（构造地质学专业论文）杭州市第四系沉积结构与空间展布规律研究.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 第四纪是与人类的产生和发展密切相关的地质时期，杭州是长江三角洲地 区的重要城市。对杭州市第四系沉积结构和空间展布规律的研究，有利于认识 杭州第四系沉积的控制因素，认清杭州市覆盖层的性质和结构，为城市规划、 建设提供科学依据。 本文在前人研究基础上，优选了杭州市1 0 0 0 余个钻孔资料，运用沉积学、 层序地层学、古生物学、地貌学等传统地质方法，利用甜c 西s 等专业软件，对 杭州市第四系沉积进行分析研究，编制了研究区第四纪地层综合划分表，绘制 了研究区基岩埋深图、山麓沟谷区第四系分布图、平原区d 、荡、珙、q ；、 翊等厚图，绘制了两条第四纪地质剖面图。通过研究取得了以下成果： l 、根据岩性、岩相、成因类型和地貌特点，将本区第四系划分为山麓沟 谷区沉积和平原区沉积：山麓沟谷区第四系主要分布于西部丘陵地区，厚度较 薄且变幅大，一般厚3 2 0 m ：平原区第四系广布分区，由南西向北东逐渐增 厚，一般厚3 0 6 0 m 。 2 、平原区第四系自下而上大体由五个完整或不完整的沉积旋回构成：底 部上更新统全塘组，由河流相( 局部夹海相) 一河湖相的沉积旋回构成；中部 上更新统嘉善组，由河流相一浅海相一河湖相两个沉积旋回构成；上部全新统 滨海组，其下中两段由滨海海湾相一河湖相的两个沉积旋回构成，上段由西湖、 蒋村一古荡、湘湖等低洼处沉积的湖沼相和其他地区沉积的滨海河口相构成。 3 、第四纪以来，研究区内褶皱、断裂活动微弱，构造运动对第四系沉积的 影响不大，古地形、古水系的发育、变迁和海侵是杭州市第四系沉积的主要控 制因素：古地形构成了第四系沉积的基底，水系与海侵在其后的不同阶段或分 别或联合的主导了区内的第四系沉积。 4 、水系的发育、变迁和海侵的共同原因是气候变化，正是由于笫四纪以来 “冷暖交替”的气候特点形成了杭州市第四系“软硬互层 的特殊沉积结构。 关键词：杭州第四系沉积结构古地形水系海侵 。杭州市地震局，日标区钻孔资料收集与数据库建。证，2 0 0 6 一i i 浙江大学硕士学位论文 a b s t r a c t q u a t e m a r yi sav e r yi m p o r t a n tp e r i o df o rm eo r i g i na j l de v o l u t i o no fh u m a n b e i n g s ，t h es t u d ya r e ao fh a n g 之h o ui sv e 叫i m p o r t a n t i nt h ey _ 锄g t z e 砌v e rd e l t aa r e a s t u d y i n go nt h eq u a t e m a r yd e p o s i t i o n a l t e x t l j r ea n di t ss p a t i a l l y d i s t r i b u t i n g r e g u l 撕够i nh a n g z l l o ui sv e r yu s e 如l t or e c o g i l i z et h ep r i m a 巧f a c t o rc o n 仃o l l e dt h e q u a t e m a 巧 s e d i m e n t a t i o n锄dm e p r o p e r t i e s a n ds t m c t u r eo fq u a t e m a r y s e d i m e n t a r y ，w h i c hc a no 日研锄i m p o i r t a n ts c i e n t i f i c b a s i si nc i 够p l a n n i n ga n d c o n s t i u c t i o n o nt h eb a s i so fp r e v i o u sr e s e a r c h e s ，t l l i sp a p e rc h o s e10 0 0w e l l s 。d a t ao p t i m a l l y i n h a l l g z l l o u a r e at o a n a l y z e t l l e q u a t e m a 叮 s e d i m e n t a t i o ni n加c g i su s i n g c o n v e n t i o n a l g e o l o g i c a lm e t h o d s o f s e d i m e n t o l o g y ，s e q u e n c es t r a t i g r 印h y ， p a l e o n t o l o g ) ra u l dg e o m o 叩h o l o g ) r a n df i n a l l yt l i sp a p e rc o m p i l e dt h eq u a t e