盛 強 ，郭良田 ，王 萍

(1.廣東省地震局，廣東 廣州 510070；2.中國地震局地震監(jiān)測與減災技術重點實驗室，廣東 廣州510070；3.廣東省地震預警與重大工程安全診斷重點實驗室 （籌），廣東 廣州 510070；4.中國地震局地質研究所地震動力學國家重點實驗室，北京 100029）

0 前言

東江自東而西流經東莞盆地，構成平坦的、以赤嶺峽西口為頂點的東江三角洲。東江三角洲與西、北江三角洲共同構成廣闊的珠江三角洲平原。東莞盆地位于東莞市的北部和廣州市的東南部，近東西方向展布，面積約500 km2，盆地內第四紀地層廣泛發(fā)育[1～3]。自1934年陳國達[4]對珠江三角洲進行初步研究以來，涉及東莞盆地第四紀地層的研究眾多，其中以黃鎮(zhèn)國等[5]指出珠江三角洲是經3次海進-海退而成，廖示庭等[6]認為東莞盆地第四紀地層由3個旋回組成，并劃分了7個巖石地層單位。

本文是“東莞市石龍－厚街、南坑－虎門斷裂探測與地震危險性評價”項目的專題成果之一①“東莞市石龍－厚街、南坑－虎門斷裂探測與地震危險性評價”項目專題8：標準孔與第四紀地層剖面報告,。通過對地層層序的劃分和對比以及巖心樣品的14C和光釋光（OSL）測年，建立了東莞盆地第四紀地層綜合剖面。對珠江三角洲的發(fā)育和演化、古氣候和古海平面變化以及活動斷裂研究等方面具有重要的意義。

1 地層沉積特征與沉積相

在東莞盆地共布設7個鉆孔（圖1），其中位于麻涌的ZK3鉆孔的第四系厚度可達31.2m。

圖1 東江三角洲第四系等厚線及鉆孔位置圖[1]Fig.1 Isopachous lines of the quaternary and position map of the drills of Dongjiang River Delta[1]

如圖2所示：根據巖性和粒度變化，ZK3可分為5層，自下而上為：①埋深24.8～31.2 m，厚度6.4 m的河流沖積層，下部以灰白色砂礫石為主，下部中細砂為主，埋深28.8 m處OSL年齡值為135.6±3.6 ka；② 埋深14.2～24.8m，厚度10.6 m的海相沉積層，由灰黑色淤泥、淤泥質粘土和粉細砂組成。孢粉非常豐富，以蕨類孢子占絕對優(yōu)勢，主要為中華里白、金毛狗屬和水龍骨屬。間或見有海相的微有孔蟲和具刺溝鞭藻。沉積環(huán)境應為間或海侵的邊緣海。埋深22.6 m處OSL年齡值為98.3±3.7 ka；19.6m處OSL年齡值為65.0±4.0 ka；16.8 m處14C年齡值為＞46 ka；15.1m處OSL年齡值為47.8±2.4 ka；③埋深13.3～14.2 m，厚度0.9 m的陸相硬土層，由灰白、黃褐色花斑狀粘土組成，為海退期間出露地表的殘留古風化殼層，代表較長時期的沉積間斷，為珠江三角洲地區(qū)上更新統與全新統之間分解的標志層；④埋深13.3～6.3 m，厚度7.0 m，由灰-灰黑色淤泥、粘土或粘土質粉細砂等組成，含腐木、貝殼和海相硅藻化石，連續(xù)見有海相的微有孔蟲，以海相細粒沉積為主，埋深8.1 m處14C年齡為6390±35 aBP；⑤埋深0～6.3 m的海陸交互相沉積，以灰褐色粉細砂、粘土為主，埋深6.1 m處OSL年齡為2.3±0.1 ka。

根據地層結構及測年資料來看， (1)～(2)層為全新統，(3)～(5)層為上更新統。

其他6個鉆孔巖性的基本特征如下。

ZK1：第四系厚23.5m，上部（0～4.8 m）為黑灰色含淤泥質的中砂、粉細砂等組成，埋深9.8 m處腐木的14C年齡為：7 240±35 aBP。下伏第三系風化泥巖。

