嵩山世界地质公园地质公园科学研究

发布时间：2012-05-17 09:46:58 点击：810

8.1 课题选择的原则和依据

8.1.1 选题原则

主要围绕资源价值与保护、科学解说、打造有科学含量的旅游产品、提高旅游效率、保护游客安全以及公园可持续发展等方面选择科研课题，课题体现前瞻性、实用性原则。

8.1.2 选题依据

8.1.2.1嵩山三大构造运动在全球或全国范围内地壳演化的分析与对比

嵩山地区在长达近30亿年的地质演化过程中，形成了各种沉积岩共生组合和岩浆侵入体喷出岩组合等。又受到多次地壳运动的改造。嵩山地质构造面貌多种多样，变形内容丰富多姿，构成一幅复杂的构造图像。嵩山以中岳运动界面即五佛山群与嵩山群之间的不整合面为标志，可划分为基底构造和盖层构造两大部分。界面以下的岩层包括新太古代登封群、新太古代晚期片麻岩、古元古代早期岩浆岩以及古元古代嵩山群，这些岩层在嵩阳运动和中岳运动的作用下发生了强烈的变形。而中岳运动界面以上是嵩山地区的沉积盖层，它们受少林运动和燕山运动的影响，发生了一系列褶皱和断裂。特别是在盖层中还发育独具特色的少林运动，少林运动引发了重力滑动构造是地壳不均衡隆升引起重力失稳的构造变形，是地壳有垂直运动转化为水平运动的典型实例。为此，我们选择重新研究和界定三大构造运动，并与世界进行对比。

8.1.2.2嵩山古地理环境变化分析研究的意义

嵩山地质历史最早可上溯至太古宙，距今约30亿年。在这30亿年地球演化过程中，形成了各种沉积岩共生组合和岩浆侵入体喷出岩组合等，又受到了多次地壳运动的改造，在不到400km2的范围内，连续完整地出露着太古代、元古代、古生代、中生代、新生代的岩浆岩、变质岩和沉积岩的地层序列。特别是前寒武纪嵩山经历了三次大的构造运动，造成嵩山地区地质构造面貌多种多样，变形内容丰富多姿的构造图像，因此，选择《嵩山古地理环境变化研究》这一课题。

8.1.2.3嵩山的结晶基底是中国大陆最古老的陆核之一

嵩山地区位于华北克拉通南缘，豫西中部山地的东北部，是我国记录前寒武纪地质的典型地区之一。该区岩石序列发育较为完整、构造出露良好，有35亿年来的太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代岩石和地层，时代连续，被地学界誉为“五代同堂”。而且，新太古-古元古代的嵩阳运动和分别在18.5亿年、8亿年前后的中岳运动、少林运动不整合界面遗迹尚清晰存在。该区在早前寒武纪区域地质及其演化上的许多独特之处使其长期以来一直都是地质研究的热点地区。从50年代起，张伯声(1950)、张尔道(1954)、马杏垣(1957，1981)、王曰伦(1960)和王泽九等(1963)等老一辈地质学家在嵩山地区地质特征、变形变质等方面已经进行了大量卓有成效的研究工作。近年来，在嵩山早前寒武纪岩石组成、构造样式、地球化学特征和同位素年龄等方面的研究又有了很大进展，如登封群物质组成及地层划分(张国伟等，1982；劳子强等，1989)、大量英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)的识别(郭安林等，1989；劳子强等，1996)、中-新元古代地层沉积环境及岩相古地理特征(左景勋，2002；索书田等，2004 )以及相关年代学研究(如Kröner, 1988；王泽九等，1988；2004；)。为此我们选择《嵩山前寒武纪地质专题研究》这一课题。

分布于嵩山南麓的一套变质岩，早期称为泰山杂岩，登封杂岩、俗称登封岩群。国内各科研院所、大专院校、区调队伍都对其作过研究和划分，目前尚有许多地质问题没有解决。就嵩山整体而言，对于TTG片麻岩、斜长角闪岩，以及相关的花岗岩系列的成因及其演化关系的系统研究则相对较薄弱。因此我们选择《登封岩群斜长角闪岩等岩类的年代学研究》、《嵩山前寒武纪地壳中是否存在更古老基性岩石》、《太古宙板块构造体制是否存在》等，这对于TTG片麻岩的俯冲成因模式的提出甚至早期地壳的生成方式具有重要的意义。

