鲁东地区第四纪黄土沉积特征

鲁东地区第四纪黄土沉积特征

姜同海

山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊 261021

摘 要：黄土是第四纪时期重要的陆相风成沉积物，鲁东地区发育了三期黄土堆积物：早更新统小埠岭组中的白色粘土及史家沟组下部的黄土夹层，中更新统羊栏河组和晚更新统大站组。区内黄土受流水作用影响较大，黄土的沉积—剥蚀—再沉积构成了该区的主要地质过程。沉积物是生成环境的反映，黄土系统也反映了区内第四纪环境的变迁。

关键词：黄土沉积；黄土岩性组合及区域变化；鲁东区

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

黄土是第四纪时期重要的陆相风成沉积物，黄土高原区更新世以来沉积了早更新统午城黄土、中更新统离石黄土和晚更新统马兰黄土。黄土向东南逐渐变薄，在陇西一带的厚度超过300m，关中地区也达到150m，黄土的粒度由西北向南东变细趋势明显。

鲁东地区也是黄土堆积区，发育了三期黄土堆积物，与黄土高原区具有可比性，依次为早更新统小埠岭组中的白色粘土及史家沟组下部的黄土夹层、中更新统羊栏河组和晚更新统大站组。区内黄土受流水作用影响较大，往往有准同期的剥蚀再沉积过程，黄土地层多支离破碎，但通过多地对比仍可理顺其架构。

1 黄土地层剖面特征

1.1早更新统黄土剖面特征

早更新世的黄土经历侵蚀次数多，更难以完整保留，区内与午城黄土对应的沉积历来很少被提及。本文认为：小埠岭组（Qp₁x）中的白色高岭土化粘土及史家沟组(Qpŝ)的古土壤夹层为早更新统黄土堆积。

①史家沟组(Qp ŝ)

主要分布于蓬莱市沿海一带，剖面中共有六层熔岩组成及五层红色古土壤层组成，古土壤层总厚度27.1m。由于玄武质熔岩的覆盖，古土壤层得以保存，玄武质熔岩层面上下完整，古土壤层虽有玄武岩砾石，但总体应该是以黄土为主的堆积物。蓬莱市上魏家－五里桥剖面特征如下。