ZK2：第四系厚11.3 m，為黑灰-灰色淤泥和淤泥質粉細砂，下伏第三系強風化泥巖。

ZK4：第四系厚29.8 m，可分上下兩套地層。上部地層，埋深2.0～18.9 m，為灰色淤泥、淤泥質粉砂和含礫中細砂等，底部見海螺殼。埋深3.8 m處14C年齡值560 aBP；11.5 m處OSL年齡值：4.5±0.2中、ka；16.6 m處14C年齡值：3905 aBP。下部地層，埋深18.9～30.8 m，為黃色砂礫石層。埋深26.8 m、28.8 m處腐木14C年齡分別為：41575 aBP和 ＞43 ka。下伏白堊系灰色強風化粉砂巖。其中埋深2.0-18.9 m的上部地層中，含豐富的孢粉，以蕨類孢子占絕對優(yōu)勢，主要為中華里白河水龍骨屬，次有鱗蓋蕨、鳳尾蕨、海金沙屬，14.8 m以下主要為松屬；被子植物少量，主要為禾本科。間或見有海相微有孔蟲和具刺溝鞭藻囊孢。樣品中斷續(xù)見有海相化石，山地類型的松屬相對較多，為接近山地的全新世間或海侵的邊緣沉積。上部地層段與下部地層段的年齡突變，反映其間存在沉積間斷。

圖2 ZK3鉆孔綜合柱狀圖Fig.2 Synthesis column map of ZK3 boreholes

ZK5：第四系厚17 m，可分4層，① 埋深0～4.0 m，為素填土；② 埋深4.0～12.2 m，為灰色淤泥質粉砂、中細砂，夾黃色中細砂層。埋深10.04 m處14C年齡值：3245 aBP；11.8 m處OSL年齡值：5.1±0.3 ka；12.05 m處14C年齡值：6270 aBP。③ 埋深12.2～14.8 m，為黃色中砂，含多層鐵質侵染層。④ 埋深14.8～17.0 m，為灰色淤泥質粘土和淤泥質粉細砂，底部含細礫。埋深15.8 m處OSL年齡值：63.9±2.9 ka；16.38 m處14C年齡值：39505 aBP。下伏第三系紅色風化砂巖。4.0～12.2 m地層段含較豐富孢粉，以蕨類孢子占絕對優(yōu)勢，主要為中華里白河水龍骨屬，次有鱗蓋蕨屬金毛狗屬等；裸子植物花粉少量，主要為松屬；被子植物花粉少量，主要為禾本科和莧科。海相化石微有孔蟲和具刺溝鞭藻間或少量可見。反映為全新世間或海侵的邊緣海沉積。12.2～17.0 m，為陸相沖積和河間凹地堆積。

ZK6：第四系厚29.8 m。頂部2.2 m為素填土。埋深2.2～24.3 m，為灰色-深灰色淤泥、和淤泥質粘土，夾中細砂等，含豐富的腐木、泥炭和貝殼。埋深24.3～29.8 m，為含礫粘土、含礫中細砂和粘土質粉細砂等，礫石成分為紫紅色粉砂巖，礫徑＞2 cm，含木屑、貝殼碎片。下伏紫紅色風化砂巖。

ZK7：第四系厚7 m。埋深0～1.0 m為素填土；埋深1.0～7.0 m，為灰色淤泥、淤泥與粉砂互層，含腐木、貝殼。

2 地層的沉積時代

前人在珠江三角洲及南海沿海地區(qū)已獲得上千個14C數據，最大14C年代為距今4萬年左右。因此，一般認為珠江三角洲形成于晚更新世中期約4萬年以來。

而準確、可靠的年代數據是鉆孔探測最為關鍵性的技術指標之一。東莞盆地鉆孔巖芯中富含可作14C等測年的腐木和腐殖質等，同時也廣泛存在可作OSL測年的含石英、長石礦物的晚第四紀碎屑物。本文對鉆孔巖芯的絕對年齡測定采用了14C和細顆粒石英OSL測年。

