常州城区平原区第四纪地质演化特征

吴小斌 蔡锡南 韩东亚 杜磊 姚图 刘正明 罗冬霞

摘 要：常州城区平原区第四纪地质演化复杂，不仅时序间变化多端，不同时序的空间中地质环境也错综复杂。简要叙述区内第四纪地质演化的结论，给出演化过程的大致轮廓。区内早更新世早期剥蚀，晚期湖盆逐步由小变大、多旋回超覆堆积。中更新世初新构造运动强烈，早期早阶段古长江侵袭本区，形成长江百丈湾，其内堆积巨厚的河口湾相。晚阶段嘉定海侵，全区接受海相沉积。中更新世晚期全区为湖盆相持续沉降堆积。晚更新世河湖相及二次海相堆积。全新世区内总体抬升，大部分处于高亢平原，遭受剥蚀，仅周边河、湖低地有沉积。

关键词：常州;平原区;第四纪;地质演化

江苏省地质矿产局第二地质大队在2014—2017年完成《常州市城市建设控制区综合地质调查项目》的过程中，整合区内已有的第四纪年代地层、磁性地层、气候地层、生物地层等资料，建立全区第四纪地层新的层序，对全区第四纪地层纵横向三维分布格架有了全面了解[1]。本研究简要叙述区内第四纪地质演化的结论，给出演化过程的大致轮廓。

1    早更新世

常州城区早更新世（为叙述方便，更新世以传统早、中、晚三分）经历了早期抬升剥蚀、晚期沉降堆积的过程。

1.1  第四纪初地质环境

喜马拉雅四幕运动，常州城区地形全面隆起，高差悬殊，主要属山地、岗地。地层分布多样，新老跨度极大，印支、燕山、喜马拉雅构造层交织[2]。

代表性山地有孟河黄山山地，分布印支构造层的震旦纪-寒武纪地层;郑陆-横林山地，分布印支-燕山构造层志留纪-侏罗纪地层;雪堰山地，分布印支-燕山构造层志留纪-侏罗纪地层。其他还有九里、卜弋等地残丘分布燕山构造层二叠纪-三叠纪地层。

城区外缘、山地坡裙高岗地，分布燕山构造层白垩纪地层。

城区中部低岗地魏村-牛塘，南部前黄一带，分布喜马拉雅构造层古近纪-新近纪地层。

1.2  早更新世地质演化特征

本区早更新世可分二期，早期为剥蚀夷平期。区内未见早期有第四系堆积，说明长期处于抬升剥蚀状态，屬苏北苏东海域第四纪堆积的物源地之一。

晚期为堆积填平期。区内第四系底部最老年龄值小于   1 500 ka。考虑到采样位置和局部地段盆地深度等因素，推测本区第四系最早沉积年龄距今1 700 ka左右。

早更新世晚期，区内新构造运动开始加剧，喜马拉雅中下构造层及其下的印支-燕山构造层中的基底断裂构造活化。常州地区较显著的有茅山运动，早已夷平的茅山山脉在早更新世晚期重新崛起，区域上受中国西部青藏运动波及。

区内早更新世地层，由大的暖期、冷期旋回堆积两两组合，大致分成4个岩性段（见图1），次一级的冷、暖旋回更多，分成初、早、中、晚4个阶段[3]。

初阶段，受北西、北东向活化断裂作用，最早的断陷沉积盆地在北东缘的春江镇百丈一带发育，称作百丈凹，不断沉陷，盆地不断扩大，最终盆缘达南西侧的奔牛-湖塘一线[4]，中心厚、边缘薄，岩性为砂土类-黏土类，是下粗上细的二元结构。北西部二元结构发育完善，砂土厚于岩土;扩张型盆地，南东缘由单一黏土组成，是为海门组一段。

