洞庭湖赤山凸起第四紀(jì)構(gòu)造沉積演變特性

姚紀(jì)華，劉曉群，宋文杰，趙文剛，呂慧珠，宋雯

湖南省水利水電科學(xué)研究院，長(zhǎng)沙 410007

長(zhǎng)達(dá)200 余萬(wàn)年的第四紀(jì)時(shí)期，洞庭湖區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)總趨勢(shì)表現(xiàn)為凹陷，但其升降活動(dòng)的幅度和強(qiáng)弱出現(xiàn)了多次變化。在湖區(qū)內(nèi)部，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)差異凹陷與凸起的影響，洞庭盆地演變形成太陽(yáng)山凸起、澧縣凹陷、臨澧凹陷、安鄉(xiāng)凹陷、赤山凸起、華容凸起、沅江凹陷及湘陰凹陷等多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元（圖1），其活動(dòng)主要受北東和西北向斷裂的控制，并以北東向構(gòu)造塊體為主。西、南、東三面分別為武陵凸起、雪峰凸起和幕阜山凸起，北為江漢盆地。

洞庭盆地構(gòu)造沉積演化復(fù)雜，導(dǎo)致學(xué)者們對(duì)洞庭盆地第四紀(jì)地質(zhì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)尚存在一定分歧。對(duì)于洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造屬性，存在“斷陷盆地”[1]、“拗陷盆地”[2-3]、“先斷陷后拗陷”[4-5]等多種觀點(diǎn)。此外，對(duì)近代洞庭湖歷史演變也有不同見解，有人認(rèn)為構(gòu)造沉降是控制近代洞庭湖演變的關(guān)鍵因素[5-6]，也有人認(rèn)為泥沙淤積是控制近代洞庭湖演變的主要原因[7]。另外，對(duì)洞庭盆地出露的網(wǎng)紋紅土成因，也有水成[8]和風(fēng)成[9]兩種觀點(diǎn)。同時(shí)，也有學(xué)者對(duì)洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造沉積演變研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)論述[10-11]。但這些研究大都是針對(duì)整個(gè)洞庭湖第四紀(jì)，對(duì)盆地內(nèi)不同構(gòu)造單元的研究較少，其中柏道遠(yuǎn)等[12-18]分別對(duì)洞庭盆地安鄉(xiāng)凹陷、澧縣凹陷、華容凸起、臨澧凹陷等內(nèi)部構(gòu)造單元的構(gòu)造沉積特征與環(huán)境演化進(jìn)行了深入研究；戴傳瑞等[19-20]對(duì)洞庭盆地與周邊造山帶耦合關(guān)系及沅江凹陷地層沉積相特征及演化做了分析探討。這些湖內(nèi)不同構(gòu)造單元第四紀(jì)地質(zhì)研究，極大深化了洞庭盆地第四紀(jì)構(gòu)造沉積演變特性研究。

圖 1 洞庭盆地構(gòu)造格局A1-武陵凸起，A2-雪峰凸起，A3-幕阜山凸起，A4-澧縣凹陷，A5-臨澧凹陷，A6-太陽(yáng)山凸起，A7-安鄉(xiāng)凹陷，A8-赤山凸起，A9-沅江凹陷，A10-華容凸起，A11-湘陰凹陷，A12-江漢盆地。Fig.1 Quaternary tectonic framework of Dongting BasinA1-Wuling Uplift,A2-Xuefeng Uplift,A3-Mufushan Uplift,A4-Lixian Sag,A5-Linli Sag,A6-Taiyangshan Uplift,A7-Anxiang Sag,A8-Chishan Uplift,A9-Yuanjiang Sag,A10-Huarong Uplift,A11-Xiangyin Sag,A12-Jianghan Basin.