8.1.2.4嵩山地形地貌形成变化特征研究

嵩山山脉南横颖水，北依黄河，峰丘连绵，气势磅礴。以元古代石英岩为主体构成了嵩山奇特的剥蚀地貌景观。这种构造面貌主要是由中岳运动和燕山运动造成的。中岳运动在形成一系列复背斜和复向斜的过程中，产生了大量劈理，这些裂隙为后来的物理风化和化学风化空间。组成石英岩剥蚀构造构造地貌主要有：构造褶皱地貌、重力滑动地貌、断层峡谷悬崖地貌及节理风化石林地貌等，这些地貌景观的研究，还有许多未知的东西需要探讨和研究，因此，我们设立嵩山地貌研究可以进一步为嵩山形成和地壳演化过程提供强有力的佐证。

8.1.2.5地质公园科学解说研究

嵩山地质公园内地质内涵丰富，如何通过地质遗迹的科学解释来揭示地质公园的内在美，达到地学知识的科学普及，是我们地质管理者和建设者需要共同探索的课题。而地质旅游主要面向的对象不是地质专业人员，而是广大的普通游客，要想达到科学普及的目的，科学导游的通俗性至关重要。对普通游客来说，地质学是一门比较深奥、生僻的科学，专业词汇多，内容涉及广，要想很好的将地质内涵表达清楚、准确，应该要深入研究。目前地质遗迹的宣传展示还只停留在对景点的文字说明阶段，而一些文字的内容又比较抽象。    因此通过《科学解说的研究》项目的实施，就是要把抽象的地质内容用通俗的方式、配合语言介绍、生动形象地向游客展示出来，从而使游客在欣赏大自然的同时，学到地球科学知识。此项目也是众多地质公园建设过程中，亟待解决的问题。

8.1.2.6地质公园开发与资源环境保护研究

旅游景区规划与开发建设，既是旅游业发展的重要内容，也是旅游理论研究中的重要课题。随着现代旅游业的快速发展，尤其是国家把旅游业作为国民经济重要产业加快发展，我国各地都加快了对旅游景区的规划与开发建设。然而，纵观国内对旅游景区的规划与开发建设，虽然有不少的成功范例，但也有大量的旅游景区开发建设未能够达到预期目的和效果。

嵩山国家地质公园地质遗迹丰富，在经过近几年的建设和发展，主要工作集中在太室山景区和少室山两个景区，景区内的地质遗迹与自然环境基本上得到了有效保护。而五佛山和九龙潭景区地质资源不但没有得到有效保护，在利益的驱动下，遭到不同程度的破坏，因此，如何采取措施，在保护地质遗迹的前提下，进行开发是嵩山国家地质公园目前面临亟待解决的问题。

8.1.2.7地质公园经营管理问题研究

地质公园是以地质遗迹为主体，并融其他自然景观、人文景观组合而成的一个特殊景观区。作为一种特殊的自然——社会——经济——文化地域载体的景观观赏地，地质公园是开展现代旅游的重要构成元素，直接关系着旅游业可持续发展战略的实施。地质公园的开发、规划、经营和管理呼唤着我们为它的永续发展寻求一条理性之路。而嵩山国家地质公园自成立至今，一直处于多头管理的状态，如何经营和管理，使公园走上可持性发展良性循环状态，一直困惑着公园管理者和经营者。为此，必须对今后公园的经营和管理问题进行研究，探索出一条行自有效得方法，使公园建设与发展蒸蒸日上。

8.1.2.8地质公园旅游产品打造和实施问题研究

嵩山国家地质公园的旅游产品主要以观光旅游为主,其他如度假旅游、商务旅游、休闲旅游、会议旅游等都没有进行深入的开发，对于这些旅游产品，经营者也没有给予足够的重视。随着旅游者需求的多样化，旅游活动的经营者提供的旅游产品必须要能迎合游客的需求。针对不同的目标市场，要提供他们所需要的旅游产品，也可以向不同的目标市场提供同一类型的旅游产品，以满足他们在某一方面的共同需求。对于目前的旅游市场所提供的旅游产品，类型单一、结构重复的现象。有必要开发新的旅游产品，设计出其他类型的旅游产品，改变目前以观光游为主的市场状态，开发其他类型的旅游产品，以迎合旅游者的多种需求，才能在市场中赢得游客、赢得市场，进而提高旅游活动的整体享受性。只有不断的开发新产品，才能随时满足游客的需求；只有改善旅游产品的结构，才可以满足游客多样化的要求，才可以在市场中赢得自己的市场份额，不被市场所淘汰。

8.1.2.9地质科学研究成果的转化研究

嵩山地质内容丰富，也做了大量的科学研究工作，怎样把地质科学研究成果的转化，这是关系着地质公园科普教育的立足之本。因此，规划建立——嵩山地质游乐园。地质游乐园包括：穿越地球时空体验区、地质迷宫体验区、古海垂钓体验区、生物大灭绝体验区、人与自然体验区、地质嘉年华(餐饮、狂欢、购物)体验区等六个功能区，在这六个功能区中，包括了嵩山所有的地质内容，怎样把这些地质成果转化成科普常识，必须进行深入研究。

