雄安新区工程地质层组划分、三维地质结构构建及其在城市规划建设中的应用

【研究目的】为了规范雄安新区工程地质层组划分,构建三维工程地质结构模型,更好地进行工程地质与岩土工程资料交流与利用。【研究方法】本文以雄安新区工程地质调查资料为基础,阐述了雄安新区第四纪地层特征,进行了工程地质分区,划分了100 m以浅地层工程地质层组,分析了各层组的空间分布规律及其工程特性;构建了三维工程地质结构模型,探讨了其在城市规划建设中的应用。【研究结果】雄安新区全新世地层底板埋深一般7～16 m,晚更新世地层底板埋深一般50～60 m,中更新世地层底板埋深一般70～80 m,早更新世地层底板埋深约140～190 m;可将雄安新区工程地质区划分为冲积—洪积平原工程地质亚区、冲积—湖积平原工程地质亚区和冲积平原工程地质亚区;100 m深度范围内地层可划分18个工程地质层组,其中(1)～(4)层为全新统(Q_h),(5)～I1层为上更新统(Q_p³),I2～I5层为中更新统(Q_p²),I6～I8层为下更新统(Q_p¹),构建了研究区三维...     

大兴凸起北部D1钻孔岩心特征及第四纪地层划分

为了建立大兴凸起第四纪地层格架,对大兴凸起北部D1钻孔开展了地层划分、沉积相划分和年代地层的研究。将D1钻孔岩心自下而上划分为3套岩性组合,依次代表洪积扇沉积(186.6～203 m)、扇上河道沉积(153.9～186.6 m)、河流相沉积(0～153.9 m)。古地磁实验结果表明,古地磁极性带的布容正极性时、松山反极性时和高斯正极性时对应的钻孔岩心深度分别为0～89.5 m、89.5～132.25 m和132.25～143.5 m。结合岩性地层特征、¹⁴C和OSL测年结果,得出D1钻孔下更新统(Qp₁)底界对应的深度为137.9 m,中更新统(Qp₂)底界对应的深度为91.4 m,上更新统(Qp₃)底界对应的深度为34.4 m,无全新世沉积。研究成果为该区第四纪区域地层划分和对比研究提供了基础资料。     

长江三角洲北翼ZKA02孔第四纪多重地层划分研究

本文通过对长江三角洲北翼东台地区ZKA02孔岩石地层、磁性地层、生物地层和年代学数据的分析研究,结合区内其他钻孔的对比,确定了该孔第四纪年代地层序列。结果表明:该孔第四系底界埋深297.36 m,地质年龄为2.58 Ma,置于松山/高斯极性时(M/G)分界处;中、下更新统界线埋深168.97 m,与布容/松山极性时界线(B/M)吻合,时代为0.78 Ma;中、上更新统界线埋深98.90 m,上更新统底部与本钻孔MIS5底部大致相当,时代为120 ka BP;上更新统与全新统界线埋深11.08m,年龄约为12kaBP,深海氧同位素I阶段(MIS1)与末次盛冰期(LGM)界面为全新统底界。本孔的微体古生物分析进一步揭示了3层海相沉积层,分别对应MIS5 (74—128 ka)、MIS3 (24—60 ka)、MIS1(现在—12ka)。该结果较好地印证了中国东部沿海地区晚更新世以来发育的3次大规模海侵事件,同时也为本地区晚更新世以来的地层划分提供了必要的数据支撑。     

长江三角洲北翼J9孔揭示地层和古地磁特征

长江三角洲北翼地区缺少较长尺度的第四纪海陆变迁及环境演变的深入探讨,深达423m的海安县基岩标J9孔为此提供了较好的研究对象。通过观察该孔松散层岩心,总结其沉积特征,认为岩心可明显地划分为6个特征岩性段。同时,地层古地磁测试结果显示:0～200m为布容正极性世,200～334m为松山负极性世,334m以下为高斯正极性世。综合分析岩心沉积特征并参考古地磁测试结果对地层进行了初步划分,认为:0～39m为全新世地层,39～153m为晚更新世地层,153～200m为中更新世地层,200-334m为早更新世地层,之下为新近纪地层。地层中存在晚更新世晚期特征的硬粘土标志层,指示本地不是冰后期古河谷的发育地。     