第四紀(jì)以來(lái)，洞庭湖赤山凸起構(gòu)造沉積演變活躍，致使其第四紀(jì)地層沉積時(shí)代、成因及構(gòu)造活動(dòng)較為復(fù)雜，而赤山凸起作為洞庭湖內(nèi)部重要的地質(zhì)構(gòu)造單元，研究其第四紀(jì)構(gòu)造沉積演變特性對(duì)探索洞庭湖第四紀(jì)歷史演變有著重要的地質(zhì)意義。

本文從地質(zhì)構(gòu)造、地層沉積、古氣候、文化遺址等多角度入手，對(duì)洞庭湖赤山凸起第四紀(jì)沉積時(shí)代、成因及構(gòu)造活動(dòng)規(guī)律等進(jìn)行深入探討，以期豐富赤山凸起第四紀(jì)構(gòu)造沉積演變特性研究成果。

1 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)洞庭盆地廣布的第四紀(jì)堆積物及前人研究成果[10-11]，第四紀(jì)期間，洞庭盆地各次級(jí)凹陷的構(gòu)造活動(dòng)總體為沉降，而周緣凸起區(qū)及盆地內(nèi)部的赤山凸起總體為抬升，這一構(gòu)造活動(dòng)差異使湖區(qū)內(nèi)部凹陷和周緣凸起區(qū)（包括赤山凸起）的第四紀(jì)沉積形成時(shí)代、成因、厚度、巖土體顆粒組成等特性具顯著差異。

赤山凸起為洞庭盆地南部的小型凸起斷塊，主要受其東、西兩側(cè)正斷裂所控制，東側(cè)為大通湖-草尾斷裂，西側(cè)為目平湖斷裂，形成一南北向地壘構(gòu)造。大通湖-草尾斷裂走向北北東，傾向東部沅江凹陷內(nèi)部，其東盤下降，形成了下陷深達(dá)150 m 以上的沅江凹陷，西盤上升，出露地層為古近紀(jì)紅層、早更新世、中更新世及全新世地層，斷距在150 m 以上；目平湖斷裂走向也為北北東，傾向西部安鄉(xiāng)凹陷內(nèi)部，其西盤下降，形成了安鄉(xiāng)凹陷，東盤上升。

赤山凸起東西兩側(cè)發(fā)育了兩條走向基本一致的反向傾斜的正斷層，赤山凸起為中部地壘，其第四紀(jì)以來(lái)總體處于凸起狀態(tài)，東西兩側(cè)則處于沉陷狀態(tài)。

2 地層沉積特性

赤山凸起大體為南北向展布的長(zhǎng)條狀低矮丘陵區(qū)，北端窄，僅有2.2 km，南端稍寬，為8～15 km，長(zhǎng)約18 km，高程50～115 m，是洞庭湖內(nèi)最大的島嶼，位于洞庭盆地南部，為東、西洞庭湖天然分界（圖1），中部偏西為島內(nèi)地勢(shì)最高地，東、南、北側(cè)較低。其中較高地區(qū)域（基巖面海拔約為75 m）地表出露地層為早更新世汨羅組，次高地（基巖面海拔約為55 m）為中更新世新開鋪組，低地（基巖面海拔約為0 m）為中更新世白沙井組，地勢(shì)最高的中西部出露古近紀(jì)紅層。

根據(jù)赤山凸起上已有鉆孔資料、研究成果[13]及筆者長(zhǎng)期地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪和鉆探成果，赤山凸起地層沉積劃分見表1?？傮w發(fā)育特征為：在赤山凸起南、北端基巖面海拔 0 m 左右發(fā)育有更新世白沙井組、新開鋪組、汨羅組和全新世地層，缺失晚更新世及中更新世晚期地層；高程55 m 左右發(fā)育更新世新開鋪組、汨羅組和全新世地層，缺失晚更新世及中更新世中、晚期地層；中西部基巖面海拔75 m左右發(fā)育少量早更新世汨羅組和全新世地層，缺失整個(gè)晚更新世和中更新世地層。3 個(gè)不同高程基巖面區(qū)域第四紀(jì)沉積之間呈相互切割關(guān)系，組成鑲嵌階地（圖2）。

表1 赤山凸起第四紀(jì)地層劃分Table 1 Quaternary stratigraphy of Chishan Uplift

2.1 赤山凸起基巖面海拔0 m 左右區(qū)域地層特性

為研究赤山凸起基巖面海拔0 m 左右區(qū)域地層特性，筆者在赤山島南部新灣鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)204 省道東部空地上布置了一個(gè)鉆孔，該鉆孔揭露第四系厚度為52.31 m，分為全新世、中更新世中期白沙井組和早期新開鋪組以及早更新世晚期汨羅組地層，缺失中更新世晚期及晚更新世地層，其第四紀(jì)地層自上而下可分為8 層（圖3）：

