《从工程地质视角简述上海区域构造演化及第四纪沉积地层》由会员分享，可在线阅读，更多相关《从工程地质视角简述上海区域构造演化及第四纪沉积地层（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从工程地质视角简述上海区域构造演化及第四纪沉积地层摘要：本文通过阅读文献系统梳理了上海及毗邻区构造演化历程、古地理环境 演化历程及沉积地层、区域构造断裂及地震活动：上海地块由古-中元古代海洋火 山沉积变质岩金山群和中元古代海相沉积碎屑岩微变质惠南板岩构成褶皱基底， 其上覆盖南华-震旦纪至志留纪的海相沉积岩、侏罗纪火山岩-火山碎屑岩、白垩 纪以来的陆相沉积岩盖层，第四纪以来发育厚达200400m湖泽相、河口三角洲 相、滨海浅海相松散覆盖层，区内分布约20条整体属若活动性的构造断裂、有 记载以来发生烈度为IV度以上的地震影响几十次。在了解此背景知识基础上结合 工程经验对上海工程地质条件进行简单分析
2、总结，旨在为初学者及对上海地质背 景知识薄弱的同行提供参考、供交流探讨。关键词：长江三角洲；构造演化；第四纪沉积；工程地质上海位于长江三角洲冲积平原，第四纪以来沉积了巨厚的河湖相、河口三角 洲相滨海浅海相数百米厚沉积层，巨厚的第四纪沉积层是建设工程载荷的直接受 体、其对工程建设的重要性不言而喻；第四纪沉积层直接覆盖于新近纪及以前的 基岩地层之上，基岩的板块构造形式决定着区域整体稳定性；区域断裂带及新近 活动断裂是决定场地稳定性、适宜性的重要因素；开展岩土工程勘察设计工作时， 若在不了解区域地质条件的情况下开展工程地质工作，容易出现因缺乏地质知识 而导致错误的现象，例如因不了解区域构造背景而出现
3、地层划分错误。为此，笔 者阅读大量资料、文献，结合工程实践，从工程地质角度系统简述上海构造演化、 第四纪沉积历程、构造断裂及地震活动等地质问题，并做与之相关的工程地质条 件分析，供同行参考交流。1、上海及毗邻区构造演化与基岩地质1.1区域构造背景及变质基底上海地处长江三角洲平原，属于扬子-华夏板块（秦岭-大别造山带以南、滇藏 造山系以东，包括四川盆地、长江中下游、东南沿海、华南以及西南东部等区 域），位于扬子地台东南边缘，临近南部的华夏地块和江南褶皱系。扬子地台广 泛存在着形成于距今3323亿年、1819亿年的陆核，距上海较近的为苏北、安 徽一带的新太古代、古元古代陆壳，这些陆核接受了沉积自南
4、华-震旦纪以来的沉 积盖层构成了扬子地台。上海金山区朱泾-吕巷、华泾-三林塘、南汇赵家宅等地 分布古-中元古代由海洋火山沉积岩变质而来的黑云母石英片岩、黑云母石英斜长 片岩、花冈片麻岩等组成的金山群，南汇惠南镇分布中元古代由海相沉积碎屑岩 微变质的灰色钙质绢云母板岩惠南板岩，它们组成上海最古老的褶皱基底，其埋 深约3004900m。扬子地台构造演化阶段与上海基岩对照见下表1。1.2构造演化与盖层的形成上海及邻区在南华纪属于东南海槽，浙西发育凝灰岩和硅质建造；震旦纪扬 子地台大部分地区被海洋覆盖，发育了较统一的盖层-下部陡山沱组和上部灯影组， 主体为白云岩和硅质岩的海相化学沉积，灯影组在上海主要
5、分布于浦东坦直一带、 在宝山罗店等钻孔也有揭示；寒武纪和早、中奥陶世扬子地台仍然被大面积海洋 所覆盖，先沉积砂页岩至早奥陶世最大海侵期过渡为碳酸岩盐，下、中志留世发 生海退地层由海相页岩过渡为介壳状砂页岩，从早寒武世至中志留世上海接受连 续沉积；此后扬子地块和华南褶皱系拼接形成扬子-华南板块，上海及邻区露出海 面形成东南山地接受剥蚀、缺失晚古生代沉积，海域向西南收缩至赣中、湘中南、 鄂西、粤西等；自泥盆纪以后浅海从湘西向东侵漫至中二叠世达到最大海侵，海 域逼近上海西北临近区域，上海附近的苏皖南部江阴、宜兴等地中晚二叠世为深 水硅质沉积。表1扬子地台构造演化阶段与上海基岩中、晚三叠世之间上海及邻
