深圳市第四紀地層綜合剖面的建立

徐俊，肖兵，余成華，張桂香，蔣鵬，鄧文龍，陳龐龍

(1.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 510086;2.廣東省地震局，廣東廣州 510070)

1 前言

深圳市重點項目“深圳市活斷層探測與地震危險性評價”［1］子課題之一就是建立深圳市第四紀地層剖面。為此，首先對深圳地區(qū)深圳市第四紀地層研究歷史進行了深入的總結和研究，在此基礎上圍繞深圳境內(nèi)的五華－深圳大斷裂南延段，根據(jù)地形地貌特點以及深圳斷裂帶的位置布置了4個第四紀地層控制性鉆孔［2～4］，如圖1所示。結合大量資料的綜合研究，從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層等方面，詳細剖析深圳地區(qū)的地層特征，分析建立了深圳市第四紀地層綜合剖面。

圖1 深圳市活斷層探測控制性鉆孔位置示意圖

本項研究一共完成4個控制孔鉆探，總進尺104.1 m。光釋光樣44個，熱釋光樣12個，14C樣10個，古地磁樣140個，孢粉分析樣10個，有孔蟲樣10個，硅藻樣10個，波速4個孔測點79個，電阻率4個孔101個測點。

2 第四紀地層鉆孔剖面分析

深圳市第四紀地層類型從成因上可分為兩種主要類型［5～7］，一類是沖海積相的近海平原沉積，另一類是沖洪積相的山間盆地沉積。本次第四紀地層研究的主要目的是為五華——深圳大斷裂活動性判斷提供基礎資料，因此，主要鉆孔剖面位置盡可能靠近這條斷裂帶。為此一共實施了4個鉆孔，其中兩個選擇近海平原區(qū)(漁民村DZ1孔和沙頭角DZ3孔)，另兩個選擇在山間盆地(深圳水庫主壩DZ2孔和安良村DZ4孔)，分別從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層綜合研究深圳地區(qū)第四紀地層的時代和劃分。

2.1 巖石地層

漁民村DZ1深圳市第四紀地層柱狀圖所示:根據(jù)巖性和粒度變化，DZ1孔1層～5層劃為一個地層單元，6層～12層劃分為另一地層單元，基本上形成兩個完整的由粗到細的沉積韻律，上面一個沉積韻律為全新統(tǒng)，下面一個沉積韻律為上更新統(tǒng)。DZ3孔巖性和粒度變化與DZ1類似，基本上以1層～6層為一個沉積韻律，7層～9層為另一個沉積韻律，這里值得注意的是，下部沉積韻律層頂部出現(xiàn)花斑粘土層，它是整個珠江三角洲地區(qū)上更新統(tǒng)與全新統(tǒng)之間分界的標志層。在沖洪積土層發(fā)育地區(qū)，這種巖性和粒度變化的雙韻律性不大明顯，見深圳水庫DZ2深圳市第四紀地層柱狀圖。

2.2 生物地層

一般第四紀地層埋藏的生物化石不多，標準種屬更少，相對地說微體古生物含量較為豐富。硅藻鑒定結果如下:漁民村DZ1孔的B－1和B－2樣硅藻較少，B－3～B－5樣硅藻較多。沙頭角DZ3孔的B－5和B－6樣無硅藻，B－7樣硅藻較少。深圳水庫主壩DZ2孔的B－8和B－9樣品硅藻較少。

圖2 深圳市第四紀地層柱狀圖

優(yōu)勢硅藻種有5種。它們的總個體數(shù)最多的是條紋小環(huán)藻【Cyclotella striata(kütz)Grun.F－B－M】，計592個。其次是史密斯雙壁藻【Diploneis smithii (Breb)cl.B－M】，計 303個。再次為卵形菱形藻【Nitzschia cocconeiformis Grun.M】計229個。還有顆粒菱形藻【N.granulata Grun.M－B】，計142個;柱狀小環(huán)藻【Cyclotella stylorum Brightw.B－M】，計140個。由優(yōu)勢種的生態(tài)環(huán)境看，咸水種M的2種，半咸水種BM的2種，淡水種F－B－M的一種，表征海、河交互作用的沉積環(huán)境。

