无锡市地质背景概况

1无锡市地质背景概况1气候背景无锡市地处长江下游，东邻苏州，西接常州，北依长江，南靠浙皖，中抱太湖，是全国经济中心城市和重点旅游城市之一。工作区范围包括江阴市、宜兴市2个县级市和崇安区、北塘区、南长区、滨湖区、惠山区、锡山区、新区7个区，地理坐标北纬31°07′—32°02′、东径119°33′—120°38′，总面积4627.46km2。无锡市属北亚热带湿润区，受季风环流影响，形成的气候特点是：四季分明，气候温和，雨水充沛，日照充足，无霜期长。1月平均气温在2.8℃左右；7月平均气温在28℃左右。全年无霜期220天左右。区内多年平均降水量1048mm，降水的年际、季节变化较大，最大降雨量可达1738mm以上，降雨多集中在汛期的6-8月，约占全年总降水量的55%左右，汛期降雨形式多为暴雨、阵雨和连阴雨。2地质环境背景2.1地形地貌在长期的地壳持续性上升、下降以及江河湖海的共同作用下，形成了无锡市以平原为主，低山、残丘为辅的地形地貌特征，地势总体呈西南、北高，中间低的形态展布。宜兴南部基岩广泛裸露，崇山峻岭与冲沟谷地相依分布，最高峰茗岭黄塔顶海拔高度611.5m，为全区群峰之冠；市区西南部和江阴市北部的山丘总体上呈北东、北东东走向,最高峰为惠山的三茅峰，海拔328.98m；除此之外的广大地区均为地势低平的沉积平原，高程一般低于5m，局部为负地形。后经城市建设、兴修水利、设闸排水、整修圩堤，已成为建设用地和良田。22.1.1地貌发展简史区内地貌形态经受多次构造运动而形成，印支运动主要表现为强烈的褶皱运动，形成了一系列的褶皱隆起和坳陷，奠定了本区地形外貌的基础。燕山期升降差异运动控制了中生代以后的沉积，区内大多数古盆和古凹陷都沉积了巨厚的侏罗系、白垩系以及第三系地层。在安阳山等地还发生了火山喷发堆积作用，填平了一部分古盆和古凹陷，形成了安阳山、狮子山等地的古火山喷发堆积地貌。早第三纪，受喜马拉雅运动影响，继承了老构造运动性质，宜兴南部低山丘陵区持续上升，受强烈的风化剥蚀作用，表现为剥蚀夷平；北部平原区以缓慢沉降为主，并接受下第三系碎屑岩沉积。晚第三纪时期，内动力作用明显减弱，因而对早期形成的地貌进行剥蚀和改造逐渐衰减。第四纪地质时期，地壳仍以垂直升降运动为主，但外动力作用加强，在冷暖气候的作用下，出现了2-3次的海陆变迁，北部长江也以不同形式影响至本区，并逐渐形成了现代的冲湖积平原、长江三角洲平原和茗岭、惠山等低山丘陵地貌形态。2.1.2地貌分区及特征根据地貌成因和形态类型的差异，全区可划分为低山丘陵构造剥蚀区、太湖冲湖积平原区和长江三角洲冲积平原区。依据次一级地貌形态、成因和高程等特征，又可分为七个亚区。2.1.2.1低山丘陵剥蚀构造区根据山体形态和出露位置分为低山丘陵、残丘、孤岛三个地貌亚区。⑴低山丘陵低山丘陵主要分布在宜兴南部、市区西南部以及江阴北部。宜兴南部一带山体多呈脉状，山脉连绵不断，走向明显，九里湾山、龙池山一带山体多呈东西向和北东向展布，铜官山、离墨3山一带山体则多呈南北向和南东向排列。受褶皱断裂控制，组成物主要为志留系、泥盆系砂岩以及三叠系灰岩，海拔高度100-611.5m不等。山地地形起伏较大，山势较陡，坡度一般20-35°，少数山坡大于35°，局部达50-60°。张渚、湖父盆地岩溶地貌发育，多见石芽、溶沟、溶槽、溶洞、落水洞等。市区低山主要分布在西部的马山—山军嶂山、摩天岭—舜柯山、惠山、雪浪山—龙王山以及充山等地，山体组成一个北东、北北东向的“Y”型环抱太湖，是本区主要构造剥蚀丘陵山区。山体大部分由泥盆纪石英砂岩构成，多为地层产状比较和缓的单斜断块山体，海拔一般200m，惠山三茅峰可达328.98m，其次山军嶂山231m。山体走向多数为北东、北北东向，其间连续性差，似断非断，隐约相连。山顶多呈尖浑或馒头状，一般沿湖岸边缘的山坡较陡，坡角20-35°，湖蚀港湾发育；北坡比较平缓，坡度一般15-20°。江阴境内低山主要分布在月城、云亭、华士一带，山体多呈北东或近东西向展布。