第一章 区域地质
福建省现代地质调查始于清宣统三年(1911年),王恒升、李春昱、王绍文、侯德封、周仁沾、杨锡光、唐贵智、高振西等地质界的前辈们对福建地质问题进行调查研究和探讨,发表了许多专著。民国26年(1937年)林观得著《福州附近海岸线的变迁》,民国30年陈旭、王宠著《福建之海相三叠纪》,民国31年高振西著《福建地质调查之历史及地质问题》,民国31年斯行健著《植物化石之研究》,初步建立了福建省基本地层层序。对于变质岩的时代,上古生代灰岩的时代和分布、二叠系煤系地层特征和分布范围、侏罗系煤系沉积特征、中生代火山岩层的划分、赤石群红色砂岩的时代等问题都加以研究与探讨。在区域地质构造方面,民国34年黄汲清著《中国主要地质构造单位》将福建划归加里东褶皱带,1950年李四光著《区域构造分析》将福建省划为亚洲大陆东部向东南突出的三列边缘弧中闽南弧的一部分,这些成果均为以后的地质调查打下了基础。
1959年省区域地质测量队成立,首先选择永安幅为试点开展1:20万区域地质调查工作,这是福建省正规的按国际分幅进行区域地质调查的开始。1960年又开展南平幅和三明幅2个图幅的调查,1965年起先后开展地质调查的有长汀、顺昌、浦城、上杭、光泽、宁化、建瓯、漳州、东山、德化、泉州、厦门、福州、福清、南日岛、福安、三沙、浮鹰岛和龙岩等19个图幅。至此全省22个图幅1:20区域地质调查工作全面展开,特别是70年代以来,福建省首先采用地层学和岩石学相结合的双重制图法,通过对火山岩岩性、岩相的研究,发现一系列火山机体,初步摸清全省中新生代火山活动的规律,扩大了火山岩区普查找矿的前景,提高了福建省火山地质研究程度。福建省创立的火山岩双重制图法,引起国内同行的重视,地质部组织有关省区进行推广,从而推动了全国火山岩区区域地质调查工作。经过19年的不懈努力,于1977年完成全省22个图幅,面积11.9万平方公里。采样总数89.6万个。其中河流重砂样品11.4万个,土壤地球化学样49万个,岩石地球化学样11.6万个,水系沉积物地球化学样7.6万个。编写1:20万区域地质调查报告(含矿产部分)共34份,约690万字。
1976年1:50万福建省地质图及说明书(第二代)是在1:20万区调的大量实际资料,同时汇集各地质单位、科研机构、院校工作成果的基础之上编制而成的,它较1961年1:50万福建省地质图(第一代)有了划时代的变化,在地质研究程度上,达到一个新水平。
自1977年起,正规的1:5万区域地质调查工作开始,是在成矿远景区内,配合地质找矿为目的,自迪口、夏道幅开始,至1990年底已开展84个图幅。在1:5万区域地质调查成果和大量矿区地质资料的基础上,于1985年修编并出版了1:50万福建省地质图(第三版),为全省提供具有80年代水平的基础地质资料。
第一节 地质构造
福建位于华南褶皱系东部。泥盆纪前处于地槽阶段,奥陶纪末开始转为准地台阶段,早侏罗世以来又进入濒太平洋大陆边缘活动带阶段。在漫长的地质历史时期中,形成多种类型的沉积建造,多旋回的构造运动,多期次的岩浆活动,多期的变质作用,构成复杂的构造,它们主要呈北东向延伸。
早在20世纪20年代初期,已有关于福建大地构造的论述,葛利普在《中国地质》一文中,曾将福建划为华夏古陆的一部分。民国34年(1945年)黄汲清将福建划归加里东褶皱带。1950年李四光将福建划为亚洲大陆东部向东南突出的三列边缘弧中闽南弧的一部分,并于1970年将福建武夷山、戴云诸山脉划属新华夏系第二个巨大的隆起带的部分和东西向南岭带的一部分。1960年陈国达将福建划为地洼区。1963年福建省地质局和江西省地质局合编的1:100万福州幅大地构造图及说明书,将福建省大地构造单元划分为,一级构造单元南华后加里东准地台;二级构造单元华夏台隆;三级构造单元有四:即遂(昌)建(瓯)台拱,永(安)梅(县)上古台陷,浙闽粤中断陷及闽东滨海台拱。1974年张文佑将福建划为华力西褶皱带。1980年任纪舜等将福建划为华南褶皱系和东南沿海褶皱系的一部分。1980年郭令智等将福建大地构造划分为武夷云开加里东期古岛弧褶皱带、政和-大埔加里东俯冲带、闽西南-粤东海西印支期弧间盆地和浙闽粤沿海燕山期火山弧系等构造单元。1982年边效曾等将福建的大地构造划为闽北加里东隆起区、闽西南海西凹陷区、闽东沿海中生代火山岩活动带等单元。此外,1980年福建区测队编制的1:50万福建省构造体系图及说明书及1985年《福建省区域地质志》区域地质构造篇,也从不同角度对福建的地质构造进行较系统总结,提高了研究程度。
福建的构造单元划分为:闽西北隆起带、闽西南坳陷带、闽东火山断坳带三个一级构造单元。进而划分若干个隆起和坳陷和断陷二级构造单元。在二级构造单元内,又进一步依据其所形成的主要褶皱,划分为一系列复式背斜和复式向斜。
构造单元划分如下:
I、闽西北隆起带
I₁、邵武—建宁坳陷I₂、浦城—洋源隆起I₃、松溪—建西坳陷
Ⅱ、闽西南坳陷带(永梅坳陷)
Ⅱ₁、明溪—武平坳陷
Ⅱ₁A、泉上—长汀复式向斜Ⅱ₁B、清流—武平复式背斜Ⅱ₁C、明溪—龙井复式向斜Ⅱ₁D、宣和复式背斜Ⅱ₁E、连城—上杭复式向斜Ⅱ₂、胡坊—永定隆起Ⅱ₃、大田—龙岩坳陷
Ⅱ₃A、沙县—永定复式向斜Ⅱ₃B、南平—万安复式背斜Ⅱ₃C、广平—龙岩复式向斜Ⅱ₃D、太华—长塔复式背斜Ⅱ₃E、大田复式向斜
Ⅲ、闽东火山断坳带
Ⅲ₁、屏南—梅林断陷带Ⅲ₂、周宁—华安断隆带Ⅲ₃、福鼎—云霄断陷带Ⅲ₄、闽东南沿海构造带
一、闽西北隆起带
包括武夷山北段和鹫峰山以西的大部分地区,东以政和-大埔断裂与相邻单元为界,南以大致宁化—南平一线与闽西南坳陷带相接,向北、向西分别与浙、赣接壤。闽西北隆起带由元古代至早古生代巨厚的变质岩系组成。前震旦纪,本区处于地槽下沉阶段,沉积厚逾9000米的下部陆屑建造;自早震旦世晚期,受澄江运动影响,逐渐形成北东东-北东向的隆起和坳陷。其中央是一个相对隆起带,两侧分别为坳陷带。在坳陷带中,沉积了厚近万米的震旦系-下古生界火山复理式和复理式建造。其中,西部坳陷带的震旦系厚7900米,火山岩为钙碱性系列;东部坳陷带的震旦系厚大于9000米,火山岩为拉斑系列和钙碱性系列。
奥陶纪末的加里东运动,导致本带强烈的褶皱、断裂活动、区域变质作用和岩浆活动,并结束了地槽的活动历史。褶皱构造以紧密线形的复式褶皱为主,走向北东东—北东,次级倒转褶曲也较发育。断裂构造以崇安—石城和政和—大埔断裂为代表,并以其为热轴,相应形成崇安—宁化和政和—南平两条变质岩带。
加里东运动之后,本带大部分地区隆起遭受剥蚀,普遍缺失泥盆纪及早石炭世的地层。但在某些凹陷部位,如光泽司前、将乐、建阳虞墩、建瓯房村口等地,仍有晚古生代海相沉积。至少,自石炭纪至二叠纪,海水曾一度漫延到本带的许多地区,形成超覆,但厚度较薄,并由于受华力西和印支运动的影响,再一次地剧烈隆起而遭受剥蚀,多呈零星残留于断陷带中。
印支运动,使本来不厚的盖层全面褶皱而剥蚀殆尽。嗣后,在一系列断裂带和山间坳陷中,沉积了晚三叠世、中侏罗世含煤建造;晚侏罗世则以大规模的岩浆活动为特征;白垩纪时,构造变动由盛而衰,岩浆活动微弱,断裂活动由原来的压剪性转为一度的张性,从而突出断陷活动的特征。在某些断裂的一侧,形成断陷盆地,堆积一套红色碎屑岩,虽其盆地范围不大,但沉积厚度却相当可观。
喜马拉雅运动,本带处于隆升背景。第四纪以来,本带仍处于上升,广泛发育的V型谷、急流瀑布、频繁的弱震、石崩和滑坡等,说明在挽近时期其构造活动较为强烈。
(一)邵武—建宁坳陷
位于崇安—石城断裂以西的武夷山地区,向西、向北与江西接壤。该坳陷主要出露震旦系和下古生界变质岩,而最老地层麻源群仅见于光泽新甸。震旦系广泛分布,为各种变粒岩夹片岩、黄铁矿层及含钙硅质岩,总厚6890米。下古生界邵武五福羊—泰宁神下呈狭窄带状出露,为云母石英片岩、石墨片岩、石墨石英岩、石英岩、变质砂岩、粉砂岩及千枚岩等,厚大于2330米。盖层不很发育,仅于光泽司前残存上泥盆统,厚大于599米,但在江西境内有石炭至二叠系分布。中生代沉积,主要沿崇安-石城断裂分布。
褶皱发育,较重要的有邵武五福羊—泰宁神下复向斜和光泽新甸-建宁里心复背斜。断裂构造以走向北东、北北东为主,多数是燕山期块断活动的产物。北东向断裂有邵武莲塘—建宁里心断裂带,由莲塘、桂林及里心断裂组成;北北东向断裂:有崇安桐木关—建宁伊家断裂带,光泽—武平断裂带。
(二)浦城—洋源隆起
西以崇安—石城断裂为界与邵武—建宁坳陷相连,东以浦城—武平断裂与松溪—建西坳陷为邻。其东北端延入浙江,西南端在将乐洋源一带倾伏。该隆起大面积出露麻源群,岩性以各种片岩、变粒岩为主,夹变质中基性和中酸性火山岩及石墨层,总厚大于9642米,原岩为火山砂泥质(陆屑)建造。震旦系分布于西部近崇安—石城断裂一带,主要为黑云斜长变粒岩、各类片岩,上部偶夹薄层钙硅质岩,并夹酸性及中酸性火山岩,总厚大于3800米,原岩为火山复理式建造。下古生界仅分布于将乐一带,为变质砂岩、粉砂岩及千枚岩,夹少量大理岩及黄铁矿,厚1166米,为砂泥质复理式建造。此外,盖层不发育,仅于将乐、建阳虞墩等地见零星分布的上古生界。中生代为类磨拉石建造堆积,以及中小型花岗岩侵入和火山喷发。
浦城—洋源隆起由三个线形褶皱形成,即建阳五峰岗—邵武卫闽复背斜,建阳南岭—邵武洪墩复向斜,松溪寺坑-明溪枫溪复背斜。总的轴向为北东东—北东,并显示向东南方向凸出的弧形。
断裂构造主要有两组,一组走向北东-北东东,另一组走向南北。前者多是燕山旋回以来断块活动的产物,后者至少从加里东期开始活动,对古生界和侏罗系沉积建造和岩浆活动都有显著的控制。北东向断裂有崇安—石城断裂带和浦城—武平断裂带。南北向断裂有将乐-华安断裂带和崇安星村—沙县金龙顶断裂带。
(三)松溪—建西坳陷