北京大兴凸起南部PGZ05钻孔剖面第四纪磁性地层学

对北京大兴凸起南部PGZ05孔(孔深255 m)全孔岩心进行了磁性地层、岩石地层、AMS14C测年研究,在系统性的古地磁样品采集(440块岩样)、处理和测试基础上,分析认为255 m的岩心记录了布容正向极性时(Brunhes)、贾拉米洛(Jaramillo)极性亚时、奥尔都维(Olduvai)极性亚时和高斯正极性时(Gauss)。在此磁性年代框架上,结合AMS14C测年及岩性特征,对PGZ05钻孔剖面进行第四纪地层划分,确定下更新统、中更新统、上更新统和全新统的分布深度及年代,将更新统的底界(Q/N)定位于181. 35 m处,亦为一重要岩性(棕红色半固结黏土)界限,中更新统、上更新统、全新统的底界分别定位于75. 60 m、57. 20 m、17. 35 m处。研究成果为大兴凸起南部第四纪地层划分与对比、古地理环境演变及区域地层研究提供了可靠的地层年代学框架,具有重要地质意义。     

河北平原区固安G01孔岩芯特征及第四纪地层划分

河北平原发育巨厚的冲积、冲洪积沉积物,其岩性、岩相变化明显,仅仅依靠钻孔岩芯的岩性组合、沉积相分析难以建立具有代表性意义的地层层序,测试手段的发展和研究精度的提高,为建立河北平原区广大冲积平原的标准地层提供了可能。文章通过对第四系标准孔G01孔(钻孔深度415.5 m)的岩芯观察,按照沉积物颜色、沉积环境、沉积旋回和沉积构造等特点,将G01孔揭示的松散沉积物分为9大岩性段:第1岩性段主要为灰黑色粘土及灰黑色中砂,代表了河漫滩沉积和河道沉积;第2~5岩性段主要为灰黄-灰绿色粘土-粉砂质粘土-粉砂,发育水平层理和块状层理,局部发育波状层理,代表了河漫滩沉积;第6~9岩性段主要为灰黄-棕红色粘土、粉砂质粘土、粘土质粉砂夹灰黄色粉砂、细砂及砂砾层,代表了边滩、河道沉积和河床滞留沉积。通过对古地磁实验结果的分析得出,0~105.5 m为布容正极性时,105.5~183.7 m为松山反极性时,183.7~415.5 m为高斯正极性时。以磁性地层为主导、岩性地层特征和14C测年数据为辅,对固安G01孔第四纪岩性地层(183.7 m内)进行初步划分,其第四纪地层的下更新统、中更新统、上更新统和全新统的对应深度分别为183.7~105.5 m、105.5~59.2 m、59.20~21.45 m和21.45~0 m。     

长江三角洲北翼J9孔岩芯沉积特征及地层初步划分

长江三角洲北翼地区缺少较长尺度的第四纪海陆变迁及环境演变的深入探讨,深达423m的海安县基岩标J9孔为此提供了较好的研究对象。通过观察该孔松散层岩芯,总结其沉积特征,认为岩芯明显可划分为6个特征岩性段。同时,地层古地磁测试结果显示：   0～200m为布容正极性世,200～334m为松山负极性世,334m以下为高斯正极性世。综合分析岩芯沉积特征并参考古地磁测试结果对地层进行了初步划分,认为 0～39m为全新世地层,39～153m为晚更新世地层,153～200m为中更新世地层,200～334m为早更新世地层,之下为新近纪地层。从沉积地层特征推测,在第四纪地层中可能存在有5个海侵层,自上而下为第Ⅰ海侵层（镇江海侵）、第Ⅱ海侵层（滆湖海侵）、第Ⅲ海侵层（昆山海侵）、第Ⅳ海侵层（嘉定海侵）和第Ⅴ海侵层（如皋海侵）,分别出现在孔深 5～39m段、59.2～85.1m段、121～153m段、171～200m段和 246.3～277.2m段。孔深39～41m存在的晚更新世晚期特征硬粘土标志层,指示本地不是冰后期古河谷的发育地。     