按硅藻分析結果，可將該剖面的沉積相分為四段。由上而下的層1代表海水作用環(huán)境，層2～層4代表海水作用減弱的環(huán)境，層5～層6代表海水作用很強的環(huán)境，層8代表以河流作用為主。但層8中的B類(半咸水種)的百分比(67.78%)大大超過M類(咸水種)的百分比(26.84%)，反映本剖面的下部底礫層的沉積條件是河流作用較強，但不是純粹的沖積、洪積的環(huán)境，故推論其時代可能不是，而主要是以后，即冰后期海面開始回升時期。

孔蟲的組成、類型、分布與沉積環(huán)境密切相關，通過對第四紀海陸交互相沉積物中有孔蟲群體研究，可以為第四紀地層劃分、海面升降、古氣候變遷和新構造運動等主要的研究課題提供重要信息。深圳斷裂活動性研究課題我們提供漁民村DZ1孔5個樣品、沙頭角DZ3孔3個樣品和深圳水庫主壩DZ2孔2個樣品，一共10個有孔蟲樣品送交中山大學地球科學系第四紀古環(huán)境分析實驗室鑒定，結果如下:

漁民村DZ1孔，埋深4.2 m～5.0 m的B－1和B－2樣有孔蟲。埋深8.1 m～10.3 m的B－3、B－4和B－5樣有Amomonia becearii(Linne)var.畢克卷轉蟲等種屬，但缺豐度數(shù)值和保存狀態(tài)描述。

沙頭角DZ3孔埋深9.3 m～12.4 m的B－6、B－7和B－8樣有下列Ammonia annectens(Parker et Jones)同現(xiàn)卷轉蟲等種屬，同樣缺豐度數(shù)值和保存狀態(tài)描述。

深圳水庫主壩DZ2孔埋深4.3 m～5.0 m樣品無孔蟲，這與當?shù)氐墓怒h(huán)境有關。

上述資料說明漁民村和沙頭角兩處存在海相環(huán)境，它們同屬于畢克卷轉蟲與同現(xiàn)卷轉蟲組合形式，屬于近岸水域環(huán)境，是一種廣鹽性豐咸水為主，與窄鹽性海生種類混生的有孔蟲組合，潮流起主導作用。

2.3 氣候地層

第四紀地層中往往含有大量孢子花粉化石，通過對其研究可得出不同時期的氣候變化，從而有助于地層的劃分。為此，我們選送了10個樣品給中山大學地球科學系第四紀古環(huán)境分析實驗室鑒定，其中漁民村DZ1孔5個樣品(編號B－1～B－5);沙頭角DZ3孔3個樣品(編號B－5～B－7);深圳水庫主壩DZ2孔2個樣品(編號B－8～B－9)。漁民村DZ1孔鑒定的優(yōu)勢種屬有:栲屬Castanopsis、山龍眼屬Helicia、野桐屬Mallotus、常綠櫟屬Q(mào)uercus、松屬Pinus、?？芃oraceae、芒箕Dicranopteris、楓香屬Liquidambar、海金沙Lygodium、莎草科Cyperaceae、單縫孢子Monoletes、鳳尾蕨Pteris、三縫孢子Triletes、園尾藻Conscinodiscus等。

