深圳市第四纪地层综合剖面的建立

徐俊，肖兵，余成华，张桂香，蒋鹏，邓文龙，陈庞龙

(1.深圳市勘察研究院有限公司，广东深圳 510086;2.广东省地震局，广东广州 510070)

1 前言

深圳市重点项目“深圳市活断层探测与地震危险性评价”［1］子课题之一就是建立深圳市第四纪地层剖面。为此，首先对深圳地区深圳市第四纪地层研究历史进行了深入的总结和研究，在此基础上围绕深圳境内的五华－深圳大断裂南延段，根据地形地貌特点以及深圳断裂带的位置布置了4个第四纪地层控制性钻孔［2～4］，如图1所示。结合大量资料的综合研究，从岩石地层、生物地层、气候地层、年代地层等方面，详细剖析深圳地区的地层特征，分析建立了深圳市第四纪地层综合剖面。

图1 深圳市活断层探测控制性钻孔位置示意图

本项研究一共完成4个控制孔钻探，总进尺104.1 m。光释光样44个，热释光样12个，14C样10个，古地磁样140个，孢粉分析样10个，有孔虫样10个，硅藻样10个，波速4个孔测点79个，电阻率4个孔101个测点。

2 第四纪地层钻孔剖面分析

深圳市第四纪地层类型从成因上可分为两种主要类型［5～7］，一类是冲海积相的近海平原沉积，另一类是冲洪积相的山间盆地沉积。本次第四纪地层研究的主要目的是为五华——深圳大断裂活动性判断提供基础资料，因此，主要钻孔剖面位置尽可能靠近这条断裂带。为此一共实施了4个钻孔，其中两个选择近海平原区(渔民村DZ1孔和沙头角DZ3孔)，另两个选择在山间盆地(深圳水库主坝DZ2孔和安良村DZ4孔)，分别从岩石地层、生物地层、气候地层、年代地层综合研究深圳地区第四纪地层的时代和划分。

2.1 岩石地层

渔民村DZ1深圳市第四纪地层柱状图所示:根据岩性和粒度变化，DZ1孔1层～5层划为一个地层单元，6层～12层划分为另一地层单元，基本上形成两个完整的由粗到细的沉积韵律，上面一个沉积韵律为全新统，下面一个沉积韵律为上更新统。DZ3孔岩性和粒度变化与DZ1类似，基本上以1层～6层为一个沉积韵律，7层～9层为另一个沉积韵律，这里值得注意的是，下部沉积韵律层顶部出现花斑粘土层，它是整个珠江三角洲地区上更新统与全新统之间分界的标志层。在冲洪积土层发育地区，这种岩性和粒度变化的双韵律性不大明显，见深圳水库DZ2深圳市第四纪地层柱状图。

2.2 生物地层

一般第四纪地层埋藏的生物化石不多，标准种属更少，相对地说微体古生物含量较为丰富。硅藻鉴定结果如下:渔民村DZ1孔的B－1和B－2样硅藻较少，B－3～B－5样硅藻较多。沙头角DZ3孔的B－5和B－6样无硅藻，B－7样硅藻较少。深圳水库主坝DZ2孔的B－8和B－9样品硅藻较少。

图2 深圳市第四纪地层柱状图

优势硅藻种有5种。它们的总个体数最多的是条纹小环藻【Cyclotella striata(kütz)Grun.F－B－M】，计592个。其次是史密斯双壁藻【Diploneis smithii (Breb)cl.B－M】，计 303个。再次为卵形菱形藻【Nitzschia cocconeiformis Grun.M】计229个。还有颗粒菱形藻【N.granulata Grun.M－B】，计142个;柱状小环藻【Cyclotella stylorum Brightw.B－M】，计140个。由优势种的生态环境看，咸水种M的2种，半咸水种BM的2种，淡水种F－B－M的一种，表征海、河交互作用的沉积环境。

按硅藻分析结果，可将该剖面的沉积相分为四段。由上而下的层1代表海水作用环境，层2～层4代表海水作用减弱的环境，层5～层6代表海水作用很强的环境，层8代表以河流作用为主。但层8中的B类(半咸水种)的百分比(67.78%)大大超过M类(咸水种)的百分比(26.84%)，反映本剖面的下部底砾层的沉积条件是河流作用较强，但不是纯粹的冲积、洪积的环境，故推论其时代可能不是，而主要是以后，即冰后期海面开始回升时期。

孔虫的组成、类型、分布与沉积环境密切相关，通过对第四纪海陆交互相沉积物中有孔虫群体研究，可以为第四纪地层划分、海面升降、古气候变迁和新构造运动等主要的研究课题提供重要信息。深圳断裂活动性研究课题我们提供渔民村DZ1孔5个样品、沙头角DZ3孔3个样品和深圳水库主坝DZ2孔2个样品，一共10个有孔虫样品送交中山大学地球科学系第四纪古环境分析实验室鉴定，结果如下:

渔民村DZ1孔，埋深4.2 m～5.0 m的B－1和B－2样有孔虫。埋深8.1 m～10.3 m的B－3、B－4和B－5样有Amomonia becearii(Linne)var.毕克卷转虫等种属，但缺丰度数值和保存状态描述。

沙头角DZ3孔埋深9.3 m～12.4 m的B－6、B－7和B－8样有下列Ammonia annectens(Parker et Jones)同现卷转虫等种属，同样缺丰度数值和保存状态描述。

深圳水库主坝DZ2孔埋深4.3 m～5.0 m样品无孔虫，这与当地的古环境有关。

上述资料说明渔民村和沙头角两处存在海相环境，它们同属于毕克卷转虫与同现卷转虫组合形式，属于近岸水域环境，是一种广盐性丰咸水为主，与窄盐性海生种类混生的有孔虫组合，潮流起主导作用。

2.3 气候地层

第四纪地层中往往含有大量孢子花粉化石，通过对其研究可得出不同时期的气候变化，从而有助于地层的划分。为此，我们选送了10个样品给中山大学地球科学系第四纪古环境分析实验室鉴定，其中渔民村DZ1孔5个样品(编号B－1～B－5);沙头角DZ3孔3个样品(编号B－5～B－7);深圳水库主坝DZ2孔2个样品(编号B－8～B－9)。渔民村DZ1孔鉴定的优势种属有:栲属Castanopsis、山龙眼属Helicia、野桐属Mallotus、常绿栎属Quercus、松属Pinus、桑科Moraceae、芒箕Dicranopteris、枫香属Liquidambar、海金沙Lygodium、莎草科Cyperaceae、单缝孢子Monoletes、凤尾蕨Pteris、三缝孢子Triletes、园尾藻Conscinodiscus等。

下面重点讨论分析渔民村的鉴定结果，DZ1孔一共有44种属，其中木本种属有28种，草本4种，孢子9种，水生1种，藻类2种。图3给出了DZ1孔孢粉图式。通过对上述资料分析认为，B－1(4.2 m～4.4 m)和B－2(4.9 m～5.0 m)孢粉结果揭示了芒箕——单缝孢子——凤尾蕨——莎草科——禾本科——松属——桑科组合带，反映出当时南亚热带常绿次生林，岸边有少量红树林。植被受到人为扰动，气候与现代相当，推测年代为晚全新世。B－3(8.1 m～8.3 m)孢粉揭示了栲属——松属——蕨类——红树——海金沙——山龙眼属组合，反映出当时为南亚热带常绿阔叶林，海边红树植物发育，气候湿热，高海平面景观，推测年代为中全新世。B－4(9.3 m～9.4 m)和B－5 (10.2 m～10.3 m)孢粉结果揭示了栲属——枫香属——野桐属——蕨类组合带，反映出时为热带性季风常绿阔叶林，气候比现今更为湿热，推测年代为早中全新世。

图3 渔民村DZ1孔孢粉图式

2.4 年代地层

目前虽然各种常用的绝对年龄测量方法，如14C、热释光、光释光等，存在一定的问题，但只要同时采用多种测试方法互相比较，其测定结果还是有较大的可信度及参考价值。基于此，此次研究选用了上述3种方法同时进行，其结果相互验证补充。

14C测试结果表明，这批样品最老年龄是距今39 847±217年，深圳市第四系(不含残坡层)最老层位属于晚更新世沉积。

光释光测试结果表明渔民村最老年龄为距今35.6±1.5千年，沙头角为68.2±4.5千年，这与前人工作结果基本相同。龙云作［5］(1997)认为珠江三角洲第四纪地层最老年龄为距今6.5万年左右，香港基面下约33 m～48 m之间存在晚更新世中期约55千年～65千年B.P.的一次海侵层，因此沙头角DZ3孔出现6.82±0.45万年的数据亦有其可信度。它们都属于晚更新世地层，只不过珠江三角洲陆地最老年龄是中山石歧的45 120±910年，由于接近14C测年极限值，仅作参考年龄使用。香港元朗山下村曾用光释光方法［8，9］测试最老年龄为81 000±13 500年，因此在海相地层局部地段出现68.2±4.5千年也是可接受的。

热释光测试结果表明渔民村DZ1孔底部18.0 m～18.5 m处的灰白色含砾中砂热释光测试(深度17.9 m～18.0 m)为33 800±1 700年，光释光测试(深度18.0 m～18.2 m)为35.6±1.5千年，结果相当近似。渔民村DZ1孔第四系划分的热释光数据比光释光数据更切合岩性地层的划分。