①層以黃褐、灰褐色含碎石砂質(zhì)黏土為主，并夾有生活垃圾和建筑垃圾等，厚度為3.74 m；為全新統(tǒng)人工堆積。

②層為紅褐色含細(xì)粒砂質(zhì)黏土，呈網(wǎng)紋狀，明顯經(jīng)過(guò)濕熱化，網(wǎng)紋細(xì)長(zhǎng)而散亂無(wú)規(guī)則，長(zhǎng)度約1～10 cm 不等，厚度為3.22 m，河湖、湖泊相沉積，為中更新統(tǒng)白沙井組湖積堆積。

圖 2 赤山凸起東西向地質(zhì)剖面圖A-赤山凸起南部新灣鎮(zhèn)ZK1 東西向地質(zhì)剖面圖，B-赤山凸起中部雞婆村ZK2 東西向地質(zhì)剖面圖。1-含碎石砂質(zhì)黏土，2-砂質(zhì)黏土，3-含卵砂質(zhì)黏土，4-黏土，5-砂卵礫石，6-粉砂質(zhì)黏土，7-泥質(zhì)粉砂巖，8-第四系地層分界線，9-第四系與基巖分界線，10-鉆孔編號(hào)及位置。Q4S-全新世人工堆積，Q4edl-全新世風(fēng)成堆積，Qp2b-中更新世白沙井組，Qp2x-中更新世新開鋪組，Qp1m-早更新世汨羅組，E-古近紀(jì)。Fig.2 EW-trending geological profile through Chishan UpliftA-EW-trending geological section of ZK1 through Xinwan town in the south of Chishan Uplift,B- EW-trending geological section of ZK2 through Jipo village in the middle of Chishan Uplift.1-sandy clay with gravel,2-sandy clay,3-sandy clay with pebbles,4-clay,5-sand gravel,6-silty clay,7-pelitic siltstone,8-Quaternary stratigraphic boundary,9-boundary between Quaternary system and bedrock,10- number and location of drilling hole.Q4S-artificial accumulation of Holocene,Q4edl-wind accumulation of Holocene,Qp2b-Baishajing Formation of Middle Pleistocene,Qp2x-Xinkaipu Formation of Middle Pleistocene,Qp1m-Miluo Formation of Early Pleistocene；E-Paleogene.

圖 3 赤山島南部新灣鎮(zhèn)ZK1 綜合柱狀圖及南北向地質(zhì)剖面圖A-南部新灣鎮(zhèn)ZK1 綜合柱狀圖，B-南部新灣鎮(zhèn)ZK1 南北向地質(zhì)剖面圖，Q4S-全新世人工堆積，Q4edl-全新世風(fēng)成堆積，Qp2b-中更新世白沙井組，Qp2x-中更新世新開鋪組，Qp1m-早更新世汨羅組，E-古近紀(jì)。Fig.3 Integrated column of ZK1 and NS-trending geological profile through Xinwan town, Southern Chishan UpliftA-Comprehensive histogram of ZK1 in Xinwan town in the south,B-NS-trending geological section of ZK1 in Xinwan town in the south；Q4S-artificial accumulation of Holocene,Q4edl-wind accumulation of Holocene,Qp2b-Baishajing formation of Middle Pleistocene,Qp2x-Xinkaipu Formation of Middle Pleistocene,Qp1m-Miluo Formation of Early Pleistocene,E-Paleogene.

③層為白色—淺灰黃色粉砂質(zhì)黏土，中間夾一層厚度為0.2 m 砂層，硬塑狀，結(jié)構(gòu)密實(shí)，手摸巖芯有輕微砂感，厚度為2.13 m，河湖、湖泊相沉積，為中更新統(tǒng)白沙井組湖積堆積。

④層為黃赤帶紫紅色黏土，質(zhì)純，黏性、韌性強(qiáng)，硬塑狀，結(jié)構(gòu)密實(shí)，刀切面光滑，厚度為8.26 m，河湖、湖泊相沉積，為中更新統(tǒng)白沙井組湖積堆積。

⑤層為灰紫色粉砂質(zhì)黏土，夾三層厚度分別約為0.1、0.4、0.5 m 粉砂層和少量卵礫石，硬塑狀，結(jié)構(gòu)密實(shí)，手摸巖芯有輕微砂感，厚度為10.14 m，河湖相沉積，為中更新統(tǒng)新開鋪組沖湖積堆積。

