巖礦石產(chǎn)地與地質(zhì)災(zāi)害遺跡

舜耕山地區(qū)石灰?guī)r、白云巖、煤及耐火粘土等礦產(chǎn)資源豐富。本次研究已發(fā)現(xiàn)重要巖礦石產(chǎn)地類地質(zhì)遺跡11 處，包括典型礦床類露頭6 處和礦業(yè)遺址5 處，另有與礦山開采相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害遺跡5處，主要為崩塌和地面塌陷（表2）。其中，工業(yè)化開采的石灰?guī)r礦產(chǎn)主要產(chǎn)出于寒武系饅頭組二段、四段、張夏組以及奧陶系馬家溝組；耐火粘土和煤炭產(chǎn)出于九龍崗—大通煤礦的二疊系。另外，青白口系劉老碑組底部紫紅、淺黃色泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r作為著名的觀賞石——“紫金石”（鄭學(xué)信等，1998）礦石在羅山一帶亦有分布（圖2a）。

寒武系—奧陶系石灰?guī)r露天礦山遺跡至今廣泛分布于舜耕山體內(nèi)部（圖4a）。由于礦層及圍巖產(chǎn)狀較陡甚至近直立，廢棄露天采坑內(nèi)崩塌地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)（圖4b）。位于舜耕山東北緣的大通和九龍崗煤礦于20 世紀初開始工業(yè)化開采，至20 世紀八十年代初采竭閉坑共采煤超過兩千萬噸。煤礦工業(yè)區(qū)的廠房、井架、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施至今保留較好（圖4c）。大規(guī)模的煤炭開采導(dǎo)致了采空塌陷強烈發(fā)育，此外還伴隨著松散層下奧陶系碳酸鹽巖巖溶塌陷作用，形成了長約6.5 km、寬約0.8 km 北西西向展布的塌陷區(qū)（林賓等，2012; 黃河等，2012）（圖2a，4d）。

圖4 舜耕山代表性地質(zhì)遺跡野外照片F(xiàn)ig. 4 Outcrop photographs showing the representative geoheritages in the Shungeng Mountain

3.3 構(gòu)造剖面與構(gòu)造地貌

本次研究共發(fā)現(xiàn)12 處構(gòu)造剖面類和2 處構(gòu)造地貌類地質(zhì)遺跡（表2）。構(gòu)造類型以斷層為主，其中近E-W 走向的中、大型逆斷層及相關(guān)構(gòu)造最為典型。構(gòu)造地貌也與此類大型逆斷層活動有關(guān)。華北克拉通與華南板塊之間的古特提斯洋于中三疊世最終關(guān)閉，兩大陸塊沿秦嶺—大別—蘇魯造山帶碰撞拼合（Hacker et al., 1998, 2000；Zheng, 2012）。在該背景下，淮南煤田新元古代—早三疊世沉積蓋層受到近N-S 向強烈的擠壓縮短變形，發(fā)育了近E-W 向展布的阜陽—李郢孜斷裂、舜耕山斷裂、阜陽—鳳臺斷裂等大型疊瓦式逆沖斷層。由于強烈的逆沖推覆作用，造成了舜耕山地區(qū)整體的抬升（Zhu et al., 2017；詹潤等， 2017），形成斷塊山地貌。又因東、西差異性逆沖位移量，在羅山形成前寒武紀飛來峰（圖2a）。

舜耕山斷裂是淮南煤田南緣逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)的二級斷裂（圖1b）。主斷面向南傾，淺部傾角較大，局部近直立，至深部變緩（楊為民，1993；姜波，1993；張壹，2016）。在老龍眼水庫以西可見該斷裂直接出露，上盤為奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖，下盤則為下三疊統(tǒng)石千峰群紫紅色、土黃色砂巖（圖4e）。斷裂出露寬度數(shù)米至十余米，斷層泥、碎粒巖和斷層角礫破碎帶均見發(fā)育。受該斷裂逆沖活動的強烈改造，舜耕山前中生代地層走向呈近E-W向平行展布，并發(fā)生倒轉(zhuǎn)（圖2b）。此外，區(qū)內(nèi)還發(fā)育了一系列同期伴生的同向和反向傾斜次級逆斷層（圖4f）。