m a 巧 s t r a t at a b l eo ft h es t u d ya r e as y n t h e t i c a l l y ，p l o t t e dt h ed e p t ho ft h eb a s er o c k ， d i s t r i b u t i o no fq u a t e m a 巧s e d i m e n ta tt h ep i e d m o n ta n dg u l l ya n di s o p a c hm a po f t h e 纠、g 、残、g 、宏o f t h ep l a i na r e a ，a 1 1 da l s op l o t t e dt w oq u a t e m a d ，g e o l o g i c s e c t i o n s s o m ei n n o v a t i v er e s u l t sa r el i s t e db e l o w ： 1 、a c c o r d i n gt 0t h el i t h o l o g i ce h 雒a c t e r s ，l i m o f a c i e s ，g e n e t i cc l a s s 弧c a t i o na n d t h eg e o m o 印h y ，t h eq u a t e m a r ys y s t e mi sd i v i d e di n t op i e d m o n t - g u l l y sa n dp l a i n s t h ep i e d m o n t - g u l l y sq u a t e m a r ys e d i m e n t ，w 1 1 i c hi sa b o u t3 2 0m e t e r si n “c k ，i s i nt l l ew e s t e mh i l l so ft h es t u d ya r e a t h ep l a i n sq u a t e m a d ，s e d i m e n ti sw i d e l y d i s t r i b m e di nt h es t u d ya r e a ，w h i c hi sa b o u t3 0 6 0 m e t e r st h i c ka n db e c o m et 1 1 i c k e r 行o ms o u t h w e s tt on o r t h e a s t 2 、t h eq u a t e m a r ys e d i m e n t so fp l a i nc a l lb ed i v i d e di n t of i v es e d i m e n 协r y c y c l e s 1 1 1 el a t ep l e i s t o c e n es e r i e sq u a n t a ng r o u p ，a tt h eb o n o mo f t h eq u a t e m 乏吖 s y s t e m ，i sc o n s t i m t e db yan u v i a lf a c i e s i r i v e ra n dl a k ef a c i e ss e d i m e n t a i 了c y c l e t h el a t ep l e i s t o c e n es e r i e sj i a s h a ng r o u p ，a tt h em i d d l eo ft h eq u a t e m a r ys e d i m e n t ， i sc o n s t i t u t e db yt w of l u v i a lf a c i e s n e r i t i cf a c i e s r i v e ra n dl a l ( ef a c i e ss e d i m e n t a r y h a n g z h o ue a n h q u a k eb u f e 跚，t h ew e l l sc o l l e c t o no ft h ea i ma r e aa n d t h cf o u n d 砒i o no ft h ed a t a b a s e ，2 0 0 6 一i i i 浙江大学硕- 上学位论文 c y c l e s n eh o l o c e n es e r i e sb i i l h a ig r o u p ，a tt h eu p p e r o ft h eq u a t e m a 叫s e d i m e n t ， i sd i v i d e di n t ot h r e ep a n s ，也eu n d e rl a y e ra n dm i d d l el a y e ra r ec o n s t i t u t e db yt w o l i t t o m lf a c i e s 订v e ra 1 1 d1 a k