⑥層為灰紅色粉砂質(zhì)黏土，硬塑狀，結(jié)構(gòu)密實(shí)，手摸巖芯有輕微砂感，厚度為5.09 m，河湖相沉積，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

⑦層為黃褐色砂礫層，礫石占50%～65%，砂約占30%～40%，礫石成分為砂巖、硅質(zhì)巖、板巖等，磨圓度一般較差，粒徑一般小于3 cm，厚度約為18.82 m，河流、河湖相，略具定向排列，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀近似NE 向。為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

⑧層為紅褐色泥質(zhì)粉砂巖，古近紀(jì)地層，未揭露層底。

2.2 赤山凸起基巖面海拔55 m 左右區(qū)域地層特性

筆者在赤山島中部南嘴鎮(zhèn)雞婆村東南部崗地上也布置了一個(gè)鉆孔，研究基巖面海拔55 m 左右區(qū)域地層特性，揭露第四紀(jì)厚度為25.88 m，分別為早更新世晚期汨羅組和中更新世早期新開鋪組地層，缺失晚更新世、中更新世中期和晚期地層，其第四紀(jì)地層自上而下可分為5 層（圖4）：

①紫紅、紅褐色粉砂質(zhì)黏土，表層厚度約2.1 m，呈網(wǎng)紋狀，明顯經(jīng)過(guò)濕熱化，土中存在交錯(cuò)層理的砂層透鏡體，網(wǎng)紋細(xì)長(zhǎng)而散亂無(wú)規(guī)則，長(zhǎng)度約1～12 cm 不等，厚度為7.24 m，河湖相沉積，為中更新統(tǒng)新開鋪組湖積堆積。

②灰褐色含礫粉砂質(zhì)黏土，硬塑狀，結(jié)構(gòu)密實(shí)，手摸巖芯有輕微砂感，厚度為3.72 m，河湖相沉積，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

圖 4 赤山島中部雞婆村ZK2 綜合柱狀圖及南北向地質(zhì)剖面圖A-中部雞婆村ZK2 綜合柱狀圖，B-中部雞婆村ZK 南北向地質(zhì)剖面圖。Q4edl-全新世風(fēng)成堆積，Qp2x-中更新世新開鋪組，Qp1m-早更新世汨羅組，E-古近紀(jì)。Fig.4 Integrated column of ZK2 and NS-trending geological profile through Xinwan town, Southern Chishan UpliftA-Comprehensive histogram of ZK2 in the central section,B- NS-trending geological section of ZK2 in the central section.Q4edl-wind accumulation of Holocene,Qp2b-Baishajing Formation of Middle Pleistocene,Qp1m-Miluo Formation of Early Pleistocene,E-Paleogene.

③暗紫紅色礫石層夾砂礫層，礫石成分以石英砂巖為主，脈石英、硅質(zhì)巖次之，填隙物為含細(xì)礫黏土質(zhì)粗—細(xì)砂，弱固結(jié)，局部夾有黏土層透鏡體，厚度為3.18 m，河流、河湖相沉積，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

④灰紅色礫石層，礫石含量90%左右，成分中以脈石英和硅質(zhì)巖為主，約80%，其他為石英砂巖，磨圓多較好，呈次圓—圓狀，且具有上細(xì)下粗特征，粒徑上部多為1～5 cm，下部多為4～20 cm，礫石間填隙物多為粗—細(xì)砂，含量約8%～14%，且該層上部夾有厚15 cm 左右的砂層，厚度為11.36 m，河流、河湖相沉積，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

⑤紅褐色泥質(zhì)粉砂巖，為古近紀(jì)紅層，未揭露層底。通過(guò)鉆孔附近人工開挖露頭剖面還發(fā)現(xiàn)，②層在赤山凸起東北部砂層透鏡體過(guò)渡為砂層，且砂層逐漸增厚，此特性揭露了該地層沉積過(guò)程中赤山凸起區(qū)域存在著自南西往北東持續(xù)的水流運(yùn)動(dòng)；③層礫石略具定向，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀約為230°∠18°；④層礫石呈定向沉積特征更為明顯，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀大致與③層相近，部分呈傾斜狀切蝕下伏層，表明④層沉積過(guò)程中，赤山凸起區(qū)域內(nèi)水流方向可能長(zhǎng)期保持由SWW 向NEE，且順?biāo)鞣较蛴杏杀【徛兒竦内厔?shì)。

