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第四纪地质研究与人类可持续发展和生态环境息息相关,愈来愈被人们所重视,是近年来地质学者研究的热点领域之一。地层的划分与对比是研究区域地质、构造、古地理环境演变的基础,第四纪地层区划研究是第四纪地质研究的重要组成部分,可反映各区地层发育的总体特征,对第四纪地质和矿产调查、区域地层对比等具有实际意义。
安徽省第四纪地层分区主要有两种划分方案。一种是1988年安徽省区域地质调查队,根据气候、新构造运动以及地貌特征,以大别山隆起和巢县褶皱带为界线;另一种是2008年于振江等人,根据新构造运动、地貌和第四纪地层特征,以郯庐断裂带为界。两种区划方案均着重于断裂构造和地貌,而对地层形成时的沉积环境考虑欠少,没有真正的反映第四纪地层沉积演化规律。近年来,随着第四系新的发现和新认识的取得,这两种区划方案应用时暴露出一些问题,亟需进一步的综合研究,重新建立划分方案。本文是在分析以往的安徽省第四纪地层区划方案基础上,通过对岩石地层特征、古地理及沉积环境、新构造运动、古气候条件、古生物群及地貌特征等划分对比的基础上,提出新的区划方案。
安徽省第四纪地层按照年代可划分为下-中更新统、中-上更新统和全新统。通过岩石地层、年代地层的划分对比,河湖环境沉积物分区明显,可以以江淮分水岭为界线划分为两个地层大区。界线以北早-中更新统为桃园组、潘集组和迎河集组,中-晚更新统为茆塘组,全新统主要为蚌埠组;界线以南早-中更新统为义城组、朱冲组和青弋江组,中-晚更新统为大桥镇组,全新统为芜湖组。风积、坡积成因的下蜀组、吴楼组和小坊寺组地层分区特征不明显。银山村组、陶店组和铜山镇组仅发现于下扬子地区洞穴中,地层分区意义较小。
通过对安徽省第四纪地层成因类型分析,第四纪沉积物以冲积、湖积为主。江淮分水岭北部成因类型有冲积、湖积、风成堆积、坡积等,其中以湖积为主,湖积成因的桃园组、潘集组分布最广、厚度最大;江淮分水岭南部成因同样类型多样,以冲积成因为主。因此,江淮分水岭是第四纪地层成因类型分界线。
通过编制安徽第四纪各时期的岩相古地理图,对沉积环境和古地貌进行分析对比,发现江淮分水岭至少自第四纪以来一直是南、北流域的分界线。因而以江淮分水岭为界线,可以将第四纪各时期的沉积区划分为南、北两个部分,北部为两淮湖沉积区,南部为长江(坳陷带)沉积区。
对哺乳动物类型特征研究表明,第四纪以来安徽省是古北界与东洋界两大动物地理区相交区,成为我国南、北类型动物的交汇地,哺乳类动物群组合普遍具有明显的南、北过渡带特征。早更新世安徽完全处于南、北动物地理区系过渡带中;中更新世古北界南移,因而过渡带也南迁,过渡带与古北界的界线移至江淮分水岭附近,分水岭北部为古北界,南部仍然为南、北动物地理区系过渡带;晚更新世东洋界北迁,过渡带北移,安徽再次处于过渡带中。总体上说,以哺乳动物为代表的第四纪生物地层划分与对比,地层分区特征表现不明显。
以宿县-阜阳地区和巢湖地区为代表,研究安徽省第四纪气候状况。对这两个地区的第四纪孢粉组合进行分带,建立孢粉带序列,分别绘制宿县-阜阳地区和巢湖地区第四纪气候演化曲线。通过对曲线形态进行对比,发现二者曲线形态基本相似,说明两个地区第四纪气候演化也相似,从而说明了安徽第四纪大部分地区气候相近。因此,虽然气候条件是第四纪沉积的重要影响因素,但是对第四纪地层分区影响并不大。
安徽第四纪构造运动主要表现为区域升降运动和断裂活动。沉降运动主要表现在江淮分水岭以北地区,宿县-阜阳地区幅度最大,第四纪沉积最厚、范围最广;上升运动主要表现在江淮分水岭以南地区大别山区和皖南山区基本是整体上升,山体核部上升幅度最大,基本缺失第四纪沉积,两大山地之间、之外的长江两岸和巢湖地区上升幅度不大,期间还稍有沉降,发育有十多米的第四纪沉积。区域升降运动对第四系有较大的影响,升降范围决定了第四纪地层分布格局、升降幅度是影响第四纪沉积厚度的重要因素。第四纪断裂基本都是继承性的断裂,全省第四纪断裂较多。通过对第四纪沉积影响较大的几条断裂分析,发现断裂活动对第四系也有一定的影响,但只是局部的影响,在相对较小的范围内影响第四纪沉积分布和厚度。因此,区域升降运动是影响第四纪地层分区的重要因素,而断裂运动影响较小。显然,可以以江淮分水岭为界线划分为两部分,北部主要以沉降为主,南部以上升为主。因此,从区域升降运动角度,可以将安徽第四纪地层以江淮分水岭为界线划分为两个地层区。
由上述可知,第四纪地层沉(堆)积环境、岩石地层特征、新构造运动及(古)地貌对第四纪地层分区有较大的影响,江淮分水岭是它们共同的分区界线,而气候、生物(哺乳动物)地层及断裂构造对第四纪地层分区影响有限。
因此,根据第四纪地层沉(堆)积环境、岩石地层特征、新构造运动及(古)地貌综合分析,以江淮分水岭为界线,将安徽省第四纪地层划分为两个地层区,即淮河地层分区和扬子地层分区,分别隶属中国第四纪地层区华北地层大区(Ⅲ)华北东部地层区(Ⅲ2)和华南地层大区(V)中南-东南地层区(V2)。