8.1.2.10数字地质公园建设研究

随着地质公园建设日趋成熟，数字建设已经逐步成为地质公园建设的主角。就目前嵩山地质公园建设来看，数字公园建设只是单一的建立起网络，各部门分立，缺乏互相之间联系，公园的管理和规划建设跟不上时代的发展。而数字地质公园就是以地质公园为基础，而构建的集办公、管理、调度、安全、旅游、宣传为一体的新型数字化环境，在传统的基础上，利用先进信息化手段和工具，实现环境、资源、服务的数字化，优化公园管理结构，提高管理水平，控制管理成本，最大限度的拓展公园运行效率。

8.1.2.11游客安全研究

安全是旅游业的生命线，是游客在旅游过程中首要关心的问题，对旅游目的地的可持续发展具有重要意义。旅游安全对于旅游者、旅游经营者以及旅游管理部门来说，都是不可逃避的话题。

嵩山安全问题主要涉及三个方面：

一、旅游黄金节游客人数的控制问题；

二、嵩山地形地貌，旅游线路大多建在山体比较陡峭的地方，而山体节理、裂隙发育，在一些路段存在着滑坡、崩塌隐患；

三、索道、线路的安全问题。

8.2 科学研究计划编制

2010年：《嵩山前寒武纪地质研究》；

2011年—2020年：《嵩山三大构造在地壳演化的分析与对比》、《登封岩群斜长角闪岩等岩类的年代学研究》、《嵩山古地理环境变化研究》、《科学解说的研究》、《嵩山地区的地形地貌形成变化特征》、《地质公园开发与资源环境保护研究》和《地质乐园科普研究》。

2021年—2025年：《嵩山前寒武纪地壳中是否存在更古老基性岩石》、《太古宙板块构造体制是否存在》、《地质公园经营管理问题研究》、《数字化地质公园建设研究》、《地质公园旅游产品打造和实施问题研究》和《游客安全研究》。

8.2.1 近期研究计划（2010~2015）

《嵩山前寒武纪地质研究》委托中国科学院广州地球化学研究所完成，由于该所在嵩山等地长期从事基础地质研究工作，曾经与河南省地质调查院合作完成了许多地质研究专题，在应用地质领域积累了丰富的经验。