西侧以浦城—武平断裂带为界,东以政和—大埔断裂带北段与闽东火山断坳带相邻。该坳陷出现地层除西部有麻源群外,震旦系广泛分布,下部为迪口组之斜长变粒岩夹片岩及斜长角闪岩,厚大于5879米;上部为龙北溪组之绿色片岩、片岩及石英岩,厚3800米,属细碧角斑岩建造。上震旦统至下古生界分布于坳陷中心,为变粒岩和二云片岩,厚大于1462米,其中部分变粒岩原岩为角斑质凝灰岩。盖层不发育,仅于顺昌吴墩、建瓯房村口处之断裂中见有上古生界,中生代含煤建造亦见于断陷带中。本带褶皱不发育,有建瓯复向斜、松溪洋墩—建瓯南雅复背斜,政和—建瓯大历复向斜。断裂构造很发育,有北东、北北东向及后期之南北向及北西向之断裂。
北东—北北东向断裂:有政和—大埔断裂带和建瓯附近断裂带。政和—大埔断裂带,分布于政和、南平东、忙溪、大田、漳平及龙岩东一带,西南端延入广东,属丽水—海丰断裂的一部分,全长390公里,宽20公里左右,总体走向30~50度。由一系列平行分布倾向东南的陡倾角断裂组成,也是福建东、西部构造单元的分界线。南北向断裂:有浦城—永泰嵩口断裂带,长240公里,宽12公里。北西向断裂:有松溪—宁德断裂带和顺昌—闽清断裂带。
二、闽西南坳陷带(永梅坳陷带)
位于福建西南部,北以宁化至南平一线与闽西北隆起带相接,东以政和—大埔断裂带与闽东火山断陷带相邻,往西南延人广东省。闽西南坳陷带是叠加在加里东褶皱基础上发展起来的坳陷带,主要有晚古生代至三叠纪地层组成,褶皱、断裂均很发育,并有华力西-印支期花岗岩侵入。基底出露震旦系和下古生界浅变质岩,属复理石沉积,中生代为磨拉石型沉积,但晚三叠世和早侏罗世地层中,多处发现含海相瓣鳃类之沉积层,可能为广东东江冒地槽之一部分。该坳陷带可划分三个二级构造单元。
(一)明溪—武平坳陷
简称西部坳陷,北以长汀—明溪一线与闽西北隆起带相邻,东与胡坊—永定隆起平行相接,向南延入广东,呈北东向带状分布,长220公里,宽30~60公里。基底为震旦纪和早古生代地层,震旦系为浅变质之砂泥质复理式建造,下古生界亦为浅海相复理式建造。坳陷由晚古生代至三叠纪地层组成,上泥盆统和下石炭统为粗碎屑岩建造;中、上石炭统和下二叠统栖霞组,均为碳酸盐岩建造,文笔山组为砂泥质建造,童子岩组和翠屏山组为含煤细碎屑岩建造,其它均为钙、硅泥岩建造。这些地层呈北东向长条状分布,褶皱断裂发育,并有华力西期片麻状花岗岩侵入。褶皱有复式向斜3个、复式背斜2个及1个穹窿构造。即泉上-长汀复式向斜,清流-武平复式背斜,桃溪穹窿构造,明溪-龙井复式向斜,宣和复式背斜及连城-上杭复式向斜。
(二)胡坊—永定隆起
位于明溪—武平坳陷与大田—龙岩坳陷之间。该隆起南部出露下震旦统楼子坝群,已形成混合岩和混合花岗岩;北部和东缘出露下古生界;其余地区被燕山早期胡坊、古田及小陶之黑云母花岗岩及似斑状花岗岩所占据。但在永安加福安砂等地仍有较大面积的上古生界出露,其余仅在局部地方残留有震旦系和下古生界。加福、安砂地区的上古生界以复式向斜出现,褶曲走向北北东,叠加在下古生界同方向褶皱之上。这些也是福建重要的产煤地区之一。
(三)大田—龙岩坳陷
简称东部坳陷,位于政和—大埔断裂带西侧,东与闽东火山断坳带相邻,西与胡坊—永定隆起相接,向南延入广东。基底为震旦纪和早古生代地层,岩性及建造与前述明溪—武平坳陷之基底相同,唯早古生代地层厚度变化大,粒度变细。该坳陷由晚泥盆世-晚三叠世地层组成,岩性、建造与前述明溪—武平坳陷相似,但沉积厚度增大,火山活动增加,褶皱断裂更加强烈,形成一系列较紧密的复式背、向斜构造,甚至倒转。华力西-印支期石英闪长岩和花岗岩侵入。其褶皱有3个复式向斜、2个复式背斜。即沙县—永安复式向斜,南平—万安复式背斜,广平—龙岩复式向斜,太华—长塔复式背斜及大田复式向斜。
闽西南坳陷之断裂构造较为发育,以北东-北北东向为主,其次为北西向和南北向。北东—北北东断裂有:浦城—武平断裂带、政和—大埔断裂带及永安安砂、沙县湖源、漳平西埔、龙岩苏邦等断裂。北西向断裂有永安—晋江和上杭—云霄断裂带。南北向断裂有将乐—华安断裂带及泰宁—龙岩断裂带。
三、闽东火山断场带
位于福建东部,西以政和—大埔断裂带为界,北入浙江,南延广东。该带是在加里东和华力西—印支坳褶的基础上,经燕山运动发生大规模断陷和坳陷,造成厚度较大的晚侏罗和早白垩世大规模的火山喷发,构成浙闽粤火山带之一部分。在燕山早期时,沿构造带发生强烈的区域变质作用和混合岩化作用,形成变质岩带。同时,还有强烈的岩浆活动,形成燕山早、晚期的岩体带。基底局部出露下元古界、震旦系—下古生界变质岩和石炭系-三叠系地层。盖层为上第三系沉积岩和玄武岩零星分布。可划分为屏南—梅林断陷带、周宁—华安断隆带、福鼎—云霄断陷带及闽东南沿海构造带等四个次一级构造单元。
(一)屏南—梅林断陷带
位于政和—大埔断裂带东侧,呈北东向长条状分布,长约400公里,宽15~20公里。其地层由下、中侏罗统陆相碎屑岩和上侏罗统、下白垩统火山岩组成。
(二)周宁—华安断隆带
位于屏南—梅林断陷带东,并平行分布,长达400公里,宽10~35公里。以断续出露大面积的前中生代地层和燕山期黑云母花岗岩大规模侵入为特征。基底地层分布在该带的中心,出露有麻源群、龙北溪组、下古生界、石炭系、二叠系及溪口组、文宾山组。这些地层褶皱强烈,断裂发育。
(三)福鼎—云霄断陷带
位于周宁—华安断隆带东侧,西以福安—南靖断裂带为界,东与沿海构造带相邻,呈北东向带状展布,长480公里,宽50~80公里,是福建最主要的火山喷发带。由晚侏罗世、早白垩世中酸性火山岩组成,梨山组、长林组分布在该带的两侧,而南园组则是该带的主要组成部分,石帽山群横跨在该带之上。该带火山构造极为发育,分布有上百个火山机构或喷发中心,并组成十几个大型破火山组合体,呈串珠状分布,构成火山喷发带。基底地层出露零星有:下-中石炭统复理式沉积、大隆组、溪口组、文宾山组等。
(四)闽东南沿海构造带
位于福建东南沿海,以往称闽东南沿海变质带,呈北东向长条状分布,西以长乐—东山断裂带为界,与上述断陷带相邻,东濒台湾海峡,北起马祖,往西南经晋江、东山、延入广东南澳岛,宽38~58公里,长达400余公里,为中生代低压型区域变质带。其地层为文宾山组和梨山组,以及上侏罗统片理化火山岩及变质较深的各种片岩和变粒岩,该带褶皱呈线状复式背形,断裂也较发育,变质带广泛发育低绿片岩相、高绿片岩相和低角闪岩相,呈带状由西北向东南依次变质作用递增的特点。混合岩化强烈,混合岩、混合花岗岩广泛出露,并有变质交代的二长花岗岩侵入。此外,还有燕山早、晚期黑云母花岗岩及晶洞钾长花岗岩侵入。
平潭—南澳复式背形构造:位于近海一侧的岛屿与半岛地区。从平潭岛、福清高山,经莆田忠门、惠安崇武、晋江等半岛、金门岛、龙海深澳、漳浦古雷、东山岛,向南延入广东南澳岛,北东走向呈“S”弧形弯曲,长375公里,宽10~25公里,核部由混合花岗岩组成,两翼基本对称分布各种混合岩、变粒岩及片岩。
闽东火山断坳带之断裂构造较为发育,主要为北东向和北西向,次为东西向和南北向,再次为北北东向和北东东向。北东向断裂有:政和—大埔断裂带、福安—南靖断裂带、长乐—东山断裂带。北西向断裂有:松溪—宁德断裂带、顺昌—闽清断裂带、永安—晋江断裂带、上杭—云霄断裂带。南北向断裂有:浦城—永泰嵩口断裂带、寿宁—连江断裂带。东西向断裂有:柘荣—建阳徐市断裂带、罗源—明溪断裂带、仙游—漳平断裂带、厦门—南靖断裂带。北北东向断裂有:福鼎白琳—莆田笏石断裂带、松溪—南靖断裂带,北东东向断裂有:古田—上杭断裂带、闽江口—永定断裂带。
第二节 地层
福建省地层发育,除志留系、中下泥盆统和下第三系缺失外,从元古界至第四系发育较齐全,岩石类型复杂,沉积岩和变质岩地层的总和及火山地层出露面积,各占全省陆地面积三分之一。其地层属华南地层区。
福建省地层分区性较明显。北部及西北部以元古代变质岩地层为主,属地槽型的巨厚沉积。中部及西南部出露有震旦纪至晚白垩世的浅变质岩、沉积岩及火山地层,尤以晚古生代沉积地层发育,古生物化石较为丰富;其中石炭纪至下二叠纪,为省内石灰岩、无烟煤、铁矿、锰、铅、锌矿的重要含矿层位。政和至大埔一线以东的福建东部广大地区,则以大面积出露的晚侏罗-早白垩世陆相火山地层占主导地位,岩性复杂,厚逾万米。晚第三纪及第四纪地层分布零星,在沿海一带较为发育,由基性火山岩、沉积岩及海相、陆相松散沉积物组成。福建地层划分见表1-2。
一、元古界
福建省的元古界有:前震旦系麻源群及震旦系。麻源群在下部,可划分四个岩性段。震旦系在上部,与麻源群呈整合关系,下震旦统有楼子坝群、吴墩组、迪口组及丁屋岭组、龙北溪组;上震旦统有南岩组、黄连组及震旦上统等。
(一)前震旦系麻源群
麻源群系最古老地层,《福建省区域地质志》(以下简称省地质志)中,是指震旦系之下一套巨厚的中浅变质岩系,命名地点在建阳县东北之麻源村。
20年代多认为闽西北之变质岩系属太古界或元古界。1962年福建区测队对建瓯地区的变质岩首次提出建瓯群一名,自下而上划分小桥片麻岩组、连地片岩组及龙北溪石英碳酸盐组,时代归属前寒武纪。1963年福建地质局在南平召开变质岩座谈会,正式采用建瓯群一名,并划分为上、下两个亚群,时代改属前震旦纪。1974年1:20万建瓯幅进一步将建瓯群按岩石组合及变质程度,自下而上新建迪口组、龙北溪组、大岭组、松源组、吴档组。1974年,福建地质三队三分队曾对龙北溪组中进一步划分出东岩组。1977年、1979年,福建省地质局1:50万地质图说明书和区域地层表编写组,对建瓯组除同意建瓯幅所划分外,于龙北溪组上段划分为东岩组。
1982年区调队在建瓯群大岭组标准剖面中采获几丁虫,福建东部龙北溪组及大岭组亦零星发现几丁虫及微古植物,其时代多属奥陶纪或早古生代。由此,建瓯群所属地层单位的层序关系及地层时代实已动摇解体。1985年《省地质志》对闽西北变质岩系,重新厘定原建瓯群中各地层单位名称及时代含义(表1-2),划为上元古界麻源群、震旦下统吴墩组、丁屋岭组及上震旦统;福建东部划分为下震旦统迪口组、龙北溪组及上震旦统一下古生界。1986、1987年闽北地质大队在专题研究报告和1:5万政和等三幅区调报告中,对麻源群进一步划分大金山组和南山组,下震旦统吴墩组和东岩组,上震旦统为龙北溪组,另新发现而建立稻香组(表1-3)。本文按地质志所列层序和时代含义予以阐述。