ef a c i e ss e d i m e m a r yc y c l e s ，m eu p p e rl a y e ri sc o n s t i t u t e d b yp a l u d a lf a c i e s ，w h i c hw a sd e p o s i t e da t 也el o w e r - l y i n gi a n dl i k ew e s tl a k e ， j i a l l g c 吼- g ud a n g ，x i a n 曲ul a k e ，a n dc o a s t a l - e s t u 町f i a c i e si no t h e r a r e a 3 、f o l d i n ga i l df a u l ta c t i v i t i e sw e r ew e a ki nq u a t e m a r ya i l dt h et e c t o n i ca c t i v 时 h a d1 i t t l ei n n u e n c eo nt 1 1 eq u a t e m a 巧s e d i m e n t a t i o n t h e 锄c i e n t1 a n d f o r m s ，t h e e v o l v e m e n to ft h er i v e rs y s t e ma n dt r a n s g r e s s i o nw e r et h em a i ne l e m e n t sw h i c h c o n t r o l l e d t h eq u a t e m a 巧s e d i m e n t a t i o ni n h a n g z t l o u t h e a 1 1 c i e n tl a n d f o m s f o 饷e dt h eb a s i so ft h eq u a t e m a r ys e d i m e n t a t i o n t h ee v o l v e m e n to ft 1 1 er i v e r s y s t e m a n d t r a n s g r e s s i o ni n d i v i d u a l l y o r j o i n t l y c o n 仃o l l e d t h e q u a t e m a 叮 s e d i m e n t a t i o no ft 1 1 i sa r e a 4 、t h ea l t e m a t i o no ft h ec l i m a t e 、v a st h em a i nr e a s o nf 0 rt h ee v o l v e m e n to ft h e r i v e rs y s t e m sa 1 1 dt r a n s g r e s s i o n ，a n di t sa l s ot h er e a s o nw h yt h eq u a t e m a 巧s y s t e m o fh a n g z h o uh a st 1 1 es p e c i a ls e d i m e n t a 巧s t r u c t u r e 、v h i c hi sc a l l e ds o ri n t e r b e dw i t h h a r d1 a y e r s k e y w o r d s ：h a n g z h o uq u a t e r n a r ys y s t e m s e d i m e n t a r ys t r u c t u r e a n c i e n t l a n d f o r mr i v e rs y s t e m t r a n s g r e s s i o n 一1 v 一 浙江大学硕土学位论文 浙江大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：- j 窜锺姝日期：旦墨二也 浙江大学学位论文使用授权声明 浙江大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学 位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文 的公布( 包括刊登) 授权浙江大学研究生部办理。 研究生签名：黼导师签名：2 2 鲶期：j 显二也 浙江大学硕士学位论文 1 1 前言 第1 章绪论 第四纪是以气候变化、人类出现和现生生物物种占优势为特征的最新地质 时期( 安芷生等，2 0 0 5 ) 。