长江三角洲第四纪地质

长江三角洲第四纪地质_巡天察地梅安

长江三角洲第四纪地质

梅安新执笔

绪　言

第四纪是一个气候变化复杂的时代，冰期、间冰期相互更迭，海面时升时降，面临海洋的长江三角洲地区，反映海面升降最为灵敏，所以这个地区的第四纪沉积过程也是非常复杂的。另一方面由于长江三角洲上山体分散，第四纪堆积受到后期侵蚀，以致第四纪地层只是零星的分布，因此通过零星分布的物质恢复整个第四纪沉积过程是一项艰巨的任务。

虽然对于长江三角洲第四纪沉积的一些问题，前人已加研究，但是由于对比不易，化石掌握不够充分，产生很多争论问题，如：雨花石砾石层问题，有的学者将其划入第三纪末，有的学者将其划到下更新统之初；长江三角洲疏松沉积层时期的划分，也存在很多争论。

1958年10月，华东师范大学地理系，接受长江流域规划办公室、上海河道工程局及钱塘江河口站的委托，对长江三角洲地区进行全面调查，在工作过程中一方面收集山地区域的第四纪沉积物的性质、分布及沉积剖面，一方面收集这个地区的深井记录，并加分析整理，编写报告，执笔者仅以上述报告为基础对于这一地区第四纪沉积过程加以论述，故本文为集体劳动的成果。

由于资料掌握仍然不够充分，深钻孔还不够普遍，分析不够深入，错误之处，在所难免，希望读者给予批评指正。

一、区域地质构造

在调查区域内，大地构造分别隶属于南京凹陷和华东陆台两大单元。这两大单元在地质发展史上以及在构造特征上均有一定的差异性，这种差异性影响了长江三角洲范围内新构造运动的特性和第四纪底层的发育。

（一）南京凹陷

南京凹陷介于淮阳地盾和华东陆台之间，在长江下游一段或“西南—东北”走向，其北界自江苏的扬州、淮安经安徽的滁县、巢县、宿松，至湖北黄梅达到汉口以北；南界东起小洋口经江阴、无锡之间，穿过太湖西部，至浙江长兴及安徽的广德、宁国、太平，至江西九江、湖北崇阳，没入于洞庭湖北。凹陷的方向随两侧地盾的方向而改变，在南京与九江之间为“东北—西南”方向。

南京凹陷向东北直伸到苏北一带，并向黄海延伸，根据地下钻探资料证明：自江都、靖江一带，经宝应折至盐城以西，复向西折至淮安，经涟水至滨海，以东部分原是南京凹陷的一部分，在燕山运动以后陆续下陷，名为苏北凹陷。

震旦纪以前，南京凹陷是华东陆台的一部分。震旦纪初，华东陆台上升了，而南京凹陷自震旦纪至下三叠纪，这一漫长的时期里，基本上是一个下沉区，沉积以浅海相为主，但是下陷并不连续，中间有数度抬升，有陆相至海陆交替相沉积。一般每期沉积不过数十米至数百米，在广大面积上岩相和厚度变化不大，这一时期显然是以升降运动为主，升降的幅度均不大。燕山运动使得古老地层褶皱、断裂，并发生大逆掩断层。喜马拉雅运动也明显地使得白垩纪和老第三纪表面褶皱。

南京凹陷的构造特征，是由古生代底层所组成为主的、一系列循两侧古陆走向不对称的广阔向斜与背斜褶皱，靠近长江两岸，常有大的走向断裂使褶皱被破坏，在丹阳与南京之间，这样的向斜与背斜组成一向北突出的弧形，弧形顶部在镇江，由断裂形成南北方向的茅山，位于弧的后面，李四光称之为典型的山字形构造。

（二）华东陆台

华东陆台在长江三角洲范围内有两个次一级的单元。

1.江南古陆：在本区内只是整个古陆的东北端部分，它的西北部以余杭、广德、长兴、江阴至小洋口一线与南京凹陷为界，东北从黄海起向西南，经上海市区、松江、嘉兴、德清一线与杭州凹陷为界。太湖附近的山体和莫干山是本区主要山地，向东北去的平原地带，在地下埋藏着除了古生代、中生代沉积岩外，还有寒武纪的变质岩系。古陆轴带的走向是“NEE—SWW”，古陆内主要褶皱线、断裂线以及白垩纪岩浆活动均沿此方向。

江南古陆是互动性很大的陆台，古生代直到三叠纪，本区经常受海侵，侏罗纪开始才转为陆相沉积。白垩纪时有火山喷发和酸性的岩浆侵入，开始发生了“NE—SW”的断裂和褶皱。在这个基础上，第三纪时山地受剥蚀，而在许多山前低洼的盆地内沉积了这些火山岩系上剥蚀的产物。

2.杭州凹陷：北部和西部与江南古陆为界，南以宁波、绍兴与闽浙地盾为界。在震旦纪前，它是华东陆台的一部分，震旦纪后，它与江南古陆、闽浙地盾一起从华东陆台分异出来。自震旦纪至下三叠纪，基本上是长期下降区，但上二叠纪至侏罗纪的地层均缺失，白垩纪时大量火山的喷发，覆盖了广大地面（凝灰岩、流纹岩等），并有花岗岩的侵入。第三纪时在部分低洼地区停积了红色砂岩。