麻源群主要出露于闽西北浦城、建阳、将乐、宁化一带,德化赤涂寨至田地仅零星分布,岩性以各种片岩、变粒岩为主,部分地段有不同强度的混合岩,局部夹火山岩及石墨矿层,属震旦系之下福建境内最老地层。按岩石组合特征自下而上分为四个岩性段,各段之间皆为整合关系,累计厚度大于9642米,为一套地槽型火山砂泥质(陆屑)建造。其与上覆的震旦系和下古生界,共同组成闽西北扬子和加里东旋回褶皱基底。
第一段出露极少,未见底,岩性由灰绿色风化后呈浅褐或粉红色中至薄层白云石英片岩和石英白云片岩组成,中部偶夹黑云变粒岩,建阳南山厚度大于1681米。第二段由灰白、浅灰绿色中厚层细纹黑云(斜长)变粒岩夹中薄层黑云石英片组成,局部夹绿泥绿帘片岩、斜长角闪片岩及不纯大理岩透镜体,普遍见矽卡岩化。德化赤涂寨二云石英片岩产微古植物:光面小球藻、原始光面球藻等,建阳松源厚度2270米。该段变粒岩岩石坚硬,常构成高山陡坡地形,地貌特征明显,为本群的一个重要标志层位。第三段分布最广,岩性为灰、灰绿色一中薄层黑云石英片岩、白云片岩夹薄层黑云片岩、白云石英片岩及厚层黑云(斜长)变粒岩,局部地区夹含石墨片岩及晶质石墨矿层,德化赤涂寨产裂瓣藻、穴面膜片等微古植物,顺昌洋源厚度2620米。第四段分布较少,岩性较复杂,以各类片岩为主,夹变粒岩、千枚岩,局部出现斜长角闪岩、变质凝灰质碎屑岩及熔岩,德化赤涂寨本段片岩产穴面球藻、光面小球藻、裂瓣藻等微古植物化石。
另外,闽北地质大队对闽北前寒武系变质岩专题研究报告(1986年),从下而上将麻源群第一、二段(原第一段与原第三段对调)命名为大金山组,第三、四段(原第三段为原第一段)命名为南山组,并认为南山组之岩石组合特征与迪口组岩性相近似。两组之时代为前震旦纪。
(二)震旦系
该系分布较广,由于岩性岩相的明显差异,可分为西部和东部两个不同的地层区。西区是指建瓯、南平、华安一线直至广东大埔以西的广大地区;该区又以南平、明溪、清流、长汀一线为界,分为闽西南及闽西北两个地区。闽西南地区有:下震旦统楼子坝群、丁屋岭组,上震旦统南岩组、黄连组。闽西北地区有:下震旦统吴墩组、丁屋岭组,上震旦统(未建组)。东区是指建瓯、南平、华安一线以东的广大地区,下震旦统有迪口组、龙北溪组及上震旦统至下古生界(未进一步划分)。它整合于麻源群之上。
以前震旦系未作进一步划分,闽西北的变质岩的时代,概称前震旦纪或太古代-元古代。闽西南出露于泥盆系不整合之下的一套巨厚的浅变质岩,1963年福建省地质局和江西省地质局合编的1:100万福州幅(G—50)地质图说明书,将其时代归属震旦纪-志留纪,认为与龙山群相当,未作进一步划分。在此基础上,福建区调队于1966年通过三明幅区调后,首先在下古生界之下确定一套以钾长变粒岩为主的岩石组合,代表震旦纪地层。直至1970~1971年间,经过1:20万长汀、上杭幅区调,才对闽西南地区变质岩作了较系统的研究,并引入湖南、湖北峡东的地层名称,自下而上划分为前震旦系板溪群(包括三个亚群共八个岩性段)和震旦下统南沱组、上统陡山沱组及灯影组。1977年福建省区域地层表将闽西南浅变质岩重新建立地方性地层名称,划分为前震旦系楼子坝群(包括下、中、上三个组)、震旦下统丁屋岭组、上统南岩组及黄连组。并认为楼子坝群大致可与闽西北的建瓯群对比,该划分对比方案,一直在省内沿用(表1-4),对闽西北和闽东地区的变质岩系,在元古界麻源群中已有叙及,不再赘述。
1.闽西南地区
划分为震旦系楼子坝群和丁屋岭组,上震旦统南岩组和黄连组。
楼子坝群,创名于长汀县西南30公里楼子坝村,划分三个岩性段,上下段以含较多硅质岩为特征,中段普遍含钙质。上段为灰绿、灰色变质细砂岩、粉砂岩与千枚岩互层组成,夹灰白、紫色薄层硅质岩,顶部含磷,偶见炭质千枚岩,厚1824米;中段为灰绿色变质粉-细砂岩夹钙质砂岩及千枚岩、板岩、硅质岩,局部偶夹泥灰岩透镜体,厚2647米;下段灰绿色变质细砂岩,夹千枚岩及变质粉砂岩、硅质岩,未见底,厚大于1846米。该群总厚大于6137米。在长汀南之武平、上杭、永定一带,该群岩石变质较深,形成变粒岩、片岩及混合岩,地层划分及研究程度较低。
丁屋岭组得名于长汀县西南14公里之丁屋岭村,主要由灰绿色变质(石英)细砂岩、变质粉砂岩夹千枚岩及薄层硅质岩组成,底部常为变质含砾砂岩和砾岩,与下伏楼子坝群呈假整合关系(或不整合),厚1531米。
南岩组,得名于长汀县西南15公里之南岩村,上部为灰绿色变质细砂岩夹千枚岩和硅质岩,硅质岩顶底常见极薄层磷块岩条带,下部为灰黑、灰绿色千枚岩、变质粉砂岩、细砂岩,夹硅质和变质含长石石英砂岩,与下伏丁屋岭组呈整合关系,厚1120~1082米。在南岩村东之大埔、横坑一带,南岩组上部夹两个含磷层位,单层厚仅数厘米,最厚达厘米,下部夹2~3层黄铁矿。
黄连组,得名于长汀县西南约11公里之黄连村,以灰、灰白、灰绿色硅质岩发育为其特征,其中夹变质细砂岩、千枚岩,与下伏南岩组呈整合关系,厚356米;这种以浅色硅质岩发育的细碎屑岩组合,构成与寒武系区分的显著标志。
2.闽西北地区
划分有下震旦统吴墩组和丁屋岭组,及上震旦统未分。
吴墩组,得名于顺昌县东南9公里之吴墩村,原称吴档组。上部为灰绿色厚层变质中细粒杂砂岩及(含砾)凝灰质砂岩夹变质泥岩及薄层硅泥岩,下部以灰、深灰色厚层变质石英砂岩为主,偶夹千枚状(凝灰质)粉砂岩、石英片岩及硅质岩,底部偶见复成分砾岩,与下伏麻源群呈整合接触,厚大于2218米。至建阳长坪一带变质较深,多为斜长变粒岩及绿泥黑云片岩,地层厚大于3615米。
丁屋岭组,岩性变化较大,北部邵武、建阳等地变质较深,为深灰、浅肉红色厚层黑云斜长变粒岩,夹黑云石英片岩,底部为含砾变粒岩,与下伏吴墩组呈假整合或微角不整合(?)关系,厚1947米;中部泰宁、明溪一带变质稍浅,岩性单一,几乎全由深灰、肉红色厚层钾长变粒岩,原岩部分为角斑岩及石英角斑岩,上部偶夹薄层黑云石英片岩,厚850~1306米;西南部宁化方田、长汀张地一带,变质更浅,为灰色变质中细粒(长石)石英砂岩和变质粉砂岩,夹硅质(泥)岩及含砾砂质泥岩,偶见粉晶白云岩及石煤透镜体,下部产较多微古植物化石,厚1394米。
上震旦统,北部邵武—泰宁一带,以千枚状粉砂岩为主,夹变质砂岩、石英岩及大理岩,下部偶夹黄铁矿层;建阳、邵武等地,大部分已混合岩化,形成混合质黑云石英片岩夹黑云变粒岩,厚1282米;南部明溪、清流、长汀一带,上部为絹云石英片岩,夹硅质岩,局部夹变质火山碎屑岩,下部含钙变粒岩和钾长变粒岩。
3.东区
研究程度较低,划分有下震旦统迪口组和龙北溪组,上震旦统一下古生界未分。
迪口组,得名于建瓯县东南35.5公里迪口村,各地岩性单一稳定,主要由灰、浅灰色黑云斜长变粒岩、二云斜长变粒岩组成,上部夹少量黑云(二云)片岩及石英岩薄层,下部变粒岩多已混合岩化,其变粒岩之原岩主要为长石砂岩,未见底,为闽东地区最老地层,厚度大于5880米。
龙北溪组,命名于建瓯县东南35公里龙北溪村,岩性分为三部分:上部为绿色片岩,有绿泥绿帘片岩、阳起片岩、阳起钠长片岩和阳起钠长绿帘片岩,夹白云石英片岩、大理岩及含磁铁石英岩;中部为白云石英片岩、白云片岩、夹石英岩;下部为石英岩,夹白云岩、大理岩、黑云石英片岩及绿帘斜长变粒岩,偶见薄层磷块层,地层厚度2743~2230米,其下与迪口组多呈断层接触或整合或假整合接触。其绿色片岩原岩属细碧岩及细角岩,部分变粒岩原岩为角斑岩或石英角斑岩,组成细碧角斑岩建造,为铜及多金属矿产提供找矿线索。此外,在政和富竹庄、南平北山、安溪华地等处,龙北溪组含有微古植物及几丁虫化石。
上震旦统一下古生界。在东区分布较广,出露零星,以往沿称大岭组,1982年福建区调队在建瓯大历(原地名大岭)创名剖面上发现几丁虫化石,时代主要属奥陶纪,因此《省地质志》暂置上震旦统一下古生界未分。其岩性上部为灰绿色二云石英片岩,夹二云片岩及变粒岩;下部为灰黄色白云变粒岩,偶夹白云石英片岩与下伏龙北溪组呈整合接触,地层厚1462~2062米。
1986年闽北地质队发现新地层,暂称稻香组,与下伏“大岭组”呈断裂接触,推断为整合关系,岩性上部为斜长阳起片岩、阳起片岩、凝灰质细砂岩夹薄层泥岩和炭质泥岩、大理岩,顶部为硅质岩;下部为阳起石化绿帘石化安山质晶屑凝灰岩、沉凝灰岩为主,夹硅质岩、泥岩或絹云千枚岩、凝灰质粉砂岩,向上过渡为泥岩、桂质岩和泥质桂质岩,地层厚大于1082米,于政和星溪、稻香至高崛等处产微古植物化石。
80年代福建省1:5万区域地质调查在变质岩的研究方面,取得一批重要成果。1989年李根坤等在将乐、顺昌、长汀等地观察到震旦系与前震旦系不整合接触关系。在综合分析已有1:5万区调、变质岩科研、同位素年龄及微古化石等成果,将福建前寒武纪地层作如下划分对比,见表1-1。
二、下古生界
福建下古生界集中分布于闽西及闽中,沿邵武、将乐、明溪、清流、长汀和三明、永安、龙岩大致呈两个狭长带展布,按地层区划分属于邵武、长汀、龙岩三个地层小区。岩石类型以浅变质的泥砂质细碎屑岩为主,少量硅、钙质沉积,厚度巨大,具有复理式建造特点。它整合于下伏上震旦统之上,又被上泥盆统天瓦〓组不整合覆盖;划分有寒武系及奥陶系,寒武系中下统林田群、上统东坑口群及奥陶下统魏坊群、中上统罗峰溪群,志留系可能缺失。
(一)寒武系
寒武系分布较广,以西部邵武—长汀及三明—龙岩发育良好,出露完整,研究较详,地层已作进一步划分,而东部地区因岩石变质较深,出露零星,地层难以划分,统归属上震旦—下古生界未分,本系大致沿邵武—长汀和三明—龙岩呈两个北东或北北东向的狭长条带展布,系继承在震旦系之上的一套浅海相地槽型沉积,最大厚度5200米。按岩性组合及层位关系,划分为中下寒武统林田群下段、上段,上寒武统东坑口群三个地层单位。