虽然对是否及如何保留第四纪( q u a t e m a r y ) ，国内外 地质学者进行了广泛的讨论( j o g g 等，2 0 0 4 ；b r a dp i l l a n s 等，2 0 0 4 ；g i b b a r d p l 等，2 0 0 5 ；a u b d rm p 等，2 0 0 5 ；s a l v a d o ra 等，2 0 0 6 ；s t e p h e nl w a l s h ， 2 0 0 8 ：刘东生，2 0 0 4 ；王伟铭等，2 0 0 4 ；孙建中等，2 0 0 5 ；安芷生等，2 0 0 5 ： 刘嘉麒，2 0 0 5 ；) ，目前尚无定论，但第四纪无疑是与人类的产生和发展密切相 关的特殊的地质历史时期( 周鸿等，2 0 0 0 ；徐文忻等，2 0 0 0 ；李秉成等，2 0 0 1 ； 黄青青，2 0 0 1 ；杨晓燕等，2 0 0 5 ) 。 杭州市是浙江省的省会城市，是长江三角洲的重要城市，是全国著名的旅 游城市，对杭州市第四系沉积结构和空间展布规律的研究，有利于科学认识杭 州乃至长三角地区第四纪地质演化和古地理环境的变化，有利于进一步认识杭 少f l 第四系沉积的控制因素，有利于认清杭州市覆盖层的性质和结构，为城市的 规划和建设提供科学依据。 1 2 研究区概况 1 2 1 区域地质概况 浙江地区大地构造格局以江山一绍兴断裂带为界，分为两大一级构造单元： 断裂带东南的华夏板块和断裂带西北的扬子板块。许多学者曾对研究区所在的 浙江地区不同地质历史时期的构造演化进行过研究( 胡雄健等，1 9 9 1 ；徐备等， 1 9 9 2 ；包超明，1 9 9 4 ；孔祥生等，1 9 9 4 ；包超民，1 9 9 5 ；顾知微，2 0 0 5 ) 。浙西 北在中元古代蓟县纪和晚元古代青白口纪时发生大规模褶皱，形成北东向的宽 缓型基地褶皱；浙东南在早古生代奥陶纪、泥盆纪发生大规模褶皱，属华南造 山带的一个组成部分，为宽缓型与紧密型兼有的北东向褶皱和断裂。整个区域 地层和岩石的分布也多受控于前述大地构造分区和区域构造走向。区域岩石以 沉积岩和火成岩分布为主，下古生界及前古生界则为区域变质岩系( 图1 1 ) 。 浙江大学碰士学位论文 曩燃_ 瓣 ，客、 、 母慕。 溺溪 糕 y 、 碧g ， 自 篷糯避二 羹鍪黔 i 霉 釜蕤i 断层 l 研究区 下更新统 中更新统 上更新统 全新统 第三系 _ 前新生界变质岩 前新生界沉积岩 前新生界岩浆岩 0 i 三兰兰：1 ：o ! ，=匝o 圈ll 浙江省大地构造圈。( 据叶建青辱2 0 ) 受马金一乌镇、萧山球川等重要的北东向断裂的控制区内二级构造单 元大致上呈北东方向展布。浙江省杭州湾地区被划分为6 个二级构造单元，自 北向南分为间互排列的三个拗陷和三个隆起。( 图l2 ) 。此次研究区的主体位于 杭州一平湖拗碴的西南端。 o 杭州市地震局工作区地质与地肆物理费车事收集与工作区12 5 万地震村造田稿制h2 0 0 7 o 浙匹大学牡邦公司关于在杭州嘉* 口陷进行漾井灌注选址的进步研究，舢 2 n 瓜 浙旺大学硕士学位论文 团i 装葵圃 陆，_ 一船) lj 崎粥 j l ：恐甜 三缓构造 单元边界囫主蛋断裂 鼎孵降起 l ：帆h 卜1 j 州釉 一_ i i m 3 靴m n ，_ i i l m ”盐降越v 撕如 盘【l l 拗m 、 l 。1 盥巷瀵肾也 圈1 2 浙扛耆抗卅桃区中新生代扮造捌分 1 2 0 研究区范围和基本构造 研究区位于华夏板块与扬子扳块结合处，主体位于扬子板块的东北端，以未 来的杭州市政府所在地滨江4 号地块为中心位置，以边长各为4 2 抽，四条边 的走向分别为n e 4 5 。和n w 4 5 啪四边形所围限。研究区的四个顶点分别为：南 顶点临浦( 3 0 0 4 ，1 2 06 1 1 1 ) ；东顶点义蓬( 3 0 。1 53 ，1 2 0 。3 0 ) ：北顶点塘栖 浙江大学硕学位论文 ( 3 0 。”l 。1 2 0 。1 3 l ) ；西顶点余杭( 3 0 。1 5 y ，1 1 9 。5 26 ) ，研究区面积约为 1 7 6 4 勋产( 图13 ) 。 研究区北部及西、南部低山丘陵区基岩大面积出露，区内地层计有震旦 系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系。 其中古生界层序最全，主要出鼯于研究区西部：中生界上侏罗统火山岩地层较 为发育，大面积出露于研究区南部；自垩系、中侏罗统及震旦系仅零星出露( 图 13 ) 。 【f f * i f f f 荽 i 簪j 鼍。i 茎 计_ 1 啊1 3 研究区基岩出露厦断裂分布硼( 据陈汉# 铟p ，舯0 6 ) 0 浙大学- 目标e 震地质调查自l ：5 万活动断层分布围犏制 艄 4 n 烈 浙江大学硕士学位论文 研究区北接杭嘉湖平原，南邻浙江中部低山丘陵地区，西连浙西山区，东 毗宁绍平原。区内主要断裂有：北东向的马金一鸟镇断裂( 倾角7 0 。，倾向南 东) ，萧山一球川断裂( 倾角6 5 。，倾向北西) ，北西向的孝丰一三门湾断裂( 倾 角4 0 。，倾向北东) 和近东西向的昌化一普陀断裂( 倾角7 0 。8 0 。，以北倾 为主) ；另外还有祥符桥一望江、前村一瓜沥两条北西向次级断裂( 图1 3 ) 。 区内褶皱构造主要有位于余杭区闲林一中泰乡西南的中泰复背斜，西湖风 景区附近的西湖复向斜，位于转塘镇西侧的石龙山复向斜，位于浦沿湘湖一带 的湘湖复向斜及位于杭州主城区北部的皋定山向斜( 半山) 。