第一章第四纪地质概况

第一章第四纪地质概况河北平原属华北地台的华北断拗带的一部分，是自中生代以来以下降为主，伴随短暂上升所形成的断陷盆地。

据构造、新生界地层与下第三系地层发育情况，划分出三级构造单元，自西向东包括冀中拗陷、沧州隆起、临清拗陷、内黄隆起、黄骅拗陷及呈宁隆起等，并以断裂为其控制边界。

新生界地层广布全区，一般厚度1000～3500米，厚者达5000米以上，薄者仅500～800米(参阅基底构造及第四系厚度示意图) 。

第四纪堆积物的成因类型、厚度与展布方向，受构造、古气候与古地理环境的控制和影响，其空间分布均有较大变化。

在山前平原是具有明显的多骱性沉积旋回的冲积洪积或冰川一一冰水堆积地区；中部与东部平原为多层交迭的冲积湖积地区，滨海平原则以冲积为主夹有海积层的地区。

此外，在沧州地区东部及永年一一肥乡一带见有火山岩及火山碎屑岩，以及地层中普遍见到多层古土壤与沉积间断的残积层。

第四系沉积厚度在拗陷区达500～600米，隆起区350～450米，近山麓地带150～300米左右。

第四纪以来出现数次冷暖交替的气候变化，对本区第四纪堆积物起着控制作用。

据前人资料，在太行山东麓有两次以上冰川活动，属山岳冰谷冰川类型。

据近年初步勘探结果，在固安一一保定一一柏乡一一临漳一线以西钻孔中，见有数层棕黄、红棕色含泥砾卵石及泥砾层，深部见有风化含泥砾砂；在此线以东的钻孔中偶尔见有磨光漂砾，似属冰川一一冰水停积物。

又据东部平原钻孔中孢粉资料，亦反映有数次寒冷或温凉与温暖气候的孢粉组合；重砂矿物中出现稳定矿物与非稳定矿物的含量与组合的交替变化，亦表明因气候变化而引起的化学风化程度不一。

本区第四纪稳定地继承着第三纪以来的构造特点，处于持续下降为主的新构造运动巾。

但由于下降幅度不一，蓝伴随短暂相对的上升，拗陷区与隆起区沉积物特点也因此各异，拗陷区内堆积速度快，并处于还原环境为主，往往粒度较粗分选差，土色灰暗，湖沼相地层较发育；在隆起区堆积速度较慢，并处于氧化环境为主，土色发红，冲积相地层较发育。

在构造单元边界由于不均匀沉降运动，常发生断裂与火山活动，致使堆积物厚度与成因类型发生骤然变化。

第四纪以来，受到风化剥蚀和流水切割所造成的古地理环境，也影响着第四纪堆积物厚度与成因类型。

在山前平原不同时期冲积扇(或冰水扇)，以中更新世时期规模最大，其后日趋缩小，扇前与扇间洼地则逐步扩大；中、东部平原接受来自太行山及古黄河的大量碎屑物质，发育了呈条带状作北东向分布的堆积，土层中见有淤泥层及含石膏晶休；在滨海平原上更新世至全新世时期发育有四层海相层。

由于不同时期古地理环境的差异，下更新世时期主要发育湖相堆积物，其后逐渐演变成不同类型的冲积物。

本区第四系地层划分，以沉积岩石地层学方法为基础，气候地层学原理为指导，结合古生物及部分绝对年龄资料综合划分，由新至老划分为四个地层组。

全新统(Q4)：是一套以冲积为主，夹湖沼、海相沉积的堆积物，由灰黄、灰黑色含淤泥质亚砂土、亚粘土夹细砂、粉砂组成，结构巯松。

在献县一一河间一一文安以东一1O一广布两层海相层，中、东部平原广布l～2层较稳定的淤泥层。

全新统地层厚度一般为20～50米，其底板在山前地区位于地表下第一沉积旋回第一亚旋回的粗粒相底部，在中、东部平原地区位于第二淤泥质土层底部；在海相层分布区位于第二海相层底部。