福建早古生代地层研究基础较差,民国20年王绍文将永安西部罗峰溪村发育的一套几乎全为千枚岩之地层,划分为志留纪羊牯卯页岩、奥陶纪中上部罗峰溪千枚岩及下部溪口灰岩、板岩,嗣后,陈恺、杨振翰、唐贵智在永安地区引用了罗峰溪千枚岩系一名,而将其时代改属震旦纪。高振西将发育于长汀大悲山一带的黄灰、灰绿色薄层质细之千枚岩,称之大悲山系,时代归属早古生代,后经区调划属震旦纪。50年代中后期,北京地质学院、福建省地质局第一地质大队等,将长汀、武平、上杭一带不整合伏于南靖系之下的一套浅变质岩及片岩、片麻岩,分划为前泥盆系及前震旦系。
1959年以后,随着1:20万区调的开展,早古生代地层的研究逐步有进展。1963年1:100万福州幅地质图说明书,曾将闽西南广泛分布的浅变质岩,定为震旦-志留纪,并认为与龙山群层位相当。1965年1:20万永安幅,将下古生界按岩性划分为八个岩性段,统称罗峰溪群。1966年1:20万三明幅划罗峰溪群为三个亚群,时代归属早古生代。1970年1:20万长汀幅将下古生界划分为寒武系下统、中上统和奥陶-志留系六个岩性段,1976年1:50万福建省地质图,将奥陶-志留系归并为三段,但未建立地层名称。1978年后,福建省区调队下古生界专题组,对福建西部的早古生代地层新建和厘定地方性地层名称,其成果已为《福建省区域地质志》引用(表1-5)。
林田群,创名于长汀东南23公里林田村,划分上、下段。上段以浅灰、灰色中薄层变质石英细砂岩、变质泥质细砂岩与变质粉砂岩、硅质泥岩、千枚岩互层,中上部偶夹结晶灰岩或大理岩透镜体,厚722~2239米;下段以深灰、灰色厚层变质石英细砂岩,夹变质粉砂岩、炭质板岩或千枚岩,底部偶见极薄层硅质岩,厚1509~1771米,与下伏黄连组或上震旦统整合或连续过渡接触。
东坑口群,创名于永安县西北17公里之东坑口村,岩性主要为灰、浅灰色厚层含炭碎屑的变质石英砂岩,夹少量薄层千枚岩或千枚状粉砂岩,厚390~1189米,与下伏林田群上段呈整合关系。
(二)奥陶系
奥陶系仅见于闽西南,主要分布宁化泉上、清流廖坊、长汀大元坝至坝下及永安安砂、魏坊、龙岩火德坑一带,大致呈两个北东向条带展布。主要是继承在寒武系之后的某些盆地中心沉积,出露面积比寒武系小得多,仍属于浅海复理式建造,以硅泥质、砂泥质沉积,总厚达2971米。它与下伏寒武系呈整合接触,又被上泥盆统天瓦〓组不整合覆盖。据《省地质志》划分下奥陶魏坊组、中上奥陶统罗峰溪群上、下段。
自民国20年王绍文创建罗峰溪千枚岩系一名,时代归属奥陶纪中上部之后,数十年间,因缺乏古生物资料,其地层研究基础较差。1965年1:20万永安幅将下古生界划分为八个岩性段,统称罗峰溪群。1970年1:20万长汀幅,亦据其岩性组合划分为奥陶-志留系共六个岩性段。1975年福州大学矿冶系首次在永安魏坊公路转石中发现笔石等化石,稍后,福建区调队等相继在该处找到产笔石之原生露头。1978年后,区调队下古生界专题组,对闽西南之奥陶系划分为下统魏坊群、中上统罗峰群下段及上段。1985年《省地质志》引用其成果。
奥陶系地层特征及对比
魏坊群,创名于永安市西北15公里魏坊村,以永安、龙岩发育完整,由灰、灰黑色薄层千枚岩、千枚状(粉砂质)泥岩、泥硅岩或硅质岩夹变质石英砂岩组成,局部偶夹结晶灰岩透镜体,产笔石及微古植物等化石,厚度703~867米。
罗峰溪群,创名于永安市西北27公里罗峰村(因修建水库,露头多处淹没),分布局限,上段以灰、灰绿、灰黑色厚层变质细粒及中细粒石英砂岩为主,夹变质粉砂岩及薄层板岩,厚840米;下段灰、灰黑色变质粉砂岩、千枚状泥岩或变质石英细砂岩与板岩互层,夹硅质岩,产几丁虫化石,厚1264米,本群总厚2104米,与下伏魏坊群呈整合接触。
福建奥陶系分布较少,岩性上以变质细砂岩、粉砂岩和千枚岩、板岩、桂质岩交替出现,韵律层发育,属砂泥硅质复理式建造,但岩石组合上三分性较明显,各地互相可以对比。从整个奥陶系岩石特征分析,在清流—长汀地区魏坊群含钙质较多,碎屑沉积物较细,至罗峰溪群沉积物逐渐变粗;而永安—龙岩地区魏坊群及罗峰溪群下段沉积物较细,以变质粉砂岩、千枚岩、硅质岩为主,夹变质细砂岩,罗峰溪群上段则为较粗的砂质碎屑沉积。
1988年朱玉磷等认为:永安李坊—魏坊处为走向北西之斜歪式倒转复式背、向斜,地层从下而上为魏坊群、东坑口群、罗峰溪群上下段,三者均呈整合关系,而林田群并未出露,重晶石矿赋存于罗峰溪群下段(矿层底板全岩铷锶等时代线年龄值为414百万年),魏坊群时代为早奥陶世,东坑口群为中奥陶世,罗峰溪群为晚奥陶世。
三、上古生界
上古生界广泛分布于福建省中部及西南部,以大田、三明、永安、漳平、龙岩一带为中心,组成一个北东向较完整的盆地。其岩性由一套海相及海陆交互相之砾岩、砂页岩、灰岩及煤层组成,地层发育,化石丰富,产有铁、煤、灰岩等矿产。依据区调成果及普查勘探资料,对这套地层研究较详细,划分有泥盆系上统天瓦〓组、桃子坑组,中下统缺失;石炭系下统林地组,中统黄龙组,上统船山组及中下统未分;二叠系下统栖霞组、文笔山组、童子岩组,上统翠屏山组、长兴组或大隆组。它不整合在比它老的地层之上,又被三叠系下统溪口组整合覆盖。
(一)泥盆系
福建仅有上泥盆统,中下统缺失。上泥盆统呈北东东向出露于闽西南,其范围北至将乐、南平,东到大田、华安,西南延至江西、广东。另在光泽司前也有小面积出露。
福建泥盆系的研究始于民国20年,王绍文将永安地区不整合覆于古生界变质岩之上的砂砾岩,划归泥盆系,上部称安砂石英岩,下部称牛尾岌砂岩。侯德封等认为南靖县城附近发育的砂砾岩与之相当,称为南靖石英岩,时代定为石炭纪。后陈旭等及周仁沾改称南靖系,时代归属中石炭世以前或泥盆-石炭纪。1960年南京大学地质系师生,在清流县莲花山之南靖系上部,采获大脉羊齿(相似种)。1965年区调队,在漳平林地的相同层位,采获栉羊齿?脉羊齿?;因此,将南靖系上部划归下石炭统,创建林地组,其余部分仍沿称南靖群,时代归属中晚泥盆世,泛指不整合在下古生界之上,而被下石炭统所覆盖的一套砂砾岩。1977年区调队在龙岩桃子坑之南靖群中,首次采获薄皮木等化石,并创建天瓦〓组、桃子坑组,取代南靖群一名,其时代归属晚泥盆世。1985年,《福建省区域地质志》引用上述划分方案(表1-6),本志也引用这一成果。
福建上泥盆统,主要为灰白色石英砾岩、砂砾岩、砂岩及紫红色粉砂岩,普遍遭受轻微变质,厚2388米,与下伏地层呈明显的角度不整合关系。据其岩石组合和沉积旋回划分为下部天瓦崃组和上部桃子坑组,两者呈整合接触,分别构成两个由粗到细的沉积旋回,属河流一滨海相沉积。
天瓦〓组:上部为灰紫、紫红色千枚岩化粉砂岩夹石英砂砾岩及砂砾岩;下部灰白色厚层石英砾岩,夹砂砾岩及千枚岩化粉砂岩组成;本组产植物化石,龙岩、永安地区厚712~927米,向北、向东地层厚度逐渐变薄仅200~300米。植物化石有平圆印木(相似种)、斜方薄皮木和亚鳞木。
桃子坑组:上部为灰紫色薄层千枚状粉砂岩为主,夹厚层石英砾岩及砂砾岩;下部为灰白色厚层石英砂砾岩、砾岩,夹薄层千枚状粉砂岩。产植物化石,龙岩、永安地区厚760~1461米,向北向东至清流、大田、漳平渐变为285~300米。桃子坑组植物化石有:斜方薄皮木、薄皮木、圆印木、奇异亚鳞木(相似种)。
(二)石炭系
福建的石炭系,主要分布在闽中和闽西南地区,在福鼎南溪仅有零星出露。本系发育较全,中、下石炭统以碎屑沉积为主,局部凹陷地带,上部为碳酸盐岩沉积,在碎屑岩和碳酸盐岩交接处则是福建最主要的铁矿、锰矿、铅锌矿等含矿层位;上石炭统,几乎均为碳酸盐岩沉积,是省内主要的石灰岩矿层。其与下伏上泥盆统呈整合或假整合接触,又被下二叠统栖霞组整合覆盖,本系地层总厚度278~859米。据《省地质志》划分为:下石炭统林地组、中石炭统黄龙组、上石炭统船山组及福建东部地区之中-下石炭统(未分)。
民国30年,陈旭、王宠将上石炭统船山石灰岩、中石炭统黄龙石灰岩二名引入福建,并将其下的碎屑岩划归前中石炭统的南靖石英岩(南靖系)。1960年后,南京大学地质系师生及区调队先后在清流莲花山、漳平林地等地的南靖系上部采获脉羊齿等化石,并测得完整剖面,将这部分地层单独划分出来,创建下石炭统林地组。嗣后,区调队又在永安坑边、宁化泉上等地林地组之上的灰岩下部,采获纺缍鏟、假史塔夫鏟等化石,证实了黄龙组的存在,从而建立石炭系下统林地组、中统黄龙组、上统船山组的完整层序。福建东部地区,由于缺乏化石,下统和中统未能进一步划分,统称中-下石炭统(表1-7)。《福建省区域地质志》(1985)引用上述划分方案,本志沿用之。
1.地层
林地组,创名于漳平西北43公里的林地村,发育于闽西南地区,尤以明溪—胡坊隆起带东、西两侧凹陷带发育最好。该组为冲积河流-滨海相碎屑沉积,岩性以灰白、灰黄色石英砂岩、石英砂砾岩、粉砂岩为主,顶部常夹炭质页岩、煤线或中基性火山岩,局部夹石灰岩或白云岩透镜体,中上部产植物及孢粉为主,少量珊瑚、海百合茎及叶肢介,厚度182~500米,与下伏上泥盆统呈整合或假整合接触。各地岩性变化不大,由西南向北东沉积物粒度变粗,地层厚度变薄,边缘地区如南平一带厚仅数米至十余米。
黄龙组,引用省外名字,主要为浅海相碳酸盐沉积,主要发育于闽西南,岩性以浅灰、灰、灰黑色厚层灰岩、白云岩为主,局部夹粉砂岩、砂砾岩,底部常以硅质岩、含(凝灰质)铁锰质砂泥岩假整合覆于林地组之上,但在永安、龙岩一带以东地区,滨海相碎屑岩逐渐增多,地层厚度75~164米。碳酸盐岩产丰富的鏟、珊瑚及腕足类,其次为有孔虫、牙形刺、瓣鳃类、苔藓虫、海百合茎等化石。