14C的半衰期為5568年，理論上，可以測出10倍半衰期長時間跨度的樣品年齡，對于年代更久遠的樣品，利用14C測年法是無法測定出來的。北京大學于1975年建成國內第一個液體閃爍方法的碳十四測年實驗室，1993年建成了北京大學加速器質譜計。14C測量靈敏度達到6×10-15，相當于測年上限為四萬三千年。因此，受測年上限制約，北大實驗室14C技術是無法給出珠江三角洲地區(qū)＞43 ka地層的年代。

因此，14C年齡僅具有參考意義，珠江三角洲地層年代需要其它獨立的測年手段予以驗證和修正。

對于晚第四紀沉積物測年，光釋光測年是目前國際上各實驗室的首選方法，其年齡值代表了樣品最后一次曝光距今的時間，也即其沉積年齡。其測年上限理論上可達數十萬年。本次工作完成了13個OSL樣品的年代測試。采用細顆粒石英簡單多片再生法方法[7]進行了等效劑量的測試，用飽和指數方法進行擬合，認為本批樣品測試數據基本可信。

3 鉆孔地層孢粉分析結果

第四紀孢粉分析的主要對象是各種松散沉積物（如淤泥、粘土、泥炭等）所含的花粉及孢子，孢粉組合分析是恢復古氣候、古地理環(huán)境的最常用的傳統方法之一。生物化石不僅可以鑒定地層的地質年代，還是進行沉積環(huán)境分析的重要標志，本項目對微體古生物樣品的分析有助于更好地區(qū)分海洋與陸地沉積環(huán)境。

ZK3鉆孔選取了15份孢粉－微體古生物樣品送往中國科學院南京地質古生物研究所進行分析。樣品分布于3.5～26.5 m，除ZK3-WT-3（10.5 m）和ZK3-WT-13（12.0 m）兩塊樣品孢粉較少外，均含有豐富的孢粉，大致分為兩個組合：

（1）3.5～12.0 m，孢粉以蕨類孢子占絕對優(yōu)勢，主要為中華里白、鱗蓋蕨、鳳丫蕨、鳳尾蕨、水龍骨屬和槲蕨屬；裸子植物花粉少量，主要為松屬；被子植物花粉含中等量，主要為草本禾本科；另外，連續(xù)見有海相的微有孔蟲。孢粉為南亞熱帶至熱帶第四紀常見類型，顯示為氣候炎熱，應為第四紀全新世沉積，樣品中連續(xù)有海相化石，推測應為全新世邊緣海侵環(huán)境。

（2）13.0～26.5 m，孢粉非常豐富，以蕨類孢子占絕對優(yōu)勢，主要為中華里白、金毛狗屬和水龍骨屬，裸子植物花粉稀少，主要為松屬；被子植物花粉亦較少，主要為莧科，其它較常見有胡桃屬、楓香屬和禾本科。間或見有海相的微有孔蟲和具刺溝鞭藻。除植物中有較多金毛狗和莧科和楓香屬外，面貌與上面一段（3.5～12.0m）基本相當，反映氣候與上基本相同，推測時代為晚更新世。沉積環(huán)境應為間或海侵環(huán)境。

此外，還選取了13份孢粉樣品送中國地震局地質研究所進行了分析。結果顯示鉆孔區(qū)域總體上為水域環(huán)境，孢子較多、花粉顆粒較少。以蕨類孢子為主，喬木、灌木和草本花粉居次要地位。

上述孢粉植物群演化序列中松粉含量反映研究區(qū)附近可能沒有松林分布，區(qū)域上分布有少量松的疏林草原植被景觀，以栲和櫟為主的少量闊葉樹分布于研究區(qū)周圍。總體上，以上2個孢粉組合帶都以局地水生蕨類孢子為主，體現無論冰期還是間冰期，鉆孔周邊均有相當范圍的水域分布，氣候變化對沉積環(huán)境影響較小。

