珠江三角洲第四系典型剖面
珠江三角洲平原區(qū)內(nèi)的殘丘、臺地星羅棋布,大多數(shù)遭受風(fēng)化剝蝕而基巖裸露,第四系覆蓋物較薄或缺失,僅在平緩的階地上才得以保存。以下是項目開展過程中在西淋崗、石樓、眉山發(fā)現(xiàn)的第四系剖面,我們對3條剖面露頭進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查研究并采集了部分光釋光樣品。
1.西淋崗第四系剖面
在順德陳村西淋崗西南山坡的二級階地上發(fā)現(xiàn)上更新統(tǒng)的3套河流或洪沖積沉積物,不整合于花崗巖風(fēng)化殼之上(圖2-9)。
圖2-9 西淋崗?fù)砀率赖?套地層及其下的紅壤風(fēng)化殼
在圖2-10中,前人認(rèn)為近水平(Qp A3)與傾斜的(W4+W3)兩套第四紀(jì)地層(原分別稱“Qpb3”和“Qpa3”)的發(fā)育是由于斷裂活動引發(fā)的不整合接觸(陳國能等,珠江三角洲第四紀(jì)重大地質(zhì)事件現(xiàn)場學(xué)術(shù)研討會, 2008)。若將本剖面W4、W3和W2與“華南花崗巖紅土型風(fēng)化殼綜合剖面”(熊廣政,1965;史德明,1984;吳克剛,1989;吳志峰等,2000)對比,我們認(rèn)為,近水平的晚第四紀(jì)沉積層不整合于傾斜的花崗巖風(fēng)化殼之上,二者接觸關(guān)系是一種“嵌合”,其地質(zhì)意義完全不同于地殼變動形成的構(gòu)造角度不整合。
(1)花崗巖紅土型風(fēng)化殼。西淋崗花崗巖風(fēng)化殼屬紅土型風(fēng)化殼(圖2-10),自上而下可描述如下。
灰褐色土層(W4):厚約0.2m,由含微量有機(jī)質(zhì)的灰色黏土層和褐色黏土層構(gòu)成,粒狀結(jié)構(gòu),成壤作用明顯。
灰白色砂土層(W3):厚約0.2m,呈散粒結(jié)構(gòu)。水解作用明顯,石英、長石顆粒粗細(xì)混雜。
碎屑層(W2):厚0.2~0.5m,具花崗巖原生結(jié)構(gòu),富含角礫狀碎屑,向上與灰白色砂層界線模糊,網(wǎng)紋狀紅土結(jié)構(gòu)明顯。
球狀風(fēng)化層(W1),未見底,保留花崗巖顏色、礦物結(jié)晶與結(jié)構(gòu),節(jié)理、裂隙發(fā)育。
在上述剖面中,我們注意到,不同的層之間都不是沉積接觸,而是花崗巖在地表條件下原地接受氧化、水解、淋濾和水合等不同風(fēng)化作用與程度的產(chǎn)物,層間漸變過渡。
圖2-10 佛山西淋崗?fù)淼谒募o(jì)沉積與風(fēng)化殼接觸關(guān)系(鏡向東)
(2)晚第四紀(jì)沉積區(qū)內(nèi)晚第四紀(jì)地層可分為三部分,代號分別為Qp A3,Qp B3和Qhc(圖2-11),這里僅對其組成和接觸關(guān)系做簡單歸納。
Qp A3為雜色砂與黏土互層,總厚度約6.5m。底為礫石層,覆于花崗巖風(fēng)化殼之上,頂部為層理不發(fā)育的浮土(暫不作為第四紀(jì)地層的觀測和研究的對象),在TC9中其頂部為薄層鐵錳質(zhì)結(jié)殼,代表沉積間斷(圖2-11),同上伏Qp B3構(gòu)成一個小型平行不整合。
圖2-11 西淋崗?fù)砀率篮腿率莱练e
Qp B3為褐黃色含礫中粗砂夾透鏡狀細(xì)砂,松散,水平層理發(fā)育,厚度大于3m,其下與Qp A3平行不整合接觸(圖2-11),頂部有現(xiàn)代沖溝沖刷充填。
Qhc為現(xiàn)代沖積砂土,充填于Qp B3頂部發(fā)育的沖溝內(nèi)。
