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珠江三角洲第四系典型剖面

时间:2022-02-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:珠江三角洲平原区内的残丘、台地星罗棋布,大多数遭受风化剥蚀而基岩裸露,第四系覆盖物较薄或缺失,仅在平缓的阶地上才得以保存。目前比较一致的看法是,珠江三角洲内的第四系主要由上更新统和全新统组成。在沉积时间上,Qp A3中的2个黑色黏土层是否对应珠江三角洲第一、二次海侵旋回,需要进一步的年代学和沉积学研究结果证实。
珠江三角洲第四系典型剖面_珠江三角洲北西向

珠江三角洲平原区内的残丘、台地星罗棋布,大多数遭受风化剥蚀而基岩裸露,第四系覆盖物较薄或缺失,仅在平缓的阶地上才得以保存。以下是项目开展过程中在西淋岗、石楼、眉山发现的第四系剖面,我们对3条剖面露头进行了详细的调查研究并采集了部分光释光样品。

1.西淋岗第四系剖面

在顺德陈村西淋岗西南山坡的二级阶地上发现上更新统的3套河流或洪冲积沉积物,不整合于花岗岩风化壳之上(图2-9)。

图2-9 西淋岗晚更新世的3套地层及其下的红壤风化壳

在图2-10中,前人认为近水平(Qp A3)与倾斜的(W4+W3)两套第四纪地层(原分别称“Qpb3”和“Qpa3”)的发育是由于断裂活动引发的不整合接触(陈国能等,珠江三角洲第四纪重大地质事件现场学术研讨会, 2008)。若将本剖面W4、W3和W2与“华南花岗岩红土型风化壳综合剖面”(熊广政,1965;史德明,1984;吴克刚,1989;吴志峰等,2000)对比,我们认为,近水平的晚第四纪沉积层不整合于倾斜的花岗岩风化壳之上,二者接触关系是一种“嵌合”,其地质意义完全不同于地壳变动形成的构造角度不整合。

(1)花岗岩红土型风化壳。西淋岗花岗岩风化壳属红土型风化壳(图2-10),自上而下可描述如下。

灰褐色土层(W4):厚约0.2m,由含微量有机质的灰色黏土层和褐色黏土层构成,粒状结构,成壤作用明显。

灰白色砂土层(W3):厚约0.2m,呈散粒结构。水解作用明显,石英、长石颗粒粗细混杂。

碎屑层(W2):厚0.2~0.5m,具花岗岩原生结构,富含角砾状碎屑,向上与灰白色砂层界线模糊,网纹状红土结构明显。

球状风化层(W1),未见底,保留花岗岩颜色、矿物结晶与结构,节理、裂隙发育。

在上述剖面中,我们注意到,不同的层之间都不是沉积接触,而是花岗岩在地表条件下原地接受氧化、水解、淋滤和水合等不同风化作用与程度的产物,层间渐变过渡。

图2-10 佛山西淋岗晚第四纪沉积与风化壳接触关系(镜向东)

(2)晚第四纪沉积区内晚第四纪地层可分为三部分,代号分别为Qp A3,Qp B3和Qhc(图2-11),这里仅对其组成和接触关系做简单归纳。

Qp A3为杂色砂与黏土互层,总厚度约6.5m。底为砾石层,覆于花岗岩风化壳之上,顶部为层理不发育的浮土(暂不作为第四纪地层的观测和研究的对象),在TC9中其顶部为薄层铁锰质结壳,代表沉积间断(图2-11),同上伏Qp B3构成一个小型平行不整合。

图2-11 西淋岗晚更新世和全新世沉积

Qp B3为褐黄色含砾中粗砂夹透镜状细砂,松散,水平层理发育,厚度大于3m,其下与Qp A3平行不整合接触(图2-11),顶部有现代冲沟冲刷充填。

Qhc为现代冲积砂土,充填于Qp B3顶部发育的冲沟内。

西淋岗Qp A3下伏厚层红色风化壳保存完整、第四纪沉积中仅发育平行层理,未见斜层理、交错层理,这些特征显示了本区经过长期的风化作用后,晚第四纪开始接受近源的坡、洪积和积水洼地沉积。目前比较一致的看法是,珠江三角洲内的第四系主要由上更新统和全新统组成(黄镇国等,1982;李平日等, 1988;张珂等,2009;王萍等,2011)。在沉积时间上,Qp A3中的2个黑色黏土层是否对应珠江三角洲第一、二次海侵旋回,需要进一步的年代学和沉积学研究结果证实。