2.3 赤山凸起基巖面海拔75 m 左右區(qū)域地層特性

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，在赤山凸起中西部、基巖面海拔75 m 左右區(qū)域第四系主要為全新統(tǒng)和早更新世晚期汨羅組地層，且部分區(qū)域汨羅組地層剝蝕較為嚴(yán)重，甚至已不完整或缺失，通過(guò)零星露頭剖面，其第四紀(jì)沉積自上而下可分為5 層（圖5）。

①層為粉砂質(zhì)黏土，局部含泥質(zhì)粉砂巖細(xì)碎石，厚度變化較大，約為0.4～1.2 m，結(jié)構(gòu)松散，明顯為第四紀(jì)全新統(tǒng)地層，風(fēng)成沉積。

②層為泥礫層，屬泥、礫混雜堆積，成分復(fù)雜，沉積散亂不規(guī)律，可能為坡積與沖積堆積混合地層，結(jié)構(gòu)較松散，厚度為0.2～0.6 m，為過(guò)渡層。

③層為網(wǎng)紋紅土，成分為粉砂質(zhì)黏土，網(wǎng)紋發(fā)育，明顯經(jīng)過(guò)濕熱化，多呈水平狀，并見黃色斑點(diǎn)和鐵質(zhì)結(jié)核，厚度約為2.0 m，并與下部④層表部的含礫網(wǎng)紋紅土呈過(guò)渡關(guān)系，河湖相，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。

④層為灰紅色礫石層，礫石成分以脈石英（70% 左右）為主，其次為砂巖、硅質(zhì)巖，含量高達(dá)85%左右，粒徑一般1～3 cm，形狀以次圓—圓狀為主，少量次棱角狀，分選較好，礫石多為等軸或近等軸狀，定向性不明顯，礫石間孔隙充填物多為細(xì)—粗砂，河湖相，為早更新統(tǒng)汨羅組沖湖積堆積。厚度約為10～20 m。

圖 5 赤山凸起基巖面海拔75 m 左右南北向地質(zhì)剖面圖Q4edl-全新世風(fēng)成堆積，Qp1m-早更新世汨羅組，E-古近紀(jì)。Fig.5 NS-trending geological profile of the bedrock surface of Chishan Uplift and field photos of Miluo FormationQ4edl-wind accumulation of Holocene,Qp1m-Miluo Formation of Early Pleistocene,E-Paleogene.

⑤層為紅褐色泥質(zhì)粉砂巖，為古近紀(jì)紅層，未揭露層底。

2.4 分析與討論

根據(jù)第四紀(jì)古氣候有關(guān)研究[14,21]，早更新世早期和晚期氣候皆是先干冷后暖濕；中更新世早期為冷干，中期為暖濕，晚期為濕熱；晚更新世為干冷、嚴(yán)寒；全新世早期為干冷向暖濕過(guò)渡。干冷氣候，雨水少，水位低，湖泊面積小，湖區(qū)大部分裸露成陸地，處于剝蝕狀態(tài)，沉積以河流相和河湖相為主；暖濕氣候，降雨量多，匯入湖區(qū)徑流多，湖水位高，湖面廣；濕熱氣候，溫度高，蒸發(fā)強(qiáng)烈，濕度大，降雨和匯入湖區(qū)徑流相比暖濕氣候明顯偏少，湖水位也較低，且地表土層在長(zhǎng)期濕熱氣候作用下易發(fā)生網(wǎng)紋化。

結(jié)合第四紀(jì)古氣候、鉆孔揭露的地層資料和地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，赤山凸起不同高程區(qū)沉積地層差異可解釋為：

