北京平原区第四纪地层分区探讨（I）

郭高轩，辛宝东，叶 超，蔡向民，闵隆瑞

（1.北京市水文地质工程地质大队，北京 100195；2.北京市地质调查研究院，北京 100050 3．中国地质科学院地质研究所,北京 100037）

北京平原区第四纪地层分区探讨（I）

郭高轩1，辛宝东1，叶 超1，蔡向民2，闵隆瑞3

（1.北京市水文地质工程地质大队，北京 100195；2.北京市地质调查研究院，北京 100050 3．中国地质科学院地质研究所,北京 100037）

简要回顾了北京平原区第四纪地层划分的历史，指出了建立和使用中的一些问题。为精细表达和刻画北京平原第四纪地层特征，在全国地层区划的基础上，提出了北京平原区第四纪地层细分的目的、考虑因素和分区原则，最后针对若干问题进行了讨论并提出了处理建议。

北京平原；第四纪；地层划分；地层分区

1 研究现状

地层的划分与对比是研究区域地质、构造、古地理环境演变的基础。第四纪以前的地层及时代划分，主要以所含生物化石的演化、岩相变化、岩性为主要依据。而第四纪以来的短短200多万年中，生物演化并不十分剧烈，并且存在穿时现象，不少地区呈连续沉积，单从岩性、岩相上难以区分，尤其对河流冲洪积作用形成的广大平原而言更是如此，对于像由多条河流冲洪积交叠作用形成的北京平原，其第四纪地层复杂特征就可想而知[1～3]。

岩石地层的划分与研究是地层研究中的基础，“组”是最小的岩石地层单位。事实上，组是一个非常明确的概念，确定“组”名的原则有：①相同相近原则（岩类或岩类组合相同、结构相似、颜色相近、变质程度一致等）；②空间延展原则；③野外可识别，可填图原则[4]。在北京地区，长期以来，不同研究者根据某一个时期研究程度建立了多套地层层序（表1）[5～7]，这些地层被后期的生产报告及科技文献引用，用以描述平原区第四系特征。

2 存在的问题

以上的地层名称一旦确立，许多使用者在并没有弄清其建立历史，特征等情况下便广泛引用。系统回顾北京平原过去建立的岩石地层单位和使用情况，主要存在如下问题：

(1)岩石地层单位和年代地层单位混淆。如把形成时间上相当于泥河湾阶和周口店阶的地层都统称为泥河湾组和周口店组。当提到“马兰组”毋庸置疑是指马兰黄土，但是众多的地质工作者也将广大平原区的下更新统地层均称“马兰组”，其实这已经属于一种误用。周口店组实际上是猿人洞第一地点的十三层堆积，其在组成和形成上均难以代表广大的北京平原区[8～9]。

(2)将气候地层单位等同于岩石地层单位，如肖家河组、尹各庄组、刘斌屯组[10]。以上3个地层单位虽是岩石地层单位，事实上，它们是基于孢粉资料确定不同层位当时所繁育生长的植物种属组合类型，进而推断不同时期的气候冷、暖、干、湿变化，严格来说是气候地层单位，再加上有14C年龄资料来确定气候显著变化处的年代。在野外不能用肉眼区分开来，故而可以说是年代地层单位[11]。

(3)被广泛采用的许多岩石地层单位多是一孔之见。如夏垫组、军营组、张喜庄组[12～13]等，其实是依据某一个钻孔极其有限的资料确立的，它们的区域代表性还值得怀疑，难以代表整个平原区早、中更新世沉积特征，并且尚未建立起典型的层型剖面[14～15]。

由于第四纪沉积物不像基岩那样具有相对稳定的岩性和岩相特征，尤其是对广大城市坐落地——冲、洪积平原而言。第四纪堆积作用不仅受到气候、构造运动的强烈控制，由于沉积区和剥蚀区的多次交叠和变迁，致使平原区厚度极大的第四系松散沉积物的相变十分突出。即使在很小的区域内其岩性自下而上均有显著的差异，岩性特征的变化又极其剧烈。造成了在同一时期不同地点，由于古地理环境的不同、地貌部位的不同形成了不同相的第四纪沉积特征[14]。所以，难以用传统的做法即选择某一研究程度较高的钻孔来表征整个北京平原区的地层层序。那么对广大平原区的第四纪地层单位该如何研究呢？怎样规范使用岩石地层单位，并建立典型层型剖面？