大荔人头骨化石产地地层的再研究

1978年发现大荔人头骨化石以来 ,都认为该化石是产自中更新世晚期的地层中 ,一些学者一直认为其年龄是 180～ 2 0 0 ka B.P.,也有个别研究者认为是 2 30 ka、大于 2 5 0 ka、30 8ka B.P.的。实际上 ,不仅对化石的年龄有不同数据 ,对化石产地地层也有不同的划分与对比。经再研究 ,该区晚新生代地层从上上新统直到全新统都有发育。沉积类型有湖相 ,河流相和风成黄土—古土壤沉积。人类化石层应是上中更新统的下部或下中更新统的上部 ,或更靠下。     

西藏定结盆地第四纪湖相地层的厘定、划分和定结群的建立

通过对西藏定结盆地湖相沉积的野外地质调查和实测剖面,对分布于盆地内的第四纪湖相地层进行了详细的研究和划分,重新厘定了该区中更新世-晚更新世的岩石地层单元,确立了生物地层和年代地层序列.首次建立了该区第四纪中更新世-晚更新世湖相地层单位——定结群(Qp2-3D).定结群是由中更新统叶如藏布组(Qp21γ)和上更新统麻加组(Qp31m)2个组组成.为青藏高原湖泊演化、气候变化、古地理变迁的研究,以及第四纪地层的划分与对比等都提供了新资料.     

大同盆地朔州地区晚第四系划分及古环境分析

大同盆地自形成以来,学者们对其西南部的朔州拗陷盆地的第四纪地层特征、气候及环境变化研究甚少。通过对大同盆地朔州市区实施的两个地质钻孔和收集的钻孔资料分析,结合22个土样的电子自旋共振及光释光测年结果,对研究区晚第四纪地层时代进行了划定,厘定了上、中、下更新统的地层界线。研究表明,区内上、中更新统以河流、洪积相沉积为主,下更新统以河流、湖相沉积为主;通过对12个样品的孢粉测试结果,揭示了研究区早更新世晚期以来的气候环境演变特征。在早更新世晚期和晚更新世晚期气候湿度相对较大,其余时期气候偏干,同时从早更新世晚期开始,朔州盆地内古湖泊开始收缩;最终建立了晚第四纪地层剖面,对本区地层划分具有重要的指导意义。     

鄂尔多斯盆地北西缘浩然柴达木地区下白垩统华池—环河组砂体发育特征

浩然柴达木地区位于杭锦旗西部,区内下白垩统华池—环河组具备较好的找矿潜力。依托2019年完成的5条面积性的CSAMT测深数据,结合地质及钻孔资料,对该地区下白垩统华池—环河组砂体发育特征进行了分析。研究结果表明,区内该组地层砂体十分发育,分布范围较广,顶板埋深200 m左右,厚度400～700 m,局部达750 m,走向NW,整体表现为北东部薄、中部—南西部厚的发育分布特征,为钻探工程的布置提供了深部地质信息。     

中国南方红土年代地层学与地层划分问题

南方红土是我国热带、亚热带以各类岩石和第四纪松散沉积物为母质发育的红色风化壳,也是我国分布最广的第四纪土状堆积。本文在探讨第四纪松散沉积物上红色风化壳的形成机制的基础上,根据风化壳发育程度将其划分为砖红土风化壳、红壤土风化壳和红化土风化壳3种类型。南方地区第四纪松散沉积物主要有河流相沉积、滨海相海滩砂和海岸风成砂——"老红砂"以及以下蜀土为主的风尘堆积。近年来在上述沉积物中多处发现旧石器遗址,促进了南方红土的地层年代学研究。根据前人及近期对南方红土的研究成果,讨论了南方红土的年代地层学问题,提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位初步划分框架:老红砂划分为中更新统北海组、晚更新统晋江组;风尘堆积划分为中更新统宣城组、晚更新统下蜀组;河流相沉积只划出中更新统白沙井组,晚更新统留待以后研究再划出。     