第四纪区内水系 主要有贯穿中部的古钱塘江、东南部的古浦阳江和西北部的古苕溪。 1 2 3 研究区地质构造简史 依据沉积建造、岩浆活动和构造变形等方面的综合分析研究，本区地质演 化史可分为中元古代一青白口纪古岛弧碰撞拼贴造山阶段、南华纪一早古生代 陆内裂陷造盆阶段、晚古生代被动大陆边缘一逆冲造山阶段和中新生代大陆 边缘块断造山阶段。 晚元古代( 距今约1 1 5 9 3 亿年) ，华夏板块俯冲于扬子板块之下( 洪大 卫等，2 0 0 2 ) ，使双溪坞群发生宽缓的北东向背斜褶皱( 筑国强等，1 9 9 6 ) 。青 白口纪上墅期末，区内处于挤压褶皱造山，河上镇群形成叠加褶皱，并使下部 双溪坞背斜进一步挤压，形成区内的基底褶皱。南华纪开始时，区内进入拉张 沉降阶段直到寒武纪末。奥陶纪，地壳活动加剧，出现南东高、北西低的台地 一盆地古地貌格局。泥盆纪一中三叠纪为被动大陆边缘一逆冲造山阶段，发育 了强烈的北东向断裂、褶皱和火山构造( 肖文交等，1 9 9 7 ；何海清等，1 9 9 7 ； 肖文交等，2 0 0 0 ) ，控制着本地的沉积作用和岩浆活动，奠定了本区的构造格局。 侏罗纪时，本区进入大陆边缘块断造山阶段，主要以逆冲推覆运动为主( 肖交 文等，1 9 9 8 ) ，表现为较强烈的挤压特点。早白垩纪以来，区内开始转入拉张期 ( 丘元禧等，1 9 9 4 ；j i a n y er e n 等，2 0 0 2 ) ，形成了深大断裂及受其控制的断陷 盆地( 丘元禧，2 0 0 1 ) ，此时岩浆活动也达到全盛时期。新生代以来，区内无强 烈的褶皱、断裂活动，表现为拉张环境下循已成裂面而进行的块断式区域升降。 浙江省地质调查院，杭州城市地质调盎基岩j j 第p q 纪地质调金成果撤告，2 0 0 7 浙江省地质调盘院，杭州城市地质调金基岩j 第p q 纪地质调查成果撤告，2 0 0 7 5 浙江大学硕士学位论文 第2 章研究现状 2 1 新构造运动与前第四纪地貌 2 1 1 新构造运动 研究区所在的浙北地区新构造运动和以前构造运动相比，性质有重大转折， 它在浙江山区的表现，仅限于循早成裂面的差异升降，而无强烈的褶皱、断裂 活动( 徐柔远，1 9 9 5 ) 。在古近纪、新近纪，浙北地区在长期稳定的夷平期内， 发生过三次大范围的抬升，从而形成3 级落差数百米的夷平面。最高一级夷平 面形成于晚白垩世一早始新世，在中始新世时准平原解体，最高一级夷平面抬 升，到早渐新世时趋于稳定；次高级夷平面形成于渐新世一中新世初，中新世 中期，次高级夷平面再次抬升；在上新世晚期到更新世早期形成第三级夷平面 ( 李志宏等，2 0 0 4 ) 。 2 1 2 断层与水系发育 第四纪时研究区内的三大主要水系为横贯区域中部的古钱塘江( 富春江) 、 东南部的古浦阳江及西北部的古苕溪。这些水系的发育不仅受外力作用的影响， 也受到内力作用的控制，其流向、流路常与地质构造密切相关。 浙北地区主干水系和部分上游支流玫瑰花图与主要断裂走向玫瑰花图存在 很强的一致性( 图2 1 ) 。水系玫瑰花图的北东向优势非常明显，其次是北西向 ( 李志宏等，2 0 0 4 ) 。钱塘江( 富春江) 、浦阳江和苕溪形成、发育主要受到北 东向的马金一乌镇、萧山一球j i l 和江山一绍兴断裂控制。 6 浙扛大学顶学位论文 圈2 1 主要断裂走向和主干承熏玫瑰花田( 亭表蛊等，2 4 ) 注左为断裂走向，右为水系走向 水系的形成大体可分为三个时期：白垩纪到中始新世为胚胎期中始新世 至渐新世末或中新世初为幼年期，中新世到上新世为壮年期( 徐柔远，1 9 9 5 ； 李志宏等2 0 0 4 ) 。胚胎期时的沉积环境显示河流尚处于封闭或半封闭的状态 没有入海口，为河流发展的雏形河润阶段。幼年期时，河流运新发育并形成 出海口，河流的侧向侵蚀在一定程度上形成了次高级夷平面。壮年期河流完全 发育成熟并侧向侵蚀形成宽谷阶地。由于研究区古近纪、新近纪时区内地势较 高，河流形成下切河谷，因而倒向摆动不太。 2 1 3 前第四纪地貌 浙北地区在晚白垩世早始新世发生了长期的夷平作用，形成了大致平坦 的夷平面( 严钦尚，1 9 5 7 ：徐柔远，1 9 9 5 ；李志宏等，2 0 0 4 ) 。在始新世中期到 渐新世初期构造抬升，夷平面解体，浙北地区形成由7 条北东向断裂控制的地 皇一半地皇的构造地貌格局( 圈2 2 ) 。在中新世一上新世区域第二次抬升，这 个格局得到了进步加强。 浙江大学硕上学位论文 四叨山山地 天台山山地 曹气_ l奉鼍象f 港 唼磊 细 以 “。 洼l( 1 ) 苏州一安齿断裂( 2 ) 马金一鸟馈断裂l 孝丰一三n 湾断袭l2 ) 长舻拳化断袭；( 3 ) 莽搠茏锡断裂；( 4 ) 罗店一新场断裂 图2 3 北西向半地堑式构造地貌格局( 据丘元禧等，2 0 0 3 ) 研究区前第四纪地貌概述：上新世末一早更新世初，研究区总体处于剥蚀 夷平状态，主体为被马金一乌镇断裂和萧山一球川断裂所夹的昱岭山地，西北 为被马金一乌镇断裂及发育其上的南苕溪所分隔的天目山山地，东南为被萧山 一球川断裂分隔的龙门山山地。