本区构造线基本上亦循“NE—SW”方向，这对地貌发育和新构造运动及第四纪沉积物的发育都有很大影响。

二、第四纪沉积类型与新构造运动及地貌的关系

从地质发展历史来看，长江三角洲各构造单元在中生代燕山运动后，基本上奠定了地形的雏形。在此以后，各构造单元的发展方向，基本上循着燕山运动所奠定的背景上进行的。在白垩纪末、第三纪初，长江三角洲上各地普遍地经受着一次较长时间的剥蚀，由于地壳的差异性升降运动，有的地方下陷并接受堆积，形成红色盆地相堆积。在老第三纪的砂砾岩（衢江红砂岩—浙江、宁镇山脉的浦口砾岩）堆积之后又经过一次剥蚀，接着堆积新第三纪的赤山砂岩。介于第三纪与第四纪之间又普遍地经受了一次以剥蚀作用为主的地壳相对稳定的时期。

新构造运动基本上是承袭着老构造运动而进行的，在江南古陆的轴部一带上升较多，而在其边缘和东北端则下陷，形成第三纪的三线剥蚀面向东北倾斜，在太湖以东则没入于广袤的平原之下；在长江三角洲平原区，第三纪红色砂岩，则深埋于地下，上海宝山区马桥镇一钻孔在372～374m深处，而在崇明庙镇350m深处均发现第三纪红色砂岩。这个沉陷作用，目前还在继续发展，愈向东北愈甚。所以表现在地貌上，只有莫干山为中山地貌，其余如宜溧山地、茅山、宁镇山脉等地均为低山或丘陵。太湖以东除了少数因断裂上升的岛状孤山以外，绝大部分地区都是低于10m标高的坦荡平原。

江南古陆轴部在长江三角洲地区来说是上升得比较强烈的地方，如浙江莫干山山地，除发育多层剥蚀面外，表现在阶地面上的第四纪堆积层极薄，只覆有少数的残积层、坡积层或两者之间的混杂类型，阶地均属侵蚀阶地或基座阶地；河谷中第四纪堆积物质也保存极差。

在宁镇山脉、茅山山地、宜兴南部山地以及无锡等地的阶地发育得较好：一般均有三、四级，在各级阶地上常保存着代表该阶地面发育年龄的第四纪堆积物，如茅山地区所见到的有四级阶地的发育，自下而上为：

一级阶地相对高度10m；

二级阶地相对高度20～30m，下蜀黄土组成宽广阶地面；

三级阶地相对高度40～50m，为网纹红土构成基座阶地；

四级阶地相对高度70～80m，是古河床相的雨花台砾石层覆盖。

在无锡鼋头渚所见之10m阶地上，第四纪底层发育比较完全，古代太湖湖相沉积直接覆于泥盆纪乌桐石英岩上，厚约10m，在其上有下蜀黄土堆积，再向上则是现代河流淤积层的覆盖。

广大的长江三角洲平原，是新构造运动的下降区，在整个第四纪时期都是堆积区，堆积层的厚度自南京向东，自杭州向东北逐渐变厚。根据钻井资料来看，南京在40～50m，杭州在40～60m，上海在300m左右，向苏北凹陷，厚度逐渐加深。疏松地层的底部与下伏基岩之间，普遍有一砾石层；自此向上转变为由砂和黏土组成之浅海相；在120～170m之间由砂子、粉砂、壤土、黏土等组成的古三角洲堆积；在70～120m又是以砂子为主的陆棚相堆积；0～60m则有粉砂、壤土、淤泥、黏土、泥炭等组成的现代三角洲相的堆积层。

从以上事实可看到长江三角洲第四纪底层的发育与新构造运动及地貌因素有着很大的关系：

1.新构造运动上升较大的中山地区，第四纪底层保存得不完全，在第四纪堆积物中，占广大面积的是山地分水岭上的残积物和坡积物的堆积。

2.在新构造运动上升比较和缓的低山和丘陵区，在山麓或阶地上保存有较完整的第四纪各类型的堆积。

3.在新构造运动下沉的长江三角洲平原区，堆积着巨厚的第四纪地层，其堆积形成大部分处于陆棚和三角洲的环境，随着下沉深度的不同，各地的堆积厚度也不一，但有从西南向东北逐渐变厚趋向。

三、第四纪沉积过程

讨论长江三角洲地区第四纪的沉积过程，是一个复杂的问题，目前对于长江三角洲地区第四纪地层的分层及其与第三纪的分界线等还有一定的争论。这里只根据1958年下半年在野外普查中观察到的结果，提出一些不成熟的看法，供大家讨论。

第四纪初期的堆积物是雨花台砾石，它不整合地覆盖在新第三纪的赤山砂岩之上，而在其他疏松堆积物之下。雨花台砾石层的总厚度不超过40m，它在宁镇丘陵的许多地方均有分布，一般都成为20～30m的阶地，在南京雨花台出露的最为良好，因此而得名，此外，在茅山的凉帽顶和浮山的高级阶地（80m）上、宜兴铜官山东北百合场，以及长江以北的六合灵岩山等地均有分布。在上海地下270m以下也发现与该层相当之砾石厚达20余米。

该砾石层，胶结程度差，较疏松，略具层次，磨圆程度好，一般在2～3级；砾石的直径大小不一，一般在5～6cm，最大者可达1m，砾石成分中有石英砂岩、斑岩、玉髓、玛瑙、碧石等，以火成岩成分为主，也有来自浦口砾岩者，此外还有片岩存在，虽然宁镇山地石灰岩露头很多，但本层直到目前为止尚未发现过其中有任何石灰岩成分。胶结物质为红化较深的砂和黏土，且其中常有交错层存在。延长砾石的排列有两组方向，一为230°、240°、270°；一为330°～340°。从这些特征中，可以使我们想到雨花台砾石层的堆积与由西而来的流水活动有关，从磨圆程度来看，必经过一定距离的搬运；石灰岩成分之砾石缺乏是由于在搬运过程中被溶解了；砾石层中交错层的存在，更证明其属于河床相的堆积，并且当时河槽坡降必然很大，且流经蒙受着强烈切割的地面。在上海疏松层底部发现与雨花台层相当之砾石层，说明在雨花台砾石层堆积之后，由于长江三角洲前缘的负向运动较强，使得雨花台层受到后期沉积物的覆盖，而在长江三角洲近内陆部分，仍然受河流的淤积，堆积了河漫滩相的砂或淤泥，因而雨花台层具有河流淤积物的二元结构形态。