《嵩山三大构造在地壳演化的分析与对比》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

《地质乐园科普研究》通过招标，由项目实施单位联合科研院校或研究所合作的方式完成。

8.2.2 中期研究计划（2016~2020）

《科学解说的研究》通过招标，由项目实施单位协同科研院校或研究所合作的方式完成。

《嵩山地区的地形地貌形成变化特征》通过招标，由项目实施单位协同科研院校或研究所合作的方式完成。

《登封岩群斜长角闪岩等岩类的年代学研究》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

《嵩山古地理环境变化研究》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

《地质公园开发与资源环境保护研究》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

8.2.3 远期研究计划（2021~2025）

《嵩山前寒武纪地壳中是否存在更古老基性岩石研究》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

《太古宙板块构造体制是否存在》通过招标，由科研院校或研究所合作的方式完成。

《地质公园经营管理问题研究》通过招标，由地方协同科研院校或研究所合作的方式完成。

《数字化地质公园建设研究》通过招标，由地方协同科研院校或研究所合作的方式完成。

《地质公园旅游产品打造和实施问题研究》通过招标，由地方协同科研院校或研究所合作的方式完成。

《游客安全研究》通过招标，由地方协同科研院校或研究所合作的方式完成。

8.3 科研基金

科研基金来源有两种途径：一是按门票收入的百分之二作为科研基金，二是争取国家或省财政科研计划经费。

《嵩山前寒武纪地质专题研究》研究经费20万元，来源是省财政2006年度地质遗迹保护项目经费，现项目已经完成。

《嵩山三大构造在地壳演化的分析与对比》科研基金主要是争取进入国家科研计划，得到国家资金自助，预计经费40万元。

《地质公园开发与资源环境保护研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费35万元。

《科学解说的研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费35万元。

《地质乐园科普研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费100万元。

《嵩山古地理环境变化研究》科研基金主要是争取进入国家科研计划，得到国家资金自助，预计经费40万元。

《登封岩群斜长角闪岩等岩类的年代学研究》科研基金主要是争取进入国家科研计划，得到国家资金自助，预计经费40万元。

《嵩山前寒武纪地壳中是否存在更古老基性岩石研究》科研基金主要是争取进入国家科研计划，得到国家资金自助，预计经费40万元。

《太古宙板块构造体制是否存在》科研基金主要是争取进入国家科研计划，得到国家资金自助，预计经费40万元。

《地质公园经营管理问题研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费35万元。

《数字化地质公园建设研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费30万元。

《地质公园旅游产品打造和实施问题研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费45万元。

《游客安全研究》科研基金一是来源于门票收入，二是省财政资金支持，预计经费35万元。

8.4 科研成果的出版与转化

科研成果的出版：主要是将研究成果在国内外核心刊物上发表，以供国际地学界互相交流；论文汇编编辑成册，出版发行，提高嵩山科研程度，供各大专院校、地学爱好者参考使用。

科研成果科普转化形式

（1）针对不同人群编制科普教材：如带你游玩—嵩山、嵩山地质揭秘、带你穿越时空隧道、嵩山地质演变连环画等。

（2）根据研究成果，以动漫或电影的形式把嵩山地质内涵展示出来，如以动漫的形式展示三大运动演变过程和重力滑动构造的形成，制作影片在影院里播放等。

（3）通过地质乐园的建设进行成果转化：使游客在娱乐中学到地质知识，增长见识，真正起到寓教于乐的作用。地质乐园包括：穿越地球时空体验区、地质迷宫体验区、古海垂钓体验区、生物大灭绝体验区、人与自然体验区、地质嘉年华(餐饮、狂欢、购物)体验区等六个功能区。

穿越地球时空体验区：主要是围绕“穿越地球时空隧道、地质事件体验”两个主题设置。包括地心之旅体验区、太古代时空穿越区、火山爆发体验区、元古代时空穿越区、沙尘暴体验区、古生代时空穿越区、生命大爆发体验区、中生代时空穿越区、生命大灭绝体验区、新生代时空穿越区、地震泥石流体验区等十一个功能区。

地质迷宫体验区：（体验磁极倒转）采用每个地质历史时期的地层做成墙体，让游客拿上指南针，依靠指南针从迷宫中走出来。在迷宫中要设置指南针遇到铁矿层失去作用，怎么处理，锻炼游客野外如何判断前进方向的能力。要让游客根据每个时代地层特点，来判断走出迷宫的方法。在进入迷宫前要对嵩山地质背景进行简要介绍，迷宫墙体上，要显示嵩山地区主要地质构造运动(嵩阳运动、中岳运动、少林运动等)，地层岩石特征，主要成矿时代（铁矿、煤矿等），植物、动物的演变过程和各个地质时期的岩石、矿物、矿产标本，尤其要体现观赏石的标本。如太古宙的泰山石、太行石、登封石，古元古代的大理石、国画石，中元古代的梅花玉、牡丹石、荷花石、木纹石、黄河石，新元古代的响石，寒武纪—奥陶纪的太湖石、灵壁石等。

古海垂钓体验区：主要是体现生命的爆发与灭绝，在这里制作各种各样的古生物样本或模型如三叶虫、笔石、角石、菊石、腕足类等放到不同水池中，分别代表不同时期的海洋。如三叶虫放到寒武海内，海里制作一个藻礁模型；角石、笔石放到奥陶海内；菊石、腕足类放到石炭海内，海里制作一个珊瑚礁模型。让游客在不同时期的海洋里垂钓，参与游戏活动，从而达到认识古生代化石的目的。同时，考虑到古生物化石对游客的神秘性，可以直接把游客钓到的古生物样本、模型以及宣传解释的折页、画册等有偿出售给游客。但价格一定要优惠，这是对游客参与的一种奖励。

地质餐饮购物区：一是以我国北方园林的风格，设计出总体框架；二是以人类诞生、发展、演化为主线，构建一组人与自然和谐发展的场景；三是人类在改造自然的过程中，发生的一些重大事件，如人类野居时期的茹毛饮血与定居时期的集群捕猎（风干食品和购物区）、火的发明和熟食的产生（烧烤食品和购物区）、农业诞生（绿色食品和购物区），发现矿产（药补食品和购物区）；四是农业科学的重大事件，小麦的发展、稻谷的发展、果类的发展等，把原始没有改良的各类食物和不同阶段改良的各类食物形成系列食品，或餐饮、或购物。

餐饮购物的同时制作系列地质大餐：

一是充分利用一些药补矿石作为添加剂，加在面粉和汤料中，做成地质特色食品。

二是在桌子中心摆上利用玉石做成的菜系供吃饭的客人在等待就餐时观赏。

三是在桌子中心摆上象形观赏石菜系供吃饭的客人在等待就餐时观赏。

四是制作一些岩石的桌、椅、凳子，营造就餐的地质氛围。

五是对餐厅和就餐区进行地质命名，并摆上相应的地质标本和说明文字。

嵩山地质游乐园的实施，能够把嵩山地质内容以通俗化的形式表达出来，使游客在游玩的过程中进行科学普及，在嵩山建设一座地质游乐园是可行的，项目的实施已经论证。