早阶段，沉积盆地继续扩大，最南已扩至前黄附近。仍然以下粗上细的二元结构为主，局部边缘为单一细粒土，是为海门组二段。

中阶段，内陆湖盆进一步扩大，南西缘已达嘉泽-漕桥一线[5]。下粗上细结的构与早阶段雷同，是为海门组三段。

晚阶段，全区除残山外皆沦为一个大的沉积盆地，下粗上细的二元堆积已超覆全区。其中，安家-横林一线北侧后期因冲刷而缺失。晚阶段堆积盆地填平补齐后残留的局部凹盆内还有少量二元堆积，并入海门组四段。

整个早更新世晚期在区内沉积，由以春江一带为中心的小型断陷，逐步向外围扩展超覆退积而成。底界年龄由盆地初始中心向外变新、旋回组合变少、厚度变薄，是受青藏运动波及和昆黄运动影响，断裂构造不断活化、不断呈阶梯状活动的结果。沉积盆地春江镇百丈凹最深处为﹣234.1 m，南西湟里最浅处为﹣86.4 m（见图2）[6]。下更新统汤庄，最厚为119.52 m，向外围变薄，灵台仅厚24.2 m，发育程度、厚度相差悬殊。

2    中更新世

中更新世年龄介于781～126 ka。分二期，早期以暖为主，堆积以粗粒（砂）土为主;晚期以冷为主，堆积以细粒（黏）土为主。两者次级冷暖波动多次。

2.1  中更新世早期

发育于中国西部的昆黄运动，对亚洲乃至世界有重要的影响，早、中更新世之交，昆黄运动达到高潮，青藏高原全面隆起，长江全线贯通、气候剧变、构造变动强烈，史称“中更新世革命”[7]。

本区受昆黄运动影响，早先的平衡被打破，古老的断裂又活化，进一步出现大规模的块断升降[8-9]。长江来水汹涌，江岸南侵，春江百丈地区遭受冲刷，早期堆积下更新统下沉的同时，上部也遭到冲刷，形成了百丈长江河湾。长江岸线和边滩的外侵始终受北西、北东向活化断裂控制（见图3）。

长江岸线在安家-湖塘-横林一带，边滩略向外扩，鸣凰的南西方向、剑湖的南东方向为两条入江支流河道。其内以暖期粗粒（砂）土堆积为主，夹有透镜状冷期细粒（黏）性土多层，为启东组下段。古长江及支流外围河岸遭受剥蚀。下更新统由于冲刷、剥蚀，区内早、中更新世地层大多不连续。主长江河道与支流河道、边滩沉积有先后，厚度差别悬殊。春江镇圩塘最厚为102.30 m，外围薄处仅   3～4 m（见图4），长江陡岸处累计最大落差在100～120 m。由于古长江激流冲刷、新构造断裂同沉积升降，其底界埋深最大相差85 m，圩塘最深为﹣133.44 m，湟里-漕桥最浅在-52～﹣48 m[10]。

中更新世早期晚阶段昆黄运动趋平息，大规模的断块升降结束，本区全面沉陷，嘉定海侵袭来，全区开始海相沉积，为区内第二次填平补齐堆积。全区地层层序理顺后，正式确定嘉定海侵在本区的存在。本区嘉定海侵由魏村-潞城古长江口向南西侵入，总体属潮坪相。其中，汤 庄-湖塘北东侧原古长江区域为潮下带相;西林-滆湖-村前方向为5～15 ka宽的潮道相;西部奔牛片区、北东的三河口片区、南东的礼嘉片区为3个潮间坪相区。海相层覆盖了古长江内中更新世早期早阶段的三角洲相、河口湾相，同时，超覆了古长江岸区的下更新统。所以，作为启东组下段底界年龄也有250 ka的差距[11]。

2.2  中更新世晚期

在嘉定海退以后，本区为湖泊相沉积环境，持续沉降，继续填平补齐的平稳沉积。仅魏村-龙虎塘一带北西         向>20×10 ka的中更新统组成的江心洲露出水面缺失沉积，其他地区都接受以冷期为主导的细粒（黏性）土沉积，同样夹多层透镜状次级暖期旋回的沉积。厚度在44～4 m，为启东组上段。