接着，长江三角洲近顶点部分在前时期堆积的物质这时露出水面，在空气介质之下，遭遇了当时气候湿热化的影响，堆积物具有红化现象，这时长江三角洲前缘仍然没于水中，没有受到红化作用，但从沉积物的韵律变化来看，这时水面显然一度降低，堆积了三角洲相的物质。

图1　江苏六合灵岩山底层剖面图

第三纪末至第四纪初期，长江下游发生了广大面积的玄武岩溢流，玄武岩流的喷发可能不止一次，与雨花台砾石层时间相近或稍早的洞玄观层砾石中，即夹有相当数量的玄武岩砾石。在雨花台砾石层堆积之后，长江下游又发生一次玄武岩溢流，覆盖于雨花台砂砾层之上，这种玄武岩在江苏六合一带，形成方山（图1）。在茅山山脉南段，瓦屋山以南的陈家山村附近，玄武岩覆盖在半红化、半胶结的碎砾层上，在碎砾层内找到的化石，经南京大学地质系古生物教研组初步鉴定为第四纪（具体种属尚在继续鉴定中）；在上海马桥钻孔中，也发现玄武岩复盖于疏松堆积物之上（280～284m）。目前尚难决定它的具体层位，但为第三纪末第四纪初的喷发则是肯定的。如此看来，在南京附近的六合一带玄武岩、方山之玄武岩的时代，当介于Q_Ⅰ～Q_Ⅱ之间。

下更新世结束以后有一侵蚀时期，长江三角洲气候转向寒冷。在寒冷气候的影响下，山地区域发生冻裂作用，随着山坡物质向下移动，在山麓一带堆积了带有半棱角状的碎砾石层，碎砾之间，为红色黏土所填充。微受胶结，红色黏土中有白色的网纹，该网纹细而且长，如杭州五云山南麓公路旁以及无锡充山西坡公路旁，但砾石分选性差，并无一定排列方向，碎石砾来自当地山坡上的物质，因为各地不同。厚度一般均在2m左右，最厚处也不超过10m，砾石大小不一，一般在10cm上下。从其层位的关系来看，应为Q_Ⅱ之底砾层，此砾石层并不是到处可见，如南京安德门外雨花台层以上就无此层，而在无锡、茅山等地均有完整的底砾层保存。该砾石层常与下伏基岩直接呈不整合接触，二者之间有明显的侵蚀面，底砾层向上，是白条网纹发育良好的红色黏土。网纹发育一般都较短促，此层厚度各地不一，茅山中的李塔水库旁之网纹红土层厚度可达15m以上。其中亦含砾石，砾石一般较小，直径大都在1～3cm，但棱角更为完整。本层与其下部的碎石层以及与上部之堆积层皆有明显之波状侵蚀面存在。

网纹层之上是铁锰结核富集的红土层，色鲜红，为一壤黏土，无网纹发育，在茅山地区之李塔、南庄水库，以及宜兴南部铜官山以北和梅溪附近可见之。

上述三层，按其红化程度来说均相若，下二层有网纹发育而上层没有网纹发育，胶结程度除底层较好外，上二层均为半胶结状态。因为三层总称网纹红土层，其总厚度一般为20m左右，无锡鼋头渚一带总厚度在7～8m。在南京安德门外以剖面中所见，它介于雨花台层与下蜀黄土之间，与上下均有波状侵蚀面存在。因其受红化作用之影响，其特性与庐山之赭色泥砾层相当，当为大沽冰期之产物。同时，中更新统上部的铁锰层，在长江中下游发育地很普通。湖南阮江流域以及安庆附近，都在红化土层上有着铁锰层的存在，其他作者并以此为中更新统和上更新统的分界。从而以网纹红土作为中更新统，当无疑义。另一方面，堆积物中受到红化作用的网纹、铁锰结核的发育，说明了碎砾层堆积之后，经过一个湿热化时期，其中含铁矿物受到氧化作用，成为Fe₂O₃，使得堆积物均呈红色，其中有的物质，如氧化铝向下移动，形成剖面中白色条纹的存在，该层之红化现象，当为大沽—庐山间冰期之湿热气候作用之结果，唯其下部碎屑砾石层中网纹细而密，中间一层网纹促而粗，而再向上则网纹为铁锰结核所代替，可见“湿热化”程度自下而上逐渐减弱，向上则与下蜀黄土之间有一明显波状之侵蚀面。

下蜀黄土在长江三角洲的西部山区分布最为广泛。在淮河流域以南，长江下游一带黄土层称为下蜀黄土。马溶之在1944年称淮河流域一带之黄土为结核土，称长江下游苏南地区分布的黄土为下蜀黏土。下蜀黄土主要分布在宁镇丘陵一带的山麓1、2级阶地上（高度各为10m，20～30m），但也有分布于100余米的山坡之上，甚至最高可达300m；此外，在若干山谷、盆地均有分布，唯厚度各有不同，而出露情况也各异；一般山的南坡较山的北坡厚度为大，从整个分布范围来看，近长江边较厚（镇江所见10～15m，句容附近4～5m，无锡仅1m左右），向南逐渐变薄，分布的最南界在宜兴南部与浙江交界的父子岭，在父子岭以南黄土为杏黄色土所代替，在西南部可延至浙江安吉县南界。

