深圳市第四紀地層綜合剖面的建立

徐俊，肖兵，余成華，張桂香，蔣鵬，鄧文龍，陳龐龍

(1.深圳市勘察研究院有限公司，廣東深圳 510086;2.廣東省地震局，廣東廣州 510070)

1 前言

深圳市重點項目“深圳市活斷層探測與地震危險性評價”［1］子課題之一就是建立深圳市第四紀地層剖面。為此，首先對深圳地區深圳市第四紀地層研究歷史進行了深入的總結和研究，在此基礎上圍繞深圳境內的五華－深圳大斷裂南延段，根據地形地貌特點以及深圳斷裂帶的位置布置了4個第四紀地層控制性鉆孔［2～4］，如圖1所示。結合大量資料的綜合研究，從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層等方面，詳細剖析深圳地區的地層特征，分析建立了深圳市第四紀地層綜合剖面。

圖1 深圳市活斷層探測控制性鉆孔位置示意圖

本項研究一共完成4個控制孔鉆探，總進尺104.1 m。光釋光樣44個，熱釋光樣12個，14C樣10個，古地磁樣140個，孢粉分析樣10個，有孔蟲樣10個，硅藻樣10個，波速4個孔測點79個，電阻率4個孔101個測點。

2 第四紀地層鉆孔剖面分析

深圳市第四紀地層類型從成因上可分為兩種主要類型［5～7］，一類是沖海積相的近海平原沉積，另一類是沖洪積相的山間盆地沉積。本次第四紀地層研究的主要目的是為五華——深圳大斷裂活動性判斷提供基礎資料，因此，主要鉆孔剖面位置盡可能靠近這條斷裂帶。為此一共實施了4個鉆孔，其中兩個選擇近海平原區(漁民村DZ1孔和沙頭角DZ3孔)，另兩個選擇在山間盆地(深圳水庫主壩DZ2孔和安良村DZ4孔)，分別從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層綜合研究深圳地區第四紀地層的時代和劃分。

2.1 巖石地層

漁民村DZ1深圳市第四紀地層柱狀圖所示:根據巖性和粒度變化，DZ1孔1層～5層劃為一個地層單元，6層～12層劃分為另一地層單元，基本上形成兩個完整的由粗到細的沉積韻律，上面一個沉積韻律為全新統，下面一個沉積韻律為上更新統。DZ3孔巖性和粒度變化與DZ1類似，基本上以1層～6層為一個沉積韻律，7層～9層為另一個沉積韻律，這里值得注意的是，下部沉積韻律層頂部出現花斑粘土層，它是整個珠江三角洲地區上更新統與全新統之間分界的標志層。在沖洪積土層發育地區，這種巖性和粒度變化的雙韻律性不大明顯，見深圳水庫DZ2深圳市第四紀地層柱狀圖。

2.2 生物地層

一般第四紀地層埋藏的生物化石不多，標準種屬更少，相對地說微體古生物含量較為豐富。硅藻鑒定結果如下:漁民村DZ1孔的B－1和B－2樣硅藻較少，B－3～B－5樣硅藻較多。沙頭角DZ3孔的B－5和B－6樣無硅藻，B－7樣硅藻較少。深圳水庫主壩DZ2孔的B－8和B－9樣品硅藻較少。

圖2 深圳市第四紀地層柱狀圖

優勢硅藻種有5種。它們的總個體數最多的是條紋小環藻【Cyclotella striata(kütz)Grun.F－B－M】，計592個。其次是史密斯雙壁藻【Diploneis smithii (Breb)cl.B－M】，計 303個。再次為卵形菱形藻【Nitzschia cocconeiformis Grun.M】計229個。還有顆粒菱形藻【N.granulata Grun.M－B】，計142個;柱狀小環藻【Cyclotella stylorum Brightw.B－M】，計140個。由優勢種的生態環境看，咸水種M的2種，半咸水種BM的2種，淡水種F－B－M的一種，表征海、河交互作用的沉積環境。

按硅藻分析結果，可將該剖面的沉積相分為四段。由上而下的層1代表海水作用環境，層2～層4代表海水作用減弱的環境，層5～層6代表海水作用很強的環境，層8代表以河流作用為主。但層8中的B類(半咸水種)的百分比(67.78%)大大超過M類(咸水種)的百分比(26.84%)，反映本剖面的下部底礫層的沉積條件是河流作用較強，但不是純粹的沖積、洪積的環境，故推論其時代可能不是，而主要是以后，即冰后期海面開始回升時期。

孔蟲的組成、類型、分布與沉積環境密切相關，通過對第四紀海陸交互相沉積物中有孔蟲群體研究，可以為第四紀地層劃分、海面升降、古氣候變遷和新構造運動等主要的研究課題提供重要信息。深圳斷裂活動性研究課題我們提供漁民村DZ1孔5個樣品、沙頭角DZ3孔3個樣品和深圳水庫主壩DZ2孔2個樣品，一共10個有孔蟲樣品送交中山大學地球科學系第四紀古環境分析實驗室鑒定，結果如下:

漁民村DZ1孔，埋深4.2 m～5.0 m的B－1和B－2樣有孔蟲。埋深8.1 m～10.3 m的B－3、B－4和B－5樣有Amomonia becearii(Linne)var.畢克卷轉蟲等種屬，但缺豐度數值和保存狀態描述。

沙頭角DZ3孔埋深9.3 m～12.4 m的B－6、B－7和B－8樣有下列Ammonia annectens(Parker et Jones)同現卷轉蟲等種屬，同樣缺豐度數值和保存狀態描述。

深圳水庫主壩DZ2孔埋深4.3 m～5.0 m樣品無孔蟲，這與當地的古環境有關。

上述資料說明漁民村和沙頭角兩處存在海相環境，它們同屬于畢克卷轉蟲與同現卷轉蟲組合形式，屬于近岸水域環境，是一種廣鹽性豐咸水為主，與窄鹽性海生種類混生的有孔蟲組合，潮流起主導作用。

2.3 氣候地層

第四紀地層中往往含有大量孢子花粉化石，通過對其研究可得出不同時期的氣候變化，從而有助于地層的劃分。為此，我們選送了10個樣品給中山大學地球科學系第四紀古環境分析實驗室鑒定，其中漁民村DZ1孔5個樣品(編號B－1～B－5);沙頭角DZ3孔3個樣品(編號B－5～B－7);深圳水庫主壩DZ2孔2個樣品(編號B－8～B－9)。漁民村DZ1孔鑒定的優勢種屬有:栲屬Castanopsis、山龍眼屬Helicia、野桐屬Mallotus、常綠櫟屬Quercus、松屬Pinus、桑科Moraceae、芒箕Dicranopteris、楓香屬Liquidambar、海金沙Lygodium、莎草科Cyperaceae、單縫孢子Monoletes、鳳尾蕨Pteris、三縫孢子Triletes、園尾藻Conscinodiscus等。

下面重點討論分析漁民村的鑒定結果，DZ1孔一共有44種屬，其中木本種屬有28種，草本4種，孢子9種，水生1種，藻類2種。圖3給出了DZ1孔孢粉圖式。通過對上述資料分析認為，B－1(4.2 m～4.4 m)和B－2(4.9 m～5.0 m)孢粉結果揭示了芒箕——單縫孢子——鳳尾蕨——莎草科——禾本科——松屬——桑科組合帶，反映出當時南亞熱帶常綠次生林，岸邊有少量紅樹林。植被受到人為擾動，氣候與現代相當，推測年代為晚全新世。B－3(8.1 m～8.3 m)孢粉揭示了栲屬——松屬——蕨類——紅樹——海金沙——山龍眼屬組合，反映出當時為南亞熱帶常綠闊葉林，海邊紅樹植物發育，氣候濕熱，高海平面景觀，推測年代為中全新世。B－4(9.3 m～9.4 m)和B－5 (10.2 m～10.3 m)孢粉結果揭示了栲屬——楓香屬——野桐屬——蕨類組合帶，反映出時為熱帶性季風常綠闊葉林，氣候比現今更為濕熱，推測年代為早中全新世。

圖3 漁民村DZ1孔孢粉圖式

2.4 年代地層

目前雖然各種常用的絕對年齡測量方法，如14C、熱釋光、光釋光等，存在一定的問題，但只要同時采用多種測試方法互相比較，其測定結果還是有較大的可信度及參考價值。基于此，此次研究選用了上述3種方法同時進行，其結果相互驗證補充。

14C測試結果表明，這批樣品最老年齡是距今39 847±217年，深圳市第四系(不含殘坡層)最老層位屬于晚更新世沉積。

光釋光測試結果表明漁民村最老年齡為距今35.6±1.5千年，沙頭角為68.2±4.5千年，這與前人工作結果基本相同。龍云作［5］(1997)認為珠江三角洲第四紀地層最老年齡為距今6.5萬年左右，香港基面下約33 m～48 m之間存在晚更新世中期約55千年～65千年B.P.的一次海侵層，因此沙頭角DZ3孔出現6.82±0.45萬年的數據亦有其可信度。它們都屬于晚更新世地層，只不過珠江三角洲陸地最老年齡是中山石歧的45 120±910年，由于接近14C測年極限值，僅作參考年齡使用。香港元朗山下村曾用光釋光方法［8，9］測試最老年齡為81 000±13 500年，因此在海相地層局部地段出現68.2±4.5千年也是可接受的。

熱釋光測試結果表明漁民村DZ1孔底部18.0 m～18.5 m處的灰白色含礫中砂熱釋光測試(深度17.9 m～18.0 m)為33 800±1 700年，光釋光測試(深度18.0 m～18.2 m)為35.6±1.5千年，結果相當近似。漁民村DZ1孔第四系劃分的熱釋光數據比光釋光數據更切合巖性地層的劃分。