下面重點討論分析漁民村的鑒定結果，DZ1孔一共有44種屬，其中木本種屬有28種，草本4種，孢子9種，水生1種，藻類2種。圖3給出了DZ1孔孢粉圖式。通過對上述資料分析認為，B－1(4.2 m～4.4 m)和B－2(4.9 m～5.0 m)孢粉結果揭示了芒箕——單縫孢子——鳳尾蕨——莎草科——禾本科——松屬——桑科組合帶，反映出當時南亞熱帶常綠次生林，岸邊有少量紅樹林。植被受到人為擾動，氣候與現(xiàn)代相當，推測年代為晚全新世。B－3(8.1 m～8.3 m)孢粉揭示了栲屬——松屬——蕨類——紅樹——海金沙——山龍眼屬組合，反映出當時為南亞熱帶常綠闊葉林，海邊紅樹植物發(fā)育，氣候濕熱，高海平面景觀，推測年代為中全新世。B－4(9.3 m～9.4 m)和B－5 (10.2 m～10.3 m)孢粉結果揭示了栲屬——楓香屬——野桐屬——蕨類組合帶，反映出時為熱帶性季風常綠闊葉林，氣候比現(xiàn)今更為濕熱，推測年代為早中全新世。

圖3 漁民村DZ1孔孢粉圖式

2.4 年代地層

目前雖然各種常用的絕對年齡測量方法，如14C、熱釋光、光釋光等，存在一定的問題，但只要同時采用多種測試方法互相比較，其測定結果還是有較大的可信度及參考價值。基于此，此次研究選用了上述3種方法同時進行，其結果相互驗證補充。

14C測試結果表明，這批樣品最老年齡是距今39 847±217年，深圳市第四系(不含殘坡層)最老層位屬于晚更新世沉積。

光釋光測試結果表明漁民村最老年齡為距今35.6±1.5千年，沙頭角為68.2±4.5千年，這與前人工作結果基本相同。龍云作［5］(1997)認為珠江三角洲第四紀地層最老年齡為距今6.5萬年左右，香港基面下約33 m～48 m之間存在晚更新世中期約55千年～65千年B.P.的一次海侵層，因此沙頭角DZ3孔出現(xiàn)6.82±0.45萬年的數(shù)據(jù)亦有其可信度。它們都屬于晚更新世地層，只不過珠江三角洲陸地最老年齡是中山石歧的45 120±910年，由于接近14C測年極限值，僅作參考年齡使用。香港元朗山下村曾用光釋光方法［8，9］測試最老年齡為81 000±13 500年，因此在海相地層局部地段出現(xiàn)68.2±4.5千年也是可接受的。

熱釋光測試結果表明漁民村DZ1孔底部18.0 m～18.5 m處的灰白色含礫中砂熱釋光測試(深度17.9 m～18.0 m)為33 800±1 700年，光釋光測試(深度18.0 m～18.2 m)為35.6±1.5千年，結果相當近似。漁民村DZ1孔第四系劃分的熱釋光數(shù)據(jù)比光釋光數(shù)據(jù)更切合巖性地層的劃分。

綜上所述，深圳地區(qū)第四系主要是距今65 000年來沉積而成，可劃分出晚更新世和全新世地層。

3 第四紀地層沉積環(huán)境分析及地層綜合劃分

3.1 沉積環(huán)境分析

通過上述分析，從中可看出第四紀期間沉積環(huán)境復雜多樣，除近海地段有三角洲相外，還有濱海相沉積。在內(nèi)陸除沖積相外，還有洪積相和沖洪積混合相以及坡積相和殘積相。在同是濱海環(huán)境下，深圳灣地區(qū)具有較典型的三角洲相沉積，而在大鵬灣地區(qū)三角洲相不明顯，而濱海相特征顯得較為強烈。

深圳灣沿海地區(qū)與珠江三角洲地區(qū)一樣，自晚更新世晚期以來發(fā)生過兩次明顯的海侵事件。第一次海侵大致發(fā)生在距今2.5萬年～2.7萬年左右，第二次海侵發(fā)生在距今0.7萬年～0.2萬年，海侵規(guī)模后面一次比前面一次大，海侵時間也是后面比前面長。

深圳地區(qū)孢粉分析揭示了晚更新世晚期以來氣候變遷的大致輪廓。晚更新世晚期至早全新世氣候相對較涼;中全新世是由暖轉溫的時期;晚全新世由溫轉熱。氣候的變化又一定程度影響到第四紀沉積特征。

