第三节 地层
实习区及其附近出露的地层以古生界为主,中生界、新生界少量(表2-1)。
表2-1 实习区地层划分表
以岩性而言,自下至上可分为三部分:下部碎屑岩属志留系至下石炭统,中部石灰岩为中、上石炭统至下二叠统,上部火山岩系属上侏罗统。此外,下白垩统红层仅个别地点出露,第四系则广布于西湖周边及钱塘江沿岸。现将实习区及其附近出露的有关地层由老到新叙述如下。
一、古生界
(一)志留系(S)
志留系出露于杭州西南部,发育较全,均为砂泥质岩石。
1.下统(S1)
下统分安吉、大白地两组。
安吉组(S1a):见于龙团山等地,厚71~172m,与下伏文昌组假整合接触,为黄绿—灰绿色石英岩屑粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩,有交错层理和水平纹理。底部为灰白色细—中粒含砾石英岩屑砂岩。产雕刻雕笔石、适度双笔石、正形贝、彗星虫等化石。
大白地组(S1d):实习区见于西南角,但出露不全,厚749~842m,与下伏安吉组整合接触,为灰黑色中厚细砂岩夹黄绿色薄—中厚层粉砂质泥岩。发育水平微层理,局部具粉砂质泥岩条带。层面上时见土黄色近圆形斑点。产轭螺贝、小型始石燕等化石。
2.下—中统
康山组(S1—2k):出露于实习区西南、西北角,厚423~471m,与下伏大白地组整合接触。底部为灰绿色含磷含砾砂岩;中部为砂岩、泥质粉砂岩和泥岩组成韵律层,局部含砂泥岩条带;顶部以紫红色细砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩为主。见交错层理、波痕、泥裂和虫管,化石稀少,仅见舌形贝、藻类化石及鱼类骨片。
3.中统
唐家坞组(S2t):见于实习区北、西、南边部,围绕西湖复向斜外围呈向北东开口的马蹄形分布,如六和塔、天竺山、北高峰等地,厚682~805m,与下伏康山组整合接触。由于岩性坚硬,常构成高大山体。区内六和塔附近的公路、铁路开挖面出露较好。中、下部为浅黄—黄绿色夹浅紫色厚层至块状细—中粒岩屑石英砂岩,夹少量泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、石英岩屑砂岩的韵律层;上部为紫红色中厚层岩屑石英不等粒砂岩,是与泥盆系上统西湖组划界的标志层。见水平层理、波状层理、大型交错层理等,还见波痕和泥砾等沉积构造。化石罕见,邻区见鱼类化石。
(二)泥盆系(D)
泥盆系仅有上统,分为西湖、珠藏坞两组。
1.西湖组(D3x)
西湖组分布于虎跑、狮子山、棋盘山、天马山、龙门山、美人峰、灵峰山和将军山等地,构成西湖复向斜外围马蹄形山脊内侧的二级山头,厚232~300m,与下伏唐家坞组为假整合接触。主要为白色薄—中厚层中粗粒石英砂岩、石英砂砾岩及含砾石英砂岩,顶部夹有少量含云母石英细砂岩、绢云母泥质粉砂岩,以含乳白色脉石英砾石为特点。本组与唐家坞组相比,粒度变粗,成分变纯,分选变好。本组上部产星芦木、鳞孢穗、斜方鳞皮木、无锡亚鳞木等植物化石。
杭州市六和塔剖面代表了全区西湖组的概貌,层序如下(图2-3)。
图2-3 杭州六和塔(白塔山)西湖组(D3x)剖面图
上覆地层:泥盆系上统珠藏坞组(D3z),紫色长石云母粉砂岩及砂质泥岩互层。
—整合—
(5)白色薄至中厚层含砾石英砂岩、石英中粗砂岩。上部为含绢云母石英长石泥质粉砂岩,顶部夹灰黄色薄层石英细砂岩及含云母泥质粉砂岩。72.99m
(4)灰白色中厚层石英砂岩及石英含砾粗砂岩。50.5m
(3)第四系掩盖。61.5m
(2)黄白色中厚层石英含砾不等粒砂岩、石英砾岩。上部夹含云母石英中粗砂岩。96.33m
(1)灰白色薄至中厚层含砾石英砂岩。18.68m
—假整合—
下伏地层:志留系中统唐家坞群(S2t)。
2.珠藏坞组(D3z)
