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北京第四纪地质导论:平原区更新统结果

时间:2024-08-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:2.岩性岩相变化平原地区在早更新世期间表现为大面积的沉降,在昌平(沙河)、顺义、平谷、通县(夏垫)等地区为河湖相沉积,岩性为黏性土夹砾石,砂与黏性土互层,厚度100~300m。

北京第四纪地质导论:平原区更新统结果

第二节 平原区更新统

(一)下更新统泥河湾组

平原区的泥河湾组为延庆妫水盆地等的早更新世沉积物,均隐伏于中上更新统之下,在京西隆起、北京凹陷、大兴凸起和大厂凹陷均有分布。主要岩性为粉砂质黏土与细(粉)砂,或黏性土夹砾石。由于断裂活动的影响,使不同地块有不同的运动方式,形成第四纪凹陷和凸起,因此,其地层厚度变化较大,凸起区小于百米,凹陷区较厚(如沙河、顺义牛栏山、大兴郭家务、通县牛堡屯、平谷地区)一般200~300m。

1.代表剖面

顺义县西南温榆河顺义1号孔剖面

上覆地层中 更新统周口店组粉砂质黏土夹粉细砂

——整合——

泥河湾组(厚353.0m)

8.灰、灰黄色粉砂质黏土,黏质砂土夹中粗砂。顶部为灰绿色细砂、粉砂夹粉砂质黏土,水平层理,含钙核及植物化石碎片。产腹足类、介形虫类和鱼化石      74.0m

7.灰色粉砂质黏土夹灰黄色中、细砂,水平层理。含钙核、炭屑,产腹足类、双壳类化石      76.0m

6.灰黄色中细砂与灰色粉砂、粉砂质黏土互层,水平层理。含钙核、炭屑。产腹足类、双壳类化石      33.0m

5.灰色粉砂质黏土夹灰黄色中、细砂,含钙质结核、炭屑。产腹足类化石:Helisonia sp.,Bithynia sp.B.csierrraia,Gyranlus sp.,Succinea sp.;介形类:Candoniella albicans,Cantona sp.,Cyclocypris sp.,I lyocypris biplicata,I. errabundis Mondelstam,Metacypris sp.;以及鱼化石和双翅目昆虫化石      37.0m

4.黄灰、深灰、灰白色砂质黏土、粉砂与中细砂互层,局部含砾,具水平层理及斜层理,底部含较多锰结核,含腹足类、介形类化石:Cyprinotus sp.,Candonilla albicans,Limnocythevec?(?表示不能完全确定的种属)sp.,Candonasp.,Candoniellasp.,Bithynia(Sierraia)sp.,以及双翅目昆虫和鱼化石      133.0m

——整合——

下伏地层:上新统天竺组砾岩含砾砂岩及薄层砂岩。

2.岩性岩相变化

平原地区在早更新世期间表现为大面积的沉降,在昌平(沙河)、顺义、平谷、通县(夏垫)等地区为河湖相沉积,岩性为黏性土夹砾石,砂与黏性土互层,厚度100~300m。在凸起区以坡洪积、洪积为主,岩性为黏性土夹砾石,或黏性土与砂互层,局部地段含钙质结核或钙板。由西向东,砾石砾径由大变小,岩性粒级由粗变细,厚度由薄变厚,凸起区以城中心区为界,以西厚度小于40m,以东大于100m。

3.生物特征及时代归属

在海相沉积中富含浮游类和底栖类有孔虫化石。在顺义、通县、朝阳区等钻孔中埋深150~600m的部位(集中于400~500m)发现广海窄盐性有孔虫化石群,其中浮游类有:泡状抱球虫(Globigerinabulloides),厚壁抱球虫(G.pachyderma)等(汪品先等,1974;王乃文等,1982);底栖类有波罗的透明虫(Hyalina baltica),冷水面颊虫(Buccella frigida),北极小希望虫(Elphidiella arctica)等(安芷生等,1979;王乃文等,1982、1983)。该有孔虫层位中均含丰富的钙质超微化石群(颗石类),其时代属早更新世。在顺义5号孔作了系统古地磁年龄测定,在孔深428.6m处含有孔虫和钙质超微化石群,砂质黏土的古地磁年龄为226Ma B.P.,与震平—1号孔Ⅱ段上部所测古地磁年龄基本一致。

