2020年02月25日 星期二
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人工無意奪天工

—— 廣州番禺蓮花山地質遺跡特征及其成因

2019-12-25 8:52:52 來源:中國礦業報 作者:彭 華 孫 堯 李龍飛

mlb棒球比分直播大谷 www.ecrsv.com.cn 盤點廣州市那些令人流連忘返的優美風景,位于番禺區的蓮花山風景區必然榜上有名。這里有“新世紀羊城八景”之一——人工丹霞地貌構成的蓮峰觀海、千余米長的全新世早期古海蝕崖、二千多年前西漢古南越國到明清時期的采石遺跡……不論你是偏愛自然風光還想了解人文知識,都能有所收獲。

該風景區面積313公頃,水陸交通十分方便。蓮花山由48座紅色砂巖低山組成,最高峰海拔108米,屬丹霞地貌的地理構造。山上的紅砂巖石質優、密度高、砂質細,是做墻基的好材料。近期,有專家在蓮花山東北發現中生代與新生代界線剖面,其中蘊藏著不少重大的地學奧秘。

蓮花山古采石場遺址

區域地質背景

蓮花山地區位于東莞中、新生代斷陷盆地中段西北邊緣,是東莞盆地的一個組成部分,其東側為獅子洋斷陷,西鄰番禺斷隆。

區內出露的地層有下古生界、上白堊系、古近系和第四系。下古生界(Pz1)是一套淺變質石英砂巖、頁巖等。上白堊系大塱山組(K2dl)為一套由灰紫或暗紫紅色粉砂巖、細砂巖夾砂礫巖和灰黑、深灰色鈣質泥巖及泥灰巖組成。古近系莘莊村組(E1x)為一套下粗上細的紅色地層。第四系(Q)為礫、砂、砂質粘土和粉砂淤泥等三角洲堆積物, 厚度在l5米以上。

本區地質構造特征主要為一個由古近系莘莊村組紅色砂礫巖層所組成的緩傾斜的單斜構造, 受后期北西向斷層的影響,其產狀發生傾向北東或南西的局部改變。發育在區內的斷裂構造以小型斷層及節理為主,按其方向可分兩組:北東向斷層組傾角近于直立, 斷層以平推性質為主;北西向斷層組傾向北東,傾角65°,性質屬正斷層。此外,還普遍發育兩組剪節理,其走向分別為近西和近南北向,傾角近于直立。

燕山運動對本區影響較大。晚侏羅世產生大量的巖漿侵入活動,在西山、新造、長洲等地形成各種粒度的黑云母二長花崗巖及石英閃長巖,同時在三水盆地中堆積了巨厚的類磨粒石建造、紅色建造及陸相火山雜巖建造。斷裂構造以西北或北西北向為主。至白堊紀時,巖漿火山活動才逐步減弱。這期間燕山運動各個幕次表現明顯,并被清楚地記錄在白堊紀地層中各個不整合接觸面上,古地理環境為炎熱而潮濕的內陸湖泊或山間洼地。

古近紀本區沉積了巨厚的砂礫巖,地殼活動方式為升降運動,從而導致海陸變遷、古海岸線擺動、盆地中心遷移現象,地震活動強烈,產生了大量的沙土液化,這些在蓮花山古近紀莘莊組巖石中都有記錄。

第四紀構造運動表現為區域性差異塊斷升降運動,珠江三角洲盆地形成并沉積了海陸交互相的砂、礫、泥質夾腐殖層及蠔殼層。蓮花山是在更新世構造運動的區域性差異塊斷升降中上升成為低山臺地的。全新世早期地殼反復活動,不同程度的火山噴發形成大量火山玄武巖及沉凝灰巖堆積,現代地震帶和活動斷裂帶的存在都表明本區地殼目前仍為較強的活動性質。

地質遺跡特征與成因

人們都說,蓮花山“人工無意奪天工”,這又是為什么?

(1)采石場受巖性和各種面狀構造控制

蓮花山的石景點都集中分布在東麓,原因是石景點的分布受控于一定的地層層位、巖性和巖層產狀、采石與運輸的條件。作為人工采石主要對象的第三紀厚層狀砂巖和含礫砂巖因受巖層產狀控制而出露在山的東西兩側,東側水路交通較西側更為方便,因而古代采石多集中在山東側。工人們巧妙地利用發育在紫紅色砂巖和含礫砂巖中的各種面狀構造進行開鑿采石,形成天然與人工混合的地質景觀。

(2)丹霞地貌內部結構及成因

蓮花山在平面上呈橢圓形,長軸北東向。丹霞地貌、古海蝕崖地貌及古采礦場遺跡的地層巖石均屬新生界第三紀莘莊組,時跨整個古新世,由一套總厚度大于150m的紫紅至暗紅色雜礫巖、雜砂巖、含礫巖屑雜砂巖和含礫砂質泥巖夾黑色劣質油頁巖薄層組成。巖層產狀穩定,主要礦物成分為石英、長石、巖屑,硬度適中,適宜作為建筑材料。