史家沟组(Qp ŝ) 厚153.5m

未见顶

16 深灰色气孔杏仁状伊丁石化碱性橄榄玄武岩 5.0m

15 紫红色古土壤层 5.5m

14 深灰色气孔状伊丁石化碱性橄榄玄武岩 1.2m

13 红色古土壤层 3.0m

12 深灰色伊丁石化碱性橄榄玄武岩 55.40m

11 紫灰色气孔状碱性橄榄玄武岩 1.1m

10 红色古土壤层 0.2m

9 灰黑色气孔状碱性橄榄玄武岩 3.1m

8 紫红色古土壤层 3.0m

7 伊丁石化碱性橄榄玄武岩 33.8m

6 鲜红色粘土质古土壤层 15.4m

5 厚层碱性玄武质角砾熔岩 25.2m

4 土黄色薄层松散砂砾石层 1.6m

~~~~~~~角度不整合接触~~~~~~

下伏地层临朐群尧山组

史家沟组底部为砂砾层，下与临朐群尧山组不整合接触，未见顶。蓬莱铜井一带史家沟组玄武岩下受烘烤埋藏土热发光年龄为83.9±11.70万年（国家地震局地质研究所，丁梦麟等，1984），形成时代为新生代早更新世。

②小埠岭组（Qp₁x）

该组主要分布于昌邑、胶州、平度一带，岩性为灰白—灰黄色砂砾层，具高岭土化，砂砾石成分以石英为主。平度市南村镇埠东村D3191点剖面特征描述如下。

上覆地层：羊栏河组

3.灰红色亚粘土，垂向节理缝附近有高岭土化 2.50m

──── 整合 ────

小埠岭组 厚度0.90m

2.灰白—浅灰绿色含砾亚粘土，高岭土化明显 0.60m

1.灰黄色中细粒石英砂，底部见灰白色砾石，砾石大小不等，磨圆度高。 0.30m

～～～～角度不整合～～～～

下伏地层∶辛格庄组 灰紫色泥岩

小埠岭组下与辛格庄组不整合接触，接触面界线截然，与下覆基岩继承关系不明显；上与羊栏河组整合接触，接触界线黄土颜色区分明显。

1.2中更新世黄土剖面特征

区内中更新世对应于离石黄土的黄土堆积物为羊栏河组(Qp₂yl)，较常见，岩性为红棕色含砾砂质粘土，局部发育砂砾石层。蓬莱市林格庄北东深谷中剖面描述如下。

上覆地层大站组（Qp₃d）砾石层

──── 整合 ────

羊栏河组（Qp₂yl） 厚 32m

3.为棕黄色粘土质粉砂夹薄层砾石层及砂砾石透镜体，具垂直节理 19m

2.红棕色砂质－粉砂质粘土夹砂砾石透镜体。 10m

1.砾石层，略具层理，由红棕色粘土充填胶结 3m

～～～～不整合～～～～

下伏地层粉子山群大理岩

1.3晚更新统黄土剖面特征

区内中更新世对应于马兰黄土的黄土堆积物为大站组（Qp₃d），广泛分布。岩性为一套灰黄色粉砂质粘土、粘土质粉砂，钙质结核非常发育。平度市兰底镇綦戈庄D1263点剖面描述如下。

上覆地层：白云湖组 厚度1.00m

6.灰黑色粉砂质粘土。¹⁴C同位素年龄2320±30aB·P 1.00m

────整合接触────

大站组：厚度3.35m

5.灰黄色含钙质结核粘土，钙质结核含量10%，核径一般5～10mm，呈圆状。 1.20m

4.灰白色含大量钙质结核粘土，多胶结呈层块状。 0.25m

3.黄褐色粘土质粉砂 0.50m

2.黄褐色含砂砾亚粘土，砂砾含量约5%。 0.60m

1.黄褐、灰黄色砂砾质亚粘土。砂砾含量15%-20%。 0.80m

～～～～不整合～～～～

下伏地层∶辛格庄组 紫红色泥质粉砂岩夹灰白色中薄层状细砂岩

2 黄土岩性组合及区域变化

2.1早更新统黄土岩性组合及区域变化

黄土高原区发育完整的黄土剖面，洛川剖面黄土底界与三趾马红土为整合接触，午城黄土由红色的5层古土壤和5层黄土层组成；而关中地区位置靠南，气候条件相对温湿，古土壤层发育，午城黄土由红色的18层古土壤和18层黄土层（丁仲礼和刘东生，1989）。鲁东区由于后期的侵蚀作用，早更新统对应于午城黄土的黄土堆积遭受剥蚀而分布相对局限。蓬莱市上魏家一带，底部为土黄色薄层松散砂砾石层，厚度1.6m，上部玄武岩夹层中黄土保留较完整，厚度达27.1m；平度南村镇埠东一带，底部为灰白色砂砾层厚度0.6m，上部白色含砂砾粘土层仅厚度0.3m；胶州市胶北镇南屯村至后寨一带岩性为一套以流水改造为主的粘土质砂砾层，整体呈灰白色，高岭土化明显，发育水平层理及斜层理，厚度4.90m，上覆地层为羊栏河组；坊子区杞东村一处第四系钻孔中，早更新统不整合于古近系胶州组（岩芯为红色）之上，发育的白色砂砾层约1.5m。鲁东区的黄土沉积的底部多发育有砂砾层，类似于底砾岩，不整合于不同时代地层上，砂砾层中长石多高岭土化，以浅灰色、灰白色为特征，俗称“白皮砾石层”。

2.2中更新统黄土岩性组合及区域变化