中一下石炭统,分布于福建东部福鼎及安溪、德化、大田等地,出露零星,大部分岩石已不同程度地变质,岩性以碎屑岩为主,如福鼎南溪上部为细砂岩、粉砂岩、夹硅质岩、泥岩、灰岩,少量安山玄武岩和角砾状砂质灰岩;下部为千枚状泥岩、粉砂岩夹灰岩、粗细砂岩等,厚度大于1414米,复理石韵律发育,属于浅海相复理石建造,具冒地槽的性质,产有鏟、有孔虫及海百合茎、古微植物等化石。《省地质志》认为,其上部相当黄龙组,下部可能相当于林地组,但具体界面难于划分,暂统称中下石炭统。安溪潘田岩性相当,厚大于449米。德化阳山,省冶金地质一队称阳山群,岩性为绢云千枚岩、长英角岩、变质中细粒石英砂岩,夹大理岩化灰岩,厚大于270米,底部出露不全,属浅海相砂泥质沉积,可能相当于黄龙组。大田大合,岩性为斜长变粒岩、云母片岩,夹变质石英砂岩、石英砾岩及石英岩,其原岩上部以砂岩、砂泥岩为主,下部以石英砂岩、砂砾岩为主,厚大于925米,产孢粉。有关东部零星出露的中下石炭统与闽西南的林地组、黄龙组如何对比,上述《省地质志》是对比的一种;另一种意见认为东部的中下石炭统相当于林地组,而缺失黄龙组。
船山组,岩性稳定,为单一的碳酸盐岩沉积,以灰白、灰黑色厚层质纯微晶灰岩为主,夹少量白云岩,厚62~193米,与下伏黄龙组呈整合接触,只在顺昌、南平、德化、南靖一带边缘地区假整合覆盖在林地组或中下石炭统之上,或不整合于下古生界或更老地层之上。灰岩中鏟类丰富,其次有珊瑚、腕足类、有孔虫、腹足类及植物、孢子、藻类等。各地岩性、厚度基本稳定,可以对比。
黄龙组及船山组之白云岩及灰岩,质地较纯,含MgO或CaO均较高,是福建省重要的冶金、化工及建材原料。
福建石炭系以闽西南最发育,自下而上由冲积河流相碎屑沉积至浅海相碳酸盐沉积。横向上从西南向东北碎屑岩增多,碳酸盐岩减少,厚度逐渐变薄。
2.生物群
福建石炭系化石丰富,已建立14个生物组合带,其中鏟类5个,珊瑚2个,牙形刺3个,腕足、叶肢介、植物和孢粉各1个。
林地组主要生物化石:以植物、孢粉为主,动物化石零星。
植物:主要产于林地组中上部,计有30个属,主要分子有:大脉羊齿,假大脉羊齿,耳脉羊齿(相似种),青海须羊齿等。
孢粉:以具环孢为主,其中又以鳞木孢占绝对优势,可称鳞木孢组合。
动物化石:有叶肢介、珊瑚、海百合茎。上杭庐丰芦源洞本组中上部叶肢介与植物化石共生,有角嘴李氏叶肢介、光滑叶肢介、清溪叶肢介。珊瑚有不规则石柱珊瑚,多枝笛管珊瑚(龙岩中甲)时代为早石炭世。此外,长汀、永安及福鼎南溪还产海百合茎。
黄龙组生物化石:以〓类、珊瑚、腕足类为主,以及有孔虫、牙形刺、瓣鳃类、苔藓虫、海百合茎等。
〓类:福建仅发现相当于华南中石炭统已建立的三个〓化石带的上、中带,即小纺缍〓-纺缍〓带及小原小纺缍〓带,而缺失下带。
小原小纺缍〓带:出现于黄龙组底部,在上杭、宁化、长汀发育良好,代表分子有:小原小纺缍〓、王钰氏原小纺缍〓等。
小纺缍〓-纺缍〓带:见于黄龙组上部,是一个分布相当广泛的化石带,小纺缍〓一般富集于下部,而纺缍〓则富集于上部,可划分三个亚带。
珊瑚:主要有荔波犬齿珊瑚、弯刺毛虫、龙潭刺毛虫、甘肃沟珊瑚(相似种),是中石炭世特征分子,可称荔波犬齿珊瑚-弯刺毛虫组合,它们均产于小纺缍〓-纺缍〓组合带内。
腕足类:主要属种有满苏分喙石燕,朱里桑两板贝,威宁网格长身贝(相似种)。
牙形刺:仅于宁化泉下黄龙组见及,共18属23种,12个未定种,可划分三个组合带。
船山组主要生物化石:以〓类为主,次有珊瑚,并有腕足类、孢粉、腹足类、藻类等。
〓类:属种多,分布广,演化阶段和分带性明显,自下而上可分为三个组合带,包括五个带或亚带。
大旋脊鏟-麦鏟组合带,可进一步分为大旋脊〓带和中华麦〓带。
球希瓦格〓-假希瓦格〓组合带,该组合带分布于船山组中部,以假希瓦格〓与球希瓦格〓为特征,可进一步细分为缪勒氏假希瓦格〓亚带、球形球希瓦格〓亚带。
截始拟纺缍〓组合带,分布在船山组上部,以短轴型的始拟纺缍〓属为特征,由筒形始拟纺缍鏟福建变种,细小始拟纺缍〓,截始拟纺缍〓等组成,可称为截始拟纺缍〓带。
珊瑚:主要有犬齿珊瑚、多壁花珊瑚、脊板康宁珊瑚、顶饰珊瑚、簇棚珊瑚等,可称花珊瑚-脊板康宁珊瑚组合带。
(三)二叠系
二叠系主要分布于闽西南,其范围北抵邵武、建阳、建瓯,东达永春、长泰一带,呈北北东向带状出露,地层发育齐全,化石丰富,是华南二叠系较典型的地区之一,也是省内主要的含煤地层,并有磷、铁、铜、铅锌、石灰岩、粘土等多种矿产。本系上下统均发育,下统沉积物为碳酸盐,泥砂质、砂泥质及煤层等,厚550~1512米;上统以砂泥质及局部碳酸盐沉积,厚288~825米,上、下统之间呈假整合接触。其与下伏船山组、上覆溪口组均为整合关系,地层总厚838~2337米。按《省地质志》据岩石组合及生物群特征,划分为下统栖霞组、文笔山组、童子岩组;上统翠屏山组、大隆组或长兴组。
民国20年王绍文将永安曹远、坑边一带之灰岩,命名为曹远石灰岩,时代定为二叠纪;对连城、清流一带之含煤地层,命名为童子岩煤系,时代定为侏罗纪(民国30年陈旭在童子岩煤系发现大羽羊齿,才划归二叠系)。民国24年侯德封等以龙岩城东翠屏山的一套含煤细碎屑岩,创建上二叠统翠屏山砂页岩,并建立二叠系的初步层序为:下统栖霞燧石灰岩;中统大羽羊齿煤系;上统翠屏山砂页岩。民国31年高振西等在大羽羊齿煤系之下的海相页岩中,获得菊石等化石,将其单独划出,并以永安大湖之东的文笔山为代表,命名为文笔山页岩,建立下二叠统栖霞组、上二叠统文笔山页岩、大羽羊齿煤系(或龙潭煤系)、翠屏山砂页岩的地层层序。1959年后,区调队在二叠系顶部的灰岩或海相砂页岩中,分别采获古纺缍〓、假提罗菊石等化石,引入长兴组和大隆组地层名称,并确定二者为同期异相,建立二叠系下统栖霞组、上统文笔山组、龙潭组(包括翠屏山组在内)及长兴组或大隆组的完整层序。此后,随着全省1:20万区调和煤田普查勘探工作的深入,在文笔山组及龙潭组采获大量早二叠世动物化石,根据化石组合特征、上下关系以及含煤性等,将文笔山组和龙潭组(不包括翠屏山组在内)划归下二叠统,1979年福建省区域地层表编写组,按照地层命名法则改龙潭组(或称加福组或龙岩组)为童子岩组(表1-8)。1985年《省地质志》所采用的二叠系地层系统为:下统栖霞组、文笔山组、童子岩组;上统翠屏山组、大隆组/长兴组。1987年王国平等对大隆组和长兴组划分为大隆组在下,长兴组仅相当于大隆组上部,后二者为相变。志引用《省地质志》和王国平等所建立的地层层序。
1.地层
栖霞组,引用省外名称,主要为浅海碳酸盐沉积,由深灰、灰黑色中薄-厚层含燧石条带之生物屑微晶、泥晶灰岩组成,顶部常有厚数米至几十米的硅质岩,局部夹少量粉砂岩、泥岩,厚156~353米,有的地方厚于353米。本组岩性稳定,各地可以对比,由南向北厚度变薄,泥质含量增多。所产化石以〓、珊瑚为主,并有腕足类、瓣鳃类、腹足类、苔藓虫、有孔虫等。其与下伏船山组为整合接触,但在龙岩地区则直接与林地组或更老地层呈假整合或不整合接触,有待验证。
文笔山组。创名于永安市西北10公里大湖东之文笔山,为海相细碎屑沉积。岩性较单一,为深灰色薄层泥质粉砂岩、泥岩,常含磷质、砂质或黄铁矿结核,局部夹少量细砂岩及硅质岩,厚115~321米。所产化石以菊石和腕足类为主,并有瓣鳃类,腹足类,苔鲜虫及海百合茎。其与下伏栖霞组呈整合接触。省内各地本组岩性基本稳定,均可对比。南部武平、永定一带厚达300米以上,往东北部厚度逐渐变薄,化石属种和数量也相对较少。
童子岩组,创名于连城西北6公里之童子岩,是省内最主要的含煤地层,系海陆交互相含煤建造。本组岩性三分性明显:下部为海相或海陆交互相泥岩、粉砂岩夹石英细砂岩、炭质泥岩及煤层(俗称下含煤段),其下与文笔山组整合接触,产菊石、腕足类、珊瑚及植物等化石,厚97~317米,局部厚达500米以上;中部为海相泥岩、粉砂岩夹细砂岩,常含黄铁矿及钙质结核,产动物化石(俗称动物泥岩或无煤段),厚27~117米,局部厚达200米以上;上部由海陆交互相砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层(俗称上含煤段),产植物和少量腕足类、瓣鳃类等化石,厚100~475米。本组地层总厚224~909米局部厚度大于909米。据其岩相、生物群特征及含煤性差异,大致以顺昌-上杭和尤溪—大田二线为界,形成中、西、东三个条带。岩相变化,由西往东海相层比例逐渐减少,陆相层相应增多。表现在含砂量也由下而上,由西往东逐渐增高。主要生物门类:西带以海相动物化石为主,植物化石数量少;中带动、植物化石并茂,门类属种繁多;东带以植物化石为主,少量腕足和瓣鳃类等。厚度以中带较大,西带较薄,各带由南向北有逐渐变薄趋势。含煤性变化,中带上部和下部一般为含煤,尤以龙岩、永定一带含煤性最好;西带仅上部含煤;东带含煤主要集中于下部,各带主要煤层层位,由南往北有逐渐抬高的趋势。
翠屏山组,创名于龙岩城东之翠屏山,以陆相为主的海陆交互相沉积,由砂岩、粉砂岩、泥岩组成,局部夹煤线、薄煤层及粘土岩;底部多以细砾岩或含砾粗砂岩假整合覆盖在童子岩组之上,厚273—647米,产丰富的植物化石,少量瓣鳃类等。其底部砂岩局部含锆石,最高达40%。本组岩性各地基本稳定,厚度以中部永安—龙岩一带最大,东部和西部都较薄,由南向北也有逐渐变薄趋势。对该组上部含腕足类之岩层,据王国平等资料已划属大隆组。
大隆组和长兴组,引用外省名称,两者的分界线,以永安、龙岩白沙一线为界,大隆组在西,长兴组在东分布局限。大隆组广泛分布于闽中和闽西南,为浅海相细碎屑沉积,上部为米黄、灰色中薄层粉砂岩、含砂质泥岩,产丰富的小型腕足类、菊石等化石;下部为灰、深灰色中薄层粉砂质泥岩、粉砂岩、夹细砂岩,局部夹灰岩透镜体,产丰富的较大型腕足类和鏟类,底部常以一层中厚层、厚层砂层、细砂岩与下伏翠屏山组呈整合接触,地层厚度15~223米。大隆组各地岩性稳定,基本可以对比,但各地厚度变化较大,龙岩、永定一带厚度较大,自南往北逐渐变薄。长兴组,分布于大田桃源—崆峒山一带及东坑、漳平灵地、长荣等地,以灰、灰黑色薄一厚层生物灰岩为主,夹硅质灰岩、泥灰岩、钙质泥岩、产丰富的鏟类及腕足类,厚8~52米。长兴组层位仅相当于大隆组上部,二者为相变,它们整合覆于大隆组下部之上。长兴组分布局限,岩性稳定。