依据长江三角洲所见之下蜀黄土，可以分为三层（图2）：

下部：是棕红色和棕黄色的黏壤土，有铁质胶和锈斑存在，此外还有零星之石灰结核的鹿角化石存在，呈棱柱状、块状结构，它与下部岩层的接触均有清晰的侵蚀面存在，在镇江地区，下蜀土覆盖于各种时代坚硬地层之上，如在象山，黄土不整合覆盖于奥陶纪仑山灰岩之上，在南京安德门外以及茅山地区和安吉、无锡等地均可见到下蜀黄土与网纹红土间均有侵蚀面存在（图3）。

图2　笆斗山下蜀土剖面示意图

图3　茅山南镇街南庄水库旁人工剖面

图4　镇江黄山北坡阶地综合剖面示意图

图5　焦山剖面示意图

（图中标示动物化石产物）

下蜀黄土下层的底部近山麓处，还常见到有砾石之存在，这些砾石大都来自附近之山坡（图4），镇江黄山北坡一级阶地的主要物质是黄土，在其靠近黄山山坡时，底部有半棱角状和圆化较好之砾石出露于底部，砾石大者达40cm以上，一般都在5cm以上，其来源主要为黄山北坡之乌桐统之砾岩、石英岩、志留纪高家边页岩。砾石略有分选，但分选不好，一般愈向上部愈细，砾石与黏土细沙成层相间。该层厚度在2m左右。下部半红化半胶结，上部几乎未胶结，颜色也逐渐过渡为橙色，最上部则为淡黄棕色黄土所覆盖，在象山南坡所见之黄土剖面上，亦见有乌桐石英岩之砾石透镜体，可见下蜀黄土底部都在其形成时有洪积作用参与。

下蜀层中部是浅棕黄色黏壤土，质地均匀，厚度可达10～15m，剖面中富含较大钙质结核和“黄土泥人”存在，并含腹足类化石。本层柱状节理发育很好。在镇江焦山西坡所见此层中尚夹杂有巨型棱角大石块，大者直径达50cm以上，为塌积，可见其在黄土物质堆积过程中，山坡经受着强烈的物理风化作用，且山坡坡度很陡。陆生动物化石在此处（图5）发现，主要有窝蜗牛（Eulota phragmitum Heude）、甘氏黄守螺（Buliminus cantori Philippi）、中国蜗牛（Eulata chinensis Philippi）和三脊疮螺（Traumatophera trisculpta Martens）等种。这些动物皆为今种，可见当时在黄土堆积过程中气候并不怎么干燥。

下蜀土上部为淡黄色黏壤土，有铁锰胶膜，分布范围最广，靠近东部无锡以南部的父子岭一带，最南至浙江安吉县以西，其中部和下部层次，在苏南浙北均无出现。它与中部接触无明显之侵蚀面，为逐渐过渡，但在无锡鼋头渚附近所见，下蜀黄土之上部覆盖于太湖淤积层之上，且厚度仅在1m左右。下蜀黄土上部现在一般均发育为土壤。

在无锡鼋头渚所见之太湖淤积层，在震泽县的洞庭西山，江阴青山的山麓都可以见到，组成的物质主要为黏土至壤质黏土，棕黄色，此层在南独山剖面中又可以分为三层：底层为塌积碎石，一般直径为10cm左右，棱角明显，所夹泥质极少，厚约40cm。在充山村西公路侧的剖面中此层或者缺失，或者只有零星的碎石，散布在网纹红土之上，略成层状。

中层为铁锰结核层，组成这一层的物质主要是黄棕色的淋淀层，结核非常普遍，呈圆豆状，粒径0.5～1.0cm，厚度30～50cm。

在结核层上面是太湖淤泥层的主要部分，为棕黄色土层，物质黏重，多铁锰质胶膜，偶有灰色条纹，但不普遍，从组成太湖周围的阶地情况来看，厚度曾在10m以上。本层上部受到侵蚀，很多地方覆盖着近代的坡积—塌积层，在太湖别墅的门口附近，上覆一层下蜀黄土。

下蜀黄土的总厚度在20～30m，从各层发育特性来看，下蜀黄土物质的堆积过程中，其堆积之环境亦有变异。下部的颜色较之中上部有显著之不同，且其中有砾石层和砾石透镜体，可见黄土物质在此堆积时受到流水作用，底部沉积物棕红色，表示该层在堆积时期后比较温暖而湿润，其中有铁锰胶膜的存在，更加说明了这一点，在其上的下蜀黄土均未受到“红化作用”，因此可以认为下蜀黄土的中上部属于庐山冰期时之堆积，而其下部必为大沽—庐山间冰期之堆积，间冰期时，期后暖湿，水面上升，在长江三角洲的江阴、无锡以及太湖均受水淹。太湖成一泻湖，形成了太湖周围以及江阴一带受到淤泥质湖相堆积。在下蜀层下部和太湖淤泥层堆积后，由于气候转冷，海面降低，淤泥露出水面，堆积物原来含有的铁矿物和钙质矿物受到雨水下渗淋洗作用形成了胶膜，并在潜水面附近堆积了钙质，而其上部则覆盖范围较广，一般地说，下蜀土上层的分布范围就是下蜀土的分布范围，因而推想下蜀土堆积中期仅限于长江沿岸，常州以西，而后期或因风力较强而黄土物质堆积较广，在无锡、南通一带小山上均可见到，再向东的山地就无黄土堆积，或当时太湖以东及以南地区受水淹没。

