支成龍，尚振，王彩，安茂國(guó)，高燕，姜騰飛，韓宗瑞

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院(山東省地質(zhì)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊(duì))，山東 兗州 272100)

0 引言

我國(guó)第四系研究主要集中于北京平原、河北黃驊北部地區(qū)及渤海灣西部地區(qū)[1-4]，依據(jù)各地區(qū)鉆孔巖心樣品古地磁、微體古生物、孢粉地層學(xué)研究等手段探討了布容/松山極性帶界線、MIS3以來(lái)沉積作用對(duì)孢粉和海侵的記錄。相比之下膠萊盆地第四系研究程度較低。

作者依據(jù)“山東省1∶5萬(wàn)程戈莊、鋪集幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”施工鉆孔及采取的古地磁、微體古生物、孢粉樣品為基礎(chǔ)，結(jié)合前人對(duì)第四系科研鉆探工作方法及成果總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)[5-10]，對(duì)研究區(qū)內(nèi)巖石地層及年代學(xué)進(jìn)行研究，以期為區(qū)域第四系研究提供基礎(chǔ)資料。

1 地貌及第四系概況

研究區(qū)構(gòu)造區(qū)劃屬于華北板塊(Ⅰ)膠遼隆起區(qū)(Ⅱ)膠萊盆地(Ⅲ)高密-諸城斷陷(Ⅳ)諸城凹陷(Ⅴ)及高密-景芝凹陷(V)構(gòu)造單元[11](圖1)。早更新世區(qū)內(nèi)主要以風(fēng)化剝蝕為主，中更新世以來(lái)升降運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為形成許多深切河谷、河流階地及夷平面，并在山前、河谷和沿海邊帶形成松散堆積物。由于區(qū)外營(yíng)力的不斷作用，山區(qū)不斷地遭受剝蝕，改變著原有地貌景觀，形成了現(xiàn)有的低山丘陵區(qū)，流水搬運(yùn)的大量泥沙在低洼處堆積形成了沖積—洪積平原。

研究區(qū)橫貫東西的百尺河斷裂為區(qū)內(nèi)重要的地貌分界線，北側(cè)以低矮丘陵為主，南側(cè)以低緩平原為主。丘陵地區(qū)主要以白堊紀(jì)萊陽(yáng)群地層風(fēng)化剝蝕為主，南部低緩平原則形成第四紀(jì)河流沖積相及湖沼相沉積。其他大部分地區(qū)屬于波狀平原，屬膠萊沖積平原西南部的濰河平原。區(qū)內(nèi)河流主要為濰河、百尺河及膠河等，水流方向自南向北，且多為寬淺季節(jié)性河流，夏季雨量大且集中，易成水災(zāi)，因此區(qū)內(nèi)第四系沉積主要受河流河道變遷及洪水泛濫沉積影響。本次工作中，通過(guò)地面調(diào)查及視電阻剖面測(cè)量，系統(tǒng)控制了區(qū)內(nèi)基巖區(qū)脆性斷裂及第四系覆蓋區(qū)隱伏斷裂的具體位置。由第四系等厚圖看出區(qū)內(nèi)河流展布同樣受區(qū)內(nèi)脆性斷裂影響，其中濰河及百尺河河道分別受井溝-諸城斷裂及安丘-辛興斷裂所控制。

1—第四系；2—臨朐群；3—王氏群；4—大盛群；5—青山群；6—萊陽(yáng)群；7—馬家溝群；8—九龍群；9—粉子山群；10—荊山群；11—傲徠山序列二長(zhǎng)花崗巖；12—嶗山序列正長(zhǎng)花崗巖；13—嶗山序列二長(zhǎng)花崗巖；14—雨山序列花崗閃長(zhǎng)斑巖；15—雨山序列石英二長(zhǎng)斑巖；16—埠柳序列石英二長(zhǎng)巖；17—玲瓏序列二長(zhǎng)花崗巖；18—鐵山序列正長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖；19—月季山序列二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖；20—月季山序列二長(zhǎng)質(zhì)片麻巖；21—榮成序列二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖；22—榮成序列斜長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖；23—榮成序列閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖；24—梭羅樹序列變輝長(zhǎng)巖；25—研究區(qū)范圍圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖

2 巖石地層及沉積相分析

2.1 地層單元?jiǎng)澐址桨?/h3>

在鉆孔綜合研究的基礎(chǔ)上，編制第四系綜合柱狀圖，對(duì)代表性鉆孔進(jìn)行詳細(xì)劃分并進(jìn)行第四紀(jì)地層對(duì)比，建立研究區(qū)第四紀(jì)地層層序及填圖單元?jiǎng)澐址桨?。本次工作共?shí)施56個(gè)鉆孔，累計(jì)巖心長(zhǎng)度600.20m。根據(jù)沉積物巖性、成巖類型、時(shí)代以及相互關(guān)系，將研究區(qū)劃分為于泉組、大埠組、大站組、黑土湖組、臨沂組及沂河組6個(gè)組級(jí)地層單位，其中于泉組、大埠組、大站組、黑土湖組、臨沂組在第四系鉆孔中均有揭露。

2.2 巖石地層

2.2.1 于泉組

區(qū)內(nèi)于泉組一般角度不整合于下伏基巖之上，上覆地層為大埠組或大站組，厚度一般2～10m不等，地表未見出露?？傮w巖性為一套紅色黏土質(zhì)膠結(jié)的砂礫層，上部為棕紅色、棕黃色砂質(zhì)黏土，下部為棕紅色、棕黃色含礫砂、礫質(zhì)砂、砂礫層、礫石層，為一套河流沖積相沉積。根據(jù)鉆孔資料，區(qū)內(nèi)于泉組廣泛分布于濰河、百尺河、膠河一帶。

2.2.2 大埠組

大埠組為河流沖積沉積物，巖性為黃棕色、淺黃棕色、灰棕色含礫中細(xì)砂、礫質(zhì)砂，砂礫層，具下粗上細(xì)的粒序?qū)永硖卣?。沉積厚度2～8m不等，該組與下伏于泉組為整合接觸關(guān)系，上覆地層為黑土湖組或大站組。區(qū)內(nèi)大埠組未在地表出露，根據(jù)鉆孔資料，主要分布在濰河及百尺河一帶。

2.2.3 大站組

區(qū)內(nèi)大站組一般不整合于大埠組、于泉組或者下伏基巖之上，上部與黑土湖組整合接觸，厚度一般2～10m不等，呈彎曲的帶狀展布于程戈莊幅北部濰河西側(cè)，出露面積較少。其成因以風(fēng)積為主，后發(fā)生1次或多次的近原地沖洪積搬運(yùn)，造成局部發(fā)育洪積相的楔子狀、透鏡狀礫石層?？傮w以黃色調(diào)、層理不發(fā)育、含大量鈣質(zhì)結(jié)核及少量鐵錳質(zhì)結(jié)核為特點(diǎn)。巖性以黃棕色、灰黃色、灰色、紅棕色黏土、含粉砂黏土、粉砂質(zhì)黏土、黏土質(zhì)粉砂為主，分選很好，常夾數(shù)層不規(guī)則礫石層，底以礫石層為界與下伏巖層分界。

2.2.4 黑土湖組

黑土湖組以湖沼相沉積為主，色調(diào)以灰黑色、黑棕色、灰棕色易于區(qū)分，含有機(jī)質(zhì)和豐富的孢粉及軟體動(dòng)物殼，巖性以灰黑色、灰棕色黏土、砂質(zhì)黏土、粉砂質(zhì)黏土為主，有時(shí)含礫石和鐵錳質(zhì)結(jié)核。研究區(qū)黑土湖組沉積厚度較薄，從幾十厘米至2～3m不等，僅在程戈莊幅北部濰河西側(cè)少量分布。

2.2.5 臨沂組

臨沂組在調(diào)查區(qū)中南部山麓丘陵區(qū)與山前平原區(qū)大面積出露，出露面積約379km2。巖性為灰黃色、淺黃棕色黏土、粉砂質(zhì)黏土及中細(xì)砂、含礫粗砂，臨沂組分布于區(qū)內(nèi)河流的Ⅰ級(jí)階地及高河漫灘之上，常形成沖積平原，為河流相沉積。地表多改造為耕植土，粒度較細(xì)，以土黃色、灰黃色含砂質(zhì)粉砂、砂質(zhì)黏土為主，下部有時(shí)可見粗砂、礫石層。下伏層位不穩(wěn)定，常見的是沉積在黑土湖組之上，厚度較小，多在1～3m。