根据介形类化石组合面貌看,大量发育Ilycypriscornae,I.kaifengensis,I.sp.,Candoniella albicans,Candoniella suzini,CyprinotusHeterocyprissolinus Brady,Cypris subglobosa Sowerby,Cyclocypris pisiformis Huanq等,其时代也应置于下更新统。

Ilycypriskaifengensis出现于泥河湾组,在华北地区一般以它的开始出现划分第四纪,其时代一般不早于早更新世。

在该组沙质黏土中发现颇多昆虫化石;步行虫科(Harpalidaegen.et.sp. indet)、粉蠹虫科(Lyctidaegen.et.sp.indet);还有北京齿爪金龟(Holotrichia(s.str.)beijingensis Wang),其特征与齿爪金龟亚属一致,与现代四川金龟相似,在我国下更新统中首次发现(王安德等,1982)。

此外腹足类化石为:Panorbarius sp.,Gyraulus sp. Radix sp.,Pardfossarlus striatus,Spiroconcentric type,Bithynia sp.,Cinoinnatia sp.,Segmentorhissp.,Pupilacea,Vallonia sp.,Stenothyra sp.等。并见有腹足类口盖化石:旋轮型口盖Spiroconcentric type Form1.还有Spharium sp.。

轮藻化石有Tectochara sp.等。鱼类化石有锂科鱼类喉齿Cyprinidae indet.,还有脊椎、下颌骨以及爬行类牙齿等。以上各门类均属河湖淡水相(李鼎容等,1979)。

孢粉组合(王乃文,1982)以Artemisia和Chenopodiaceae仍占优势,木本植物以针叶树种花粉为主(其中Pinus占88%),阔叶树种花粉极少(Betula占1%),此外尚有少量第三纪孑遗植物的花粉,如木兰(Magnolia),罗汉松(Podocarpus)等,反映了早更新世植被特点。

(二)中更新统周口店组

中更新统周口店组主要隐伏于平原区东部和北部,其中以通县一带最为发育。由于所处构造部位不同,沉积类型与沉积厚度也不一致。在凹陷区沉积了河湖相的黏性土和砂层,厚60~200余米。在凸起区为山麓相黏性土与砾石沉积,厚度不小于20m。该组发现有丰富介形虫、腹足类动物及植物、孢粉化石。它与下伏泥河湾组平行不整合接触,其底界以布容正极性世与松山倒转极性世为界,距今约70Ma B.P.

1.代表剖面

顺义县天竺村钻孔剖面。

上覆地层上更新统马兰组中细砂夹砾石及黏土层

周口店组(厚236.0m)

46.灰褐色砂质黏土,结构致密,顶部及下部夹粉砂层,可见铁锈斑,局部含钙质结核,含介形虫:Candoniella albicans,C. suzini,Candona houae,C. kirgizica,Ilyocyprisbradyi,I.kaifengensis I.cornae;轮藻:Charites sp.,腹足类:Myxas sp.,Hippeutis sp.,Pianorbarios? sp.;孢粉:藜科(Chenopodiaceae)占37.5%,十字花科(Cruciferae)占24%~25%,蒿属(Artemisia)占5%~20.4%,柳属(Salix)占11%,麻黄属(Ephedra)占5%,水龙骨单健孢Polypodiaceae个别出现      46.0m

45.为灰白色粉砂,下部为黑色粉砂夹淤泥,含介形虫Candoniella suzini,Ilyocyprisbrady       10.0m

44.灰黑色黏质砂土中夹薄层致密砂质黏土,含介形虫Candoniella suzini,Cndona kigizica,C.houae,Ilyocypris cornae      48.0m