1950年宋达泉在研究下蜀黄土时指出，综合剖面中发育的结构，棕红色胶膜以及中部和底部土层中的石灰质结核和土中所含生物遗体等特征，认为这些特征是土壤发育过程中的表现，下蜀的剖面表明了埋藏土壤的发育，这对我们了解当时气候变化以及沉积环境有着很大的帮助。

下蜀黄土中上部堆积后，没有受到“红化作用”影响，表明了它的堆积发生在大沽—庐山间冰期后，根据地质学家许杰在1936年对下蜀土的腹足类化石鉴定结果，指出下蜀土所发现之腹足类生物群化石17种，其中13种生存于现代（70%为今种），其余4种则为灭绝之古种。其今种占优势和若干灭绝存在说明了下蜀黄土堆积年代较华北Q_Ⅱ周口店期之堆积为新，与华北马兰黄土之堆积相仿，因而该属Q_Ⅲ之堆积物。

从下蜀黄土中上部之剖面性态来看，在其堆积时气候比较寒冷，具半干燥特性，一方面山坡受着强烈的物理风化作用以致在黄土物质中夹有巨型棱角碎块，山地河谷挟带的砂砾进行着堆积形成黄土中透镜体的砂砾，一方面黄土物质源源不断地堆积，这些黄土物质受到地表水的淋洗，含Ca矿物向下移动，在潜水附近形成Ca质结核，在潜水面以上则Fe、Mn物质下移过程中形成结核和锈斑。下蜀黄土中所含化石也说明了这一点，虽然化石中大部分为陆生之蜗牛一类，但也含淡水螺类化石，表示了当时之气候并不怎样干燥。由于气候变冷庐山冰期之发生，海面降低，此时黄土物质仍继续堆积，使得下蜀黄土之上部覆于太湖淤泥层之上，在其他地方，它也覆盖在各种下伏岩层上。

对于下蜀黄土之成因的解释意见是很多的，各种各样的解说都有。我们认为黄土物质的来源和黄土剖面各种性态特征的形成必须分开来看。马溶之先生在1944年研究下蜀黄土时，发现下蜀黄土中的矿物大多为尖角形，其中粉砂粒占60%以上。黏粒常达30%以上，含砂量不及5%，我们在实地观察中也发现整个剖面中除了局部的砂砾透镜体外，不具有河流淤积物的层次，且其分布很广，几乎遍及宁镇丘陵的山地和河谷，堆积之最高处可达210～300m。堆积厚度在分布区内，北部厚，南部薄，以某一山体来说常是北坡不及南坡，加上物质疏松性和垂直节理之发育，凡此种种皆可使我们想到黄土物质的来源与风力的搬运有关，如果是淤积和洪积必经磨圆，其分布之高度也非河流所及，所堆积之高处更无其他河流淤积物或侵蚀之象征。如为残积形成也不能解释其分布的规律及其范围，特别是在无锡鼋头渚所见之剖面，下蜀黄土物质覆于太湖淤泥层之上，更无法理解，此外黄土物质中矿物成分与当地基岩成分无关。非常显然，黄土物质在这一地区堆积过程中受到坡积和洪积物的掺杂作用，局部地方（如焦山）还有山坡崩塌堆积参与作用，但细小之黏粒物质必以风力搬运为主。至于黄土剖面性态的形成，是黄土物质堆积时的环境和堆积后气候的变化和生物的活动的结果，铁锰结核和胶膜以及钙质结合的形成显然因黄土物质中的钙质受到淋溶沉积而成。整个剖面呈埋藏土剖面性态也是长期成土作用的结果。不管当时堆积条件怎样，在不同气候、植被、水文状况下，黄土物质可以形成不同土类，在长江三角洲西北部分堆积的黄土剖面发育乃是黄土物质在堆积过程中以及堆积以后气候发生变化的可靠记录。

在黄土堆积以后，现代大陆堆积的发育随着各地地貌发育的特征有着显著差异。在西部山地丘陵区经受着剥蚀作用，促使新残积和坡积的形成；浩瀚的长江在此入口，形成广大面积的三角洲堆积，在平原地区由于水文网的变迁，使得这里的地表现代三角洲沉积物的分布规律变得很复杂。

三角洲疏松岩石：根据近几年收集到的深钻孔资料来看，长江三角洲的疏松地层的厚度各地不一；而沉积物质自地面向下也有不同。表现在厚度上自西向东，自西南向东北增厚，在南京疏松地层厚度为50m左右，在杭州疏松层的厚度在40～60m左右，向东北渐增，在上海一般厚度在300m，宝山一带达400m，至崇明、苏北愈来愈厚。