据近年来大量孢粉组合及碳14绝对年酶资料，可进一步划分为。

岐口组(Qtq)、高湾组(Q4g)及杨家寺组(Q4y)，分别相当于上，申、下全新统。

上更新统(欧庄组Q3o)。

是一套冲积洪积一一冲积一一冲积湖积的堆积物，由黄至棕黄色含粉土质较高的亚砂土、亚粘土夹砾石、卵石层组成。

可见较弱淋溶淀积现象，土中可溶盐含量甚高，以发育有黄土状结构的亚粘士、亚砂土夹层以及砂层未风化为其特征，与全新统地层基本连续沉积，构成地表下第一沉积旋回。

从中部平原至滨海平原本组的中下段夹薄层状(单层厚度小于三米)棕红色细密粘土，含有较丰富的陆相淡水与半咸水的软体、微体动物化石及其遗体，多未泥化或钙化。

在盐山一一沧县一一大城一一文安以东，于本组上中段较普遍见有两层海相地层，局部有火山岩层。

本组底板深度一般100～150米。

中更新统(杨柳青组Q2y)：为一套冲洪积一一冲积湖积的堆积物，自上而下是棕黄、黄棕至红棕色，由亚粘土夹砂、’砾石层组成，砂层厚度大，粒度粗而富集，土层中见有明显的风化长石斑点，并发育有多层淋溶一一淀积层。

本组自成一个沉积旋回，软体与微体动物化石种属与数量减少，孢粉稀少。

本组底板一般深200～300米。

下更新统(固安组Q1g)：是一套冲积湖积物，山前平原可能有冰川一一冰水堆积物。

本组自成一个沉积旋回，上段为红棕、棕红或黄绿色，下段为棕红、红褐混灰绿、锈黄色之厚层粘土、亚粘土夹砂层。

在山前平原于本组底部见有明显风化含泥砂砾或泥砾层。

在中部至东部平原本组上段见有代表较温暖气侯，下段见有温凉气候的孢粉组合。

本组底板一般埋深350～500米。

本区第四系下覆地层普遍为第三系上一一中新统明化镇组，可见厚度100～250米，是一套紫红、棕红色夹兰灰重粘土或泥岩夹砂层，见有灰绿、锈黄、浅紫色砂岩或半固结砂层。

出现了含第三纪热带一一亚热带孑遗分子占10~20％的孢粉组合，以及稳定矿物占优势的重矿物组合，角闪石消失，绿帘石含量显著减少，说明当时为氧化地球化学环境，与第四系地层有显著区别。

此外石家庄及其以南太行山东麓边缘断续出现隐伏于第四系或新生界地层之下的古生代灰岩，局部埋藏很浅，仅十余米或数十米，一般埋深100～300米。

一11一240米之间。

地下水淡水富水性；随深度具有逐渐变弱的趋势。

但是，由于本区第三含水组共同的特点是含水层较富集，砂层颗粒较粗，因而自上向下地下水富水性变化特征存在从较弱或中等一较强或强一较弱或弱的规律。

地下水水位动态：在地下水未被大量开采情况下，第一、二含水组淡水水位均随降水量大小作有规律的变化；第三含水组地下水位动态出现逐年斜坡状或阶梯状下降趋势；第四含水组一般很少开采，据近一、二年内观测资料也呈现缓慢斜坡状下降。

但总的特点仍是第三含水组地下水位高于第一、二：含水组的水位。

在大量开采地下水的地区，第一、二含水组的水位动态仍然与降水有密切相关。

不过其特点是第二含水组下降幅度大于第一含水组，第三含水组大于第二含水组，在地下水区域下降漏斗中心区，第一含水组地下水位低于第一、二含水组水位。

由于人工大量开采，含水组之间存在互相串通现象，其中由于水位随深度而递减，越流补给现象不可忽视。

根据上述水位动态特征和地下水动态成因类型，本区第一、二含水组及冲积扇顶部的第三含水组基本属于降水渗入补给一一开采(浅层咸水区为渗入一一蒸发型)型，其余地区第三含水组则属于迳流型或渗入迳流一一开采型，第四含水组则为缓慢迳流型。

在垂向上，补给条件随深度增大而逐渐减弱。

二、分组水文地质特征根据前述原则进行了水文地质分组，第一含水组大致相当于全新统，第二含水组相当于上更新统，第三含水组相当于中更新统，第四含水组相当于下更新统(富水性统计不包括咸水体部分)。