该组在实习区见于灵峰、龙井、四眼井、水乐洞、青龙山等地,出露不全,未见顶,厚度大于50m,与下伏西湖组整合接触。本组岩性以紫红色及杂色粉砂质泥岩与灰白、灰黄色中—厚层粉、细砂岩互层为特征。下部以石英砂岩为主,有时相变为粉砂质泥岩;上部为砂岩、泥岩互层,两者近于等比。石英砂岩中微水平层理发育,并可见交错层理。页岩中含丰富的植物根茎化石,如鳞孢穗、痕木等。
(三)石炭系(C)
区内石炭系分布广泛,常组成向斜核部。下石炭统以陆相—滨海相砂泥质沉积岩为主,中—上石炭统均由浅海相碳酸盐岩组成,由于其抗风化能力相对较强,常构成向斜山。
1.下统
叶家塘组(C1y):区内分布较广,厚76~110m,与下伏珠藏坞组为假整合接触,为海陆交互相含煤碎屑岩。岩性为灰至灰白色中厚层石英砂岩、含砾中粗粒石英砂岩、石英砂砾岩,夹以紫色为主的杂色砂质页岩及黑色碳质页岩薄层,局部有构造加厚。六和塔(白塔山)一带岩石粒度较粗,以石英砂岩为主;龙井一带以粉砂岩为主,顶部为泥岩。粉砂质岩石中可见水平纹层、微型舟状层理、交错层理等。产线纹长身贝、舌形贝和瓣鳃类化石。
2.中统
黄龙组(C2h):分布于万松岭、四眼井、水乐洞、龙井等地,厚154~185m,与下伏叶家塘组为整合接触。区内黄龙组岩性稳定,以灰白色厚层—块状结晶灰岩为主;底部为灰至紫灰色白云岩或砂质白云岩;下部为生物灰岩,含白色燧石条带及团块;中上部块状灰岩具缝合线构造。化石丰富,产纺锤、小纺锤、假史塔夫、犬齿珊瑚等。
以四眼井(九曜山)剖面为代表,列层如下(图2-4)。
图2-4 杭州四眼井(九曜山)黄龙组(C2h)剖面图
上覆地层:上石炭统船山组(C3c)灰至深灰色灰岩。
-整合-
(4)灰白色厚层块状灰岩,具缝合线构造。中部见厚层灰白色具球粒结构的灰岩。85.02m
(3)灰白至白色块状灰岩,偶含白色燧石团块。68.67m
(2)灰白—白色块状含生物灰岩,下部夹白色燧石条带及团块。26.25m
(1)浅灰色块状白云岩。4.0m
-整合-
下伏地层:下石炭统叶家塘组(C1y)白色中厚层含砾中粗砂岩。
3.上统
船山组(C3c):分布于玉皇山、翁家山、飞来峰等地,喀斯特地貌发育,厚143~150m,与下伏黄龙组为整合接触。为灰、灰黑色中厚层含燧石团块生物碎屑灰岩及含燧石灰岩。下部具缝合线构造;中部含“船山球”(一种具黄豆般大小的浑圆形球状构造);上部含燧石条带,燧石小而圆。下部产麦粒,中上部产假希瓦格等。
以杭州市四眼井(九曜山)剖面为例,列层如下(图2-5)。
图2-5 杭州四眼井(九曜山)船山组(C3c)剖面图
上覆地层:下二叠统栖霞组(P1q)深灰至灰黑色含燧石灰岩、生物灰岩。
-整合-
(2)灰或深灰色薄至中厚层(单层厚20~50cm)灰岩。上部偶含燧石透镜体或燧石结核,中上部含“船山球”。喀斯特落水洞发育。91.07m
(1)灰至深灰色中厚层微粒细粒灰岩,中上部夹薄层深灰色灰岩。岩石表面有喀斯特溶蚀沟以及溶洞发育。52.36m
-整合-
下伏地层:中石炭统黄龙组(C2h)灰白至白色厚层不等粒灰岩。
(四)二叠系(P)
本区二叠系仅见下统,是以碳酸盐岩为主的一套浅海相地层,与石炭系整合接触。该地层分为栖霞、茅口两组。
1.栖霞组(P1q)
栖霞组分布于将台山、三台山、南高峰、玉泉等地,厚150m左右,与下伏船山组为整合接触。岩性以灰黑色中厚层状含燧石团块生物碎屑灰岩及含生物碎屑灰岩为主,燧石局部富集成层,喀斯特溶洞发育。本组含丰富的类及珊瑚、苔藓虫、瓣鳃类化石,如米斯、多壁珊瑚、米契林珊瑚、新轮皱贝、拟纺锤、南京。本组底部发育一层数米厚的灰色、灰黑色(风化后为褐黄色)泥质粉砂岩,通常称其为梁山段或梁山层。
以杭州市南高峰三台山剖面为代表,厚146.8m,描述如下(图2-6)。
图2-6 杭州三台山栖霞组(P1q)剖面图
上覆地层:茅山组灰岩段(P1m1)灰色中厚层硅质灰岩。
-整合-
(5)灰至浅灰色中厚层含燧石灰岩。26.3m
(4)灰黑色厚层块状含生物碎屑灰岩,质地比较坚硬。22.8m
(3)灰黑色薄至厚层含生物碎屑泥灰岩与透镜状含生物碎屑灰岩互层。19.4m