2.2.6 沂河組

沂河組為現(xiàn)代河流沉積物，在區(qū)內(nèi)濰河、百尺河、膠河出露。巖性為灰黃色含礫粗砂堆積物，構(gòu)成河床及低河漫灘，厚度小于10m，具交錯(cuò)層理?？傮w上該組巖性較復(fù)雜，各種粒級(jí)、成分皆有，一般為砂級(jí)以上粗碎屑堆積，多局限于丘陵地區(qū)河床內(nèi)。

2.3 地層單元及沉積相

區(qū)內(nèi)6個(gè)第四紀(jì)地層單位中(表1)，沂河組為現(xiàn)代河流沉積物，在區(qū)內(nèi)濰河、百尺河、膠河出露。巖性為灰黃色含礫粗砂堆積物，構(gòu)成河床及低河漫灘，厚度小于10m，具交錯(cuò)層理。另外5個(gè)地層單元選取揭露地層較為齊全的基準(zhǔn)孔JZK16(圖2)及JZK22(圖3)進(jìn)行沉積相分析，鉆孔位置見圖1。第四系發(fā)育以來(lái)沉積環(huán)境以河流相為主，發(fā)育大面積的河流邊灘及泛濫平原相沉積，根據(jù)河道滯留沉積厚度判斷JZK16及JZK22附近中更新世至晚更新世早期為主河道，晚更新世中期、晚期為支流河道，至全新世早期歷經(jīng)河漫灘低洼地區(qū)、河漫湖泊、泛濫平原?？傮w粒度自下往上顯示粒度變細(xì)，揭露了古河道的變遷，另外晚更新世期間發(fā)育風(fēng)成沉積，其后為河流相沉積物充填。

圖2 JZK16第四系鉆孔柱狀圖

圖3 JZK22第四系鉆孔柱狀圖

表1 研究區(qū)第四系沉積物分組

2.3.1 JZK16孔沉積相分析

0～1.00m為暗黃棕色含礫黏土質(zhì)粉砂、極暗灰棕色黏土及暗棕色含礫黏土質(zhì)粉砂，均未見層理，判斷為洪水泛濫時(shí)期形成的廣闊平坦的河漫沉積區(qū)，沉積物以泥質(zhì)為主，這時(shí)堤岸亞相與河漫亞相已無(wú)區(qū)別，故統(tǒng)稱為泛濫平原沉積，歸為臨沂組。

1.00～2.13m為濕草甸黑土層，為暗棕色黏土，砂以粉砂為主，含量極少，在5%以下，黏土含量達(dá)95%以上，見少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，分布較少，大小為1mm左右，鐵錳浸染結(jié)核呈銹黃色，大小亦為1mm左右。以黏土沉積為主，層理發(fā)育不好，在干旱氣候條件下，地下水面下降，表面急速蒸發(fā)，多見鐵錳質(zhì)結(jié)核，可形成豐富的有機(jī)質(zhì)沉積，多見保存完整的微體古生物化石，以陸相介形蟲、腹足類化石為主，判斷為河漫湖泊微相。

2.13～3.49m為棕色，粉砂質(zhì)黏土，砂以粉砂為主，含量約30%，黏土含量70%以上，未見層理，見鐵錳質(zhì)結(jié)核大量分布，大小4～5mm為主。礫石極少見，3.20～3.30m處見弱潛育化，為還原環(huán)境。在平原地區(qū)的曲流河中，當(dāng)河床因天然堤和本身沉積作用而逐漸抬升時(shí)，河床往往在河岸兩側(cè)地形較高的沖脊上流動(dòng)，洪水期后，河漫灘低洼地區(qū)積水，該層判斷為積水洼地環(huán)境，為形成河漫湖泊早期的長(zhǎng)期積水低洼地帶。

3.49～4.35m為黃棕色粉砂質(zhì)黏土為主，該層未見層理。3.68～3.87m處見極少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，大小達(dá)1～2mm，為局部突變的干旱氣候條件影響，該層粉砂質(zhì)黏土主要為風(fēng)積黃土，見鈣質(zhì)結(jié)核分布，對(duì)應(yīng)LGM(MIS2)硬土層。