43.灰色、灰黑色中细砂,成分以石英长石为主,云母次之      6.0m

42.灰色黏质砂土      14.0m

41.灰白色细砂,颗粒均匀,成分以石英、斜长石为主,云母次之      11.0m

40.灰白色黏质砂土,含介形虫:Ilyocypris cornae,I.kaifengensis      7.0m

39.灰白色粗中砂夹砾石,砾径一般2~4 cm,磨圆度较差      12.0m

38.灰色粉砂层,含钙质结核,上部为薄层灰色黏质砂土      10.0m(www.xing528.com)

37.深灰色黏质砂土,近底部夹薄层粉砂,含腹足类动物化石      25.0m

36.黏土      5.0m

35.砂砾石层,上部夹灰白色砂及砂质黏土;下部为黄色粗-中砂含砾石

35~36层含介形虫:Candoniella suzini,Ilyocypris cornae,I. brady,Cyprinotus sp.;轮藻:Amblyochara sp.Charites sp.,腹足类:Bradybaern? sp.      19.0m

34.浅褐、深灰和灰褐色砂质黏土,含铁质结核及腹足类动物化石碎片,底部夹灰褐色黏土      23.0m

~~~~~平行不整合~~~~~

下伏地层:下更新统泥河湾组粉砂含黏质砂土。

2.岩性岩相变化

本组一般均埋藏于地表50~70m之下,西部地区较浅,自昌平沙河、顺义天竺往南至通县、大兴南部。其下部为黄棕、棕红色砂性土,含砾粗砂及砾石层,局部地区为灰黑色黏性土含砂,底部为黏性土含砾、砂砾石和钙质结核混杂的堆积物;个别地段为黄褐色黏性土含砾,砾石成分为燧石、变质岩等,形状不规则,大小混杂,砾径4~5 cm,砾石有风化现象。下部地层在沙河、顺义以南厚80~90m,大兴南部厚100~110m;其上部为棕黄色夹灰绿色砂质黏土,局部为黄褐色粉砂层,致密坚硬,含钙质结核,沙河、顺义以南厚40~90m,大兴南部厚75~80m。

3.生物特征及时代归属

该组生物化石以淡水介形虫类为主,主要有Ilyocypris kaifengensis Lee,I.cornae,I.gibba,Candoniella albicans,Cyclocypris sp.,Eucyprissp.;其他有轮藻及腹足类化石等。这些化石因延续时间较长,其时代意义仅供参考。孢粉仍以蒿属(Artemisia)和藜科(Chenopodiaceae)占优势,针叶树种花粉占16%。温暖带常见的阔叶树种花粉明显增加,如柳(Salix)、栎(Quercus)、榆(Ulmus)、椴(Tilia)等属花粉达24%。这些孢粉特点与山区有相似之处,但还不完全一致。从本组上、下层位化石发育情况与区域资料对比,应划归中更新世。

(三)上更新统马兰组

1.代表剖面

上更新统马兰组,主要出露于平原区北部的二级阶地之上,至南部则隐伏于全新统之下。其主要岩性为冲洪积相砂、砂砾石,或黄土质黏质砂土(砂质黏土),一般厚30~50m,凹陷中心厚60~70m,城区以西小于20m。与下伏地层接触关系为平行不整合。马兰组上段以北京地铁工程钻孔剖面为代表。下段以朝阳区双桥钻孔剖面为代表。

上覆地层全新统中细砂

~~~~~平行不整合~~~~~

马兰组上段(厚4.1m)

6.灰褐色砂质黏土夹棕黄色薄层中、细砂,顶部含有机质及腹足类化石      1.1m

5.灰黄色粗、细砂,具层理,富含有机质及腹足类化石      0.1m

4.砂砾石层,砾石滚圆度良好。砾径一般2~4 cm,成分以石英岩为主      0.2m

3.黄色细砂层,上部具锈黄色斑点和条带,下部夹黑色条带      0.8m

2.深色淤泥层,上、下部均含榆树树干,已碳化,经14C测定为29,300±1,350 a      1.0m

1.锈黄色细砂层,具水平层理>      0.9m

——整合——

马兰组下段(厚56.0m)

24.上部为深灰色砂质黏土,含铁锈斑及少量云母,可见植物根;下部为黑褐色黏质砂土夹薄层粉砂,含介形虫(Candonillaalbicans)      5.5m

23.深灰色砂质黏土夹两层灰黑色粉砂层,含少量砾石及钙质结核,含腹足类化石,孢粉以松属为主,含量84%~94%,其他还有Carpinus,Tilia及Juglans等      22.5m