印支期之后中國東部受控于西太平洋區(qū)大洋板塊的俯沖作用發(fā)育了多期次的構(gòu)造疊加變形（朱光等，2016, 2018）（圖1b）。舜耕山地區(qū)還發(fā)育了NE、近N-S 和NW 向斷層（圖2a），部分斷層有較好出露（圖4g）。另外，舜耕山還可見次級褶皺發(fā)育（圖4h），以中小型膝折或?qū)捑忨薨櫈橹鳎拷鼣鄬优家姞恳薨?。?jié)理構(gòu)造廣泛發(fā)育，并且多被方解石脈充填。不同期次的剪節(jié)理、張節(jié)理切割和疊加關(guān)系清晰可見。

3.4 碳酸鹽巖地貌

碳酸鹽巖是舜耕山出露地層的主體，地表和地下巖溶作用廣泛發(fā)育。本次研究共定位出碳酸鹽巖地貌亞類地質(zhì)遺跡5 處（表2），而實際遺跡數(shù)量應(yīng)更多。由于舜耕山地勢相對低緩且植被茂密，因而巖溶地貌景觀的規(guī)模不大。

因構(gòu)造和非構(gòu)造裂隙廣泛發(fā)育，并且地層產(chǎn)狀近直立，因而舜耕山碳酸鹽巖露頭可見大量的溶痕、溶溝、溶蝕裂隙、巖脊以及溶洞等巖溶地貌（圖4i）。規(guī)模較大者諸如洞山南坡的老佛洞（圖4j），洞內(nèi)高度超過6 m，最寬處約3 m，發(fā)育于寒武系張夏組頂部中厚層鮞粒灰?guī)r中。該溶洞垂向上顯著受NNW 向裂隙控制，洞壁上還發(fā)育有橫向的溶蝕邊槽。在舜耕山河道、山頂?shù)容^大規(guī)?；鶐r裸露區(qū)常發(fā)育石芽群（圖4k），局部可達石柱規(guī)模。

3.5 水體地貌

舜耕山水體地貌類地質(zhì)遺跡主要包括湖泊和泉，分別有7 處和3 處（表2）。根據(jù)成因可將本區(qū)的湖泊劃分為三類：水庫型（羅山水庫、泉山湖、老龍眼水庫、長山水庫）、廢棄采坑型（仙女湖、天目湖）和塌陷型（大通濕地公園）。舜耕山西段羅山推覆體新元古界劉老碑組中上部巨厚的頁巖由于差異性風(fēng)化形成谷地，羅山水庫和泉山湖即坐落在易風(fēng)化的頁巖展布帶內(nèi)。老龍眼水庫原是位于舜耕山北麓由泉水匯聚而成的積水塘，而長山水庫原是位于舜耕山南麓的澗溝。仙女湖、天目湖（圖4a）均是由寒武系張夏組石灰?guī)r露天采坑積水而成。大通濕地公園（圖4d）則是舜耕山九龍崗—大通巖溶及采煤沉陷區(qū)的一部分（圖2a）。

泉在舜耕山較為發(fā)育。由于寒武系—奧陶系碳酸鹽巖出露區(qū)裂隙和溶隙發(fā)育廣泛，大氣降水垂向入滲補給地下水，并在沿山邊坡、穿山公路或采場剝露面、斷層破碎帶等位置形成下降泉（黎志豪等，2018, 2019）。位于老龍眼水庫西南的聽泉規(guī)模和涌水量較大（圖4l），是該水庫的補給源之一。

4 存在問題與開發(fā)遠景

舜耕山地區(qū)位于強構(gòu)造變形帶，原生與次生構(gòu)造廣泛發(fā)育，巖石類型與礦產(chǎn)資源豐富，礦山開發(fā)程度高，天然出露與人工剝露地質(zhì)遺跡數(shù)量眾多、類型多樣。然而在地質(zhì)遺跡資源保護與開發(fā)利用上存在一系列突出問題亟待解決。

（1）一方面，城市建設(shè)和礦山開采破壞了原有地質(zhì)遺跡。舜耕山位于淮南市區(qū)之內(nèi)，沿山建筑和基礎(chǔ)設(shè)施密集分布。大規(guī)模的石灰?guī)r露天開采直接削山為谷，對原有自然景觀破壞嚴重，并產(chǎn)生崩塌、滑坡、塌陷等一系列地質(zhì)災(zāi)害。舜耕山泉眼也因此破壞嚴重，加上城市過度用水造成水位降低，現(xiàn)存的泉眼均為間歇泉，甚至干涸。

