洞庭盆地及四水流域下游第四纪地层划分对比分歧

洞庭盆地及湘、资、沅、澧四水流域下游一带的第四纪地层系统中最有名的当属“白沙井砾石层”和由“白沙井砾石层”衍生的“白沙井组”，但是不同学者对“白沙井砾石层”和“白沙井组”的成因类型、分布特征及其时代划分上的认识分歧很大，并由此造成区内地层划分和对比的复杂化，即便是对区内第四系较为熟悉的地质工作者，在野外工作中仍然难以把握，从而影响了区内地质图件的编制，对江汉-洞庭盆地沉积充填和古气候反演、古地理再造、新构造运动分析等造成极大的不便甚至误导。有必要重新审视江汉-洞庭盆地第四纪地层的划分和对比。

1933年田奇隽所创“白沙井砾石层”系指长沙城附近“红土层之下的松散砾石层”，“砾石层悉为石英、均匀圆滑、内夹黄土”，并指出其成因类型可能为河流相或浅湖相。1938年杨钟健等在“湖南之红岩层”中第一次将“白沙井层”分为两部分，下部为砾石层、上部为红土……，两者之间为连续沉积，并认为此层与河流有关。1940年崔克信指出，白沙井层应包括河流和山麓坡积两种成因。任美锷等(1957)认为“白沙井砾石显然是河流堆积”，但同时认为“河流的正常沉积过程似尚不足以完全解释白沙井系的形成。湘江下游已属于平原河流，现代平原河流的河床沉积多半是砂泥质沉积，而不是砾石层”。1960年湖南省洞庭湖综合考察队和以后的几次省区测会议，把白沙井组(层)的时代定为更新世中期(Qp2)。芮耀俊(1964)、黄培华(1965)认为“白沙井组”时代为中更新世早期，黄培华(1965)同时指出，“从湖南洞庭区周围和湘、资、沅、澧诸水河谷地貌和阶地分析来看，还存在着比30m更高的第四纪阶地砾石层;在沅水常存在着相对高度95～125m的第Ⅴ阶地，在湘江衡阳地区亦存在着110～130m的第Ⅴ阶地砾石层;从湘、沅二水高阶地的砂砾层的风化淋溶程度，以及从河谷地貌发育史和砾石层出露的标高、胶结程度等综合分析来看，这些高阶地的砾石层生成时代要晚于第三纪，可能为更新世初期”。此后，在区域地质调查中不同的研究者对区内的第四系开展了进一步的研究，以阶地分析的方法，建立了诸多的更新统岩石地层单位，并以“白沙井组砾石层”为对比基础，对更新统砾石层的时代进行了诸多讨论。

上述诸多研究的主要分歧是：

(1)“白沙井砾石层(组)”的含义和成因。

(2)“白沙井砾石层”的时代是早更新世或者是中更新世。

(3)“白沙井砾石层”与上部的网纹红土之间是河流相二元结构还是不整合接触，是否同期形成的。

上述分歧中，(3)是关键。笔者认为，上述分歧的存在，最重要的是忽视了阶地分析方法能否在区内第四系划分对比中起到如此重要的作用，或者是如何理解阶状地貌的成因及其在第四系划分对比中的使用范围。笔者认为，江汉-洞庭盆地的下更新统是以扇三角洲和湖相地层为主体，以阶地分析为基础，研究区内的地层划分与对比应予以扬弃。总之，这些问题是造成区内第四系划分对比复杂和困难的根本原因。

任美锷(1957)指出“湘江谷地……第四纪沉积，主要为白砂井砾石和网纹红土”“白沙井砾石层和网纹红土厚度各处很不一律”“这主要与局部地形和沉积后的不等量侵蚀有关。……据初步观察，就在30m的同一阶地上，网纹红土厚度也有较大的变化，如长沙魏家冲与雨花亭毗连，都在30m阶地的顶部，但网纹红土的厚度在前者为2m，在后者则达10m，这是否代表白沙井砾石沉积时的不平表面，抑或表示砾石层沉积后曾经过一个侵蚀时期，然后才堆积网纹红土”，虽然原作者在文中还表达了这一小结的不确定性，指出“尚有待进一步的研讨……网纹红土可能主要代表河漫滩沉积”，但文中倾向性地认为白沙井砾石层与上覆网纹红土之间的不整合接触关系。1958年吴磊伯等论证了“白沙井层属河流成因”，同时认为“红土与砾石层”呈不整合接触。杨怀仁(1958)同样认为白沙井砾石层与上覆网纹红土之间为不整合接触，并指出，网纹红土底部有一套较薄的泥砾层，与上覆网纹红土之间为连续沉积，泥砾层与下伏白沙井砾石层之间为不整合接触。任美锷、吴磊伯和杨怀仁将白沙井砾石层置为早更新世，而将上覆的网纹红土划为中更新世。

但是，认为白沙井砾石层与上部网纹红土之间为整合接触的观点同样存在，并于1960年后占据主导地位。1963年，沈永欢认为白沙井层(组)应包括如下要素：河流相堆积，具有砾石层与蠕虫状红土的二元结构，时代应属更新世中期的早期。1964年芮耀俊认为“白沙井层(组)”从底部的砂砾层一直到上部的蠕虫状红土，虽有几次韵律的变化，但全为典型的河流相结构，在砾石与红土，红土与红土，砂砾层与砂砾层之间，看来不存在什么不连续沉积。

河流阶地二元结构表明，白沙井砾石层与上部网纹红土之间为连续形成，期间为连续沉积。自此之后，湖南长沙一带及洞庭湖周缘陆续建立的地层系统以沈永欢(1963)、芮耀俊(1964)、黄培华(1965)河流阶地的分析方法为依据，包括白沙井砾石层连同上部的网纹红土构成的“白沙井组”以及上部披覆着网纹状红色黏土而被理所当然地划为中更新统(表5-1)。因而杨怀仁等认为的，大部的砂砾层为白沙井层与上部蠕虫状红土和砾石层的不连续现象，并不存在。将白沙井砾石层确定为具有二元结构的河流相沉积，网纹红土代表了二元结构上部的河漫滩相。

表5-1　白沙井砾石层研究沿革

洞庭盆地周缘露头区的更新统在区内第四系研究中占有重要地位，一方面，露头区地层系统的建立，有助于重建盆地演化历史，从而指导盆地内部覆盖区第四系的研究。露头区地层格架的建立是盆地内地层划分对比的重要基础。洞庭盆地周缘湘、资、沅、澧四水流域露头区尤其是更新世地层的研究具有良好的地质地貌条件。

湖南区域地质志(1984)将区内的第四系自下而上分为汨罗组、洞井铺组、新开铺组、白沙井组(码头铺组)、马王堆组和白水江组等。这些地层系统的划分依据是以长沙一带出露于不同高程上的砾石层为依据分别建立的，最具有典型意义的地层划分方案当属艾万钰(1982，转引用自陈长明，1991)和陈长明(1991)提出的(表5-2)，反映了在洞庭盆地及湖南“四水流域”第四系研究中自1960年代中期以来占据主导地位的、以阶地分析方法为基础的第四系划分对比方案，这一方案在1970年代以来的区域地质调查中被广泛采纳，并进一步建立了诸多区域性或流域性更新世地层单位。

表5-2　1960年代后湖南第四系更新统划分对比沿革表