6、区随华南地台大部分上升成陆；晚侏罗世伊耶那 岐板块朝北西向俯冲在欧亚板块陆缘之下，造成闽浙、湘赣-火山、岩浆岩带及东 部隆升区，其中包括上海的洞庭湖-雪峰山以东的东部为隆升背景下发育小型火山 -沉积断陷盆地的明显活动区，该区先后发育了晚三叠世-早中侏罗世的砂页岩夹 煤象山群、中晚侏罗世-早白垩世的中酸性火山-碎屑岩建造建德群、晚白垩世-古 新世红色砂砾岩-砾岩红色类磨拉石建造及东部多期多幕构造变质与岩浆侵入；晚 侏罗世上海发育了分布于奉贤、金山南部、浦东南部等处的劳村组，分布于天马 山-川沙一带、金山区南部、奉贤区西南部等处的黄尖组，分布于青浦至市区以北、 嘉定、宝山、崇明等处的寿昌组，其岩性
7、基本为凝灰岩、凝灰质砂砾岩、火山角 砾岩、安山岩、流纹岩等中酸性火山岩及火山碎屑岩；晚白垩纪发育了浦口组砾 岩、砂砾岩夹粉砂岩、泥岩等沉积岩，古新世发育了夏架桥组、北桥组泥岩、粉 砂质泥岩、砂质泥岩等沉积岩；中新世发育玄武岩夹粉砂质粘土和砂质层的白龙 港玄武岩，上新世发育崇明组砂砾岩、细砂岩及粘土。2、第四纪沉积演化及地层2.1上新世-中更新世沉积第四纪以来沉积了巨厚的河湖相、河口三角洲相滨海浅海相数百米厚沉积层， 上海第四纪古地理环境演化与沉积地层对照见下表2。上新世晚期上海中南部为广袤的低山接受剥蚀，位于崇明、宝山、嘉定北部、 浦东北部等区域是以崇明为中心的沉降盆地发育了湖泊相、河流相、河
8、流心滩-边 滩相沉积，金山枫泾、嘉定、浦东中南部等发育山前、洪积扇等。早更新世继承 了上新世晚期的沉降运动，宝山-川沙-惠南一带为浏南古河道占据、其东为辫状 河流-泛滥平原-湖泊洼地，早更新世晚期显著沉降，湖泊水域面积向东、向南扩 大形成更大面积的湖泊河流水域，原西南山区向天马山-余山一带收缩为丘陵。中 更新世原丘陵陆地准平原化仅在余山、淀山湖、金山南部等处零星分布，大部分 地区为河口、湖泊等水域覆盖发育河道-边滩堆积、三角洲平原河流堆积、泛滥平 原-湖泊相等沉积，晚期沉积了上海工程地质层湖泊相硬塑绿灰色粘性土、 层河口滨海相密实青灰色粉细砂、层河口湖泽相硬塑蓝灰褐灰色粘性土。表2上海第四纪古
9、地理环境演化与沉积地层2.2晚更新世沉积晚更新世发生约始于11万年前、止于约1万年前的末次冰期，期间曾出现几 次冰川的前进及消退，最盛期发生于约1.8万年前。晚更新世早期随着气温回暖 发生到达太湖及现长江三角洲南北缘的太湖海侵，上海全境基本被水域覆盖， 发育了弱海陆过渡三角洲河流相砂层工程地质层青灰色粉、细砂夹中-粗砂、 粘性土。晚更新世晚期随着冰川的前进、消退海平面上升、下降，区内先后沉积 层、层、层，其中层硬粘土为古土壤。2.3全新世沉积随着末次冰期的结束，上海在内的长江口出现海侵，沉积了工程地质层自 下向上依次为粉砂、粉土、粘土的海进序列；约在7500年长江口覆盖镇江达到 最大海侵，沉积
10、了滨海浅海相层粘性土、层粘性土-粉土夹粉砂的快速稳 定沉积；随后长江输砂量增加河口沉积速率增大、海平面略微下降，发育层海 退序列，随后人类活动改造并形成层耕土、填土加剧上海成陆。3、上海及毗邻区断裂构造及地震活动3.1上海及毗邻区主要断裂上海及毗邻区主要发育约20条走向为北东、北北东、北西-北北西、近东西 向的四组断裂，可分为地球物理场有明显反映、穿越地壳硅铝层甚至硅镁层的大 规模深断裂，地球物理特征明显、深至十多千米、规模较大的基底断裂，两侧重 磁场不明显、切割较浅、延伸不远的盖层断裂。现以罗店-周浦活动断裂为例简述 其特性，断层走向NW320330度、倾向NE、倾角约85度，区内延长50k
11、m、最 新活动时间为早-中更新世、断距约730m、切割古生代及上侏罗统火山岩、为张 扭性断层，推测于燕山期形成、喜马拉雅期仍有活动；大场以北基岩面断距 1218m、上断点埋深145155m、为中更新世早期断裂，大场至黄浦江边断距约 710m、上断点影响至中更新统顶部（约100m深），浦东六里至新场断距约 1230m、上断点埋深 160190m。3.2上海及毗邻区地震活动自有地震记载以来有160余次中强地震波及上海地区，近500年以来上海区 内遭受26次烈度IV度及以上地震影响，其中IV度（室内有感、室外大多无感、 悬挂物摆动）地震影响13次、V度（多数人有感、门窗作响、墙壁出现裂缝） 地震影响