（2）另一方面，礦山開采間接剝露出新的地質(zhì)遺跡，如地層剖面、構(gòu)造剖面、化石產(chǎn)地等，還形成了礦業(yè)遺址、地質(zhì)災(zāi)害等遺跡類型。礦山生態(tài)修復(fù)工程（如回填、復(fù)綠，等）如何兼顧保留、保護部分典型地質(zhì)遺跡面臨較大挑戰(zhàn)，甚至經(jīng)常被忽視。

（3）地質(zhì)遺跡基礎(chǔ)理論研究意義重大。舜耕山構(gòu)造位置特殊，是華北克拉通東南緣少數(shù)前中生代基巖出露區(qū)。新元古代—早古生代地層剖面連續(xù)、完整，含豐富古生物化石。受印支期以來多期構(gòu)造疊加作用，巖石變形強烈。本次研究僅對舜耕山已出露地質(zhì)遺跡開展了系統(tǒng)的定位以及宏觀的描述和成因分類工作，對于區(qū)域地層詳細對比、前寒武紀至早古生代古生物分布與演化規(guī)律以及古氣候與古環(huán)境重建、舜耕山構(gòu)造分期與古應(yīng)力場反演、與周邊淮南煤田和合肥盆地地球物理勘探及鉆探資料的對比、精品地質(zhì)遺跡點成因的深入研究與開發(fā)規(guī)劃等一系列科學(xué)問題，未來需要進一步開展更為深入的研究工作。

（4）舜耕山地質(zhì)遺跡資源開發(fā)潛力巨大，目前尚未很好應(yīng)用于地學(xué)科普教育事業(yè)。舜耕山所處城市中心地帶，交通便利，風(fēng)景區(qū)已有基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，是開展地學(xué)科普教育和地學(xué)旅游的極佳場所。

基于此，未來還需要對舜耕山開展進一步的地質(zhì)遺跡資源數(shù)據(jù)庫登記和評級工作，對極為典型稀有的、欠保護即將消失的地質(zhì)遺跡開展專項維護工作。例如，建設(shè)舜耕山地質(zhì)博物館，對本地典型巖礦石、古生物標本或其他野外難以保存的地質(zhì)遺跡進行異地集中保存，并面向社會開放以用于交流和學(xué)習(xí)。對穩(wěn)定的野外露頭設(shè)立保護線和科普講解牌，規(guī)劃精品研學(xué)與旅游路線，融合地質(zhì)博物館建立地學(xué)科普基地，組織專業(yè)科普人才隊伍和多樣的科普活動，面向中小學(xué)生、游客開展地學(xué)知識科普。

5 結(jié)論

（1）安徽淮南舜耕山地質(zhì)遺跡類型主要屬于基礎(chǔ)地質(zhì)、地貌景觀、地質(zhì)災(zāi)害等3 大類，又包括地層剖面、構(gòu)造剖面、重要化石產(chǎn)地、重要巖礦石產(chǎn)地、巖土體地貌、水體地貌、構(gòu)造地貌、地質(zhì)災(zāi)害遺跡等8類，本次調(diào)查已發(fā)現(xiàn)全部地質(zhì)遺跡點62處。

（2）舜耕山出露地層以碳酸鹽巖為主，石灰?guī)r、煤、耐火粘土等礦產(chǎn)資源豐富。本區(qū)卷入了中—新生代多期次的構(gòu)造變形疊加，構(gòu)造較為發(fā)育。舜耕山以華北型寒武—奧陶系典型剖面、碳酸鹽巖地貌、斷裂構(gòu)造以及礦業(yè)遺址等地質(zhì)遺跡景觀為主要特色。

（3）舜耕山地質(zhì)遺跡資源開發(fā)潛力大，但保存和維護現(xiàn)狀堪憂。未來亟需開展相關(guān)地質(zhì)遺跡基礎(chǔ)理論的深入研究、地質(zhì)遺跡資源評價與評級、配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、地學(xué)專業(yè)人才隊伍培養(yǎng)和科普教育活動組織等切實措施。

致謝:感謝兩位審稿人對本文提出寶貴的修改意見。