基岩主要由志留系、泥盆系砂岩组成，抗风化能力较强。山顶多呈尖浑圆状，山坡坡度多大于25°。⑵残丘主要为分布于宜兴城南、丁蜀、市区东部以及江阴西部、东北部平原之上的孤丘，呈零星分布。山体一般呈北东向展布，山脊连线不明显，山顶多为浑圆状或馒头状，其组成物多为泥盆系砂岩，次为灰岩及火山岩等。以剥蚀作用为主，在山麓地带多形成了0.2-3m不等的残坡积层，植被发育。⑶孤岛主要分布于太湖水域中的孤山小岛，如三山岛、拖山、龟山等。岛上基岩裸露，山顶大多为馒头状，海拔高程20-50m。2.1.2.2太湖冲湖积平原区根据第四系松散沉积物类型和地形特征又可分为高亢平原、冲湖平原、湖沼平原三个地貌亚区。4⑴高亢平原地势平坦，分布于低山、残丘的山前地带以及江阴大部地区，毗邻于冲湖平原区，地面相对高程5-10m左右，其组成物大多为晚更新世冲积成因的棕黄、黄褐色粉质粘土，含铁锰结核。由于面状冲刷作用，水土流失现象普遍。⑵冲湖平原分布于市区广大平原带以及宜兴东北部和西北部。区内地势低平，地面高程一般2.5-5m。地表以晚更新统和全新统冲湖积成因的黄色粘土、粉质粘土、粉质砂土为主。⑶湖沼积平原主要分布于玉祁—石塘湾一带、马山人工堆积区、鹅湖以及宜兴徐舍、新庄、官林等地，地面高程一般在1-2.5m，局部为负地形。河流密布，纵横交错，形成网格状水系，渍害较重。组成物为全新统，深黑色、灰黑色淤泥质土和淤泥层较发育。2.1.2.3长江三角洲冲积平原区分布于江阴北部沿江一带。区内地势平坦，地面标高3-6m不等，地势向长江微倾，地表土层主要为全新世长江漫滩相沉积的粉质粘土、粉质砂土。2.2基岩地质2.2.1地层本区地层隶属于扬子地层区下扬子地层及江南地层分区，中志留系至晚白垩系地层发育。地层出露残缺不全，地表出露的地层主要为中志留系茅山组及泥盆系观山组的石英砂岩、粉砂岩、泥岩等，常组成区内褶皱构造背斜的核部，构成低山残丘的景观。主要见于江阴的秦皇山—花山—崎山—定山一线、沿江—君山—黄山—长山一线及中部的毗山、砂山、乌龟山，无锡市区的陆区—阳山、惠山及太湖沿岸，宜兴市的南部山区等，余之地段的基5岩多被第四系松散层覆盖。据区域地质资料及钻孔揭露，区内基岩地层主要分布有奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和第三系（表1）。2.2.2岩浆活动及火成岩区内岩浆活动主要发生在燕山期，该时期既有岩浆的侵入，又有火山的喷发作用，喜马拉雅山期仅有小规模的火山喷发，其活动在空间上受北北东向和东西向构造控制。燕山期火成岩主要分布在区内的西南部，即宜兴市的烟山一带，主要岩性为侏罗系龙王山组的安山岩、火山碎屑岩和大王山组的安山岩、英安岩、流纹岩和火山碎屑岩；在市区中部的安阳山、狮子山以及南部山区的百脚山—屏风山一带亦有发育分布；隐伏岩体则主要分布在北塘、安镇、张泾和严家桥等地带，形成于燕山期的第二次侵入。喜马拉雅山期火成岩仅在宜兴市的都山有小范围的分布，出露面积约0.4km2，岩性为橄榄玄武岩，具柱状节理。2.2.3断裂构造与地震2.2.3.1断裂构造根据断裂的规模和波及深度，大致可划分为区域性（深）断裂，大断裂和一般断裂。区域性断裂：切穿下地壳（硅铝层）深达上地幔（硅镁层）、控制地体的边界断裂，对沉积作用、岩浆活动有直接的控制作用。莫霍面有起伏变化，重磁物理场特征明显，遥感影像上亦有显示。表1无锡市前第四纪岩石地层简表界系组代号厚度(m)主要岩性新生界新近系盐城组Ny465杂色砂砾岩，含砾泥岩，夹数层玄武岩，粗玄岩。古近系阜宁组Ef68灰白、浅紫色细砂岩、粉砂岩。产孢粉及Sinocyprisfuningensis.sp6界系组代号厚度(m)主要岩性中生界白垩系赤山组K2c45红色粉砂岩。浦口组K2p610棕红色（角）砾岩，含砾粉砂岩。朝川组K1c305安山质，粗安质凝灰岩，角砾岩，角砾熔岩，安山岩。侏罗系黄尖组J3h1025上部：流纹质、英安质、安山质凝灰角砾岩，晶屑凝灰岩、熔结角砾岩、玻屑晶屑凝灰岩，沉凝灰岩中含硅化木；下部：安山玢岩、集块角砾岩、流纹质凝灰岩、沉积砾岩。