12、9次、VI （站立不稳、陋室损坏）地震影响4次。上海地区遭受本区或 毗邻区地震烈度达VI度的地震活动见下表3。表3上海地区遭受地震烈度达V度的地震活动3.3地震活动与工程建设我国东部地区中强地震在原地复发的例子很多，间隔时间从几年到几千年不 等，上海及邻区地震活动也具有明显复发特点。上海及毗邻区地震整体呈北强南 弱、东强西弱，以南黄海和苏北为主的北区地震活动性较高、北纬29.8度以南 的南区地震活动性最弱、位于南北两区之间的中区地震活动性介于两者之间。 区内地震多受控于第四纪活动断裂、尤其是晚更新世活动断裂，主要发生在多组 断裂交汇处、新生代盆地边缘、次级隆起凹陷交汇处；据研究表明活动断裂最大
13、 速率为0.060.08mm/a、不足0.1mm/a，属弱活动断裂，说明各活动断层两盘差 异活动和缓，不具备发生6级以上地震的构造条件，上海整体上基本处于稳定区， 地震活动一般不产生地表破裂和强变形、无需采取避让措施。按照抗震规范上海 各县区抗震设防烈度为7度、设计基本地震加速度为0.1g、地震分组为第二组。4、总结（1）位于杨子地台东南边缘的上海地区，早古生代为海洋环境沉积了巨厚的 海相、浅海相页岩、碳酸盐岩等，晚古生代为东南山地接受剥蚀，侏罗纪区内为 火山岛弧及断陷盆地发育中酸性火山岩及火山碎屑沉积岩，此后至第四纪以前除 喜马拉雅期发育白龙港玄武岩外、其余均为陆相-过渡相-浅海相沉积岩，这
14、些第 四纪以前的地层构成了上海的基岩。上海区域构造活动性若、整体为构造稳定区。（2）上海基岩除局部埋深较浅外大部分地区埋深均较大：上海各区县大 部分地区基岩埋深为200400m；崇明岛部分区域、嘉定-宝山北部局部地区基 岩埋深较大、超过450m，崇明岛局部区域基岩埋深达到480m；金山西北部 天马山-余山一带出露侏罗纪黄尖组剥蚀残丘，青浦区、金山区也有少量基岩出露。（3）上海城市规划与建设中只有松江、青浦、金山等区极小部分区域的工程 地质条件涉及基岩问题，其它大部分区域的岩土工程勘察设计均以第四纪晚更新 世以来的松散沉积层为研究对象。(3) 晚更新世以来受末次冰期及其多次冰川前进-后退、海平面
15、上升-下降、 区域构造升降运动、长江河口输砂沉积等因素综合控制，在海陆过渡环境中发育 了较粗的粉性土、粉砂、细砂如层、层，在水深较大的浅海-滨海环境中沉 积了较细的粘性土如层，在河口泛滥平原环境中经历沉积-成土反复作用形成 层可塑硬塑的粘性土硬土层；末次冰期自1.1万年前结束海平面开始上升至 距今约7500年前的最大海侵期，沉积了细粒土层粘性土；最大海侵后长江携 带泥砂快速沉积了土性较差的细粒土层、层淤泥质土；随后海平面略有下 降开始了上海成陆过程。(4) 对于上海地区基础工程而言，由于浅层土物理力学性质较差，除承载力 要求不高的工程采用天然地基，绝大多数都采取地基处理或桩基形式。桩基持力 层
16、选择可根据土层埋深、厚度、物理力学性质等综合考虑，若承载力要求不高可 采用性质尚可的层土、层土和埋深适宜的层土作为桩基持力层，对于承 载力要求高的工程可采用层土、性质较好的层土、埋深大的层土作为桩 基持力层。(5) 浅部第层土、层土往往夹粉土、粉砂，其渗透系数大、易产生流 砂、管涌等对基坑工程影响较大应重点考虑，另外粉土、粉砂会发生地震液化因 此岩土工程勘察应重点分析评价。层土性质较好、可作为轻型建构筑物的天然 地基。(6) 本文重点在于从宏观上梳理上海区域构造演化、地层沉积、工程地质条 件等问题并进行贯通简述，因而忽略了很多具体问题的细节阐述，且因知识局限 有些论述可能存在偏颇，敬请读者谅解并自行斧正。参考文献：1 魏子新，翟刚毅，严学新等.上海城市地质M.地质出版社，2010.2 葛肖虹，马文璞.