西淋崗Qp A3下伏厚層紅色風(fēng)化殼保存完整、第四紀(jì)沉積中僅發(fā)育平行層理,未見斜層理、交錯層理,這些特征顯示了本區(qū)經(jīng)過長期的風(fēng)化作用后,晚第四紀(jì)開始接受近源的坡、洪積和積水洼地沉積。目前比較一致的看法是,珠江三角洲內(nèi)的第四系主要由上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)組成(黃鎮(zhèn)國等,1982;李平日等, 1988;張珂等,2009;王萍等,2011)。在沉積時間上,Qp A3中的2個黑色黏土層是否對應(yīng)珠江三角洲第一、二次海侵旋回,需要進(jìn)一步的年代學(xué)和沉積學(xué)研究結(jié)果證實。
2.石樓第四系剖面
在番禺石樓海拔約15m的階地上,發(fā)育厚約12m的晚更新世沉積層,沉積構(gòu)造清晰(圖2-12),自下而上可分為3層。
圖2-12 石樓第四系剖面全景(鏡向西)
(1)粉砂質(zhì)枯土層:該層為基巖風(fēng)化殘積而成,不整合覆蓋于底部強(qiáng)風(fēng)化混合巖之上;底部為黏土質(zhì)細(xì)砂,灰黃色、褐黃色,含白色斑狀長石碎塊;中間為淺黃色中粗砂,局部見褐鐵礦層,呈波浪起伏,或呈眼球狀;頂部為灰白色中細(xì)砂,發(fā)育厚約4~8mm的褐鐵礦層,頂面平坦。該層局部含有大量礫石,礫石主要成分為石英巖、硅化砂巖。礫徑3~12cm不等,礫石呈棱角狀。
(2)泥炭層(Qpb3):呈深黑色、灰黑色淤泥或淤質(zhì)黏土,沉積厚度北邊薄南邊厚,平均厚度約2.6m,最厚的地方為3.2m,水平層理發(fā)育(圖2-13),該層總體產(chǎn)狀向北傾斜2°~3°,與上覆沉積層和下伏黏土質(zhì)砂層界限明顯,在底部含大量腐木、樹枝碎片和葉片等,頂部有一層厚約1cm的褐鐵礦殼層;光釋光測年結(jié)果為2.5萬~3.3萬年。
(3)黏土質(zhì)砂層(Qpc3):總體上呈黃褐色—灰黃色中粗砂,無分選、無磨圓,砂礫間充填大量土黃或褐黃色的粉質(zhì)黏土或粉土,局部含角礫,角礫呈透鏡狀,層厚度大于4m。底部與下伏地層平行不整合,接觸界面發(fā)育褐鐵礦鐵殼層,顯示存在沉積間斷。
圖2-13 石樓第四系剖面Qpb3和Qpc3層(鏡向北西)
3.眉山第四系剖面
本條剖面位于番禺南村鎮(zhèn)眉山村大坑聚石場西北側(cè)開挖面,呈北東走向,總長約1km。第四系沉積厚5~8m,直接覆蓋于花崗巖風(fēng)化殼之上,對剖面進(jìn)行了測量、取樣(圖2-14),柱狀圖如圖2-15所示。
綜合分析,結(jié)合測年資料,眉山剖面自下而上可以分為3層,見圖2-15。
(1)砂質(zhì)黏土層(Qpa3):下部為黃色—褐黃色砂質(zhì)黏土,厚20~40cm,往下過渡為粉細(xì)砂,含有中粗砂和礫,覆蓋于花崗巖風(fēng)化殼之上,兩者之間界限模糊;中部為灰黃色—深灰色淤質(zhì)黏土,局部含砂較多,顏色較淺,層理發(fā)育,層理厚1~3cm,總厚度50~150cm;上部為褐黃色—土黃色砂質(zhì)—粉砂質(zhì)黏土,厚10~15cm,頂部發(fā)育厚1~3cm的鐵殼層;光釋光測年結(jié)果4.03萬~5.5萬年。
圖2-14 番禺臺地眉山采石場(海拔23m)晚更新世沉積
圖2-15 番禺臺地眉山采石場(海拔23m)晚更新世沉積剖面和柱狀圖
(2)淤質(zhì)(黏質(zhì))砂層(Qpb3):下部為淺黃色中粗砂—細(xì)砂互層,中間夾有厚約1~5cm褐色黏土,水平層理發(fā)育,總厚度約150~200cm;中部為灰黑色淤泥質(zhì)黏土,靠近下部中細(xì)砂含量較高,顏色淺,中間淤泥含量高,灰黑色,同一層位見有泥炭或腐木,水平層理發(fā)育,總厚度120~150cm:上部為淺灰色—淺黃色中細(xì)砂層,層理較發(fā)育,層理間距1~2cm,厚約50cm;光釋光測年結(jié)果為2.03萬~3.15萬年。
(3)砂層(Qpc3):土黃或黃色粗—中細(xì)砂,分選不好,無層理,微弱膠結(jié),主要成分為石英、長石,少量巖屑,總厚度約150~180cm,其頂部堆積灰黑色雜亂的人工填土。光釋光測年結(jié)果為1.51萬~1.73萬年。
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