练江平原第四系的时代

基于钻孔柱状图将练江平原区第四系划分为9个基本层,通过对WYZK-06孔岩心的系统测年,标定了第四系的年代。第四系底部地层时代为中更新世,厚度约40 m,为陆相沉积。中更新统底部地质年龄为(325±32)ka,属中更新世中晚期;顶部为一套厚达10 cm左右的稳定花斑黏土层。上覆地层为上更新统,反映中更新世与晚更新世之间有较长时间的沉积间断。中更新统分布局限于普宁—两英之间,上更新统和全新统占据平原的大部分地区,表明练江平原是在中更新世发生局部断陷,在晚更新世以来开始接受大面积沉积。     

河北阳原泥河湾盆地郝家台NHA钻孔岩心岩石地层划分及对比

位于河北、山西两省桑干河、壶流河流域的泥河湾盆地内发育一套中外驰名的晚新生代地层,内含丰富的哺乳动物化石和古人类文化遗迹。岩石地层的划分是区域地质研究的基础,为了加深对这套地层的认识,2013年中国地质科学院地质研究所在泥河湾盆地东部化稍营郝家台打了一钻,钻孔座标:N:40°13'0.4〃,E:114°38'32.3〃,H:938m。据365.82 m厚的钻孔岩心岩石地层分析,自上至下划分为6个组:(1)上更新统马兰组,厚9.64m,以风积成因为主的黄土堆积,与下伏地层有沉积间断;(2)上更新统郝家台组,厚23.46 m,属滨、浅湖相沉积;(3)中—下更新统小渡口组,厚36.08m,属三角洲-滨湖相沉积;(4)下更新统泥河湾组,厚87.92m,属滨、浅湖相沉积;(5)上新统稻地组,厚111.78m,属湖沼相沉积;(6)上新统壶流河组,厚73.02m,属洪泛平原相沉积。孔深341.90~365.82m由白垩纪地层组成(未见底)。此剖面厚度大,连续性好,钻井采取率近100%,岩心在野外按钻井进尺依次进行连续描述,分辨率高,经研究认为泥河湾盆地第四系不仅在泥河湾盆地内可对比,并与黄土高原第四系也有一定的可对比性,即郝家台组与萨拉乌苏组对比,小渡口组与离石黄土对比,泥河湾组与午城黄土对比。本剖面可作为华北地区河湖相地层层型剖面之一。     

元谋盆地晚新生代地层的磁性地层学研究

元谋盆地晚新生代地层发育良好,地层中保存有丰富的哺乳动物化石,岩石利于古地磁测定,是我国研究晚新生代地层的理想地区之一。1965年,中国地质科学院地质力学研究所钱方、普庆余等在该盆地的这一套地层中发现了两颗猿人牙齿化石,经地质博物馆胡承志先生鉴定为直立猿人。对猿人的生存年代,经中国地质科学院地质力学研究所李普、马醒华等以及中国科学院地质研究所程国良等作了古地磁测定,用极性对比法得出其年龄值为170±10万年及163—164万年,证实其为我国迄今发现最早的人类化石,这一成果引起了国内外学者的关注。 1983年,中国科学院刘东生教授等根据对元谋组(广义)的岩石、古生物地层和磁性地层的重新认识,将该组划分为上新统沙沟组、下更新统元谋组(狭义)和中更新统上那蚌组,并     

江苏兴化ZK10孔第四纪多重地层研究

通过对江苏兴化ZK10孔岩石地层、生物地层、磁性地层及年代地层的研究,确定了该孔第四纪年代地层序列:1第四纪底界置于松山/高斯极性世分界处,埋深212m,距今2.58Ma。下更新统包括五队镇组下段、中段及上段的中下部,对应孢粉组合Ⅰ-1和Ⅰ-2。2早、中更新世界线与布容/松山极性世界线吻合,距今0.78Ma,埋深约120m,位于孢粉Ⅰ-2与Ⅱ带的分界处。中更新统包括五队镇组上段顶部、小腰庄组下段及上段的中下部。五队镇组是包含下、中更新统的跨时岩石地层单位。3中、晚更新世界线埋深81.5m,120ka BP左右,置于孢粉带Ⅱ与Ⅲ-1的分界处,与小腰庄组和灌南组分界线基本吻合。上更新统包括小腰庄组上段上部及灌南组。小腰庄组是包含中、上更新统的跨时地层单位。上更新统包括Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅳ和Ⅴ孢粉带。4晚更新世与全新世界线埋深12.25m,距今10ka BP左右,位于Ⅴ与Ⅵ孢粉带分界处。全新统为淤尖组,对应孢粉Ⅵ带。     