福建二叠纪生物繁盛,门类繁多。动物中之〓类、腕足类和菊石以数量多,演化快,分布广为特色;植物主要产于童子岩组和翠屏山组。据其主要生物群的演化及产出层位,已建立16个组合带,其中〓4个、腕足6个、菊石2个、植物2个、瓣鳃类1个、牙形石1个。
2.生物群
栖霞组化石,主要是〓类和珊瑚,还有腕足类、腹足类、苔藓虫、海百台茎、三叶虫等。以鏟为主导,大致可划分两个组合带。上带为格子鏟带,相当栖霞组中、上部,主要分子有:新希瓦格鏟状格子〓、葛氏费伯克〓、哈姆费伯克〓、费伯克〓。
下带为克劳德氏米斯〓带,相当于栖霞组下部,主要分子为克劳德氏米斯〓、南京〓、加罗威氏希瓦格〓、球形希瓦格〓。
文笔山组海相动物化石丰富,主要是菊石和腕足类,其次为瓣鳃类、苔鲜虫、珊瑚、腹足类、海百合茎及三叶虫等。菊石有:龙岩瓦根菊石、孤峰菊石、阿尔图阿尔图菊石(相似种)、索西阿尔图菊石(相似种)、寿昌寿昌菊石、多瘤寿昌菊石(相似种)、美丽副色尔特菊石(相似种)。
腕足类,可划分吉安海澄贝-江西拟网格长身贝组合带。
童子岩组化石丰富,门类、属种繁多,主要有〓类、菊石、腕足类和植物化石数量较多,其次为瓣鳃类、腹足类、珊瑚及少量苔藓虫、海百合茎和三叶虫等。
〓类有:希瓦格鏟、精致新米斯〓、小泽蜓,微小卡勒〓(相似种)、浙江复通道〓(相似种)。
菊石有:阿尔图菊石、阿尔图阿尔图菊石(相似种)、寿昌菊石、副腹菊石等。
腕足类可建立两个组合带:上带为泾县矮戟贝-纤纹细戟贝组含带,下带为为黄氏新轮皱贝-齿状钩盖贝组合带。
植物化石繁多,石松类的有猫眼鱗木、封印鳞木、脐根座等。节蕨类有钝肋芦木、平安瓣轮叶、多叶瓣轮叶、中朝楔叶、长星叶、福建单网羊齿等共17属51种。银杏有2属1种。科达纲有带科达、疏脉科达等2属3种。可称福建单网羊齿-长星叶组合。
翠屏山组化石以植物为主,少量瓣鳃类。植物化石有烟叶大羽羊齿、莲座单网羊齿、长叶单网羊齿、多叶瓣轮叶、剑叶瓣轮叶等可称烟叶大羽羊齿-多叶瓣轮叶组合带。
大隆组海相动物化石丰富,下部以较大型腕足类为主,底部偶见鏟类,上部以小型腕足类和菊石为主,并有瓣鳃类及少量蛇尾纲、苔藓虫及海百合茎。
大隆组底部灰岩夹层偶见〓类有:小古纺缍〓、简单古纺缍〓等。
腕足类,可划分下部的鳞板欧姆贝-红色准直形贝-戟形华夏贝组含带,上部的沟痕折边贝-巴鲁斯似瓦岗贝-美丽股窗贝组合带。
菊石有亚洲假提罗菊石、肋瘤菊石、假腹菊石等。
瓣鳃类有:细弱湖南海扇、曲江湖南海扇、大隆奇异海扇、长刺奇异海扇等。
长兴组化石较丰富,有〓类、腕足类、牙形刺及少量有孔虫。
〓类以古纺缍〓较丰富,特别以中华古纺缍〓、王氏古纺缍〓最常见,也见有少量小古纺缍〓。
腕足类有贵州刺围脊贝、阿尔发刺围脊贝、伸腰岩刺转脊贝、鱗板欧姆贝、美丽蕉叶贝、假犹他新围勒贝等。
四、中生界
福建中生界广泛发育,早期主要出露于闽西南及闽中,为砂泥质及砂质沉积;中晚期为陆相火山岩系,呈带状展布于闽东广大地区,可与浙江及粤东火山岩相接。岩石类型复杂,厚度巨大,化石较丰富,产有煤、石灰岩等矿产。据资料划分有:三叠下统溪口组及溪尾组、中统安仁组、上统大坑组、文宾山组或焦坑组以及上三叠统-侏罗系未分;侏罗下统梨山组、中统漳平组、上统长林组、南园组、坂头组;白垩下统石帽山群或禾口组、上统沙县组、赤石群。其下与上二叠统大隆组呈整合过渡关系,有生物混生,其上被新生界不整合覆盖。
(一)三叠系
三叠系分布广泛,但出露零星,见于闽中、闽西南、闽北等地区。岩性为砂泥岩、硅泥岩、粉砂岩及砂岩、夹灰岩及煤层。中、下统为海相至海陆交互相砂泥质沉积,上统为陆相至海湾泻湖含煤碎屑沉积或内陆山间盆地含煤沉积,含丰富化石,地层总厚1115~4700米,据《省地质志》划分为:下三叠统溪口组、溪尾组、中统安仁组、上统大坑组、文宾山组或焦坑组,以及上三叠统-侏罗系未分。本系与下伏上二叠统大隆组呈整合接触,上统与中下统之间呈明显的角度不整合接触,其上被下侏罗统梨山组假整合覆盖。
溪口组原名溪口灰岩板岩,系民国20年王绍文创建于永安西北的溪口村,时代定为奥陶纪;民国30年,陈旭等改为三叠纪,称溪口系。1950年,周仁沾在其中采获瓣鳃类克氏蛤、正海扇等化石后,改为早三叠世。1965年,1:20万永安幅将这一套产克氏蛤、正海扇为代表的砂泥岩及灰岩,改称溪口组,并在其上发现一套产褶翅蛤呈紫红色的砂泥岩,创名溪尾组。同时,将溪尾组之上的一套海相一海陆交互相碎屑岩称安仁群,后改称安仁组。晚三叠世地层昔称梨山煤系,系王恒升等调查建瓯梨山煤矿时创名,时代定为侏罗纪;民国22年,斯行健研究了梨山煤系的植物化石后,改属早侏罗世。随着地质工作的深入,1960年后,发现梨山煤系包括两个沉积旋回,在下旋回中找到晚三叠世植物化石。因此,省301、303地质队分别在闽北创建焦坑组和在闽中创建大坑组、文宾山组,时代定为晚三叠世;而将上旋回改称梨山组,归属早侏罗世。《省地质志》(1985)引用其所划分方案,本志沿用之。福建三叠系划分沿革见表1-9。
1.地层
溪口组、溪尾组,以闽西南发育完整,两者为整合关系,前者创名于永安市西北曹远乡溪口村,后者命名于大田县溪尾。溪口组以青灰、灰绿色中薄层钙质、泥质粉砂岩、泥岩、泥灰岩为主,夹厚层或透镜状灰岩,局部相变为条带状硅泥岩、角岩,厚353~1475米,产大量瓣鳃类及菊石、腕足类等化石。溪尾组以紫红色为主的杂色粉砂岩、泥岩、钙质粉砂岩夹细砂岩,厚318~727米,产瓣鳃类。
安仁组,创名于漳平县安仁,为海陆交互相沉积,分布仅限于漳平和大田小范围,上部为紫红色粉砂岩,夹长石石英细砂岩,产植物化石;下部为灰、灰绿色中厚层钙质砂岩、钙质粉砂岩,地层厚1100~1309米。
大坑组,创名于漳平县大坑矿区,分布局限,仅见于漳平大坑及其周围的几个小盆地,属继承性盆地含煤建造。上部(曾称E煤组或无煤段)为灰黑色厚层粉砂岩、泥岩夹细砂岩,局部夹煤层;下部(曾称D煤组)为深灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩组成,夹煤层、煤线、地层厚度达599米,向外围厚度迅速变薄,与上、下部的文宾山组、安仁组均呈整合接触,产丰富的植物及叶肢介化石。
文宾山组,命名于漳平县大坑附近之文宾山矿区,系陆相至潮坪泻湖相含煤建造。上部为灰白、深灰色砂砾岩、含砾粗砂岩、粉砂岩夹细砂岩、泥岩和煤层、煤线,局部夹含钛磁铁矿熔结凝灰岩、安山岩、英安质晶屑凝灰岩等;下部(曾称F煤组)灰、灰黑色粉砂岩、细砂岩、夹煤层、煤线,底部为含砾砂岩、砂砾岩,产丰富的植物及海相瓣鳃类、腕足类、叶肢介等化石,地层厚1027米。与下伏地层,在大坑地区与大坑组为连续沉积,漳平安仁地区为假整合接触,其他地区则不整合在不同时代老地层之上。该组各地岩性变化较大,基本可以对比,厚度由东向西变薄,南靖、大田最厚达2166米,清流横溪最薄仅96米。
焦坑组,创名于邵武市东南之焦坑,为内陆山间盆地含煤建造。具有下粗上细的沉积特征,下部为灰及深灰色砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩、夹炭质泥岩及煤层;上部以灰黑色砂岩、粉砂岩为主,夹细砂岩、安山岩及凝灰岩、煤层,厚229~607米,产植物化石,底部砾岩或砂砾岩呈不整合覆盖在老地层之上,又被梨山组呈假整合至不整合覆盖,与文宾山组为同期不同类型的沉积。各地岩性、厚度变化较大,仅分布于浦城、邵武、建阳和泰宁等地,基本可以对比,厚度由西往东、由北往南增大。
上三叠统-侏罗系未分,分布于长乐-东山断裂以东的一套变质地层,岩性以片岩和变粒岩为主,部分已混合岩化。通过原岩恢复,上部为中酸性火山岩及火山沉积岩;中部主要为火山沉积岩;下部为以泥质为主的细碎屑岩夹火山碎屑岩。局部变质较浅的砂泥岩中产有植物化石。由于大部分岩石变质较深,出露零星,地层不易划分,《省地质志》暂定为上三叠统至侏罗系未分。对于福建东南沿海变质带的研究,80年代省区域地质调查队,省闽东南地质大队等单位,先后于1:5万区域地质调查和变质岩地层的研究方面获得重要成果。如东山县澳角一带变质岩系中发现属于早古生代早期的微体化石;东山变质岩中采到早古生代植物化石;同位素地质年龄有杨泰铭等(1985年)在福清沙埔测得483±21Ma的全岩Rb-Sr等时线年龄和谢窦克等(1986年)在东山岛测得535±170Ma的全岩Sm-Nd等时线年龄,黄辉等(1989年)测得莆田忠门正变质岩全岩Sm-Nd等时线年龄463±15Ma,晋江半岛正变质岩全岩Sm-Nd等时线年龄509±20Ma。从而证明平潭-南澳变质杂岩的原岩时代为早古生代。
2.生物群
福建下三叠统化石丰富,以瓣鳃类为主,可建立5个组合带,中统化石稀少,上统以植物为主,有一个组合带。
溪口组生物群,主要为瓣鳃类,底部还有少量菊石、腕足类、腹足类、介形类等。自下而上可建立三个类群(底部的隐蛇菊石类群,中下部的克氏蛤类群,上部的正海扇类群),包括4个组合带。隐蛇菊石类群,以隐蛇菊石为特征,包括长兴隐蛇菊石—王氏克蛤—赛特东和翼蛤—乌苏尔翼蛤易变亚种组合带。克氏蛤类群,富集于溪口组中下部,以克氏蛤发育为特征。正海扇类群,富集于溪口组中上部,以正海扇发育为特征,有一个多饰正海扇—差梭正海扇组合带。
溪尾组生物群,主要为瓣鳃类,组成褶翅蛤-蚌形蛤组合带,主要有平滑褶翅蛤(相似种),荚蛤,德氏下海扇-贝荚蛤,法萨蚌形蛤等。
安仁组化石稀少,仅有新芦木。
大坑组植物化石,组成陕西舌叶(?)-陕西似托第蕨组合带。主要有陕西舌叶(?)、爱特曼准苏铁杉果、高氏枝脉蕨、斜脉带羊齿、格陵兰带羊齿(相似种)、乐平厚羊齿、较小异羽叶等。