而北西向的孝丰一三门湾断裂则把各级山地划 分为两部分，西南部稳定抬升，东北部逐渐下沉( 陆景岗，1 9 9 5 ) 。形成南西向 北东倾斜的大致平坦的基岩面，以此构成研究区前第四纪古地形。 浙江大学硕士学位论文 2 2 第四系沉积的控制因素 研究区第四纪构造运动继承了古近纪、新近纪的特点：西南部继续抬升， 东北部继续下沉，褶皱、断裂活动微弱。以孝丰一三门湾断裂为界，西南的抬 升区与东北的杭嘉湖沉陷区进一步分离形成两个完全不同的构造地貌单元。晚 新生代以来，浙江在沿海平原区主要表现为缓慢沉降运动，沉降速率以1 咖a 2 锄忍居多( 胡惠明等，1 9 9 2 ) ，而在此期间海平面升降速率远大于构造沉积 速率，它对研究区的第四纪沉积物厚度、接触关系及沉积相变化的控制作用明 显强于新构造运动。 2 2 1 海侵与第四系沉积 第三纪末至第四纪初，气候寒冷，海平面低，研究区处于分化剥蚀阶段， 形成由南西向北东倾斜的波状起伏的古准平原。中更新世早期，气候由冷转为 温热潮湿，山前广泛发育坡洪积、冲洪积含碎砾粉质粘土、砂砾混粘性土等。 中更新世晚期，气候再次转为寒冷干燥，堆积了河湖相杂色含砾粘性土层，孢 粉组合为松一云杉一十字花科，大致反映为森林草原植被景观。 晚更新世初，气候转暖，海面迅速上升，河流沉积物溯源堆积，在古河谷 发生区内第一次海侵( 王店海侵) 。晚更新世早期末，河流坡降减缓，收缩演变 为河湖、湖沼环境，孢粉组合显示气候为温凉干燥的寒冷期。晚更新世晚期， 气候转暖，海面抬升，区内发生第二次海侵( 杭州海侵) 。孢粉分析为温热略湿 的气候特征和滨海湖沼湿地的植物景观。但本次海侵程度较弱。晚更新世末， 气候转冷，海面大幅度下降。到末次冰期最盛阶段，距今1 5 0 0 0 年左右( 林春 明，1 9 9 7 ) ，海面下降到位于现今陆架水深1 5 0 1 6 0 m ，距今海岸约5 5 0 撕处( 朱 永其等，1 9 7 9 i 谢传礼等，1 9 9 6 ；沈浩杰等，1 9 9 9 ；z h e n x i al i u 等，2 0 0 0 ； k a t s u t ou e h a r a 等，2 0 0 3 ) 。平原区遭受强烈侵蚀，形成高低起伏、支离破碎 的“侵蚀台地”。 全新世气候由寒冷干燥转变为温暖湿润，海平面在距今1 5 0 0 0 6 0 0 0 年间 迅速上升，海水沿钱塘江、浦阳江及苕溪河谷入侵，尔后浸漫整个平原。区内 发生第三次海侵( 富阳海侵) 。距今8 0 0 0 年左右，曾有一次气候由暖到凉的波 。浙i i ：省地质调查院杭州城市地质调查基岩与第网纪地质调查成粜报告，2 0 0 7 9 浙江大学硕上学位论文 动，海岸也随之后退，发育了三角洲平原相沉积层，该层将富阳海侵分为两个 沉积旋回，形成两个海侵亚层。第一阶段海侵已波及大部分平原地区，沉积厚 度2 7 3 3 9 m 。第二阶段海侵终止于距今6 0 0 0 年左右，海岸线溯钱塘江可达 富阳以西：沿苕溪可达余杭良渚一塘栖一亭趾一线以北。全新世中、晚期，气 候由暖热逐渐转凉，海面略有下降，海岸线东移至区外，平原区发育河湖相沉 积。晚全新世( 距今约2 5 0 0 年) ，海平面略有回升，钱塘江口砂坝堆积，在一 些相对低洼地段，由于排泄不畅成为湖泊、沼泽。西湖、湘湖、西溪湿地等在 此时奠定了基础。 2 2 2 水系的发育、变迁 研究区内第四纪主要水系有古钱塘江、古苕溪、古浦阳江。 钱塘江横贯研究区的中部。在低山丘陵区，钱塘江侧向侵蚀不大，被严格 的限制在河谷内。在平原区，由于比降骤减，河谷宽阔，河道在相当大的范围 内做侧向摆动，第四纪以来河口段改道相当频繁。 早更新世早期，钱塘江经嘉兴、嘉善北流入油东港凹陷的天天，继而循角 直凹陷流入古长江；中期折向东北，由嘉兴一金山及上海川沙入古长江：晚期 由斜桥经嘉兴东、枫经、闵行入古长江之分流河道；末期气候转冷，古钱塘江 收缩，成带状展布与斜桥一王店一线。中更新世距今7 8 万年以来，古河道分为 两支：北支经马牧港、斜桥、嘉善后在奉贤入古长江，南支从马桥一海盐屿城 平湖，于金山入杭州湾( 图2 4 ) 。 浙江省地质调查院杭州城市地质调查皋岩与第四纪地质调查成粜报告。2 0 0 7 1 0 浙江大学硕士学位论文 图2 4 第四纪钱塘江河口变迁示意图( 据徐柔远，1 9 9 5 ) 晚更新世早期海平面上升，海岸线推进到湖州、塘溪、临平、七堡一线， 钱塘江明显收缩。晚更新世末次冰胜期( 距今1 8 o 1 5 0 0 0 年) ，海平面大幅 度下降，钱塘江形成深4 0 1 1 0 m ，宽6 5 8 0 砌的“深切河谷( 张桂甲等， 1 9 9 6 ：林春明，1 9 9 9 ；c h u n m i n gl i n 等，2 0 0 5 ) 。冰后期早期( 距今1 1 0 0 0 7 5 0 0 年) ，海平面迅速上升，海水首先沿河谷内侵，形成溺谷，下切河谷从侵 蚀转为堆积，接受海侵河床相和河漫滩相沉积，下切河谷被充填，形成向陆变 薄的楔行体( 张桂甲等，1 9 9 5 ) ，厚度可达4 0 6 0 m ，河间地暴露为陆地正发育 浙江大学硕士学位论文 古土壤。冰后期中期( 距今7 5 0 0 4 0 0 0 年) 。