3    晚更新世

区内虽然海进海退频繁，总体处于相对平稳的沉积状态。早期，气候较暖，降水充沛。魏村-圩塘中更新世江心洲与陆地相连，长江北撤，退出本区，形成古平原。古平原上通江河道有宽3～15 km的北东向东安-龙虎塘支流河道、横    林-东青北西向汊河。距今10万年前后，太湖海侵影响本区，海水从南北涌入本区，除周边残丘外，一片汪洋，沉积了暖期淤质-砂质土，是为昆山组。

晚期，总体属冷期，冷暖波动。早阶段，以冷为主，海水退出本区，呈河湖环境，沉积细粒黏土类，以填平补齐沉积作用为主，是为滆湖组下段。古长江岸线又南侵达魏村-三井一带。中阶段，气候转暖，降水充沛，水流冲刷作用加剧，芦家巷-龙虎塘一线又形成2～5 ka的通江河道，早阶段沉积物冲刷殆尽。海平面上升，区内遭大规模海侵—滆湖海侵，比太湖海侵更强、海水更深，广泛沉积淤质土、细砂土，是滆湖组中段。晚阶段，总体以冷为主，略有波动，海水全部退出本区。堆积与侵蚀交替，总体发育一套黏土类沉积，是滆湖组上段。

晚更新世沉积底界的高差悬殊变小，龙虎塘最深          为﹣56.20 m，焦溪最浅为﹣23.86 m。上更新统邹区最厚为56.32 m，奔牛最薄为19.60 m。

4    全新世

本区总体以隆升为主，以中部高亢平原为主体，滆湖组上段裸露，遭受冲刷剥蚀。其外围低洼处发育全新统—如东组，分别有北部的长江现代三角洲、北西部的浦河古河道积水洼地、东部的芙蓉湖古湖泊水网洼地、南部的太滆滨湖洼地（见图5）以及高亢平原上的沟塘。

图5  常州城区地质地貌（据1∶5万区调图及钻孔资料编）

早期，气候好转，开始升温。现代长江基本已达目前位置。大部分高亢平原处于剥蚀状态，仅长江及浦河等古河道少量沉积，为如东组下段。

中期，快速升温，高温高海面时期，海水淹没镇江下游5 m以下的广大平原—镇江海侵。本区高亢平原海水未达或暂短过水未留痕迹。本区长江水域、浦河古河道流域、礼嘉-剑湖低洼地沦为海域或海水灌入，接受海相沉积，为如东组中段。太湖流域马家浜、崧泽、良渚文化连续，说明镇江海退后利于人类活动。距今4 000年左右，良渚文化在太湖流域突然湮灭，中断500年左右，说明全新世中期晚阶段有一次丰水期，本区与太湖流域一道淹没水下。

晚期，距今3 030年左右，馬桥文化孕育，说明太湖流域水退，逐步适于人类生存活动。3 000年左右太湖开始形成。距今（1 850±50）年滆湖形成，追索滆湖地区，自中更新世以来，多次重复凹陷-填平的过程。全新世自东汉中晚期滆湖形成以来，沉降仍在继续，都与新构造运动有关。区内湖泊、长江及河塘内有如东组上段沉积。

5    结语

在常州城区平原区第四纪地质演化过程中，地质环境多变，冷暖旋回交替、海进海退频繁、构造变动剧烈、建造改造并存，呈现一幅错综复杂的画卷。

早更新世早期全区隆升剥蚀，晚期块断升降，自北东缘百丈凹小盆地开始沉积，经历八次大的冷暖旋回，逐步向外围超覆退积，最后盆地发育至全区，完成第一次填平补齐堆积。

中更新世早期早阶段，新构造运动强烈，地质环境剧变，长江南袭，形成长江百丈湾，湾内堆积河口湾相，外围遭受剥蚀;晚阶段嘉定海侵，全境一片水域，接受潮坪相沉积，区内第二次填平补齐堆积。中更新世晚期为广阔的湖盆环境，持续沉降，接受以北方黄土为主要来源的水下堆积。中更新世经历两大冷暖旋回相应的堆积。