黄土高原区洛川剖面的离石黄土，发育S₅顶～L₁₅底的古土壤层和黄土层，厚度约74m。鲁东区羊栏河组分布相对广泛，覆于小埠岭组之上或覆于基岩上，厚度一般少于10m，岩性多为灰红色—棕黄色含石英砾石粘土、砂质粘土，黄土层少见，局部夹砾石层。区内由于剥蚀—再沉积作用的改造，局部细的风成碎屑流失，仅留有混入的黄色石英砂砾层，归为于泉组（Qp₂yq），俗称“黄皮砾石层”。沉积物颜色为沉积环境的反映，于泉组与羊栏河组可归为同时异相沉积，野外常见于泉组夹于羊栏河组之中或覆盖于其上。

2.3晚更新统黄土岩性组合及区域变化

黄土高原区洛川剖面的马兰黄土，厚约8m，上覆全新统古土壤（黑垆土），黄土层灰黄色，质地较均匀，无明显结构，马兰黄土由北西向南东变细，风成特征明显。鲁东区与马兰黄土对应的大站组分布广泛，整合于羊栏河组之上或覆于基岩上，岩性以灰黄色粘土、粉砂质粘土为主，块状构造，结构均匀，钙质结核发育，局部见砂砾层，垂直节理发育，一般形成高大陡壁沟谷地貌。该组厚度多在3m以内，局部厚达15m。大站组以风成为主，也有较多的剥蚀再沉积形成次生黄土，次生黄土砂砾含量较多，具一定韵律性，发育水平层理，局部具斜层理，流水改造特征明显。区内的大埠组（Q₃db）与大站组为同期异相沉积，为一套河流冲积成因的砂砾、粉砂组成的沉积物。龙口姜家沟、石良一带的沉积物中砾石含量60%±，砂含量25％，粘土含量15％±，沉积颗粒呈具有一定分选性。野外一些剖面中偶见风成的黄土与改造的次生黄土夹杂出现。

3 鲁东区黄土沉积环境分析

研究表面：青藏高原隆起形成的雨影效应导致中亚地区降雨量减少、气候干旱，也导致亚洲季风环流的形成；全球性的间冰期—冰期的交替变化伴随着“雨期—间雨期”的气候旋回，为影响黄土沉积的重要因素。黄土系统中，古土壤、黄土及黑垆土均为成生环境的反映，午城黄土中古土壤层密集，反应风力搬运作用较弱，气温较高；离石黄土中的第五层古土壤形成时期是中更新世气候最湿热阶段；马兰黄土分布范围更广、粒度较粗，反映风的搬运能力更强、气候更加干旱、寒冷；黑垆土对应于全新统早期的冰后期比较潮湿的环境。

鲁东区较黄土高原气候相对温暖湿润，黄土沉积过程中伴有剥蚀—再沉积的过程，同时伴有流水改造及外来砂砾组份的加入，黄土的沉积—剥蚀—再沉积构成了该区的主要地质过程。早更新世史家沟组及小埠岭组沉积底部均发育有浅色的砂砾层，说明早更新世早期区内气候潮湿，主要沉积物处于剥蚀改造阶段，碎屑物的长石高岭土化明显，沉积物颜色较浅；中更新世羊栏河组中的沉积均为古土壤，反映较暖湿的沉积环境。而夹在红土中的砂砾石层反映的环境更加湿润，前期的沉积物遭受侵蚀改造；晚更新世的大站组黄土粒度较粗且未发育古土壤层，反映了寒冷干旱的环境，沉积时代与第四纪冰期最盛期（140-18ka）对应，而大埠组则反映了短暂的冲刷事件。全新统早期的黑土湖组与黄土高原的黑垆土相当，对应于冰后期早期的潮湿环境，该层位具有穿时性，区内黑土湖组最大年龄11785±160a，一般在10-8kaB.P.之间，黄土高原黑垆土形成时间为9-7kaB.P.，而青海玉树一带的青藏高原的目前仍发生沼泽化现象。因此，黑土湖组形成环境与现在玉树一带的冷湿环境相当。

4 结论与讨论

4.1结论

鲁东区的黄土沉积以早更新统浅色砂砾岩作为底界，以全新统沼泽化地层（黑土湖组）出现作为定界，黄土沉积与环境的冷暖、干湿对应，与黄土高原区黄土沉积具可比性。区内的沉积环境较暖湿，黄土的剥蚀、改造较普遍，黄土的沉积过程是一个沉积伴随改造的过程。4.2问题与讨论

①区内第四系黄土剖面的底部多发育一层浅色的砂砾层，而“1:25万烟台幅区域地质调查报告”做为新近系。该层位缺乏年龄资料，且做为新近系与第四系界线，具有较大研究价值；

②蓬莱一带玄武岩中的含砾砂质粘土夹层中取热释光年龄为68.5±4.1万年（ “1:5万蓬莱市等四幅区域地质调查报告”， 山东省第六地质矿产勘查院），年龄值处于中更新统早期。因此，玄武岩夹层的土壤层可能包含有早更新统和中更新统的黄土沉积，其包含的信息较多，具有一定的研究价值。

③刘东生将黄土堆积的底界推定为2.4-2.5MaB.P.，大致与新近纪与第四纪年龄界线相对，而区内的黄土记录年龄几乎均在1.0Ma以内，有较大的空白期需要佐证。

第四纪环境与人类生存发展息息相关，只有对这些地质问题进行持续不断的探索，才有可能更好理解我们生存环境的过去及将来的变迁。

作者简介：姜同海； 性别：男； 出生年：1968年 民族：汉

籍贯：山东省蓬莱市， 学历：大学 职称：高级工程师

研究方向：地质调查及矿床勘查