在上海地区的钻井记录表明，上海有4个沉积韵律，代表了4次沉积旋迴，自上而下：

第一层：0～70m（或60m）由复杂的粉砂、壤土、黏土等相互穿插。

第二层：70（或60m）～120m以细砂为主，中夹粗砂、细砾、黏土透镜体。

第三层：120～150m由黏土、粉砂等各种大透镜体相互穿插，且有泥炭之存在。

第四层：150～300m上部是砂层，中间为黏土，下部是砾石层与基岩接触。

从上海疏松地层的剖面来说可以看到它与第四纪时期基面变化的情况。第四层自下向上，由砾石变为黏土，然后才变为砂子，其中砾石只是零星分布于比较低洼的地方，它与下部基岩呈不整合接触。疏松层堆积以前的古地面，是一个丘陵起伏的面，组成这个古地面的基岩是极其复杂的，其中以第三纪的红色砂岩最新。从层位来看，底部砾石层与南京的雨花台层相当，厚度也可达20m以上，但这一砾石层不会从南京附近搬运而来，想必来源不会很远。随着地体下沉和基面上升，由陆相砾石而转变形成陆棚相。在陆棚的近陆部分堆积着淤泥和黏土，而在陆棚外部则堆积着陆棚砂，因在砾石上先覆盖着黏土质物质，然后再堆积陆棚砂。接着由于基面的下降（可能由大沽冰期发生，引起海水低降有关）陆地的上升，长江三角洲接近于长江入海河口处，于是堆积了三角洲相的堆积，这一时期堆积的物质、层次不及陆棚相平整，变化极其复杂，而且有若干泥炭透镜体，表示当时沉积环境的复杂性，形成了隔水层。这种情形，与今天长江三角洲在70m以上的现代三角洲堆积情况相似。三角洲堆积之后，陆地又下沉，海面上升，又堆积了陆棚砂，有许多贝壳被波浪、海流携带、搬运、磨损，大都成碎片堆积，同时深60～70m砂岩中常发现骨质海绵、珊瑚和瓣鳃类的存在，表示上海附近当时海水较咸，水温较现今高，而水深则较浅，此时可能与陆上庐山大理间冰期相当。此后由于长江在中上游若干盆地相连后，流域面积扩大，加入于河流的固体径流增加，大量泥沙在河口堆积下来，使三角洲不断向海伸展形成60～70m以上的现代三角洲相堆积。从这个堆积循序所形成的沉积韵律和沉积相所反映出来的特征与基面变化关系来看，平原地下的疏松岩系与山地丘陵区的发育过程完全可以对照。

但是，目前对于长江三角洲的疏松沉积物的时代问题还有不同的看法，有的人认为在疏松的堆积层中绝大部分是第三纪的堆积泥岩，只有在近地表的100m才是第四纪的沉积，他们在这些疏松底层中找到第三纪的化石（种属不详）。如果这种看法是正确的话，那么长江三角洲的前缘在第四纪堆积物仅厚40m左右，但现代长江中最深深槽的深度就可达60m，何况第四纪武木冰期以后全球性洋面上升就可达80～100m，在疏松层中所找到的化石，除了要鉴定它的年代外，还必须指出它的生存环境，以及当时的气候条件和沉积相的关系。此外，从上海地下钻井中所获得的疏松岩石标本来看，均未经过胶结，江湾天乐寺钻井在200～205m处还发现未分解的树皮，其年代必非久远，因而我们认为长江三角洲前缘地区的地下疏松堆积层很可能都是由第四纪时期堆积而成。

从上述沉积特性来看，长江三角洲的第四纪堆积发育均与冰期气候影响有关，在鄱阳—大沽间冰期堆积雨花台砾石层，大沽冰期时，堆积了由于强烈物理分化作用而引起的坡积，大沽—庐山冰期间发育了红色第四纪层和太湖淤积层，庐山冰期时，则堆积下蜀黄土之中上部，并发育了埋藏土剖面，冰后期则为现代堆积，在平原地下的沉积物也因第四纪地壳阶段性运动和冰期的产生与融化引起基面变化，表现出若干沉积韵律，这些韵律与陆相堆积完全可以得到对照，现将长江三角洲地区第四纪堆积层试作初步对比，如下表：

长江三角洲的平原表层第四纪堆积物的发育，与三角洲平原的发展历史以及平原上河流、湖泊、海陆的变迁和整个水文网的重新分配有很大的关系。

1.湖沼相堆积

在三角洲形成过程中，低平的潮湿地带占着很大面积，有的地方被广大的水体成片地覆盖着，有的则是旧的河道所经之处，由于河道的改变而留下成为牛轭湖的静水堆积，这种堆积过程是相当复杂的。但在这些静水堆积过程中，掺杂了有机体的作用，这些有机体在嫌气的条件下，分解不良，而成泥炭堆积下来。这些泥炭成片状分布，主要是集中在太湖的周围和苏北中部的湖泊群地带，此外零星的分布还很多，如太湖以西地区，泥炭可出露在阶地上，而在太湖以东的地方则埋在地下1～3m。苏南地区泥炭分布的最东界线大约与黄浦江相符合，黄浦江以东很少有泥炭或没有泥炭的分布，而黄浦江以西则泥炭分布较多。与泥炭分布一致的腐泥有机质含量也很高，呈黑色或灰黑色，唯炭化程度较差。其分布范围较泥炭略广一些。泥炭和腐泥是古代湖沼相的遗物，它们的分布意味着古代湖泊的分布。同时它也证明了，在现代长江三角洲上的沉积物的变化是很复杂的。

在无锡充山村公路侧的湖蚀崖前，我们在50m宽的湖滨平原上打了一个深为3m的浅钻，浅钻结果，列表如下：

0～25cm：黏壤质地，粒状块状结构，灰棕色，有铁锰斑，具石灰粒，为施肥之故。

25～40cm：黏壤，无结构，色棕灰。

40～60cm：土性与上相同，出露潜水面。

60～80cm：黏壤质地，无结构，青灰色，具少量锈斑。

80～100cm：浅黄灰色，以灰色为主，黏壤质地。

100～120cm：黏壤，灰色，无锈斑。

120～160cm：灰色黏壤土。

160～240cm：黏土质，很紧，深灰色，无锈斑。

240～260cm：深灰色，灰绿黄色锈斑，黏土质地。

260～270cm：深灰色黏土，锈斑丰富。

270～280cm：深灰色黏土，具碎石、瓦片、木块、泥炭。

280～300cm：重黏土，很硬，具少量灰色锈纹。

从上述剖面中可以看到下列事实：

①270～280cm有瓦片、泥炭，说明这是人类历史时期的沉积，当时是沼泽相的沉积条件之下。

②160～270cm有一层硬黏土，其下即具有黄绿色锈斑。这一层较它的上层要紧实，说明在沉积这一层的时候曾经露出水面，得到干燥紧实、降低孔隙的机会。同时这个突露水面的时候，铁锰质受到淋溶下移在土层中发生锈斑，其所以呈黄绿色是由于以后经常于潜水面以下，受到瀦育化的缘故。

