断裂及其周边第四纪地质地貌特征

（一）断裂带及周边第四纪地貌特征

1．断裂带与第四纪地貌的耦合性

晚中生代时期，广东大陆发生了大规模的伸展作用，形成大型的伸展构造体系。该体系总体平行海岸线展布，由岩浆热隆、岩浆核杂岩、剥离断层及伸展裂陷盆地构成。古近纪及晚更新世—全新世继承性发生走滑伸展，沿着北东向深大断裂形成一系列的走滑－伸展盆地，这些盆地夹持于北东向断裂之间或沿着断裂一侧分布，盆地的形态多呈菱形、矩形或箕形，具有走滑及伸展的双重特征（黄玉昆等， 1983），珠江三角洲盆地就是其中之一。

从图4－75可以看出，珠三角最明显的两个沉降中心及沙湾断裂带区域的第四纪等厚线都呈北西向展布，同时，出露地表的岩体长轴方向为北东及北西向，这反映了第四纪沉积受北西向断裂控制显著。

图4－75 断裂与第四系的耦合性

沙湾断裂带也控制了该区域的水系发育。西海断裂（F013）基本平行于西海之西南的潭洲水道、顺德水道呈北西45°方向展布，洪奇沥断裂（F012）沿洪奇沥水道展布，沙湾断裂（F008）沿蕉门水道展布，因河流能敏锐地觉察到基底断块运动引起的地面变化，并力图使河道的发展与其相适应，所以潭州水道、顺德水道、洪奇沥水道以及蕉门水道极有可能是受这些断裂的控制，形成了现在这样的地貌特征。同样，河流汊道发育也是基底断块活动的结果，而河道分道往往出现在沉降中心附近。本区域辫状河非常发育，可能也是区域断块调整的结果。

2．阶地、台地或夷平面抬升

1）河流阶地

调查过程中，沙湾断裂带周边发现了西淋岗、眉山、古东江河床等多个二级抬升阶地，分布高程15m左右，形成时代以Qp2为主，少数可延至Qp3（图4－76）。

以西淋岗二级阶地为例（图4－76），剖面位于断裂北段佛山陈村镇，两侧100m范围内皆发现沙湾断裂F008基岩露头。该阶地在形成后（14C测年结果底部40 000年，为晚更新世西南镇组）有过抬升，现海拔15m左右。但该处剖面地层层面接触为平行不整合或整合接触，水平层理和斜层理保留完整；西南镇组顶部发育铁质薄膜。显示该区西南镇组和三角组之间有过长期暴漏，且环境稳定，三角组后一直处于抬升状态，遭受剥蚀，未再接受沉积。详细的观察描述，发现第四纪地貌体内部结构没有剧烈扰动的信息，显然没有受到强烈地震或其他新构造运动的影响。测年结果显示，沙湾断裂该段40 000年以来有过抬升，但并无突变式活动信息。

再如两万年前的古东江河床，不但被抬升到海拔10m以上，而且发生了超过10°的倾斜。测年结果显示，该段断裂40 000年以来有过抬升，但并无突变式活动信息。沙湾断裂东侧眉山二级阶地也是如此。

图4－76 断裂带周边二级抬升阶地

2）夷平面

断裂带周围存在多级夷平面，如在番禺发育典型台地地貌，系长期遭受侵蚀夷平的基准面，后因地壳间歇性抬升，复经侵蚀切割而成。各级夷平面的高程和形成时代及基本特征见本书第二章第二节。

多级台地的存在，说明中更新世以来，三角洲内及外围山地的抬升，均为构造抬升作用的结果，而北西向断裂在造貌过程中饰演重要角色。但究竟是突变作用还是渐变作用需要进一步研究，本文认为应该是渐变式变化为主。

3）红层及花斑黏土

第三纪至第四纪初，全区处于风化剥蚀状态，形成红壤型风化壳。图4－77位于沙湾断裂中段沙湾镇附近沙湾断裂两侧，红层未见直接错动，但两面似有地貌反差。

图4－77 沙湾断裂中段沙湾镇附近网纹红土发育

沙湾断裂中段大夫山露头北东150m左右为网纹红土，厚度较大，构造岩与网纹红土发育在同一高程（图4－78）。

网纹红土的形成需要一定的气候条件和相当的时间，说明中更新世中期沙湾断裂两侧的差异运动减弱，处于相对稳定状态，但后期有过相对运动。

总之，珠三角第四纪地貌与北西向断裂有一定的相关性，但应该是渐变式变化为主。

图4－78 沙湾断裂中段大夫山附近网纹红土发育

（二）第四纪地层验证

地层验证是断层活动性验证的直接手段。珠江三角洲尚未发现切割北西向第四纪地层的直接证据。在调查中我们在沙湾镇发现了3个疑似错动上覆第四系残坡积层的剖面，对此进行探槽开挖验证。三处探槽均未揭示错动第四纪地层。