晚更新世经历4次大的冷暖旋回和两次海侵，总体为以沉降为主的河湖间海相堆积。

全新世区内总体开始上升，大部分地域成高亢平原，仅周边河、湖低地接受沉积。

[参考文献]

[1]江苏省地矿局第一水文地质工程地质大队.1∶5万常州水文地质工程地质环境地质综合勘察报告[R].南京：江苏省地矿局第一水文地质工程地质大队，1984.

[2]江苏省地矿局第四地质大队.1∶5万马山幅、石塘湾幅区域地质调查报告[R].苏州：江苏省地矿局第四地质大队，1989.

[3]江苏省地质矿产调查研究所.1∶5万戚墅堰幅区域地质调查报告[R].南京：江苏省地质矿产调查研究所，1994.

[4]江苏省地矿局第二地质大队.1∶5万丹阳市幅、奔牛镇幅区域地质调查报告[R].常州： 江苏省地矿局第二地质大队，1995.

[5]江苏省地质矿产调查研究所.1∶5万常州市幅、漕桥镇幅区域地质调查报告[R].南京：江苏省地质矿产调查研究所，1998.

[6]江苏省地质调查研究院.1∶5万金坛市幅、湟里镇幅区域地质调查报告[R].南京：江苏省地质矿产调查研究所，2000.

[7]李吉均，周尚哲，赵志军，等.论青藏运动主幕[J].中国科学：地球科学，2015，45（10）：1597-1608.

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[10]王润华，郭坤一，于振江，等.长江三角洲地区第四纪磁性地层学研究[J].地层学杂志，2005，29（增刊）：612-617.

[11]于振江，郭盛乔，梁晓红，等.长江三角洲（江南）地区第四纪海侵层的划分及时代归属[J].地层学杂志，2005，29（增刊）：618-625.

Characteristics of Quaternary geological evolution in the plain

area of Changzhou urban area

Wu Xiaobin， Cai Xinan， Han Dongya， Du Lei， Yao Tu， Liu Zhengming， Luo Dongxia

（The Second Geological Brigade of Jiangsu Bureau of Geology and Mineral Resources， Changzhou  213022， China）

Abstract：The Quaternary geological evolution in the plain area of Changzhou urban area is complicated， not only changes in time series， but also the geological environment in the space of different time series is complicated. The article briefly describes the conclusions of the Quaternary geological evolution in the area and gives a rough outline of the evolution process. The area was eroded in the early Early Pleistocene， and in the late stage， the lake basin gradually changed from small to mostly cyclic over-accumulation. The neo-tectonic movement was strong in the early Middle Pleistocene， and the ancient Yangtze River invaded the area in the early stage， forming the Baizhang Bay of the Yangtze River， where a huge estuary facies accumulated. In the late stage， Jiading transgressed， and the whole area accepted marine sediments. The whole area in the late Middle Pleistocene was the continuous subsidence and accumulation of lacustrine facies. In the Late Pleistocene， river-lake facies and secondary marine facies accumulation. The Holocene area are generally uplifted， most of them are in the high-lying plains and suffered erosion， and only the surrounding rivers and lakes have sediments.

Key words：Changzhou; plain area; Quaternary; geological evolution

基金項目：常州市城市建设控制区综合地质调查项目（常采公[2014]0032号）

作者简介：吴小斌（1987— ），男，高级工程师，硕士;研究方向：沉积盆地与成藏动力学。

通信作者：蔡锡南（1949— ），男，高级工程师，本科;研究方向：综合找矿。