在第四纪不同地质历史阶段，由于气候、古地理环境、新构造运动、沉积物成因类型及沉积相的变化，反映了含水层在不同深度的分布形态、发育程度(包括粒度、厚度及组织结构)的差异，蓝导致水动力、水化学、富水性，水动态等水文地质要素的相应变化。

在地层层序划分的基础上，现将各含水组的主要水文地质特征列于后表。

三、有咸水区的水文地质条件有咸水区面积约36000平方公里，其范围与黑龙港地区大致相似。

根据水质结构特征，大致可分为浅层淡水、咸水及深层淡水。

(一)浅层淡水咸水体上覆的浅层淡水，按其成因可分为河道带及洼地型。

前者之形成系由于流经咸水体之上的古河道或现代河系在长期迳流过程中，沉积了渗透性较强的砂层或亚砂土、裂隙粘土，并易于接受大气降水之垂直渗入补给，从而促使地下水积极交替作用，逐步淡化其影响范围内的浅层咸水，因而古河道或现代河系越发育，分布越密集，不同历史时期交互沉积的物质越多，则所形成的浅层淡水越厚，分布范同越广。

后者由于地形低洼，易于积蓄大气降水及洪沥水，从而逐渐淡化表层咸水，这种浅层淡水体多属岛状或碟状等形态，其特点是浅层淡水皆较薄。

浅层淡水底界面深度大于10米者计约18600平方公里，其中10～30米分布最广，达11400平方公里，约占整个浅层淡水的60％，30～50米者面积约4400平方公里，50～70米一14—的面积约2800平方公里。

河道带型浅层淡水除西部地区有呈北西或东西向分布外，多作北东向分布，含水地层岩性由细砂、粉砂、裂隙粘土及亚砂土组成，含水层厚度一般10--,20米，地下水富水性按井管口径300～400毫米计，水位下降8～4米情况下，单井单位出水量5～10吨／时·米，分布面积近2000平方公里；2．5～5吨／时·米为6000余平方公里；小于2．5吨／时·米为10518平方公里。

(参阅有咸水区浅层淡水富水性分区示意图)根据浅层淡水的形成条件划分三个水文地质区，详见后表。

(二)咸水本区咸水体主要赋存于第一、二含水组，在滨海一带和古宁晋泊、古永年洼、魏县南部及临西、馆陶一带第三含水组上段。

根据沉积环境和水文地质条件大致可分以下三种；1、扇前或扇间洼地型咸水：分布于永年洼、大陆泽、宁晋泊、千顷洼、白洋淀、文安洼一带，咸水砂层总厚度一般小于lO米，多者10~20米，以细砂为主，矿化度8～10克／升，水化学类型为硫酸盐重碳酸盐钠镁水或硫酸盐钠镁水及硫酸盐重碳酸盐氯化物钠镁水。

咸水体厚度一般不到40～50米，属单层结构，但在宁晋泊及永年洼咸水体埋藏深度大，为双层结构。

下层咸水界面超过200米，但矿化度比上层咸水低，一般2～5克／升左：右。

这一类型咸水的形成，系由于山前的洪积冲积过渡为冲积一一湖沼沉积(地层中伴有石膏、芒硝等化学沉积)，含水层粒度急速变细，厚度变薄，径流减弱，地下水交替作用缓慢，在干旱气候条件作用下促使盐分逐渐聚积的结果。

在宁普以南地区，含水层急剧变相，使得咸水与淡水在水平方向呈陡然接触关系。

2、河道带型咸水：广泛分布于黑龙港地区，咸水体呈楔形体由西向东顷斜，咸水厚度由20～30米至100～120米，以中、细砂为主，砂层累计厚度从10~20米至东部平原达30～50米，水化学类型以硫酸盐氯化物钠镁水和氯化物硫酸盐钠镁水为主，矿化度一般2～5克／升，部分5～10克／升。

此类型成水之形成主要由于干旱气候条件下大陆盐化的结果。

8、受海浸影响的混合型成水：主要分布在远东地区，咸水体厚度~150--300米以上，水化学类型以氯化物钠型水为主，矿化嚏达10克／升以上，最高超过35克／升。

含水层以细粉砂为主，厚度10～一20米至30～50米，主要受晚更新世海浸影响。