内蒙古托克托湖相地层时代讨论

采用岩性描述以及OSL和ESR测年方法,研究内蒙古托克托台地郝家窑剖面和郝家窑钻孔的地层时代。研究表明,郝家窑剖面出露地层厚度47.0 m,湖相层顶部的年龄约为距今100 ka,剖面底部的年龄约为距今150 ka。郝家窑钻孔岩性大致分3段:0～12.77 m为棕黄色粉砂质黏土、黏土质粉砂,OSL年龄为距今120～40 ka,应属晚更新世马兰黄土;12.77～72.23 m为淡黄绿、灰褐色粉、细砂层和粉砂质黏土,湖相沉积层,OSL年龄约为距今400～100 ka,属上更新统—下更新统;72.23～118.45 m为棕红色粉砂质黏土层夹钙质层,属受流水影响的风成黄土,ESR年龄为距今476～990 ka,对应于中更新统离石黄土。托克托湖相层的时代与萨拉乌苏河流域经典的萨拉乌苏组(距今75～150 ka)有较大差距,似乎不宜归入萨拉乌苏组,建议暂称为托克托组。     

鲁北平原南部QK4钻孔岩心特征及第四纪地层划分

第四纪地层格架的建立对区域地层对比及古地理环境演化研究具有重要意义,区域上晚更新世以来的地层已被广泛研究,但对完整的第四纪地层格架研究不足。为此,对鲁北平原QK4钻孔(深度285.98 m)进行了古地磁、AMS ¹⁴C、OSL、测井、岩石地层等研究。在系统的古地磁采集(398件)、处理和测试的基础上,认为岩心记录了布容正极性时(Brunhes)、松山负极性时(Matuyama)、高斯正极性时(Gauss)及其中的部分极性亚时。在磁性年代框架的基础上,结合AMS ¹⁴C、OSL、测井及岩石地层特征,对钻孔揭露的第四纪地层进行了划分,确定了全新统、上更新统、中更新统、下更新统的底界分别位于4.11、23.49、118.70、147.35 m,钻孔揭露的地层从上向下依次为新生界黑土湖组、大站组、平原组和明化镇组。研究结果建立了鲁北平原南部第四纪地层格架,为该区第四纪地层划分对比、古地理环境演化等提供了可靠的岩石学、年代学、古地磁学证据。     

宁河断裂伪随机震源地震勘探

宁河断裂位于天津市宁河区北部,断裂走向近东西,倾向南,全长约26 km,调查发现宁河断裂浅部存在一系列隐伏断裂带.第四系内部地层上更新统、中更新统、下更新统及第四系和第三系地质界面存在明显波阻抗差异,具备开展伪随机震源地震勘探的条件.经现场地震波速测试,第四系松散沉积地层地震纵波波速1300～1500 m/s,基岩波速...     

洞庭盆地S3-7孔第四纪年代地层

洞庭盆地的形成与演化对长江中游乃至中国中部的地质环境变迁具有重要意义,但区内的第四纪年代地层研究一直不足.以洞庭盆地沉积中心——沅江凹陷的典型钻孔S3-7孔(孔深255.1 m)为研究对象,在详细的沉积物岩性描述和岩石地层划分的基础上,系统地进行了古地磁、ESR、AMS14C等测试,并建立了S3-7孔的年代地层序列.通过与其他两口典型钻孔的对比分析,初步建立了研究区的区域年代地层格架,结果显示洞庭盆地沉积中心下更新统底界位于各钻孔底部240~300 m,中更新统底界位于90~95 m,上更新统底界位于28~50 m,全新统底界位于1.5~3.1 m.平均沉积速率和分段线性方程的结果表明洞庭盆地覆盖第四纪区岩石地层单位的时代为:华田组的地质年龄为2 590~1 600 ka BP,湘阴组的地质年龄为1 600~920 ka BP,洞庭湖组的地质年龄为920~120 ka BP,安乡组的地质年龄为120~11 ka BP,全新统的地质年龄为11 ka BP至今.