4.35～11.25m多為砂礫層，為晚更新世河床相砂、砂礫石層沉積。

其中4.35～8.73m多為黃棕色含礫中—粗砂、紅棕色礫質(zhì)粗砂及紅黃色砂礫層。礫石大小以2～5mm為主，個(gè)別可達(dá)2～4cm左右，礫石成分以砂巖、石英巖為主，磨圓度較好，以次棱角狀—次圓狀為主；砂以中粗砂為主，成分主要為長(zhǎng)石、石英等，分選性較好。以砂質(zhì)沉積物為主，大致為自下而上出現(xiàn)由粗至細(xì)的粒度或巖性正韻律，主要為平行層理，可見交錯(cuò)層理。判斷為河流邊灘沉積微相。對(duì)應(yīng)晚更新世大埠組上部。

8.73～9.68m為深橄欖棕色黏土、紅黃色含礫中粗砂及深棕色含礫粉砂質(zhì)黏土。礫石礫徑以2～5mm居多，礫石磨圓度一般，以次棱角狀為主，分選性較好，較集中于與上層界線附近。其中8.80～9.0m為略具有有機(jī)質(zhì)的黏土層，見介形蟲類化石分布。判斷該層為河漫灘沉積微相，對(duì)應(yīng)晚更新世大埠組中部。

9.68～11.25m為黃棕色砂礫層，礫石礫徑0.05～1cm為主，個(gè)別可達(dá)3～4cm，磨圓度較好，以次圓狀為主，礫石成分為紫紅色長(zhǎng)石砂巖、石英巖、泥巖等，砂以粗砂為主，粒徑1mm以上，礫石含量達(dá)35%以上，其他組分為粗砂為主，另見少量粉砂、黏土，含量2%左右。未見層理，切面粗糙。10.57～10.71m處夾中粗砂層。主要為礫石等粗碎屑物，細(xì)砂、粉砂極少，源區(qū)礫石居多，多呈透鏡狀展布，向上過(guò)渡為河漫灘沉積微相，判斷該層為河流邊灘沉積微相,對(duì)應(yīng)晚更新世大埠組下部。

11.25～12.37m主要為黃棕色粉細(xì)砂、棕黃色含黏土砂礫層及棕黃色含礫粉砂質(zhì)黏土，未見層理，切面粗糙，礫石成分主要為砂巖、石英顆粒等，磨圓度較好。判斷該層為河漫灘沉積微相，為于泉組。

12.37～15.20m為棕黃色砂礫層，礫石大小2～5cm不等，以2mm左右居多，以次圓狀為主，成分為泥巖、長(zhǎng)石砂巖等，含量達(dá)45%左右，砂以粗砂為主，粒徑達(dá)1mm左右，含量達(dá)50%以上，該層未見層理，14.32～15.20m處礫石礫徑變小，以2mm居多，少見1cm以上者。以礫石等粗碎屑顆粒為主，分選及磨圓都較好，顯示源區(qū)礫石居多。判斷為河道滯留沉積，為于泉組。

2.3.2 JZK22孔沉積相分析

0～2.73m為棕色粉砂質(zhì)黏土及深灰黑色黏土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，未見層理，判斷為洪水泛濫時(shí)期形成的廣闊平坦的河漫沉積區(qū)，沉積物以泥質(zhì)為主，次為粉砂。判斷為泛濫平原沉積，為臨沂組。

2.73～5.92m深灰黑色黏土，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，未見礫石，無(wú)層理。指示地下水位抬升，加之降水逐漸增加，在盛冰期硬黏土之上出現(xiàn)了積水洼地，以黏土沉積為主，層理發(fā)育不好，積水洼地環(huán)境中，可形成豐富的有機(jī)質(zhì)沉積。判斷為湖沼濕地沉積，為黑土湖組。

5.92～6.64m為黃棕色黏土質(zhì)粉砂，砂以粉砂為主，含量達(dá)60%左右，未見礫石，黏土含量達(dá)40%左右，該層未見層理，6.36～6.43m處見黏土層，黏土層內(nèi)見少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，為局部突變的干旱氣候條件影響，地下水面下降，表面急速蒸發(fā)。該層粉砂質(zhì)黏土主要為風(fēng)積黃土，見鈣質(zhì)結(jié)核分布，主要為風(fēng)成沉積，對(duì)應(yīng)LGM(MIS2)硬土層，為大站組。