表1 北京平原区第四系划分系统历史沿革

3 方法讨论

对于像北京这样的山前冲、洪积平原而言，第四纪沉积环境复杂，不仅具有山前洪积、冲积相堆积物，而且在扇中多条河流互相交叠，扇缘地带由于河流的坡度降低，散流和漫流严重，许多地区形成牛轭湖，构成湖相堆积。除此以外，许多地区存在一定规模的风成堆积物。这些来自不同物源区、不同搬运营力沉积作用下形成了不同成因的第四纪沉积。一方面基于某地（某个孔）所确立的岩石地层标准剖面难以体现或表征整个北京冲洪积平原的岩性特征，给横向对比带来很大困难；另一方面，我们不能再像以往那样新施工一个钻孔就建立一套岩石地层单位，以避免引起更大的混乱。所以，原则上不新建立岩石地层名称，但是可以考虑像全国地层区划那样再将北京平原细分为几个小区（图1）。对每一个子区内的岩石地层特征进行细致的刻画。

图1 中国第四纪地层区划略图

3.1 分区目的

为了不再引起更大的混乱，不再确立新的岩石地层组名。同时为了达到更清楚更全面的表征整个北京平原区不同地块和地貌单元第四纪地层特征的目的，也为了便于对比，考虑地层再分区的方法可能是一种更为妥当的方法。这样，不仅能客观的刻画整个平原区的第四纪沉积特征，也能为系统研究平原区古地理演化历史奠定基础。

3.2 分区原则

首先，必须明确本次的第四纪地层分区不同于以往的地层区划，具体表现在：

（1）目的不同

以往地层区划是为了更好的统一，规范全国地质调查工作；本次分区则是从城市地质调查的角度出发，为了精细刻画一个特大城市所在平原区的第四纪地层特征而划分的。

（2）尺度不同

以往区划尺度较大，以我国上世纪70年代地层区划工作为例，主要划分了华北、中南、西南等区域；本次尺度较小，局限在北京平原区内，面积约6400km2。

（3）侧重点不同

以往地层区划主要考虑震旦亚界和古生界的特点，即在一个地层区内，“系”完全可以对比，“统”可以基本对比或分区对比。这对于前新生界地层比较适用，对于像北京平原第四系这样的地层则存在较难应用。本次分区充分考虑了该区第四纪地层特点和已有的研究分析成果，主要侧重了地层的岩性特征。

3.3 考虑因素

全国第四纪地层区以地质构造和地貌2个因素作为划分的主要依据。对整个中国领土的尺度而言，北京平原区属于该地层区划的三级区[4]。要进一步对北京平原第四纪地层进行区域细分，就首先要确定细分的原则。根据北京多年来的研究结果，影响北京平原第四纪沉积环境主要因素有：

（1）前第四系地层基底起伏；

（2）第四纪活动断裂引起的新构造运动（地块的抬升、下降、掀斜）；

（3）物源区（沉积物颗粒大小、分选、磨圆、胶结程度等）及沉积成因（冲积、洪积、坡积、湖积、风成）的差别；

（4）剥蚀区与沉积区交替引起的沉积相变化及沉积厚度差异。

其中，最主要的因素是新构造运动和第四纪气候的演变。前者引起不同地块的抬升和下降，从而导致古地貌的分异和沉积速率的巨大差异，最终在地貌上表现为山地、丘陵、平原与盆地等；表现在地层特征上，则是不同沉积相不同沉积特征。后者则决定了降雨量的大小、温度的冷热交替，致使地表植被演化和风化强度的变化，表现在第四纪沉积作用上则是河流搬运能力的变化，河道的变迁，形成了多期冲洪积扇。以上2种营力共同作用，相互影响、互相交错，共同建造了复杂多变的地层特征。