（1）由于早更新世早期、晚期古氣候皆為先干冷后暖濕，若赤山凸起未發(fā)生隆起或沉陷，在兩個(gè)暖濕氣候時(shí)段，降雨充沛，湖區(qū)水位較高，赤山部分或全部區(qū)域應(yīng)處于水下接受早更新世早期和晚期河湖相地層沉積，但本次鉆孔揭露發(fā)現(xiàn)，赤山只沉積了早更新世晚期汨羅組地層，未見早期地層?？赡苁窃绺率涝缙诔嗌酵蛊鸬貏?shì)較高，早期一直裸露于湖水面，處于剝蝕狀態(tài)，而未沉積早期地層；早更新世早期末至晚期早段，赤山凸起發(fā)生了沉陷，晚期暖濕氣候來(lái)臨后，湖區(qū)水位上漲，整個(gè)赤山凸起絕大部分區(qū)域淹沒(méi)在湖水中，開始接受晚期汨羅組地層，且由于降雨量大，流速快，其沉積的地層多為粒徑相對(duì)較粗的砂卵礫石，且呈現(xiàn)出島內(nèi)低地勢(shì)區(qū)域沉積礫石層厚、高地勢(shì)區(qū)域薄的特征；早更新世末期氣候慢慢向干冷氣候過(guò)渡，湖水位開始下降，水流搬運(yùn)能力變?nèi)酰嗌酵蛊鸪练e的汨羅組地層顆粒變細(xì)，赤山高地勢(shì)區(qū)域露出水面不再接受汨羅組地層沉積，導(dǎo)致島內(nèi)高地勢(shì)汨羅組地層較薄而低地勢(shì)相對(duì)較厚，這與本次揭露的3 個(gè)高程區(qū)汨羅組沉積顆粒特性下部粗上部細(xì)及厚度變化特征是相一致的。

（2）中更新世早期，氣候干冷，徑流小，入湖水流挾沙能力弱、顆粒粒徑小，湖區(qū)水位較低，湖面窄，赤山凸起發(fā)生小幅沉陷后穩(wěn)定，使得島內(nèi)基巖面海拔55 m 左右及以下區(qū)域淹沒(méi)在水中，開始接受中更新統(tǒng)新開鋪組地層，到中更新世早期晚段赤山強(qiáng)烈凸起，雖然氣候慢慢進(jìn)入暖濕，降雨增多、入湖徑流大，湖區(qū)水位上升，但赤山凸起地勢(shì)較高區(qū)域裸露地表。這與赤山凸起中沉積的新開鋪組地層為細(xì)粒黏性土且厚度較薄較為一致。

（3）中更新世中期，赤山構(gòu)造穩(wěn)定，氣候暖濕，湖區(qū)水位上升，但由于赤山凸起地勢(shì)較高，僅地勢(shì)相對(duì)較低區(qū)域（主要為基巖面海拔55 m 以下區(qū)域，以上區(qū)域是否在內(nèi)無(wú)法確定）再次淹沒(méi)在水中，沉積白沙井組地層，其他高地勢(shì)區(qū)域處于剝蝕狀態(tài)，但由于目平湖凹陷的持續(xù)擴(kuò)大，挾沙水流進(jìn)入湖區(qū)后流速變慢，而無(wú)法將大顆粒的礫石等搬運(yùn)至赤山區(qū)域，導(dǎo)致該時(shí)期內(nèi)沉積的地層顆粒粒徑較小。

（4）中更新世晚期氣候轉(zhuǎn)為濕熱，湖區(qū)水位稍有下降，導(dǎo)致基巖面海拔0 m 左右及以上區(qū)域皆已裸露水表成陸，處于剝蝕狀態(tài)，導(dǎo)致赤山凸起地表裸露的汨羅組、新開鋪組和白沙井組地層厚度變薄，甚至部分區(qū)域部分時(shí)代地層被完全剝蝕；同時(shí)受濕熱氣候長(zhǎng)期作用，赤山裸露區(qū)域表部土層發(fā)生網(wǎng)紋化。與本次鉆探揭露更新世最頂部地層皆存在一定厚度的網(wǎng)紋化土層相一致。

3 文化遺址

3.1 文化遺址特征

據(jù)湖南省文物考古研究所聯(lián)合益陽(yáng)市文物處等單位對(duì)赤山凸起舊石器遺址長(zhǎng)期考古調(diào)查研究[22]，赤山凸起共發(fā)現(xiàn)舊石器遺址10 余處，大部分發(fā)現(xiàn)于地表，少部分深埋于第四紀(jì)地層中，且主要位于地勢(shì)相對(duì)較低區(qū)域的第四紀(jì)中更新世白沙井組或新開鋪組上覆堆積層中。