22.上部为黄色粉砂层,含少量黏性土,可见云母碎片,下部以黄色中、细砂层为主,含少量砾石、黑色砂质黏土及钙质结核,含腹足类动物化石      11.0m

21.黄色砂质黏土,上部夹少量黏土,见铁锈斑,底部含圆形钙质结核,含腹足类化石,孢粉以Pinus为主,含量89%,其次为Pinaceae占9%,Picea占1.5%      17.0m

~~~~~不整合~~~~~

下伏地层:中更新统周口店组砂砾石层。

上段的孢粉组合特征:以松属等针叶树占绝对优势,高达82%。其中Picea占17.9%,Abies占30.8%;阔叶树种较少,有Betula,Ulmus,Tilia,Acer,Carpinus,Quercus,Juglans,Salix等;林下灌木有Corylus,Ericaceae等;蕨类有Polypodium,Lycopodium,Selaginella,Osmunda,Bryophyta等。林间草本植物有Artemisia,Chenopodiaceae,Gramineae,Cyperaceae,Pedicularis,Caryophyllaceae,Liliaceae等;草原中还混有Ephedra,Lycium等。此外湖沼中生长有Typhaara,potamogton等。

2.岩性岩相变化

平原区上更新统的岩性岩相变化较大,在山麓地带大部分为坡洪积扇(或黄土台地),岩性为砂砾石,往平原区颗粒逐渐变细,至西郊以西地区。下部为砂砾石层、结构松散、砾石成分为安山岩玄武岩白云岩、石英岩等,呈圆状、次圆状,砾径一般2~8 cm,大者可达30 cm,并由西往东和由北往南逐渐变小,砾石表面有轻微风化,砂以粗中砂为主,由上至下渐含黏性土,厚8~20m。本层为地下水主要开采层,近十多年来,在西部地区因过量抽取地下水,导致地下水位逐年下降,在砂砾石层较薄的地段近于枯疏干。上部黄色、棕黄色黏质砂土,厚度小于10m。

在西郊以东属冲洪积相砂砾石层或砂层与褐黄、黄灰色黏性土与砂性土互层,由西至东砾石直径由大变小,到东八里庄附近砾石开始消失,东八里庄以东为中细砂、部分为粉砂层。局部地区如顺义牛栏山、昌平沙河等地为湖沼相沉积,以灰、灰绿色黏性土、砂土为主夹砾石层,砂层多为细砂及中砂,含钙质结核。当黏性土中灰质、炭质成分较高时呈黑色,局部见锈黄色斑点、砂质团块及铁质结核。

3.生物特征及时代归属

近年来,在晚更新世河湖相地层中,相继发现了20多个哺乳动物化石地点(表6.3),计有10余种化石,其中以古菱齿象(Palaeoloxodon)较丰富,而披毛犀(Coelodonta)发现很少,见表6.3。在阜城门地铁槽北侧地下17m下部砂砾石层发现披毛犀下颌骨(Coelodonta antiquitatis Blumenbach),上述哺乳动物化石绝大部分分布在平原或山前地带,多埋藏在距地表深度10~20m处具交错层理的砂砾层下部。对阜城门产披毛犀的相应层位中的树木14C法测定同位素年龄为32 ka B.P.,这与遍布欧亚大陆北部距今12~40 ka的披毛犀-猛犸象动物群可以对比。120 kaB.P.的孢粉组合以Artemisia和Chenopodiaceae占优势,木本植物中以针叶树种花粉(Pinus,Abies,Picea)为主,阔叶树种花粉种类和数量均少。

根据孢粉及14C年代测定资料,晚更新世时距今30~23 ka为云杉冷杉发育的温冷期;距今23~13 ka为草原的干冷期;至12 ka又为云杉、冷杉发育的较湿冷期,可与山区斋堂马兰黄土上部(L1-3)的气候对比。

表6.3 北京地区更新世晚期哺乳动物化石地点

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