1．沙湾镇象骏中学剖面

图4－79 象骏中学剖面图

该剖面位于断裂中段番禺区沙湾镇象骏中学附近，沙湾断裂主断面蕉门水道断裂F008从此经过。断面下部切割白垩系红层，向上疑似延伸至第四系覆盖层（图4－79）。探槽开挖后（图4－80），从物质成分看，从上至下可分为7层。①层为坡积层，厚20～30cm左右，主要成分碎石和粉土；②层主要成分为块石夹黏土，断面两侧厚度不均，上盘厚60cm左右，下盘厚20cm左右，碎石块径1～5cm；③层主要成分为强风化碎石土，碎石块径1～3cm，块石夹黏土，上盘厚10cm左右，下盘厚20cm左右；④层断面两侧厚度近似，厚30cm左右，主要成分为黄色粉质黏土含少量碎石；⑤层只出现在断面下盘，厚40cm左右，主要成分为紫红色粉土含少量泥质碎石；⑥层以下为弱至未风化的基岩；⑦层沿基岩断面发育断层楔，由断层角砾岩构成，向下灌入0．5m左右，主要成分与前述几层类似。从活动性看，断面两侧残积对应层部有20～50cm的落差，经分析排除断裂于残积层形成之后重新活动的可能性，主要依据：①断面未上延至上覆坡积物，坡积物未被错动，两侧成分结构均一；②两侧落差较小，不应是第四系多次活动的结果；③断面两侧对应层成分结构并不一致，不应是构造作用所致，而是断裂两盘差异风化的结果；④断面虽然可辨，但并未发现擦痕、镜面等断层活动的迹象；⑤基岩中形成的劈理在残积层不仅保存，而且贯穿上述各层，并未见断层后期扰动的迹象。

残积层的形成时代较难确定，我们从风化程度大体推断该处残积层形成于中更新世中期至晚更新早期。从以上分析可知，晚更新世以来，沙湾断裂在该处活动性很弱。

2．沙湾镇龙湾剖面

该剖面位于断裂中段番禺区沙湾镇龙湾村，其分支蕉门水道断裂F008经过该处。断面下部切割白垩系的老断层，向上疑似延伸至上覆第四系（图4－81、图4－82）。探槽开挖后，从物质成分看，从上至下可分为7层。①、②层均为坡积层，①层顺断面展布，厚20～30cm左右，主要成分黄褐色碎石和粉土；②层为坡积层，位于坡顶，厚30～40cm左右，主要成分红褐色碎石和黏土含较多腐殖质土；③层为人工形成碎石土；④层为中风化层，成分为黄褐色砂岩和紫红色泥岩，原岩结构依然保留；⑥层以下为弱至未风化的基岩。

图4－80 象骏中学剖面探槽素描图

从活动性看，探槽开挖前认为切割了上覆残坡积层，探槽开挖后经分析，断裂于残积层形成之后重新活动，主要依据：①断面未上延至上覆坡积物，坡积物未被错动，两侧成分结构均一；②残积层上断面虽然可辨，但并未发现擦痕、镜面等断层活动的迹象，断面上也没有后生物质，两侧落差较小，不应是第四系多次活动的结果；③断面上盘坡积物发育不明显层理，且未被扰动，断裂两侧物质成分的差异是不同成因造成的，下盘为风化的结果，上盘为沿坡堆积形成的坡积物，不是构造错动的结果；④下盘基岩中形成的劈理在残积层不仅保存，而且延伸较好，并未见断层后期扰动的迹象，证明断裂活动于残积层形成之前。我们从风化程度大体推断该处残积层形成于中更新世中期至晚更新早期。从以上分析可知，晚更新世以来，沙湾断裂分支蕉门水道断裂F008在该处活动性很弱。

图4－81 龙湾断裂剖面

3．十八罗汉山剖面

沙湾断裂中段分支紫泥断裂F013经过该处。该剖面位于番禺区大岗镇罗汉山，构造带宽约20m，内部发育2条宽约50cm的方解石脉，方解石脉延至上覆覆盖层。方解石脉上盘具有镜面擦痕，从擦痕和阶步判断断层性质为正断层，东部方解石脉东倾，产状50°∠70°；西部方解石脉西倾，产状240°∠70°。我们对方解石进行了ESR测年，测年结果为10万年左右，证明该区断裂晚更新世以来有过活动。

图4－82 龙湾剖面及探槽素描图

我们对断裂上部覆盖层进行了探槽开挖（图4－83）。从物质成分看，从上至下可分为7层。①顶部腐殖质层，厚30～40cm；②层为坡积层，主要成分为黄褐色碎石和粉土，内部含风化方解石碎片厚80～100cm；③层为强风化保留原岩结构，未搬运，无外来物质层；④层以下为弱至未风化的基岩。

图4－83 罗汉山剖面及探槽素描图

从活动性看，探槽开挖前认为切割了上覆残坡积层，探槽开挖后经分析，断裂于残积层形成之后重新活动，主要依据：①断面未上延至上覆坡积物，坡积物未被错动，两侧成分结构均一；②方解石形成的断面在冲积物中虽然可辨，但并未发现擦痕、镜面等断层活动的迹象，断面上也没有后生物质，两侧落差较小，不应是第四系多次活动的结果；③断面上盘坡积物发育不明显层理，且未被扰动，断裂两侧物质成分的差异是不同成因造成的，下盘为风化的结果，上盘为沿坡堆积形成的坡积物，不是构造错动的结果；④下盘残积层中不同时期形成的方解石脉保存延伸均较好，并未见断层后期扰动的迹象，证明断裂活动于残积层形成之前，断面两侧的落差是差异风化。

对残积土我们进行了ESR测年，测得最后活动时间为150万年左右。据此推断该处残积层形成于中更新世早期至早更新世。从以上分析可知，中更新世以来，沙湾断裂在该处活动性很弱。