③100～160cm没有锈斑，而这一深度以上有锈斑，亦是说明湖滨沉积在160cm左右有一个间断。

④0～100cm说明沉积的连续性以及湖相的沉积物剖面。

以上事实，我们可以看出最近阶段的湖面变化的特征：270～280cm沼泽相沉积以后，地面下沉，水面上升，连续沉积，在160cm左右，水面下降，露而为陆。以后水面又继续上升，进行连续的陆相沉积，迄今为止。

太湖周围的古代湖相沉积范围较现今为大，一方面受到地壳运动的影响，西部上升促使湖泊缩小，也有若干湖泊被陷落如松江区的木石湖和平湖县的当湖等。同时人类的圩垦也有巨大的影响，例如太湖以东的吴江区的厖山湖现在已经被开垦成农场了，江阴无锡之间，古代有芙蓉湖存在，现在已被开垦为农田了。同时与长江三角洲的河道变迁，使河湖淤塞都有很大的关系。

2.河流淤积

长江三角洲地表河流淤积物的形成，主要依靠长江上游带来物质之供给，同时，古代的三江（东江、中江、北江），曾有数度迁徙，南部和西南部则是钱塘江在此入海，北部黄河淮河历史时期的泛滥，对于苏北平原的堆积也提供了物质来源，古代的长江口和现今的杭州湾形势差不多，是个喇叭港。现在的长江口还仍然具有这种性质，但是较之昔日，江口已经大大地缩狭了，由于三角洲物质的堆积和江口的缩狭，使三角洲向海推进。

长江三角洲的河流淤积物往往是和其他堆积相互交叠，但是仍然可以把它区分出来。

首先，它不同于湖泊静水或者在湖流很微弱的情况下的堆积，湖泊堆积主要是黏土、淤泥质或者是泥炭和腐泥的生物堆积，而河流则在水流流动的情况下堆积的。长江三角洲的河流堆积，因为处于河口地段，而长江又是喇叭形的强潮河口，常受潮水顶托作用，这主要看堆积地方距河床以及河流的主流线近远而异。也主要看河流作用和海水作用相互消长的结果。现在根据长江三角洲上的河流堆积与地貌关系，以及淤积物的性质不同，划分成下列几个类型。

①淤积－湖积淤积－海积

前者主要分布于近太湖的碟缘内侧，而后者则分布于碟缘和缓高起的外侧。淤积—湖积地带主要表现在河流淤积物中间夹有湖泊的堆积，在三角洲前缘的北部，如常熟、太仓、江阴一带较为明显。大约以盐铁塘为界，内侧主要是淤积湖相。堆积以黏土、壤土、粉砂等互层，一般地表为壤土或粉砂。

在三角洲前缘黄浦江和人民塘之间主要表现为淤积－海积的交互作用堆积而成，古代黄浦江在此从西向东北迁徙。同时，海水也曾不断地在此作用，这一部分成陆时间大约在唐朝以后。许多河流过去在此单独入海，如黄浦江、吴淞江（今称苏州河）都曾单独入海，由于河流下游受到潮水的顶托，往往发生淤塞，而引起河口束狭和河道改变，因而引起堆积。

②古河漫滩相

天然堤堆积，在长江三角洲主要是残留的天然堤，这些天然堤大都在现代人工提防之内，是现代长江所不及的。天然堤物质较粗，大都为粉砂—细砂、砂—壤质等，在地貌上是比较高起的地区，长江造成河漫滩在吴淞口以上比较显著，在以下往往是被海岸沙堤所代替。这些物质是由于长江在周期性洪水时，河床的水流向外扩散时造成的。除长江以外，其他河流均不明显。即使河漫滩堆积在长江两岸亦有所不同，一般地说，长江北岸的物质较南岸为粗，组成物质比较一致，而南岸古河漫滩堆积中物质较细而复杂，首先因南岸和北岸在河漫滩发展过程中，所受到的水动力状况有所不同，南岸残留的河漫滩上的小浅洼地较多，形成透镜体也复杂，同时也说明，南岸水流不及北岸急，物质堆积较细，北岸因受喇叭形河口潮涌入加上长江主流线常近北岸，因而使北岸物质较粗，而河漫滩可能较狭，所残留浅洼地透镜体较少。

③现代长江槽中淤积的若干规律

在三角洲平原上保存的长江淤积物，同样是具二元结构的特征，与河槽摆荡有关。

河床相：

a.近主流线相以砂质堆积物为主，粒径随近河口而变细，近山地带物质加粗。

b.滨河床浅滩相堆积细砂和粉砂，在局部水流缓处堆积黏粒。

河漫滩相：

堆积的淤泥物质为壤土加黏粒，向海滨有所差异，狼山以东，以粉砂为主。

二元结构主要表现为下部细砂和粉砂以及上部黏土和壤土。二层之间有层理褶皱，一般具波状层理，这与波浪有关。

长江盐水楔，目前大约可以伸入江阴，盐水带来丰富电解质可使底层胶体物质沉积，形成“江花”，分布可达扬中。

④长江沉积深度

长江下游的江槽在纵剖面呈阶梯状，深槽分布一般有两种情况：在凹岸附近；在分汊之上游、下游交会点处较深，永安洲前深达60m以上，江阴在40m以上，也就是说目前在江槽摆荡范围内，现代沉积最大厚度可达60m，一般的深水区均在10～15m左右，为长江之正常沉积厚度。