2.石楼第四系剖面

在番禺石楼海拔约15m的阶地上,发育厚约12m的晚更新世沉积层,沉积构造清晰(图2-12),自下而上可分为3层。

图2-12 石楼第四系剖面全景(镜向西)

(1)粉砂质枯土层:该层为基岩风化残积而成,不整合覆盖于底部强风化混合岩之上;底部为黏土质细砂,灰黄色、褐黄色,含白色斑状长石碎块;中间为浅黄色中粗砂,局部见褐铁矿层,呈波浪起伏,或呈眼球状;顶部为灰白色中细砂,发育厚约4~8mm的褐铁矿层,顶面平坦。该层局部含有大量砾石,砾石主要成分为石英岩、硅化砂岩。砾径3~12cm不等,砾石呈棱角状。

(2)泥炭层(Qpb3):呈深黑色、灰黑色淤泥或淤质黏土,沉积厚度北边薄南边厚,平均厚度约2.6m,最厚的地方为3.2m,水平层理发育(图2-13),该层总体产状向北倾斜2°~3°,与上覆沉积层和下伏黏土质砂层界限明显,在底部含大量腐木、树枝碎片和叶片等,顶部有一层厚约1cm的褐铁矿壳层;光释光测年结果为2.5万~3.3万年。

(3)黏土质砂层(Qpc3):总体上呈黄褐色—灰黄色中粗砂,无分选、无磨圆,砂砾间充填大量土黄或褐黄色的粉质黏土或粉土,局部含角砾,角砾呈透镜状,层厚度大于4m。底部与下伏地层平行不整合,接触界面发育褐铁矿铁壳层,显示存在沉积间断。

图2-13 石楼第四系剖面Qpb3和Qpc3层(镜向北西)

3.眉山第四系剖面

本条剖面位于番禺南村镇眉山村大坑聚石场西北侧开挖面,呈北东走向,总长约1km。第四系沉积厚5~8m,直接覆盖于花岗岩风化壳之上,对剖面进行了测量、取样(图2-14),柱状图如图2-15所示。

综合分析,结合测年资料,眉山剖面自下而上可以分为3层,见图2-15。

(1)砂质黏土层(Qpa3):下部为黄色—褐黄色砂质黏土,厚20~40cm,往下过渡为粉细砂,含有中粗砂和砾,覆盖于花岗岩风化壳之上,两者之间界限模糊;中部为灰黄色—深灰色淤质黏土,局部含砂较多,颜色较浅,层理发育,层理厚1~3cm,总厚度50~150cm;上部为褐黄色—土黄色砂质—粉砂质黏土,厚10~15cm,顶部发育厚1~3cm的铁壳层;光释光测年结果4.03万~5.5万年。

图2-14 番禺台地眉山采石场(海拔23m)晚更新世沉积

图2-15 番禺台地眉山采石场(海拔23m)晚更新世沉积剖面和柱状图

(2)淤质(黏质)砂层(Qpb3):下部为浅黄色中粗砂—细砂互层,中间夹有厚约1~5cm褐色黏土,水平层理发育,总厚度约150~200cm;中部为灰黑色淤泥质黏土,靠近下部中细砂含量较高,颜色浅,中间淤泥含量高,灰黑色,同一层位见有泥炭或腐木,水平层理发育,总厚度120~150cm:上部为浅灰色—浅黄色中细砂层,层理较发育,层理间距1~2cm,厚约50cm;光释光测年结果为2.03万~3.15万年。

(3)砂层(Qpc3):土黄或黄色粗—中细砂,分选不好,无层理,微弱胶结,主要成分为石英、长石,少量岩屑,总厚度约150~180cm,其顶部堆积灰黑色杂乱的人工填土。光释光测年结果为1.51万~1.73万年。

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