6.64～17.22m多為砂礫層，為晚更新世河床相砂、砂礫石層沉積。

其中6.64～11.35m多為含礫砂、礫質(zhì)砂、砂礫層。礫石大小以2～5mm為主，個(gè)別可達(dá)2cm，礫石成分以石英、長(zhǎng)石、砂巖為主，磨圓度較差，以次棱角狀為主；砂以粗砂為主，成分主要為長(zhǎng)石、石英等，分選性較好。以粗砂、礫石等粗碎屑沉積物為主，細(xì)砂、粉砂極少，礫石分布均勻，多呈透鏡狀展布。判斷為河流邊灘沉積微相，為晚更新世大埠組。

11.35～12.98m主要為含礫含粗砂黏土、細(xì)砂及礫石層，礫石大小以2～5mm為主，個(gè)別可達(dá)1cm，成分主要為砂巖、石英顆粒變質(zhì)巖等，磨圓度較好，以次圓狀為主。砂以細(xì)砂為主，含少量粗砂及粉砂，成分主要為石英、長(zhǎng)石顆粒。局部見中粗砂夾層，底部見細(xì)砂與粉砂互層。判斷該層為河漫灘沉積微相，為于泉組頂部。

12.98～17.22m以砂礫層為主，礫石大小2～5cm不等，個(gè)別可達(dá)3～5cm，磨圓度較好，以次圓狀為主，分選差，成分為石英顆粒、長(zhǎng)石砂巖等。砂以粗砂為主，未見層理，16.67～16.80m處見極暗灰棕色炭化現(xiàn)象。以礫石等粗碎屑顆粒為主，磨圓度較好，顯示源區(qū)礫石居多。判斷為河道滯留沉積，歸為于泉組。

3 年代地層劃分

《中國(guó)地層表》(全國(guó)地層委員會(huì)，2014)規(guī)定[12]，采用2.588Ma做第四紀(jì)下限年代[13-15]，以0.781Ma為中更新世開始的時(shí)間，0.126Ma為晚更新世開始的時(shí)間，10 ka為全新世開始的時(shí)間[16]。本次工作中第四系定年采用14C測(cè)年及磁性地層學(xué)分析。因14C測(cè)年對(duì)于早35ka年齡有系統(tǒng)性誤差[17]，結(jié)合區(qū)內(nèi)地層特征，14C測(cè)年主要測(cè)定全新世炭質(zhì)黏土年齡，相比之下磁性地層學(xué)測(cè)年范圍較為廣泛。

3.1 14C測(cè)年

本次14C樣品分析主要部署于鉆孔中，共采集8件，巖性為炭質(zhì)黏土、黏土，取樣厚度0.05～0.15m。本次樣品分析測(cè)試工作由北京光釋光實(shí)驗(yàn)室科技有限公司承擔(dān)。14C測(cè)年結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)第四系僅在全新世時(shí)期發(fā)育泥炭、有機(jī)質(zhì)黏土，即僅在黑土湖組及臨沂組呈夾層狀，有效區(qū)分了臨沂組及黑土湖組的時(shí)間界定。

從測(cè)試結(jié)果可以看出(表2)，研究區(qū)沼澤相、湖沼相的沉積環(huán)境多集中全新世1043～8710yr，其中JZK24及JZK55孔中樣品所在層位劃分為黑土湖組，其余樣品所在層位被劃分為臨沂組夾層。其中JZK66樣品年齡為419yr，年齡較小，不排除人類耕作活動(dòng)所導(dǎo)致。根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔JZK55及JZK24孔14C測(cè)年樣品結(jié)果，區(qū)內(nèi)臨沂組底界年齡應(yīng)在8000～9000yr左右。