文宾山组植物化石极为丰富,海相瓣鳃类和叶肢介次之。植物主要属种有多实拟丹尼蕨、羽毛侧羽叶、中华叉羽叶、中华镰刀羽叶、尼尔桑镰刀羽叶、爱特曼准苏铁杉果。海相瓣鳃类有:日置类贝荚蛤、近日置类贝荚蛤、平坦江西蛤、江西蛤。
焦坑组以植物化石为主,有细脉大网羽叶、中国似查米亚木、羽毛侧羽叶、较小异羽叶,陕西舌叶(?)、爱特曼准苏铁杉果、披针苏铁杉、欣克苏铁杉、中华叉羽叶。
(二)侏罗系
福建侏罗系分布广,几乎遍及全省各地,岩性岩相复杂。中下统主要出露在政和-大埔断裂以西,分布范围大致与上三叠统地层一致,为陆相(部分海陆交互相)含煤碎屑建造及红色碎屑沉积;上侏罗统主要出露在政和至大埔断裂以东地区,呈大面积分布,为陆相火山沉积岩及中酸性火山岩系。按岩性及生物群特征划分为:下统梨山组,中统漳平组,上统包括长林组、南园组、坂头组,地层总厚逾万米。本系呈整合、假整合于下伏大坑组及文宾山组或不整合于更老地层之上,又被下白垩统不整合覆盖。
梨山组,由王恒升等于民国19年所创梨山煤系演变而来,其层位仅相当原梨山煤系的上旋回部分。漳平组原名漳平群,为1965年1:20万永安幅所创,命名地点在漳平城郊,系指整合于梨山组之上的一套以红色为主的杂色陆相细碎屑岩。上统在1965年前泛指兜岭火山岩,系民国24年由侯德封等所创,泛指中生代火山岩系,民国32年,陈恺将永安—崇安一带兜岭火山岩系之上的一套河湖相砂页岩,称为板头系;民国31年斯行健研究了板头系中之植物化石,时代定为早白垩世。1965年,区调队改兜岭火山岩系为兜岭群,划分为上下两个亚群,时代定为晚侏罗世,板头组为早白垩世。1966年进一步将兜岭群自下而上划分为长林组、南园组。1972年改板头组,时代为晚侏罗世,1977年又创建小溪组,代表福建东部相当于坂头组,以火山岩为主的地层。福建区域地层表(1979)对侏罗系划分为:下统梨山组,中统漳平组,上统长林组、南园组、坂头组。《省地质志》(1985)引用其划分(表1-10),本志沿用之。
1.地层
梨山组,创名于建瓯县梨山煤矿,分布福建西部,属陆相至海陆交互相含煤碎屑岩沉积,组成下粗上细的完整沉积旋回。下部为灰白、黄白色巨厚层石英砂砾岩、粗砂岩夹粉砂岩;上部为灰绿色厚层粉砂岩、细砂岩、泥岩夹煤线(局部可采),地层厚350~950米,含丰富的植物及瓣鳃类化石。其与下伏焦坑组或文宾山组呈整合、假整合接触,或超覆于老地层之上。该组各地岩性大致相同,基本可以对比,而厚度西部较薄,东部较厚,南平沶头最厚大于1524米。在永定堂堡至龙岩上溪柄一带,有早侏罗世海相地层。岩性下部以细砂岩为主,夹砂砾岩、粉砂岩、泥岩,与文宾山组呈假整合接触;上部为玄武岩、安山岩及英安质凝灰岩,向上渐变为流纹岩及火山碎屑岩、夹石英砂岩、粉砂岩、泥岩及凝灰质砾岩。地层厚2696米,产植物、菊石、瓣鳃类等化石。由于岩性岩相变化大,海相层极不稳定,难于具体对比,暂归入梨山组中。
漳平组,创名于漳平市城郊,系继承性盆地沉积,属内陆湖泊相,与梨山组呈整合接触,岩性以紫红色为主的杂色细砂岩、粉砂岩、石英砂岩,夹泥岩、含砾砂岩、长石石英砂岩,局部夹凝灰岩、钙质砂岩及煤线,产植物、瓣鳃类化石,地层厚600~1000米,最厚达2509米(将乐高塘)。该组各地岩性较稳定,可以对比,清流嵩溪、将乐高塘、漳平城郊等地较厚,为当时沉积中心,宁化甘木潭一带厚度较薄。长林组,命名于尤溪县东南约30公里之中仙乡近德坑至长林一带,系火山沉积建造。主要分布于福建东部晚侏罗世火山喷发带两侧,呈北东向带状展布,西部则零星出露。岩性复杂,变化较大,主要为深灰、灰白、灰、灰绿色凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩,夹薄层凝灰岩、页岩、硅质岩,局部夹少量凝灰溶岩、流纹岩、凝灰岩及灰岩透镜体、煤线等,不整合于不同时代老地层之上,一般厚度400~1000米,最大厚度3400米(尤溪吉木),产叶肢介、植物、瓣鳃类化石。该组主要为一套陆相山间盆地和内陆湖泊相沉积,以尤溪近德坑-德化下云、下不老、赤水-安溪佛子阁、格口等一带最发育,厚度较大,向四周厚度变小该组火山活动由下往上渐趋增强,东部地区下部以沉积岩为主,上部为火山碎屑沉积岩;西部地区下部以火山碎屑沉积为主,上部则常发育各种凝灰岩,并有少量熔岩。该组研究程度不高,一些地区划分有混淆现象,有待进一步解决。
南园组,命名于闽侯县桥头至南园一带,为陆相中酸-酸性火山岩系,分布极为广泛,尤以东部最为发育,约占全省面积三分之一,西部则多呈单个火山喷发盆地出现,分布零星。岩性岩相复杂,变化极大,主要为中性、中酸性、酸性熔岩及其凝灰岩组成,夹沉积岩,累计最大厚度达8531米,有叶蜡石、明矾石等矿产,其下与长林组以及各岩性段之间均呈整合或喷发不协调接触,与老地层则为不整合接触。据其岩性岩相和喷发旋回特征,可分为四个岩性段。
南园组第一段,分布零星,常与长林组毗邻出露于火山喷发带内,以中性及中酸性熔岩为主,岩性为深灰及暗紫色安山岩、英安岩夹火山角砾岩、集块岩及少量流纹质凝灰熔岩、凝灰岩、砂砾岩、粉砂岩等。各地岩性、岩相较复杂,基本可以对比,厚度变化大,一般厚200~500米,最厚达1828米(永泰莲峰)。
南园组第二段,分布最广泛,大面积出露于东部地区,呈带状展布,组成火山喷发带,西部地区多呈火山喷发盆地出现。系一套陆相酸性熔岩及火山碎屑岩,常与酸性粒状碎斑熔岩过渡或被其侵入,岩性复杂,岩相变化大。岩性为灰、浅灰、灰绿色流纹质晶屑、岩屑凝灰熔岩、流纹岩、晶屑凝灰岩夹凝灰质砂岩、砂页岩、粉砂岩、硅质岩及透镜状灰岩等,一般厚度1000~1700米,最厚2587米(屏南金造桥),产脊椎动物、植物、瓣鳃类等化石。该段由于所处的火山构造不同,不同的火山机构即有不同的岩性岩相,因此仅能根据大的层位进行对比。南部云霄-南靖一带火山碎屑岩较多,往北逐渐减少。
南园组第三段,东部地区分布大致与第二段一致,但范围小,西部未见出露。以中酸性熔岩为主,常与中酸性粒状碎斑熔岩过渡,夹酸性熔岩、火山碎屑沉积岩及沉积岩。岩性为灰及深灰色英安岩,英安质、流纹英安质凝灰熔岩,夹英安质或流纹英安质凝灰岩、熔结凝灰岩及薄层砂泥岩,一般厚1000~1500米,最厚大于2451米(南靖下标),个别地段产植物化石。岩石化学成分,下部偏中性,上部偏酸性。南部安溪、长泰、云霄一带以熔岩为主,火山碎屑岩较少,往西之华安—南靖梅林一带,火山碎屑岩则明显增多,熔岩相对减少。该组岩性较稳定,各地可以对比。
南园组第四段,分布范围较第三段更小,仅在东部地区呈盆地形式出现,西部未见出露。系一套酸性火山碎屑岩、碎屑熔岩,局部上部为偏碱性火山碎屑熔岩。岩性为灰、灰紫、紫红色流纹质晶屑凝灰岩、晶屑凝灰熔岩、流纹岩、熔结凝灰岩,夹钾长流纹岩,中下部夹多层凝灰质粉砂岩、砂页岩、硅质岩等,一般厚600~1200米,最厚1665米(永泰白杜),产植物、叶肢介、腹足类化石,该段各地岩性基本可以对比,由西向东,火山碎屑岩减少,熔岩增多,厚度以永泰白杜至安溪紫云山一带较大,向东西两侧减薄。
有关南园组分布情况,第一、二段全省均有,第三、四段仅见于东部,第一段分布零星,常与长林组毗邻,出露于火山喷发带两侧,第二、三段分布最广,在东部呈大面积出露,构成火山喷发带,第四段分布局限,仅于永泰白杜至长泰一带的单个火山喷发盆地中;从岩石化学成分分析,由第一段的中性、中酸性→第二段的酸性→第三段中酸性、酸性→至第四段酸、酸偏碱性的演化趋势;火山作用型式,表现由早期的裂隙式-中心式喷发,到后期以中心式喷发为主的演变过程,火山活动强度亦反映由弱—强—次强—弱的特点。
坂头组,创名于永安市西北10公里之坂头村,分布零星,为一套陆相沉积-火山岩系,福建西部地区以河湖相沉积为主。岩性为灰绿、灰黑色纸状页岩、泥岩、粉砂岩夹细砂岩,向上以凝灰砂砾火山岩为主,厚147~1198米;东部昔称小溪组,下部灰、深灰、紫红色钙质、凝灰质粉砂岩,夹炭质粉砂岩、硅质岩及流纹质凝灰岩,上部灰、深灰色晶屑凝灰岩及流纹岩,一般厚175~2102米。其下与南园组呈假整合和不整合接触,产丰富的植物、叶肢介、介形类及鱼化石,并有叶蜡石及明矾石矿产。西部地区坂头组岩性稳定,各地基本可以对比。东部地区岩性岩相变化大,仅据其大的层位进行对比。西部厚度小,东部厚度大。
2.生物群
梨山组化石丰富,主要为植物,其次有瓣鳃类和菊石等。
植物化石有:大同锥叶蕨、斯氏锥叶蕨、坚直茨康诺斯基叶、孟加拉耳羽叶、较小耳羽叶、狭叶拟刺葵、细齿似托第蕨等,均为国内外早侏罗世常见的重要分子。
瓣鳃类有:河原隐瓦蛤、片状壳菜蛤、叉饰尖嘴蛤、月型拟叠瓦蛤(相似种)等。
菊石有白羊菊石等。
漳平组化石主要为瓣鳃类,属图土—假铰蚌—楔蚌—福建豆组合。植物化石属锥叶蕨—毛羽叶组合。
长林组植物化石有:叶肢介、瓣鳃类、孢粉等化石。植物有粗肥短叶杉、柏型枝等。叶肢介有:中华延吉叶肢介。瓣鳃类有:费尔干蚌、北亚费尔干蚌(相似种)。鱼类:中脐鱼、绯形目等。孢粉:以裸子植物花粉占优势,克拉梭粉含量最高(95.78%~97.16%),伴生有单沟粉、圆球粉等。
南园组所产化石有:植物、瓣鳃类、腹足类、脊椎动物、叶肢介及孢粉等。植物有拟金粉蕨、似海莲子柏型枝、粗肥短叶杉等。瓣鳃类:叶肢介形费尔干蚌(相似种)等。脊椎动物:东方喙龙、鳖超科。叶肢介:中华延吉叶肢介(相似种)、直线叶肢介。腹足类:松本氏田螺(相似种)。孢粉:安溪长基南园组第三段产克拉梭粉(95.64%)。
坂头组化石丰富,有植物、瓣鳃类、叶肢介、鱼类、介形类、腹足类、昆虫及孢粉等。