大黄山组J3d2000流纹岩、凝灰岩、辉石石英粗安岩和辉石石英粗安质集块角砾熔岩云台山组J3y167凝灰质泥岩、粉砂质页岩龙王山组J3l31上段：角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩；下段：角闪石英粗安岩和角闪石英粗安质集块角砾熔岩西横山组J3x139泥质粉砂岩、粉砂岩、角砾岩三叠系黄马青组T2h157上部暗紫色细砂岩，粉砂岩；下部青灰色钙质泥岩，泥灰岩，粉砂质泥岩，粉砂岩。青龙组T1q465灰色厚、薄层灰岩，泥质灰岩，白云质灰岩，鲕状灰岩夹钙质页岩，含ClariaConcontricaEamorphotissp.等化石。古生界二叠系长兴组P3c44－159灰、灰黑色厚层灰岩、白云质灰岩、结晶灰岩，含Paleofusulinasp.等化石。龙潭组P2－3l374－550深灰色粉砂岩，细砂岩，泥岩互层夹砂质灰岩及煤，中部灰岩中含化石Neomisellinasp.等。堰桥组P1y118-310长石砂岩、粉砂岩、泥岩孤峰组P1g20-40页岩、硅质页岩夹粉砂岩、局部有灰岩透镜体栖霞组P1q180灰黑，深灰色中厚层状灰岩，含燧石结核及有机质；下部灰黑色碳质页岩，钙质泥岩。石炭系船山组C3c37浅灰白色厚层状石灰岩，具球状结构，含生物碎屑，溶洞发育黄龙组C2h120浅灰色大理岩，下部为灰质白云岩，白云质灰岩，底部石英质底砾岩，含Fusulinasp.化石。高骊山组C1g13-88杂色粉细砂、石英砂岩、页岩、粉砂质泥岩，局部夹煤线泥盆系擂鼓台组D3C1l88浅灰、紫灰泥质粉砂岩，细砂岩，夹砂质粘土；下部夹褐黄色灰岩，泥质灰岩，钙质灰岩。观山组D3g148灰白色厚层状中粗粒石英砂岩，上部紫色粉砂质泥岩夹石英砂岩，含石英砾，产化石Hamatophytonverticillatum；EolepidodendronWusihense。志留系茅山组S2m1585浅灰，紫红色等杂色长石石英砂岩，细粒石英砂岩互层，夹粉砂岩，泥岩；下部产Sinacanthusfancansis化石。坟头组S1f486灰、深灰色泥质粉砂质泥岩，泥岩，泥质细砂岩，不等厚互层，含Lingulnsp.奥陶系红花园组O1h812条带状粉晶、细晶灰岩、硅质岩7大断裂：切穿上地壳深达康氏（conr）面，是区域性断裂的派生与配套断裂，或控制地体内次级构造单元的边界断裂。地球物理场和遥感影像均有一定显示，地史上某一阶段对沉积作用和岩浆作用有控制作用。一般性断裂：规模较小，常常是横切隆起，凹陷的断裂组，遥感影像特征仍比较明显。推覆（逆、冲）断裂：这是工作区内较典型的断裂，深不足1km，延展较大，可能与旋卷构造或伸展构造有关。⑴区域性断裂特征苏锡（黄姑）断裂：北西向展布，斜切工作区，重力场为一明显梯度带。区内长大于190km，主断面倾向北东，具张扭性，左旋（如图1）。图1苏锡（黄姑）断裂剖面图该断裂可能属金山—川沙断裂带匹配的转换断裂，产生在中晚元古代（？）。加里东期东升西降；印支期东段平静，西段（吴江以西，苏锡段）与湖苏断裂共轭，其结点处深达上地幔，产生无锡、苏州西部岩浆房；燕山期东段控制火山岩活动，西段为侵入活动。张渚—洛社断裂（江南断裂北段）：从宜兴张渚、徐舍（前黄盆地北东缘）至无锡洛社，经苏锡断裂左形平移，从常州龙虎塘至江阴利港过江进靖江境内。区内长90km。HQ—13线断裂面显示倾向北西，大地电磁测深-20～-30km，东侧高阻板状块体向北西斜插至下地壳。⑵大断裂特征：8江阴沿江断裂：大致呈东西向展布，长约100km，航磁呈正常场，江阴长江大桥勘探孔岩芯破碎，推断系张性断裂，向北倾。东北塘—长泾断裂：主要构造形迹见于无锡北东部，东北塘镇至江阴长泾镇，北东向，全长大于22km，为祝塘凹陷南侧的边界断裂，据HQ—13线资料，断裂属于湖苏断裂有关的伸展构造，切割深度7-8km，沿结晶基底走滑推覆长度约80km。查桥—严家桥断裂：属东北塘—长泾断