海侵鼎盛时期，海水溢出下切河 谷，侵没河间地进而直达山麓，形成1 0 2 0 m 厚的海相沉积物，河间地为滨海 相沉积，下切河谷为海湾环境。海相沉积层厚度既受到下部古地形的影响也受 到上部冲刷的影响。冰后期晚期( 4 0 0 0 年以来) 。由于海平面相对稳定，沉积 速率超过海平面上升速率，海岸线向外推进，出现涌潮，发育河口沙坝，太湖 河口湾被充填、缩窄，继而与海完全隔绝，转变为湖沼环境。钱塘江海湾两侧 也不断沉积逐渐形成河口湾环境，从厚度看河流主线由现在的钱塘江南岸移到 北岸，最终演变形成现今之地貌。冰后期最大的地质事件是钱塘江河口湾逐渐 形成，涌潮出现，从而形成厚层的河口湾相沉积，其物源应来自长江。由于潮 流侵蚀海相沉积层，产生高达1 0 m 的侵蚀面。 古苕溪位于研究区西北部，河道自中泰西侧，流经区内仓前北侧、祥符、 康桥、塘栖、运河等地，沉积厚度由3 0 6 0 m ，从西往东逐渐增厚。晚第四纪 受长江、钱塘江砂积的影响，东侧积砂，导致东苕溪流势趋缓，被太湖水系溯 源袭夺( 图2 5 ) 。 团囫 图2 5 余杭镇附近第四系等厚度及古河道图( 据王维福，1 9 9 0 ) 浦阳江位于研究区南段，是钱塘江支流之一。古浦阳汀流经浦阳、临浦、 浙江大学硕士学位论文 所前、新塘街道办，至新街东侧汇入古钱塘江。全新世海侵时，海水分两支深 入浦阳江谷地：一直由古河道直接入侵，一直由闻堰、义桥入侵。海退后，留 下临浦、湘湖、渔浦等天然湖泊，由河口湾发育为沼泽。后来渔浦湾逐渐收缩， 临浦、渔浦逐渐淤积、湮灭，因此浦阳江沿目前水道入海。 2 3 第四系划分 今年来，许多学者对我国第四系划分开展过研究，对第四纪下界、统的划 分等进行了深入探讨( 刘嘉麒等，1 9 9 7 ；闵隆瑞等，2 0 0 0 ；刘嘉麒等，2 0 0 0 ； 刘东生等，2 0 0 0 ；李秉成，2 0 0 2 ) 。杭州地区的第四系研究工作开展较早。1 9 3 2 1 9 5 8 年，朱庭祜、盛莘夫、李四光等人分别就“之江组 和少数洞穴堆积以及 局部地区的“古冰川遗迹”进行了调查研究。1 9 5 9 1 9 7 3 年全省范围内开展了 第四纪地质调查工作，对第四系进行了初步划分。1 9 7 4 年开始，通过孢粉、微 古、同位素年龄、古地磁等方法，第四纪地质研究工作进展迅速。浙江省区域 地质调查大队于1 9 8 7 年完成了l ：5 万杭州市幅h 5 l e o l 2 0 0 l 临浦镇幅 h 5 1 e 0 1 2 0 0 1 区域地质调查报告，在前人研究的基础上，对杭州地区第四系进行 了详细的划分，浙江省地质矿产研究所于1 9 8 9 年对杭州、宁波、温州三城市平 原地区第四系进行了进一步分层、对比，讨论了浙江省沿海地区的第四系沉积 环境。2 0 0 5 年浙江省地质调查院开展了“杭州城市地质调查 项目，对杭州山 麓区及平原区第四系进行了较为详细的划分。 由于研究时间和目的不同，前入对杭州地区的第四系提出了众多划分方案， 具有代表性的有：杭州城市地质调查( 2 0 0 7 ) 、1 ：5 万杭州一临浦镇幅区域地质 调查( 1 9 8 7 ) 、长江三角洲综合报告( 1 9 8 5 ) 、浙江省区域地质志( 1 9 8 4 ) 、1 ：2 0 万杭州幅地质图( 1 9 7 9 ) 以及浙江地层表( 1 9 7 7 ) 。各时期的第四系划分沿革见 表2 1 、2 2 。 浙江省地质调企院，杭州城市地质调查基岩与第p g 纪地质调查成果报告2 0 0 7 浙江省地质勘查局，长江三角洲水文上拌地质综合评价( 1 ：5 万) ，1 9 8 5 1 3 浙江大学硕士学位论文 表2 1 山麓沟谷区第四纪地层划分沿革表 杭州城市地1 ：5 万杭州长江三角洲浙江省区域 质调查 市、临浦镇幅综合报告地质志 1 ：2 0 万杭州浙江地层表 ( 2 0 0 7 )( 1 9 8 7 ) ( 1 9 8 5 )( 1 9 8 4 ) 幅( 1 9 7 9 )( 1 9 7 7 ) 鄞江桥组 全新统( q 4 )全新统( q 4 )全新统( q 4 )全新统( q 4 )全新统( q 4 ) ( ) 嘉善组( q ) 山门街组 上更新统 上更新统( q 3 ) ( q 3 s ) 上更新统( q 3 )莲花组( q 3 ，) ( q 3 )杨梅岭组 全塘组( q 3 9 ) ( q 纱) 中更新统大岩头组 ( q 2 ) 中更新统( q 2 )中更新统( q 2 ) 中更新统( q 2 )之江组( q 2 z ) ( q 2 d ) 钱江组( q 1 9 ) 汤溪组( q l ，) 表2 2 平原区第四纪地层划分沿革表 杭州城市地杭州市城市活断1 ：5 万杭州市、长江三角洲水文 浙江地层表 质调查层探测a 6 项目临浦镇幅工程地质综合评 ( 1 9 7 7 ) ( 2 0 0 7 ) ( 2 0 0 5 ) ( 19 8 7 )价( 1 9 8 6 ) 上组 上段( q 4 6 3 )上组( 硝)上段( q ，3 )上段( q 6 3 ) 滨 全如 滨 q 4 中组 海 中段( q 4 6 2 ) 新 中组( 讲) 东 中段( q 厂2 ) 海 中段( q 。