4 若干问题的讨论与建议

第四纪地层和基岩有着巨大的差异，其剧烈的变化往往导致我们无法用较少的文字描述其全貌，细化其特征，但不是说第四系就无法研究。根据全国地层委员会2001编制的《全国地层委员会地层指南说明书》原则和第四纪地层的特点，是否考虑用“重”年代地层、“轻”岩石地层的方法来处理。

时代地层上将第四纪地层两分，即更新统（Qp）和全新统（Qh），更新统内部的代号改为、、，以分别表示早、中、晚更新统。具体的界限年龄为：/0.78Ma，/0.128Ma，/Qh0.01 0.011Ma，/0.0075Ma，/0.0025Ma。对于岩石地层单位，初步考虑以下处理意见：一是考虑废弃混淆概念的组名，如肖家河组、尹各庄组、刘斌屯组等，直接以下、中、上全新统称之；二是考虑不再沿用研究程度较低并不规范使用的名称，如：张喜庄组等；三是对于研究程度很高的并且具有典型层型剖面的组名规范使用，不能继续误用，如典型洞穴堆积的周口店组和黄土堆积马兰组。

与人类关系密切，变化剧烈的第四纪地层，其沉积特征复杂，其划分和对比已成为多学科综合交叉研究的范畴，还有很多问题和方法值得我们继续探讨。本文是笔者在进行新一轮城市地质调查项目——北京市多参数立体地质调查项目中的一些浅薄的认识，旨在抛砖引玉，与同行们学习交流。限于篇幅，该方法在北京平原区的应用实例，将另文发表。

[1]曹伯勋.地貌学及第四纪地质学[M]。北京：中国地质大学出版社，1995.

[2]刘嘉麒、袁宝印.中国第四纪地质与环境[M]。北京：海洋出版社，1997.

[3]北京市地震地质会战办公室第四专题组.北京平原区全新世构造活动调查研究[R] ，1982.

[4]全国地层委员会.中国地层指南及中国地层指南说明书[M]。北京：地质出版社，2001.

[5]吕金波，李 伟.北京地区新生界研究史[J].北京地质，（1）17，2000.

[6]北京市区域地层表编写组.华北区域地层表北京市分册[M].北京：地质出版社，1977.

[7]中国地层典编委会.中国地层典——第四系[M].北京：地质出版社，2000.

[8]北京市地质研究测试中心[R].1∶5万北京幅、通县幅区域地质调查报告，1989.

[9]北京市地质调查所许淑贞等[R].1∶5万怀柔县幅地质图、区域地质调查报告，1991.

[10]北京市地质矿产局.北京市区域地质志[M].北京：地质出版社，1991.

[11]鲍亦冈等. 北京地质百年研究[M].北京：地质出版社，2001.

[12]李鼎容等.北京平原区第四系划分及其下限问题.石油与天然气地质，1982，3（4）379 387.

[13]李鼎容等.北京平原区上新统—更新统的划分[J].地质科学，1979，(4)：342349.

[14]李龙吟，陈华慧.北京地区第四纪下限的综合标志[J],地球科学——中国地质大学学报，1992，17（6）631 637.

[15]李华章等.北京地区第四纪古地理研究[M]。北京：地质出版社，1995.

Research on Quaternary Stratigraphic Subzones in Beijing Plain

GUO Gaoxuan1, XIN Baodong1, YE Chao1, CAI Xiangmin2, MIN Longrui3
(1. Hydrogeology and Engineering Geology Team of Beijing, Beijing 100195;2. Beijing Institute of Geological Survey, Beijing 100050;3．Institute of Geology Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037)

In this paper, the studying history of quaternary in Beijing Plain was reviewed briefy. Several problems, which were still confused, were commented. In order to get high resolution of Quaternary stratigraphic features in Beijing Plain and describe them at small scale, the objective, principles and infuencing factors were discussed based on the National Stratigraphic Divisions. Finally, some standpoints for some controversial questions were given.

Beijing plain;Quaternary;stratigraphic division;stratigraphic subzone

P534.63

A

1007-1903(2009)03-0013-04

＊资助项目：中国地质调查局、北京市政府合作项目“北京市多参数立体地质调查项目”（200313000045）

郭高轩，男，硕士，主要从事水文地质和第四纪地质方面的工作。g-g-x@163.com.