宜昌砾石层发育的地质地貌背景及研究基础

江汉-洞庭平原是在江汉-洞庭盆地的基础上发展起来的。其地貌形态可以划分为盆地周缘的剥蚀丘陵山地和盆地内部的侵蚀。堆积岗状平原、波状平原、堆积低平原等几种呈环带状展布的主要地貌类型;此外盆地内部还散布着低山残丘等(见图1-5)。这些地貌类型记录了江汉-洞庭盆地构造控制、剥蚀、搬运和沉积作用以及后期改造等外力雕琢的历史(康悦林，1985)。区内第四纪地层的发育和分布与古地理和古地貌演化之间存在密切的内在联系，并成为区内第四系尤其是更新世地层划分与对比的不可分割的基础和依据。

位于江汉盆地西缘的宜昌地区发育松散的第四纪砾石层堆积，主要出露于猇亭、枝江云池、善溪窑、安福寺、宜都红花套、松滋陈二口等地，俗称“宜昌砾石层”，该砾石层向东则湮没于江汉平原内部。

对宜昌地区砾石层的研究工作由来已久而且著述甚多，但是对砾石层的成因类型存在河流阶地和冲积扇或扇三角洲不同的认识，由此造成的地层划分与对比上的差异是截然的。此外，对区内更新世地层划分依据不明确，影响了对江汉盆地充填演化研究。

杨怀仁等(1960)将宜昌—董市之间的Ⅲ级阶地底部的半胶结砂层划为更新世早期，并与长江中下游雨花台砾石层对比，三峡水文队(1965)将云池一带的这套砂砾石沉积物命名为“云池层”。1∶20万宜昌幅和长阳幅区域地质调查(湖北区测队，1970，下文将其成果称“宜昌及长阳幅报告”)依据对枝江云池和善溪窑等处剖面的描述界定了区内中、下更新统的含义，成为江汉盆地西缘第四系划分与对比的基础，对后来的研究影响较大而深远。在“宜昌及长阳幅报告”中认为“宜昌地区的下更新统分布零星，仅见于长江北岸的云池、梅子溪、鸦雀岭白家湾等地”，并以枝江云池赵家院子剖面出露最佳;同时，在“宜昌及长阳幅报告”中将分布于宜都红花套、善溪窑、白洋等地，组成长江Ⅲ-Ⅳ级阶地及相应高度夷平面上砾石层及上覆网纹红土，划为中更新统(Qp2)，并以善溪窑剖面和宜都徐家山剖面为基础进行了详细描述。康悦林(1985，见湖北省江汉平原第四纪地质调查研究报告)大体继承了上述观点，只是云池组包括了上部棕红色黏土砾石层。陈华慧等(1987)建立的卢演冲组大体与云池组相当，同时界定了善溪窑组的下部砾石层为棕红色砾石层。

《湖北地质志》(1990)以“宜昌及长阳幅报告”为基础，重新定义了云池组和善溪窑组。关康年等(1990)认为，云池组与善溪窑组之间具有明显的侵蚀面，两者之间的铁盘、铁锰风化壳在江汉平原周缘普遍存在，是地层划分的重要标志。向芳(2004)沿用“宜昌及长阳幅报告”、《湖北地质志》(1990)的划分方案，对云池组和善溪窑组的特征进行了进一步的补充描述。“宜昌及长阳幅报告”、《湖北地质志》(1990)、向芳(2004)的善溪窑组包括下部的砾石层和上部的网纹红土层，下部砾石层与下伏云池组之间有明显的侵蚀面和铁质壳为界，云池组则以上部的半成岩状砂和顶部的铁质壳与善溪窑组分界。向芳(2004)根据这些特点，认为野外所见的015点、019点剖面为云池组和善溪窑组的下部，其中云池组与善溪窑组之间以冲刷面、铁质壳为划分界线。

云池组和善溪窑组的上述定义造成了在区域地层划分与对比上的困难。宜昌地区的砾石层系冲积扇和扇三角洲沉积(杨怀仁，1962;向芳，2004;李庭等，2009)，不同期次的冲积扇之间冲刷构造、沉积间断面广泛发育，冲刷面或沉积间断面不同于区域不整合界面，相互之间的可对比性差;不同期次冲积扇形成的砾石层堆积之间从砾石成分、砾石层结构构造等诸方面可对比性也很差;此外，网纹红土和下伏砾石层之间是否为整合接触或二者是否为连续沉积?如果不考虑以上3个方面的因素，而将网纹红土和下伏砾石层的最上部冲刷面之上的砾石层视为整体称为善溪窑组，并用以广泛的区域地层划分与对比，这一方案是否合适?

另一方面，《湖北地质志》(1990)和关康年(1990)以冲刷面和冲刷面上发育的铁质壳作为上、下两个地层单位之间的划分依据同样是值得商榷的。砾石层中的冲刷面是后期冲积扇对早期冲积扇形成的冲刷接触面，正如在猇亭一带，这种冲刷面非常发育，甚至比比皆是;而铁质壳在江汉-洞庭盆地周缘的砾石层和网纹红土中十分发育，是地下水淋溶沉淀作用的结果(王春林，1986)，实际上相当于化学风化的产物，伴随着地下水位的波动，铁质壳的发育也不止一层，铁质壳的位置可以在砾石层底部，也可以在砾石层内部，故以铁质壳作为地层划分对比的标志也甚为不妥。

此外，宜昌地区的下中更新统与邻区即湖南澧县、常德一带同期地层之间如何对比，也是长期困扰区域第四系地质工作的难题。

不少研究者在开展长江三峡续接贯通研究时，以宜昌砾石层研究为基础之一，并试图将宜昌猇亭—云池—善溪窑—红花套一带的砾石层与长江三峡续接贯通建立起某种直接的关联(杨达源，1985;杨达源，1988;李长安等，1999;杨达源等，2010;向芳，2004;向芳等，2006;马永法等，2007;李庭等，2010)，这些工作也需要对区内砾石层开展正确的划分与对比，否则不可避免地会为相关的研究工作带来认识上的偏差。

虽然如此，上述工作仍然对区内第四系的研究起到很大的促进作用，积累了丰富的基础资料。另外，区内地层划分与对比的困难，不利于其他地质工作的开展，如盆地分析和区域地下水系统的建立等。

上述分析表明，既有良好研究基础又有极佳的露头条件，宜昌地区已成为江汉-洞庭盆地周缘第四系研究的重要基地，对宜昌砾石层的研究，应从其物质组成、结构构造、分布特征、冲刷充填特征、接触关系、沉积间断等方面入手，探讨其物质来源、成因类型，以叠覆关系的识别为基础，借助年代测试，并将宜昌地区第四系的研究纳入到江汉-洞庭盆地整体演化的视野，才能正确开展区内第四系的划分与对比，建立区内第四纪地层格架，为江汉-洞庭盆地第四纪地层格架的建立提供有力的支撑。