6 2 ) 组 统组组 下组下段( q 6 1 )下组( 剑) 下段( g ，1 ) 下段( q 4 6 1 ) 上 上段 g组 下段 嘉善组( q 3 ，)上组( 讲)嘉善组( q )宁波组( 珐疗) 更 新 纠 下组全塘组( q 3 9 ) 统 下组( 剑)全塘组( 珐g ) 东 上段( 珐d 2 ) 浦 上组 更 上组( q ；) 嘉 上段( q 2 ，2 ) 组 下段( q 3 d 1 ) q 中更新统( q ) 新定 下组 统 11 组下段( q 2 1 ) l 安 上段( q 口3 ) 更 l 定中段( g 口2 ) 嘉兴群( q 。一2 ) 新 统 组 下段( q 口1 ) o 杭州市地震局，目标区钻孔资料收集与数据庠建立，2 0 0 6 1 4 浙江大学硕上学位论文 第3 章第四系沉积结构与空间展布 3 1 第四纪沉积物的基本特征 第四纪的地层多以松散沉积物为主( 蔡向民等，2 0 0 7 ) ，是人类赖以生存居 住的主要场所( 安芷生，2 0 0 5 ) 。研究区第四系从中更新世到全新世地层均有发 育，第四纪以来，由于古气候冷暖更替引起的海陆变迁及新构造运动的影响， 第四系沉积物在厚度、成因类型、颜色等方面有一些较为明显的沉积特征。根 据区内第四系结构、沉积物特征、成因类型和地貌形态，可将其划分为山麓沟 谷区和平原区。 区内第四纪沉积物的成因类型较为复杂：山麓沟谷区有残坡积、坡洪积、 洪积、洪冲积等，均为陆相地层：平原区表部全新统以海相、海陆过渡相为主， 其次为湖沼相、河湖相，中上更新统以河流、河湖相为主，局部为海陆过渡相。 古气候的变化，海进海退及氧化还原环境周期性的变化，造成第四纪沉积 物的主要色调具有明显特征。在山麓沟谷区，中更新统以棕红、棕黄色为主， 发育灰白色蠕虫状网纹构造；上更新统以棕黄、褐黄色占优势；全新统为浅黄、 褐黄、浅灰色为主。在平原区上更新统下组下部为灰一灰褐、灰白、灰黄色，上 部为灰绿、黄褐、灰褐色：上组以灰黄、褐灰、褐黄色为主，局部夹灰、灰绿 色；顶部为褐黄、灰绿色，有时杂灰白色；全新统以灰、深灰色为标志，上部 间有灰黄、灰褐、黄褐色。 3 2 山麓沟谷区 山麓沟谷区第四系主要分布在研究区西部山区懈。从中更新统至全新统均 有发育，一般厚3 2 0 m ，成因类型复杂，地貌形态明显。现将本区典型钻孔揭 露如下： 武警总队玉皇山营区钻孑l ( 第四系厚7 9 m ) ： 4 ) 人工填土：灰褐色、黄褐色、杂色，主要为杂填土，含建筑垃圾，层内含大量碎 浙江省区域地质i 大队，l ：5 万杭州市幅h 5 l e 0 l l o o l 临浦幅h 5 l e o l 2 0 0 l 区域地质调金报告，1 9 8 7 浙江省区域地质测量大队，1 ：2 0 万杭州幅h 一5 卜1 3 区域地质调硷报告，1 9 7 3 浙江省区域地质调夯人队，1 ：2 0 万临安幅h 一5 0 一1 8 区域地质调奋报告，1 9 6 7 浙江大学硕士学位论文 块石、碎砖、石子等厚1 7 m 3 ) 粘土夹砾：褐黄色、灰黄色、灰褐色、砖红色，可塑硬塑，含云母及氧化铁， 上部部分为粉质粘土，层内含碎块石散布在粘土中，裂隙发育一般厚4 8 m 2 ) 红粘土夹角砾：褐黄色、砖红色，可塑硬塑，氧化铁含量高，层内含碎块石， 局部集中，一般散布在粘土中，裂隙发育一般厚1 i4 m 1 )中等风化灰岩：灰白色、灰褐色，块状构造，为较硬岩，岩芯较完整，裂隙发育 一般，岩体质量基本等级为i i i 类，敲击易碎未见底 在前入研究基础上，根据钻孔揭露的岩性特征、出露部位、地貌形态等综 合分析，将山麓沟谷区第四纪地层自下而上划分为中更新统( q ：) 、上更新统 ( g ) 、全新统( 包) ( 图3 1 ) 。 年龄 地层 岩性沉积棚 分布 ( 力年) o o o o 砂砾彳；。砂；砾l 一键杂 小车i 】 i l 欠、 o 结掏给敞分选 ， 蔗 杨家l 坤棱、 伞 oo 新q4 o 砾t i 禽漩5 0 一9 0 ， 龙；曩j q 、欠 口 o f l 卜 f l jl ji j 多剧少晰 洪冲移：绻淘、九 统 娃定鼬f 营列，产次棱砌 溪、协尔坞0o 一玖状，微j 杖化必 故u l 埘桥、 o oo孵猫1 ：透镜体。 j 丰、j 等地 o 口 o 1 1 f ：i i f ；为讵辅l ：禽砾彳i 结掏紧密，砾，彳i 禽醚l o 上 4 0 ，次披舶次 冲淤积 i | j 麓沟 雠l 状。微缄化。卜溶为洪秋 奔及坡 更 q 3 一o o 砂砾t i 必孵猫f i 硝衔 坡洪秘 前地带 新 6 o 紧密，砾彳i 禽翳5 0 统 oo 7 0 警次棱角一救嘲 一口o状徽城化一0 j l 化。 l2 8 蒋袈潭燕泥j 呜 一oo 上部括土，皿粘土混砾 浙i ：人学主 石，发育灰白色蠕虫状 泉、所卜_ 一占 中 oo 网纹。下部垮砾石( 碑 冲移 荡、，茅家埠一 更 q2oo砾 层砂琢石含秸性 坡洪移 曲；i l l 坞o l ! 捌j 乌 新 土，全组结构紧密，半 外 f 1 4 坞、转塘 统 oo 风化一全风化， i 承；塔歧- i 一牛j 杨给坞脑l l i 坞 7 8 0 一一 中t i 代 一叫 古l ：代 _ 一 死i 吁代 一叫一