4 結論與討論

根據上述對東莞盆地鉆孔剖面的地層沉積特征、沉積年齡、孢粉分析結果的論述，可以看出，三者均表現了較為明顯的分層、分段性質，且互相之間吻合較好。由此，可以得出以下幾點認識：

（1）東莞盆地第四系不整合覆蓋于凹凸起伏的基巖風化殼之上。第四系可分為上下兩套地層（表1）。上部地層為全新世沉積，以灰黑色淤泥、粘土和粉細砂為主，地層年齡<8 000 a。下部地層為晚更新世沉積，地層最老年齡達13.5萬年。

表1 東江三角洲第四系地層綜合剖面Table 1 Comprehensive profiles of the quaternary stratum in Dongjiang delta

（2）東江三角洲第四系由上更新統和全新統組成，分別對應晚更新世與全新世兩次海侵旋回時期。與前人主要根據14C年齡得到東江三角洲沉積小于4萬年的認識不同，OSL測年結果顯示上更新統的年齡值為4.7～13.5萬年。珠江三角洲地區(qū)第一次海侵旋回可能發(fā)生于距今4～10萬年時期。

（3）東莞盆地花斑粘土層與珠江三角洲地區(qū)一樣，呈斷續(xù)分布，在7個孔中僅在ZK3鉆孔中有所發(fā)育。如ZK3孔在第一次海侵旋回與第二次海侵旋回之間 （埋深13.3～14.2 m）發(fā)育一厚度不足1 m的含鈣花斑粘土，孔深15.1 m處OSL年齡值為47.8±2.4 Ka，孔深10.6 m處OSL年齡為6.9±0.3 ka。反映兩次海侵之間，本區(qū)處于風化與剝蝕環(huán)境，導致長時期的地層間斷?；ò哒惩翆硬粌H野外易于識別，而且是區(qū)分全新統和上更新統的重要標志層。

（4）隨著測年技術的發(fā)展，OSL測年已成為第四紀年代學研究的重要方法。其測年上限（能測的最老年齡）理論上可達數十萬年，然而受到釋光信號飽和、釋光信號穩(wěn)定性和環(huán)境輻射場強度（放射性核素含量）影響，一般認為，對＞100 ka的光釋光年齡結果的解釋和使用需要謹慎。對于河流沉積物來說，釋光測年可能存在不均勻曬退導致年齡偏老、等效劑量離散性大導致年齡不確定等問題。對于10萬年左右的老年齡還需要開展更多的檢驗工作，進一步開展珠江三角洲地區(qū)的地層年代學研究十分必要。

致謝：本文14C數據由北京大學14C實驗室完成，OSL由國土資源部水文地質環(huán)境地質研究所釋光年代學實驗室完成，孢粉分析由中國科學院南京古生物研究所和中國地震局地質研究所孢粉實驗室完成。在此一并表示誠摯的謝意！

[1]李平日，林曉東，黃光慶.東江三角洲地貌特征[J].北京，地理研究，1991，10(2)：11-19.

[2]陳國能,張珂,賀細坤,等.珠江三角洲晚更新世以來的沉積－古地理[J].第四紀研究，1994， (1)：67－74.

[3]趙煥庭,珠江三角洲的形成和發(fā)展[J].海洋地質， 1982，4(5)：595－607.

[4]陳國達.廣州三角洲問題[C]\陳國達.陳國達全集.長沙：中南大學出版社，2008.

[5]黃鎮(zhèn)國，李平日，張仲英，等.珠江三角洲形成發(fā)展演變[M].廣州：普及出版社廣州分社，1982.

[6]廖示庭，吳甲添，劉建雄.廣東東莞盆地第四紀地質研究新進展[J].廣東地質，2001，16(4)：48－58.

[7]王旭龍，盧演儔，李曉妮.細顆粒石英光釋光測年：簡單多片再生法[J].地震地質，2005，27(4)：615－623.