表2 第四系鉆孔14C同位素測(cè)年結(jié)果表

3.2 磁性地層

本次工作對(duì)研究區(qū)14個(gè)代表性鉆孔307件樣品進(jìn)行了古地磁及磁化率測(cè)試，完成了古地磁極性柱年代對(duì)比。本次主要采取鉆孔中的黏土層位進(jìn)行測(cè)試，砂層未采取樣品，黏土層位樣品平均相隔0.2m。所有樣品使用無(wú)磁性的2cm×2cm×2cm的塑料盒進(jìn)行采樣。采集的樣品在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)古地磁與環(huán)境磁學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究磁組構(gòu)和剩磁測(cè)試。磁組構(gòu)由捷克產(chǎn)KLY-4S卡帕橋測(cè)定。剩磁實(shí)驗(yàn)使用D-2000交變退磁儀進(jìn)行交變退磁，所有樣品退磁步驟為17步，分別為5mT，10mT，15mT，20mT，25mT，30mT，35mT，40mT，45mT，50mT，60mT，70mT，80mT，90mT，100mT，120mT，140mT退磁；經(jīng)交變退磁后，獲得樣品的天然剩余磁場(chǎng)要素(磁傾角)，確定地磁極性方向變化。

經(jīng)巖石地層及年代地層綜合分析，區(qū)內(nèi)第四系主要為中更新世以來(lái)的松散堆積物沉積，形成年限均晚于0.781Ma，因此區(qū)內(nèi)磁性地層特征均符合布容期磁性地層特征。本次選取鉆孔古地磁樣品退磁效果較好的ZK64孔進(jìn)行分析研究，多數(shù)鉆孔砂層較厚未采樣且采集樣品退磁效果不佳，可能因退磁方法及地層所含磁性礦物性質(zhì)所導(dǎo)致。ZK64磁化率和天然剩磁測(cè)試結(jié)果顯示，天然剩磁(NRM)的強(qiáng)度范圍為7.298×10-7～1.215×10-4m/A。磁化率值的范圍為4.608×10-5～8.578×10-5。天然剩磁與磁化率值之間均有較好的相關(guān)性，表明天然剩磁主要受磁性礦物含量控制。天然剩磁和磁化率的變化與沉積物巖性特征及粒度也大致相對(duì)應(yīng)。由下至上其天然剩磁和磁化率都略有升高，呈正態(tài)分布趨勢(shì)。

根據(jù)20個(gè)樣品的磁傾角變化，可將ZK64鉆孔巖心劃分出3個(gè)極性帶，可對(duì)應(yīng)布容期時(shí)的極性特征(表3，圖4)。所測(cè)磁傾角絕大部分為正值，除ZK64-6樣品為-26.10，其他樣品變化范圍為5.14～77.51。ZK64-6樣品屬黑土湖組，磁傾角為負(fù)可能因樣品含磁礦物性質(zhì)或后期構(gòu)造活動(dòng)所導(dǎo)致，其他樣品的正磁極性特點(diǎn)符合布容正極性帶特征，鉆孔并未記錄0.128Ma的Blake負(fù)極性事件。此外，晚更新世與全新世地層厚度大于中更新世地層厚度，如不考慮沉積間斷，表明晚更新世以來(lái)，第四系沉積速率有所加快。

表3 ZK64孔樣品天然剩磁及剩余磁化率結(jié)果表

圖4 ZK64鉆孔第四系地層序列與古地磁極性年表對(duì)比

4 地層格架

本次第四紀(jì)地層格架是在地表調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用大量露頭剖面及第四系鉆孔，建立第四系鉆孔剖面，重點(diǎn)分析區(qū)內(nèi)濰河第四系格架，分別為諸城市解留社區(qū)—團(tuán)結(jié)村第四系剖面(圖5)、膠州市胡家村—譚家村第四系剖面(圖6)。以前文述及的巖性標(biāo)志層進(jìn)行對(duì)比，將剖面涉及的不同時(shí)期巖性組合進(jìn)行沉積相判別，從而大致建立了研究區(qū)第四紀(jì)的沉積格架。研究區(qū)第四紀(jì)以來(lái)以靜水環(huán)境為主，相應(yīng)沉積物以砂礫層為主，中更新世及晚更新世發(fā)育河流沖積相，河道相及河漫灘相沉積，全新世多發(fā)育湖泊相沉積。沉積環(huán)境總體上以河流相、湖泊相沉積為主。濰河在研究區(qū)以下游河段為主，河流下切作用減弱，水動(dòng)力變?nèi)酰练e物在此堆積，沉積物粒度亦較細(xì)。