(2)灰至浅灰色中厚层状含生物碎屑灰岩。性脆,表面溶蚀沟发育。24.6m
(1)灰至灰白色厚层含生物碎屑灰岩,含燧石小团块及不规则的透镜体。53.7m
-整合-
下伏地层:上石炭统船山组(C3c)灰黑色厚层含生物碎屑灰岩。
本区栖霞组出露面积小,岩性厚度变化不显著。唯有在玉皇山、翁家山本组底部见0~50cm的灰黑色泥质粉砂岩,往西北方向尖灭不见。
2.茅口组(P1m)
与下伏栖霞组呈整合接触。可分为灰岩段(下段,P1m1)和丁家山段(上段,P1m2)。灰岩段分布在南高峰、三台山顶和玉皇前山,厚86m,为灰、深灰色中厚层含燧石生物碎屑灰岩,含生物燧石灰岩,底部为硅质灰岩与生物碎屑灰岩互层,有时相变成块状硅质岩,顶部夹薄层状硅质岩。本段化石丰富,以类为主,如南京、希瓦格等。丁家山段仅见于西湖西侧丁家山(由此命名),另在三台山及将台山北麓有零星出露,厚度74m,主要为黑色碳质页岩、杂色砂泥岩,含磷质结核及黄铁矿晶体,夹泥灰岩、生物碎屑灰岩和粉细砂岩。底部硅质岩含大而圆的磷质结核,局部可开采用作磷肥用料,含腹菊石、围脊贝和瓣鳃类化石。
茅口组灰岩段主要出露在杭州市三台山,厚86.06m。以杭州市三台山剖面为例(图2-7)。
图2-7 杭州三台山茅口组灰岩段P1m1
上覆地层:茅口组丁家山段(Plm2)黑色硅质岩,含磷结核。
-整合-
(5)灰色中厚层燧石含生物碎屑灰岩(单层厚25~40cm)。20.0m
(4)灰至灰白色薄层硅质岩,偶见微细层理。21.85m
(3)灰至浅灰色厚层含生物燧石灰岩。下部为深灰或灰黑色薄至中厚层含燧石生物灰岩。4.2m
(2)深灰色中厚层含少量燧石团块或透镜体生物碎屑灰岩,产类化石。15.81m
(1)灰至浅灰色薄—中厚层硅质灰岩及含生物碎屑灰岩互层。24.2m
-整合-
下伏地层:栖霞组(P1q)灰至浅灰色含燧石灰岩。
二、中生界
(一)侏罗系(J)
杭州及其邻近地区仅出露侏罗系上统,为一套火山岩系。根据地层学方法和喷发旋回分析,自下而上可将其划分为四个岩性段,实习区内出露的仅为第二岩性段黄尖组。
黄尖组(J3h):分布于栖霞岭、葛岭、宝石山和孤山等地,厚度大于512m,超覆于古生代地层之上。岩性为中酸性、酸性火山碎屑岩夹少量沉积岩。栖霞岭以西为暗紫色、灰绿色流纹质凝灰岩、角砾凝灰岩,夹熔凝灰岩或角砾熔凝灰岩,底部为凝灰质砂岩及砂砾岩;栖霞岭以东的宝石山、葛岭地区,则由紫至紫灰色英安质熔结凝灰岩、角砾熔结凝灰岩夹凝灰岩、凝灰熔岩组成,假流纹构造非常普遍,并富含赤色透镜状或团块状碧玉。
(二)白垩系(K)
本区白垩系仅出露下统朝川组,在实习区西南有零星露头。
朝川组(K1c):分布在九溪、梵村山麓地带,仅出露下段,厚34m,不整合于志留系之上。为紫红、暗紫色凝灰质粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、砂砾岩,夹辉石安山岩及安山岩等。
三、新生界
本区新生界仅有第四系(Q),且第四系分布广泛,成因类型复杂。
(一)中更新统
之江组(Q2z):分布于闲林埠—古荡,浙大玉泉,六和塔—转塘等山前坡麓向平原延伸地带,厚4~22m,为残坡积、洪积层。岩性上细下粗,由砾石、砂砾石、黏土、亚黏土组成,下部坚实,上部发育灰白色蠕虫状网纹。
(二)上更新统
莲花组(Q3l):分布于灵山、中村、留下等地的山前及坡麓地带,厚3~20m,为冲洪积、坡积物,以洪积物为主,呈褐黄、浅灰色。上部亚黏土含砾石,结构紧密;下部砂砾石夹黏土,稍密。
(三)全新统
鄞江桥组(Q4y):组成东部平原。下段为澙湖相沉积,由灰黑色有机质黏土组成,含大量贝壳体,厚3~5m;中段为全新世海侵最盛期的产物,分布广泛,有非常丰富的有孔虫、介形虫,为青灰色淤泥质黏土,厚3~7m;上段为河口相、湖沼相沉积,组成平原表部和钱塘江两岸阶地,由沙土、黏土及泥灰薄层组成,厚12~26m。