3.2 地層綜合剖面

綜合以上各方面資料的分析，我們獲得深圳地區(qū)第四紀地層的綜合剖面如表1所示。

考慮到地層命名原則及其合理性，我們沿海地區(qū)第四紀地層命名采納了前人龍云作的劃分方案，將第四系劃分為兩個大的地層單位，代表兩個地層時期的沖海積沉積環(huán)境，分別稱為上更新統(tǒng)中山組和全新統(tǒng)順德組。這種劃分方案便于野外使用，又符合我國地層劃分準則?？紤]到陸相地層橫向變化大的特點，增加了內(nèi)陸地區(qū)的第四紀沖洪積層的命名方案，上更新統(tǒng)采用廣州地理研究所的“坪山組”一名，全新統(tǒng)我們命名為“橫崗組”。

深圳地區(qū)第四紀地層綜合剖面表1

4 結論

(1)深圳地區(qū)第四系比較發(fā)育，可劃分出兩種主要類型，即南部近海沿岸平原區(qū)類型和北部內(nèi)陸山間盆地區(qū)類型，它們的巖性巖相和生物組合有著顯著的區(qū)別。前者劃分為上更新統(tǒng)中山組和全新統(tǒng)順德組，代表了沖海積土層特征;后者劃分為上更新統(tǒng)坪山組和全新統(tǒng)橫崗組，代表了山間盆地沖洪積土層特征。這樣較為全面概括深圳地區(qū)第四紀地層的特征。

(2)深圳地區(qū)第四系地層劃分首次使用光釋光測年方法，並輔之熱釋光和14C方法。結果顯示不同的方法出現(xiàn)一定的差異性。例如最老年齡，光釋光為6.82 ±0.45萬年(沙頭角，14.7 m);14C為3.984 7±0.021 7萬年(沙頭角，11.5 m);熱釋光為3.38±0.17萬年(漁民村，18.0 m)。其原因較復雜，但這套地層沒有出現(xiàn)＞10萬年的中更新世的數(shù)據(jù)。深圳地區(qū)第四系最老年代可能為距今6.82±0.45萬年左右。通過區(qū)域對比，我們認為這次14C和熱釋光提供的數(shù)據(jù)較為可信。

(3)深圳地區(qū)花斑粘土層與珠江三角洲地區(qū)一樣，呈斷續(xù)性分布，連貫性比較差，在4個鉆孔中僅在沙頭角孔有所發(fā)育?；ò哒惩翆硬粌H野外易于識別，而且是區(qū)分全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)的重要標志層，其形成時代在距今22 000年～12 000年期間。

(4)本次工作從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層等幾方面進行剖析，獲得了較為一致的結論，對于深圳地區(qū)第四系地層劃分和時代問題的認識已比較明確，但深圳地區(qū)是否存在中更新世地層仍需進一步工作。

致謝:論文在編寫過程中，得到了廣東省地震局郭欽華、潘建雄、馬浩明等同志的全力支持，借鑒并援引了《深圳市活斷層探測與地震危險性評價》項目相關資料，在此一并表示誠摯的謝意!

［1］ JSGC－04.中國地震活動斷層探測技術系統(tǒng)技術規(guī)程［S］.

［2］ 廣東省地質礦產(chǎn)局區(qū)域地質調查大隊.中華人民共和國深圳地質圖(1∶50000)說明書［M］.北京:地質出版社，1989

［3］ 廣州地理研究所.深圳地貌［M］.廣州:廣東省科技出版社，1983

［4］ 地質礦產(chǎn)部《深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評價》編寫組著.深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評價.地質出版社，1991

［5］ 龍云作，霍春蘭，馬道修等.珠江三角洲沉積地質學［M］.北京:地質出版社，1997

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［7］ 廣州地理所.珠江三角洲形成、發(fā)育、演變［M］.廣州:科學普及出版社廣州分社，1982

［8］ 趙子能等主編.黃鎮(zhèn)國等譯.《A Geography of Hong Kong》(香港地理)［M］.原由Qxford Uniyersity Press，1983.(牛津大學出版社)，譯著由廣州:廣東科技出版社出版，1985

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