島內(nèi)比較有代表性的兩個(gè)舊石器遺址楓樹嘴遺址和楊臘丘遺址，兩地點(diǎn)南北相距約2 km。揭露的文化層剖面厚4～5 m，地層堆積基本相同，自上而下分別為（圖6）：

第①層，灰褐色粉砂黏土，土質(zhì)疏松，含有少量青花、白釉、醬釉等瓷器碎片，屬近現(xiàn)代表土層，厚0.4～0.5 m；

第②層，淺紅色黏土粉砂，土質(zhì)較疏松，厚0.3～0.8 m，出土有石制品，屬上文化層；

第③層，黃—紅褐色黏土粉砂，較細(xì)的灰黃色網(wǎng)紋較密集分布其中，含大量褐色的鐵錳結(jié)核顆粒，土質(zhì)較緊密，厚0.6～1.5 m，出土有較多石制品，屬主要文化層；

第④層，網(wǎng)紋紅土，呈褐紅色，分布其中的灰黃色網(wǎng)紋較上層粗、稀疏，鐵錳結(jié)核顆粒漸少，但與上部層位無(wú)明顯界限，呈漸變狀態(tài)，土質(zhì)緊密，厚1.0～1.5 m，出土有石制品；

圖 6 赤山凸起舊石器遺址地質(zhì)剖面圖Q4edl-全新世風(fēng)成堆積，Qp2b-中更新世白沙井組，E-古近紀(jì)。Fig.6 Geological profile of paleolithic sites in Chishan UpliftQ4edl- Holocene aeolian deposits,Qp2b-Baishajing Formation of Middle Pleistocene,E-Paleogene.

第⑤層，網(wǎng)紋紅土，呈赭紅色，灰白色網(wǎng)紋較上部粗，極少或不含鐵錳結(jié)核，土質(zhì)緊密，基本不見石制品，已發(fā)掘0.4～0.5 m，其下約5 m 至底部含卵砂質(zhì)黏土。

石制品主要出自第③層和第④層上部，第②層中有少量，其余層位沒(méi)有遺物發(fā)現(xiàn)?？梢娸^多石制品埋藏在均質(zhì)紅土層至鐵錳結(jié)核弱網(wǎng)紋紅土層，也有部分石制品出自網(wǎng)紋紅土層的上部，一些采集的石器表面清晰見有網(wǎng)狀印跡。從出土層位分析，遺址可能有兩個(gè)不同的人類活動(dòng)時(shí)期，但含鐵錳結(jié)核顆粒較多的第③層網(wǎng)紋紅土堆積所對(duì)應(yīng)的階段應(yīng)是赤山凸起區(qū)域古人類活動(dòng)最為頻繁的時(shí)間段。因此，赤山凸起內(nèi)舊石器遺址文化層主要位于網(wǎng)紋紅土的上部及上覆堆積土層中，遺址的年代應(yīng)較網(wǎng)紋紅土（即中更新世白沙井組二元結(jié)構(gòu)上部黏性土層）形成的時(shí)代偏晚，屬中更新世晚期至晚更新世早期，絕對(duì)年代大致為200～100 ka，在考古學(xué)上大致與舊石器時(shí)代早期晚段或舊石器中期相當(dāng)。

赤山凸起區(qū)域并未發(fā)現(xiàn)舊石器晚期和新石器遺址，即晚更新世早期之后至新石器時(shí)代結(jié)束，赤山凸起區(qū)域皆無(wú)人類活動(dòng)。但湖區(qū)其他地區(qū)卻發(fā)現(xiàn)眾多新石器遺址[23-24]，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，遺址約有130 多處?？赡苁峭砀率涝缙冢澜缧缘秃Ｃ娉霈F(xiàn)，引發(fā)長(zhǎng)江干流河床發(fā)生溯源侵蝕，導(dǎo)致洞庭湖出口河床發(fā)生強(qiáng)烈下切，洞庭湖水位劇降，湖水被迅速排干，湖面急劇萎縮，湖盆底部大多露出成為陸地，形成一片由濱湖階地環(huán)繞的河網(wǎng)平原[25-26]，人類天性近水生存，從而搬離海拔較高、離水源較遠(yuǎn)的赤山凸起，而居住在離水較近的河網(wǎng)平原，也就造成赤山凸起無(wú)新石器遺址而湖區(qū)地勢(shì)低矮河網(wǎng)平原卻廣泛分布。