綜上所述，深圳地區第四系主要是距今65 000年來沉積而成，可劃分出晚更新世和全新世地層。

3 第四紀地層沉積環境分析及地層綜合劃分

3.1 沉積環境分析

通過上述分析，從中可看出第四紀期間沉積環境復雜多樣，除近海地段有三角洲相外，還有濱海相沉積。在內陸除沖積相外，還有洪積相和沖洪積混合相以及坡積相和殘積相。在同是濱海環境下，深圳灣地區具有較典型的三角洲相沉積，而在大鵬灣地區三角洲相不明顯，而濱海相特征顯得較為強烈。

深圳灣沿海地區與珠江三角洲地區一樣，自晚更新世晚期以來發生過兩次明顯的海侵事件。第一次海侵大致發生在距今2.5萬年～2.7萬年左右，第二次海侵發生在距今0.7萬年～0.2萬年，海侵規模后面一次比前面一次大，海侵時間也是后面比前面長。

深圳地區孢粉分析揭示了晚更新世晚期以來氣候變遷的大致輪廓。晚更新世晚期至早全新世氣候相對較涼;中全新世是由暖轉溫的時期;晚全新世由溫轉熱。氣候的變化又一定程度影響到第四紀沉積特征。

3.2 地層綜合剖面

綜合以上各方面資料的分析，我們獲得深圳地區第四紀地層的綜合剖面如表1所示。

考慮到地層命名原則及其合理性，我們沿海地區第四紀地層命名采納了前人龍云作的劃分方案，將第四系劃分為兩個大的地層單位，代表兩個地層時期的沖海積沉積環境，分別稱為上更新統中山組和全新統順德組。這種劃分方案便于野外使用，又符合我國地層劃分準則。考慮到陸相地層橫向變化大的特點，增加了內陸地區的第四紀沖洪積層的命名方案，上更新統采用廣州地理研究所的“坪山組”一名，全新統我們命名為“橫崗組”。

深圳地區第四紀地層綜合剖面表1

4 結論

(1)深圳地區第四系比較發育，可劃分出兩種主要類型，即南部近海沿岸平原區類型和北部內陸山間盆地區類型，它們的巖性巖相和生物組合有著顯著的區別。前者劃分為上更新統中山組和全新統順德組，代表了沖海積土層特征;后者劃分為上更新統坪山組和全新統橫崗組，代表了山間盆地沖洪積土層特征。這樣較為全面概括深圳地區第四紀地層的特征。

(2)深圳地區第四系地層劃分首次使用光釋光測年方法，並輔之熱釋光和14C方法。結果顯示不同的方法出現一定的差異性。例如最老年齡，光釋光為6.82 ±0.45萬年(沙頭角，14.7 m);14C為3.984 7±0.021 7萬年(沙頭角，11.5 m);熱釋光為3.38±0.17萬年(漁民村，18.0 m)。其原因較復雜，但這套地層沒有出現＞10萬年的中更新世的數據。深圳地區第四系最老年代可能為距今6.82±0.45萬年左右。通過區域對比，我們認為這次14C和熱釋光提供的數據較為可信。

(3)深圳地區花斑粘土層與珠江三角洲地區一樣，呈斷續性分布，連貫性比較差，在4個鉆孔中僅在沙頭角孔有所發育。花斑粘土層不僅野外易于識別，而且是區分全新統和上更新統的重要標志層，其形成時代在距今22 000年～12 000年期間。

(4)本次工作從巖石地層、生物地層、氣候地層、年代地層等幾方面進行剖析，獲得了較為一致的結論，對于深圳地區第四系地層劃分和時代問題的認識已比較明確，但深圳地區是否存在中更新世地層仍需進一步工作。

致謝:論文在編寫過程中，得到了廣東省地震局郭欽華、潘建雄、馬浩明等同志的全力支持，借鑒并援引了《深圳市活斷層探測與地震危險性評價》項目相關資料，在此一并表示誠摯的謝意!

［1］ JSGC－04.中國地震活動斷層探測技術系統技術規程［S］.

［2］ 廣東省地質礦產局區域地質調查大隊.中華人民共和國深圳地質圖(1∶50000)說明書［M］.北京:地質出版社，1989

［3］ 廣州地理研究所.深圳地貌［M］.廣州:廣東省科技出版社，1983

［4］ 地質礦產部《深圳市區域穩定性評價》編寫組著.深圳市區域穩定性評價.地質出版社，1991

［5］ 龍云作，霍春蘭，馬道修等.珠江三角洲沉積地質學［M］.北京:地質出版社，1997

［6］ 夏真，林進清，鄭志昌.深圳大鵬灣海洋地質環境綜合評價［M］.北京:地質出版社，2004

［7］ 廣州地理所.珠江三角洲形成、發育、演變［M］.廣州:科學普及出版社廣州分社，1982

［8］ 趙子能等主編.黃鎮國等譯.《A Geography of Hong Kong》(香港地理)［M］.原由Qxford Uniyersity Press，1983.(牛津大學出版社)，譯著由廣州:廣東科技出版社出版，1985

［9］ Hong Kong Geological Survey Geote Chnical Engineering Office Civil Engineering Department the Government of the Hong Kong SAR，The Quaternary Geology of Hong Kong，2000