了解本区内长江的最大沉积深度，对于我们了解分析长江三角洲深厚的第四纪疏松地层均可提供重要线索，并可对三角洲发展以及考虑地下含水层和地面水的关系提供参考。

3.长江口外海滨陆棚上的沉积

在长江口外的宽广陆棚上，水下的沉积规律与一般浅海相堆积规律有所差异，一般的陆棚从近海向外海堆积的物质大都从粗到细递变，而在长江口外的海滨则出现不同的情况，陆棚的近陆部分堆积以淤泥质的物质为主，而陆棚的外侧堆积则堆积陆棚砂，这些近陆的大片淤泥堆积中间还夹有斑状物质的堆积，这种堆积现象说明了在长江口这样大的河口区的口外海滨地段，接纳了长江带来的大量泥沙（在苏北沿岸的近陆地带有相当一部分物质来自黄河，因此黄河过去曾在苏北入海），这些物质因河流的终止、流速减慢而堆积下来，由于长江、古黄河的固体物质很多，因而堆积范围也很大。就淤泥物质来讲，最宽处可达200km。在陆棚的外侧，因为受到海流的影响，细小的淤泥物质被带走而留下的物质较近陆处为粗。而近海处则海流较为微弱，加上河流供给物质很多，因而堆积较细物质。从水下沙堤发育来讲也可说明大片淤泥质物质是因海流、波浪不强情况产生的。了解长江口外海滨的现代陆棚这一沉积现象，使我们对分析过去河口区的堆积规律有很大帮助。

结　语

1.由于大地构造和新构造运动的特征不同，长江三角洲的第四纪堆积类型也有所差异，在新构造运动微弱上升的西部山地丘陵区的堆积类型较为复杂；而在新构造运动下沉的三角洲平原区则覆盖着厚度很大的陆相、陆棚相和三角洲相交替的岩系。

2.长江三角洲范围内的第四纪沉积顺序反映了第四纪时期长江中下游庐山、黄山数次冰期所引起的冰期和间冰期的气候变化影响：鄱阳—大沽间冰期流水切割地面形成第四纪底部砾石层堆积（雨花台砾石层）三角洲后缘发生玄武岩喷发，与雨花台砾石层呈不整合分布；三角洲前缘原来起伏不平的丘陵下沉，受海水冲蚀形成砾石，随海水进浸形成陆棚砂堆积。大沽冰期时，长江三角洲受到冰期气候的影响，物理风化强烈，堆积了坡积碎砾层，由于海水退却，三角洲前缘接近当时河口，堆积三角洲相。大沽—庐山间冰期时，由于气候的湿热，形成碎砾层上部红色风化壳，使碎砾层“红化”并发生网纹，继而堆积了下蜀层下部。间冰期的水面上升，三角洲前缘海水进浸，再度堆积陆棚砂，太湖这时已成泻湖，堆积太湖淤积层。庐山冰期发生时，长江下游气候普遍变冷，北部高气压中心之黄土物质的向南吹扬，堆积下蜀黄土中部和上部，该时由于基面下降而引起三角洲前缘逐渐发育为三角洲相堆积。庐山冰期之后，气候又趋于暖湿，世界洋面回升，海水进浸，三角洲大部被淹而成广阔的水下三角洲，水上三角洲也因冰后期长江流水作用加强，泥沙增加，也在迅速向海推展，同时由于人类经济活动引起中下游各地水土流失的加剧，也增加了长江泥沙，促进三角洲的推展。

3.现代三角洲的表层沉积物的形成，受江、湖、海的影响甚深，湖沼相的堆积形成了广大面积的泥炭堆积，这些泥炭堆积，大部分在常熟、太仓、嘉定，向南到漕泾一线以西，因为在这条线附近有两条古代贝壳沙堤的堆积，以西部分才是被封闭的古泻湖，以东部分则受现代长江以及古代三角洲的淤积和海潮相互作用而形成。

4.现代长江淤积受人工堤防约束，淤积物的变化随着它与主流线远近不同而异，可分以下两种沉积相。

①河床相：a.近主流线相，以砂质为主。b.滨河床浅滩相。

②河漫相：表现为下部细砂或粉砂和上部黏土或壤土的二元结构，二者之间常产生层理褶皱。

5.长江口外海滨的现代陆棚堆积物，与一般海岸的堆积有所不同，近河口处堆积大片淤泥，有斑点状沙，而在陆棚外海部分则因潮流携走细小之淤泥，而堆积了陆棚砂，这一沉积规律对于我们分析长江三角洲前缘深层沉积物有很大帮助。

6.长江三角洲的玄武岩可分二期，前期产生于第三纪末，而后期喷发于Q_Ⅰ—Q_Ⅱ之间，前者常成岩株侵入，经风化搬运堆积于洞玄观层之中，而后者成水平状覆于雨花台砾石层之上（二者不整合）。

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注：这篇文章是对长江三角洲第四纪地质作系统划分的第一篇文章，也是上海第四纪地层划分的第一个方案^①，为刘东生院士等划分全国第四纪地层时引用^②。文中第一次将上海地下所有疏松堆积物划为第四纪；第一次指出下蜀黄土分布南界的具体范围；根据陈吉余先生发现的“太湖淤积层”划为Q_Ⅲ－Ⅰ；并将山地丘陵区与三角洲平原区第四纪发育加以对比。

①上海地质志.上海：上海社会科学院出版社，1999：64.

②刘东生，杨理华，陈承惠.中国第四纪沉积物区域分布特征的探讨.第四纪地质问题，1964：1－45.