3.2 分析與討論

赤山凸起舊石器文化遺址發(fā)現(xiàn)于第③層和第④層上部，第②層只有少量，其余層位沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，表明：

（1）中更新世晚期初，赤山凸起基巖面海拔0 m左右及以上區(qū)域已裸露湖面，并開始有人類活動(dòng)，由于古人類臨水而居的天性，其活動(dòng)主要集中在島內(nèi)地勢(shì)相對(duì)較低的臨水區(qū)域，使得剛剛凸起露出地表的中更新世中期白沙井組地層頂部土層中存在人類活動(dòng)的痕跡，并遺留下舊石器遺址，表現(xiàn)為第④層上部存在舊石器時(shí)代石制品。

（2）舊石器遺址文化層在第④層上部、第③層和第②層土中皆有，可見赤山凸起從中更新世晚期至第②層土沉積（全新世早期）過(guò)程中，一直存在人類活動(dòng)，即這一時(shí)期島內(nèi)基巖面海拔0 m 及以上區(qū)域一直裸露水表，處于剝蝕狀態(tài)，且中更新世晚期氣候濕熱，晚更新世干冷、嚴(yán)寒，全新世早期由干冷緩慢過(guò)渡至暖濕，湖區(qū)這一時(shí)期水位較低，特別是晚更新世洞庭湖已演變成河網(wǎng)平原，同時(shí)該時(shí)期內(nèi)赤山凸起構(gòu)造活動(dòng)較平靜[5]，其被湖水淹沒(méi)可能性極小，這一時(shí)期內(nèi)沉積的地層應(yīng)主要為風(fēng)成堆積。

（3）赤山凸起基巖面0 m 及以上區(qū)域第四系地層頂部存在一定厚度風(fēng)成堆積土，應(yīng)大部分來(lái)源于島內(nèi)相對(duì)較高的第四系沉積和島內(nèi)丘陵風(fēng)化剝蝕；高海拔區(qū)域的汨羅組和新開鋪組上部部分地層被風(fēng)化剝蝕，甚至部分地層分布局限且局部殘留，厚度也較薄，頂部一般存在一定厚度的風(fēng)化坡積產(chǎn)物。

4 結(jié)論

（1）赤山凸起第四紀(jì)沉積除了淺表層存在較薄的全新統(tǒng)外，其他皆為更新世地層。其中基巖面海拔75 m 左右區(qū)域沉積有早更新世晚期汨羅組地層，缺失中、晚更新世地層；55 m 左右區(qū)域沉積有早更新世晚期汨羅組和中更新世早期新開鋪組地層，缺失中更新世中期、晚期及晚更新世地層；0 m 左右區(qū)域沉積有早更新世汨羅組和中更新世早期開鋪組、中期白沙井組地層，缺失晚更新世地層；且不同基巖面海拔區(qū)相互之間組成鑲嵌階地。

（2）赤山凸起早更新世晚期構(gòu)造活動(dòng)表現(xiàn)為先凹陷后穩(wěn)定，中更新世早期—中期末表現(xiàn)為穩(wěn)定—凹陷—穩(wěn)定—凸起—穩(wěn)定。

（3）中更新世晚期初，赤山凸起基巖面海拔0 m左右區(qū)域絕大部分已裸露成陸，人類活動(dòng)開始，并在這些區(qū)域地層頂部及之后沉積地層中遺留下連續(xù)性較好的舊石器遺址，即中更新世晚期至全新世早期赤山凸起均處于剝蝕狀態(tài)，凸起內(nèi)中更新世晚期及之后沉積的第四紀(jì)地層應(yīng)主要為風(fēng)成堆積。

本文通過(guò)多角度分析論證，揭示了赤山凸起第四紀(jì)以來(lái)構(gòu)造沉積演變特性，但仍有一些疑問(wèn)之處，如早更新世晚期赤山凸起凹陷下沉持續(xù)時(shí)間、基巖面海拔75 及55 m 左右區(qū)域是否曾經(jīng)沉積過(guò)中更新世早期和中期地層（只是后來(lái)被完全剝蝕）等，需加強(qiáng)相關(guān)論證研究。