礫屑雜砂巖中的礫、砂、泥,大小顆粒懸殊。砂礫棱角尖銳尚無磨圓痕跡,均被紅色氧化鐵質物和泥質物膠結,其中大量氧化鐵質的存在又說明是形成于大陸上的氧化環境,表明巖層是在內陸盆地邊緣之山麓由古泥石流快速堆積形成的。經過漫長的成巖作用和其后的地殼運動,巖層抬升遭到風化剝蝕;長期的地質風化作用、流水侵蝕作用和生物作用,使微型流水溝槽進一步發展為巨型深谷、丹壁、奇峰;人類采石開鑿,最終逐步演化成今天的天然與人工丹霞地貌景觀。

(3)古海蝕崖地貌結構及成因

古海蝕崖地貌位于蓮花山東麓海拔50~60 米之丹壁上,面朝獅子洋,呈水平線狀分布,南北長約1000 米。古海蝕崖一般高約2~10 米。海浪侵蝕深度約0.5~1 米,

獅子巖是極為典型的古海蝕蘑菇地貌,巖高6余米,長10 余米,巖中有門洞,身后的大山被稱為”獅子山”(蓮花山舊稱)。研究認為,蓮花山古海蝕崖時代為全新世早期,年齡值大于5500~8500 年。

(4)地層接觸關系地質剖面內部結構與成因

在蓮花山東北端邊緣山根處,可以清楚地看到白堊紀大塱山組與第三紀莘莊組地層呈假整合接觸,地層接觸關系地質剖面巖石特征與上述遺跡略為不同,由于下伏白堊紀地層單層薄且夾泥質頁巖而抗風化能力弱,形成凹槽,在地貌上十分明顯。

下伏地層白堊紀大塱山組頂部主要為薄層石英細(粉)砂巖夾灰色頁巖,單層厚度一般5~10 厘米,巖層中水平層理、斜層理發育,巖石固結程度高,硬度大,傾向250~260°,傾角14~15°。主要礦物為石英質,孔隙式膠結或接觸式膠結,膠結物為泥質或炭質,巖石中石英細砂顆粒分選好,粒度均勻。

上覆地層第三紀莘莊組底部為紫紅色含礫巖屑雜砂巖,層理不發育,單層厚度巨大,巖石結構不均勻,礫石5~50厘米,大小懸殊,成分復雜,稍有磨圓,膠結物為泥質和氧化鐵質,是盆地邊緣山麓相快速堆積而成。上下兩套地層巖性、古地理環境截然變化,但地層產狀大致一致,是一種假整合接觸關系。

(5)古采石場工藝結構及形成年代

據統計,蓮花山古采石場共有15座,即燕子巖石場、獅子巖-觀音洞石場、劍門石場、南天門石場、百福圖石場、飛鷹巖石場、八仙巖石場、海仙池石場、無底洞石場、樹抱石石場、順景巖石場、碧蓮池石場、大佛洞石場、四方池石場和洞天波月石場。初步統計顯示,采石遺留的丹巖孤峰36座、飛瀑流泉10處、奇巖巧石81尊、深澗峽谷18條、蓮花碧池7方、大小丹崖赤壁800面,另外還有石門6道、奇洞8座……

采石層位主要是堅硬的中粗砂巖和細礫巖,古代工匠的采石技術和工藝特別講究,所采石料和采場石壁上均有修飾,刻紋美觀,分層厚度相等,一律為18 厘米,每層刻紋圖案上下分別有水平刻線兩條,線距2~3 厘米,反映古人在采石場的地質資源管理、開采技術工藝性與藝術美觀性均達到很高的水平。

蓮花山采石方法以露天開采與地下礦房式開采法相結合,采用鐵錘和鐵鑿等手工工具,是當時最先進的采礦技術。露天開采法是依靠近水的石壁,揭去上部風化層后分層采下部新鮮巖層,每分若干條幅,每條幅寬50厘米,厚70厘米。對于上部風化破裂的巖層厚,為減少剝離量而采用半地下礦房式開采,跨度的礦房間留有規則的礦柱。采場分南北展布1500米,寬50~200米,開采深度30~40米,開采工作面平直、工整。鑿路留有“入”字型鑿痕修飾,整齊美觀。采礦場大多位于東側,這些采石場靠近獅子洋水道,方便水路運輸,初步估計歷史時期共開采石料約300多萬立方米。

據文獻記載,蓮花山是明清時期官府的主要石場,現存的采場大多是這個時期遺留的。經過有關部門對廣州市古代建筑用石普查,發現廣州南越國宮和象崗山南越文王墓之大部分用石與蓮花山巖石在礦物成分具有高度相同性,表明遠在南越國(公元前214年)距今2220年的西漢時期,勞動人民就在蓮花山采石用于建南越國宮殿和南越文王陵墓玄官了。

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蓮花山風景區的巖石為第三系的中砂巖,主體為紫紅色的礫巖和粗砂巖。它的強度較高,抗風化能力強,屹立至今,鮮有裂縫出現,但其頂部中夾有3~4米厚的黃褐色的泥質砂巖和泥巖,吸水性大,易軟化,強度低,風化程度比較高,多處出現裂縫或斷裂面,有的甚至已經崩塌掉落。

在景點?;な┕な?,應注意山巖塊體的穩定性和地下水的滲透風化作用,同時在景區日常維護施工過程中,要注意崩塌、滑坡等邊坡工程地質問題?!?/p>

(作者單位:中國地質調查局地質力學研究所)

網站編輯:宮莉

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