综上所述，深圳地区第四系主要是距今65 000年来沉积而成，可划分出晚更新世和全新世地层。

3 第四纪地层沉积环境分析及地层综合划分

3.1 沉积环境分析

通过上述分析，从中可看出第四纪期间沉积环境复杂多样，除近海地段有三角洲相外，还有滨海相沉积。在内陆除冲积相外，还有洪积相和冲洪积混合相以及坡积相和残积相。在同是滨海环境下，深圳湾地区具有较典型的三角洲相沉积，而在大鹏湾地区三角洲相不明显，而滨海相特征显得较为强烈。

深圳湾沿海地区与珠江三角洲地区一样，自晚更新世晚期以来发生过两次明显的海侵事件。第一次海侵大致发生在距今2.5万年～2.7万年左右，第二次海侵发生在距今0.7万年～0.2万年，海侵规模后面一次比前面一次大，海侵时间也是后面比前面长。

深圳地区孢粉分析揭示了晚更新世晚期以来气候变迁的大致轮廓。晚更新世晚期至早全新世气候相对较凉;中全新世是由暖转温的时期;晚全新世由温转热。气候的变化又一定程度影响到第四纪沉积特征。

3.2 地层综合剖面

综合以上各方面资料的分析，我们获得深圳地区第四纪地层的综合剖面如表1所示。

考虑到地层命名原则及其合理性，我们沿海地区第四纪地层命名采纳了前人龙云作的划分方案，将第四系划分为两个大的地层单位，代表两个地层时期的冲海积沉积环境，分别称为上更新统中山组和全新统顺德组。这种划分方案便于野外使用，又符合我国地层划分准则。考虑到陆相地层横向变化大的特点，增加了内陆地区的第四纪冲洪积层的命名方案，上更新统采用广州地理研究所的“坪山组”一名，全新统我们命名为“横岗组”。

深圳地区第四纪地层综合剖面表1

4 结论

(1)深圳地区第四系比较发育，可划分出两种主要类型，即南部近海沿岸平原区类型和北部内陆山间盆地区类型，它们的岩性岩相和生物组合有着显著的区别。前者划分为上更新统中山组和全新统顺德组，代表了冲海积土层特征;后者划分为上更新统坪山组和全新统横岗组，代表了山间盆地冲洪积土层特征。这样较为全面概括深圳地区第四纪地层的特征。

(2)深圳地区第四系地层划分首次使用光释光测年方法，並辅之热释光和14C方法。结果显示不同的方法出现一定的差异性。例如最老年龄，光释光为6.82 ±0.45万年(沙头角，14.7 m);14C为3.984 7±0.021 7万年(沙头角，11.5 m);热释光为3.38±0.17万年(渔民村，18.0 m)。其原因较复杂，但这套地层没有出现＞10万年的中更新世的数据。深圳地区第四系最老年代可能为距今6.82±0.45万年左右。通过区域对比，我们认为这次14C和热释光提供的数据较为可信。

(3)深圳地区花斑粘土层与珠江三角洲地区一样，呈断续性分布，连贯性比较差，在4个钻孔中仅在沙头角孔有所发育。花斑粘土层不仅野外易于识别，而且是区分全新统和上更新统的重要标志层，其形成时代在距今22 000年～12 000年期间。

(4)本次工作从岩石地层、生物地层、气候地层、年代地层等几方面进行剖析，获得了较为一致的结论，对于深圳地区第四系地层划分和时代问题的认识已比较明确，但深圳地区是否存在中更新世地层仍需进一步工作。

致谢:论文在编写过程中，得到了广东省地震局郭钦华、潘建雄、马浩明等同志的全力支持，借鉴并援引了《深圳市活断层探测与地震危险性评价》项目相关资料，在此一并表示诚挚的谢意!

［1］ JSGC－04.中国地震活动断层探测技术系统技术规程［S］.

［2］ 广东省地质矿产局区域地质调查大队.中华人民共和国深圳地质图(1∶50000)说明书［M］.北京:地质出版社，1989

［3］ 广州地理研究所.深圳地貌［M］.广州:广东省科技出版社，1983

［4］ 地质矿产部《深圳市区域稳定性评价》编写组著.深圳市区域稳定性评价.地质出版社，1991

［5］ 龙云作，霍春兰，马道修等.珠江三角洲沉积地质学［M］.北京:地质出版社，1997

［6］ 夏真，林进清，郑志昌.深圳大鹏湾海洋地质环境综合评价［M］.北京:地质出版社，2004

［7］ 广州地理所.珠江三角洲形成、发育、演变［M］.广州:科学普及出版社广州分社，1982

［8］ 赵子能等主编.黄镇国等译.《A Geography of Hong Kong》(香港地理)［M］.原由Qxford Uniyersity Press，1983.(牛津大学出版社)，译著由广州:广东科技出版社出版，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