4.1 諸城市解留社區(qū)—團(tuán)結(jié)村第四系剖面

該剖面橫穿濰河及支流百尺河，濰河以西，第四系較薄，主要為晚更新世末期的風(fēng)成沉積及全新世的湖沼相沉積。濰河以東，第四系變厚，中更新世河流沖積相發(fā)育廣泛，中更新世末期普遍發(fā)育一期棕紅色、棕黃色砂質(zhì)黏土層。晚更新世早期以河流邊灘沉積物為主，晚期以風(fēng)積相為主，后發(fā)生1次或多次的近原地沖洪積搬運(yùn)，造成局部發(fā)育洪積相的楔子狀、透鏡狀礫石層，廣泛發(fā)育鈣質(zhì)結(jié)核及鐵錳質(zhì)結(jié)核的黏土層。全新世以河流相、湖沼相沉積為主，其中河流相具二元結(jié)構(gòu)，湖沼相主要為一套灰黑色黏土。

1—粉砂質(zhì)黏土；2—黏土質(zhì)粉砂；3—黏土；4—含礫砂；5—砂礫層；6—含鈣質(zhì)結(jié)核粉砂黏土；7—長(zhǎng)石砂巖；8—泥質(zhì)粉砂巖；9—砂巖；10—粉砂巖；11—泥巖；12—組界線；13—現(xiàn)代河床；14—泛濫平原；15—潮沼濕地；16—風(fēng)積；17—河流邊灘；18—河漫灘；19—河道滯留；20—沂河組；21—臨沂組；22—黑土湖組；23—大站組；24—大埠組；25—于泉組；26—紅土崖組；27—鉆孔位置及編號(hào)圖5 諸城市解留社區(qū)—團(tuán)結(jié)村第四系剖面圖

1—粉砂質(zhì)黏土；2—黏土質(zhì)粉砂；3—黏土；4—含礫砂；5—砂礫層；6—含鈣質(zhì)結(jié)核黏土質(zhì)粉砂；7—含礫粉砂巖；8—含礫砂巖；9—礫巖；10—組界線；11—現(xiàn)代河床；12—泛濫平原；13—湖沼濕地；14—風(fēng)積；15—河道滯留；16—沂河組；17—臨沂組；18—黑土湖組；19—大站組；20—于泉組；21—紅土崖組；22—鉆孔位置及編號(hào)圖6 膠州市胡家村—譚家村第四系剖面圖

4.2 膠州市胡家村—譚家村第四系剖面圖

該剖面橫穿膠河及周陽(yáng)河，中段較深，由東向西變淺，從剖面圖上可以看出，膠河下切作用強(qiáng)烈。中更新世河流沖積相發(fā)育廣泛，晚更新世發(fā)育含鈣結(jié)核黏土，為干冷期的風(fēng)成沉積。全新世以河流相、湖沼相沉積為主。剖面西段中更新世及晚更新世缺失，剖面東段中更新世缺失。

5 結(jié)論

(1)通過(guò)第四系鉆孔及垂直剖面的測(cè)量和研究，查明了研究區(qū)第四系基本特征、厚度變化和分布規(guī)律。區(qū)內(nèi)第四系分布主要受濰河、百尺河及膠河所影響，厚度均小于20m。區(qū)內(nèi)濰河及其支流百尺河流域第四系厚度整體大于膠河流域，第四系厚度呈現(xiàn)由南至北逐漸變厚的趨勢(shì)。

(2)將區(qū)內(nèi)第四系劃分為6個(gè)組級(jí)單位，從下往上分別發(fā)育于泉組、大埠組、大站組、黑土湖組、臨沂組及沂河組，其中于泉組、大埠組為隱伏地層，地表未見出露。研究表明：沂河組屬現(xiàn)代河床沉積；臨沂組屬河流泛濫平原沉積；黑土湖組為湖泊或沼澤濕地沉積；大站組屬寒冷干燥氣候下的風(fēng)積相沉積；大埠組屬河床及邊灘沉積；于泉組上部屬河漫灘沉積，下部屬河道滯留沉積。

(3)根據(jù)磁性地層及14C測(cè)年研究結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)第四系形成年齡均晚于0.781Ma，其中臨沂組底界年齡與黑土湖組頂界應(yīng)在8000～9000yr左右。