植物:粗肥短叶杉、精致柏型枝、纤细柏型枝、坚叶杉、北方毛羽叶、侧羽叶、永安鱼网叶、网羽叶型鱼网叶(?)鱼类:寿昌中脐鱼(相似种)、副脐鱼(?)。瓣鳃类:费尔干蚌(?)、青山中村蚌。腕足类:维其姆前贝加尔螺。昆虫:拟蜉蝣、长翅目。叶肢介:中间直线叶肢介、中华延吉叶肢介。介形类:有三个组合,上部(Ⅲ)刺星介-蒙古介组合,中部(Ⅱ)女星介-达尔文介-蒙古介组合,下部(Ⅰ)达尔文介-达蒙介组合。孢粉(永安吉山):下部含大量的石松孢(占组合总量60%)和克拉梭粉(3种占20%),上部含克拉梭粉占绝对优势(4种约占80%)。
(三)白垩系
白垩系分布遍及全省,主要呈盆地形式零星出现,为陆相红色火山喷发沉积和红色复陆屑建造。据岩性及层位可划分为:下统石帽山群上、下组或禾口组;上统沙县组和赤石群。该系地层总厚3760米,与下伏坂头组或其他老地层呈不整合接触。
民国19年,王恒升等在闽北把不整合于梨山煤系之上的火山岩和红层,统称武夷层;民国20年,王绍文将闽西之红层称官寨红砂岩时代定为白垩纪;民国32年,陈恺在永安-崇安一带,将不整合覆于火山岩系之上的杂色层称为坂头系,时代定为白垩纪,其上之红层称赤石层,时代为第三纪。1955年以来,坂头系和赤石层分别改为坂头组、赤石群。1960年,南京大学地质系首次在宁化禾口红层中,采获鳖和蚌类化石。1966年,福建区调队在沙县盆地赤石群下部细碎屑岩中,发现稀枝袖套杉、坚叶杉植物化石,将其从赤石群划出,创名沙县组,时代归属晚白垩世;上部砂砾岩仍称赤石群,时代为早第三纪。同年,将永泰白云等地的火山-红色沉积岩称石帽山群,并在其中发现植物化石:袖套杉、柏型枝,时代定为早白垩世。1979年,福建石油地质队根据宁化禾口盆地和建宁均口盆地红层及化石,分别创建禾口组、均口组,时代定为早白垩世;均口组由于层序和化石面貌尚不清楚,很少有人引用。1979年,福建区域地层表对白垩系划分为:下统石帽山群、沙县组,上统-下第三系赤石群。《省地质志》对其划分为:下统石帽山群及禾口组,上统沙县组、赤石群(表1-11)。本志沿用之。
1.地层
石帽山群,创名于闽清县石帽山,主要分布于福建东部,而西部仅零星分布,为一套红色陆相沉积-火山喷发建造,组成两个沉积-火山喷发旋回,可分为下组和上组。下组:下部为灰紫、紫红色厚层凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩,夹凝灰岩和薄层页岩,厚220~1646米,含植物、鱼、叶肢介、介形类及孢粉等化石;上部为紫灰、灰黑色英安岩、安山岩、英安质熔结凝灰岩,局部为安山玄武岩及玄武岩,厚198~1709米。其与下伏坂头组及其他老地层均呈不整合接触,地层厚418~3355米。上组:下部为紫红、紫灰色凝灰质砂砾岩、粉砂岩、泥岩及炭质页岩,偶夹煤线,厚56~1578米,产植物等化石,与下伏石帽山群下组呈整合接触或不整合在其他老地层之上;上部为紫灰、紫色流纹岩、流纹斑岩、流纹质凝灰岩为主,夹石泡和球粒流纹岩、角砾熔岩及熔结凝灰岩,局部夹英安岩、玄武岩、安山岩,顶部常为钾长流纹岩、粗面岩等,厚300~2088米,上部有明矾石(周宁楼下)、松脂岩(沙县大佑等地)、黑曜岩状熔结凝灰岩。下组常出露盆地边缘,其下部岩性较稳定,基本可以对比,由西向东,由南向北,火山物质增多,厚度变大,上部以中酸性火山岩及火山碎屑岩为主,各地岩性、岩相变化较大,其岩石化学成分由西向东,由中酸性、酸性-中性酸性、中性、中基性的变化趋势,厚度也从西向东逐渐增大。上组分布范围较下组广泛,常形成奇峰兀立的地貌景观;而上部火山岩岩性、岩相变化较大,岩石化学成分由西向东由酸性、中酸性至酸偏碱性演化,厚度增大。
总而言之,石帽山群上、下组,各组均形成一个明显的沉积-喷发旋回,下旋回岩浆偏中、中酸性,上旋回岩浆中酸、酸性至酸偏碱性,显示其岩石化学成分由中、中酸—酸至偏碱性的演化规律。禾口组,创名于宁化县禾口乡,仅见于宁化禾口盆地,与石帽山群系同期沉积,层位相当。岩性由紫红色厚层砂砾岩、细砂岩与粉砂岩组成,中上部夹数层钙质粉砂岩、泥岩,含丰富的轮藻、瓣鳃类、介形类及植物和孢粉,由下而上沉积物粒度变细,地层厚度2522米,与下伏坂头组呈假整合或微角不整合接触,且直接被沙县组整合覆盖。
沙县组,创名于沙县城关附近,多沿断陷盆地分布,主要出露于福建西部,系一套含火山陆相红色细碎屑建造。岩性以紫红色中一厚层钙质、泥质粉砂岩为主,夹杂色砂岩、砂砾岩,部分地区夹流纹质凝灰岩、凝灰熔岩和泥灰岩,局部偶夹橄榄玄武岩、安山岩,地层厚139~2193米,产介形类、轮藻、叶肢介、鱼类及植物、孢粉等化石,与下伏石帽山群及其他老地层呈不整合接触。并产有薄层钙芒硝(上杭梯子岭、连城盆地及宁化三坑)、石膏及含石膏粉砂岩(永安城南、建宁均口、宁化五里及崇安盆地),含铜砂岩及层状膨润土、沸石矿(上杭盆地、宁化禾口、新建、中郑及连城朋口、坎下、天马、吴坑等)。该组岩性变化不大,各地均可对比,但西部上杭—崇安一带,火山岩夹层较少,厚度较大;东部龙岩-建瓯一带,火山岩夹层增多,厚度变小。
赤石群,创名于崇安县西南8公里之赤石,常形成奇峰陡壁,俗称“丹霞”地貌,可供旅游观赏。分布范围同沙县组,属干燥炎热的陆相盆地堆积。岩性为紫红色厚、巨厚层砾岩、砂砾岩,偶夹紫红、灰绿色砂页岩;砾岩沿走向常相变为砂岩、粉砂岩;砾石成分复杂受基底岩性而异,钙泥质胶结,磨圆度和分选性均较差;地层一般厚380~1634米,整合或假整合覆于沙县组之上,盆地边缘则直接不整合超覆于不同时代老地层上。
2.生物群
石帽山群产植物、叶肢介、介形类、鱼类及孢粉等化石。植物:稀枝袖套杉、稀枝袖套杉(相似种)、多枝拟节柏(亲近种)、精致柏型枝,以鱗片状叶的松柏类和小型叶片的蕨类为主。叶肢介:中间直线叶肢介、延吉叶肢介。介形类:据福鼎城关、闽侯尚干及莆田大洋等地资料,可划分为二个组合。下部女星女星介-摩林尼女星介组合,以永康女星女星介,闽侯女星女星介(新种)为主。上部为蒙古星介-玻璃介组合,以蒙古星介为主,玻璃玻璃介次之。鱼类:浙东鱼,中脐鱼(?)。孢粉:福鼎城关石帽山群下组下部孢粉组合特征是裸子植物花粉为主,占总量70.5%~85.06%,蕨类孢子次之,占总量14.4%~29.5%;裸子植物花粉以环沟粉为主(占总量66.6%~75.8%)。
禾口组产瓣鳃类、介形类、轮藻、腹足类、叶肢介、爬行类、植物及孢粉等化石。
瓣鳃类:假典型福建类三角蚌、方形福建类三角蚌、大演里福建类三角蚌、洛东皱珠蚌、凤山褶珠蚌。腹足类:永康土蜗,永康螺(?)。介形类:长刺女星女星介(相似种)、禾口女星女星介(相似种)、长蒙古星介、近圆蒙古星介。轮藻:自下上而上可分三个组合带即整洁真开口轮藻-对称中生轮藻组合带、三褶奇异轮藻-有柄中生轮藻组合带、钝头轮藻组合带。叶肢介:直线叶肢介、似直线叶肢介。植物:稀枝袖套杉、枞型枝、柏型枝。孢粉:裸子植物花粉占总量91.7%~99.06%,其中以克拉梭粉最多(占67.6%~76.3%),其次为隐孔粉。蕨粉孢子仅占总量的0.9%~8.0%。
沙县组产介形类、轮藻、叶肢介、鱼类、植物及孢粉等化石。介形类:沙县盆地沙县组中上部可划分二个组合,中部达尔文介—女星介—狼星介—斜星介组合,上部为狼星介—蒙古星介—金星介组合。叶肢介:上杭盆地产薄壳薄壳叶肢介、线形浙江叶肢介。鱼类:漳平基泰有永康鱼。轮藻:连城盆地沙县组中下部有钝头轮藻、开口轮藻、似轮藻。植物:穿孔袖套杉(长岭杉)、稀枝袖套杉(长岭杉)(相似种)。孢粉:沙县岩头、半溪在本组底部其孢粉特征是,裸子植物花粉占总量的78%,蕨类孢子占20%。上杭盆地、崇安盆地孢粉,裸子植物花粉占57.9%~65.9%,蕨类孢子占31%~39.5%。
赤石群,未获化石,据岩性和地貌特征、层位等,可与粤北、赣南的南雄组,浙江的衢江群第五段对比。
五、新生界
福建新生界不甚发育,分布面积较少,主要分布于沿海地区及局部内地。第三系仅有上第三系,缺失下第三系,第四系较发育,产有泥煤、宝石、石英砂、各种金属砂矿等。新生界划分为:上第三系佛昙群;第四系下更新统天宝组、中更新统同安组。上更新统龙海组和更新统未分,全新统东山组、长乐组和全新统未分。其与下伏中生界地层或古老地层均呈不整合接触,各地层之间为假整合接触。
(一)上第三系
福建第三系仅上第三系,下第三系缺失,上第三系称佛昙群,主要分布于闽南沿海漳浦、龙海、金门一带,另在明溪、宁化、清流、泰宁及屏南等地亦有零星出露。
佛昙群,为殷维翰所创佛昙层演变而来,泛指玄武岩层之下的砂砾岩,时代为鲜新世或第四纪。1959年,福建省地质四大队首次在漳浦和坑,采获山旺胡桃等化石,改其时代为第三纪。1963年1:100万福州幅地质图将玄武岩和其下的佛昙层,合称佛昙群,时代为新第三纪上新世。1966年,福建区调队将明溪一带出露的玄武岩和其上的砂砾岩,亦称佛昙群,时代定为新第三纪。1979年,福建省区域地层表合称佛昙群,划分上、下段。1985年,《省地质志》统称佛昙群,划分上、中、下部。本志引用之(表1-12)。
佛昙群创名于漳浦县佛昙白土岭,属火山喷发陆相山间盆地沉积,与下伏老地层或燕山期花岗岩或片麻状混合岩,均呈不整合接触,地层一般厚110~330米,最厚大于720米,产植物、孢粉等化石。按岩性分为上、中、下三部分:
下部发育于闽南沿海,岩性为灰白、灰绿色砂砾岩、砂岩、泥岩夹泥炭及油页岩、高岭土及硅藻土,偶见琥珀、黄铁矿结核。岩石松散呈半固结状,局部夹未成岩的淤泥层,具有滨海相-海湾相及三角洲沉积,厚度一般为2~72米,产炭化木及植物、孢粉。
中部分布较广,为一套海陆交互相基性火山岩,偶夹1~3层沉积岩。沿海地区岩性为灰黑、灰绿、紫灰色拉斑玄武岩、粗玄岩、气孔玄武岩等,属拉斑玄武岩系列,局部见枕状构造及橙玄玻璃角砾岩,显示水下喷发特征,地层厚度大于56~153米。明溪地区岩性为深灰色橄榄玄武岩、玻基橄辉岩、安山玄武岩,夹火山碎屑岩,地层厚度大于720米。
上部仅见于明溪雪峰一带,岩性为灰黑色、黄褐色砾岩、砂砾岩、粉砂岩、泥岩夹褐煤和玄武岩。由下而上组成四个由粗到细的沉积旋回,产植物及孢粉,厚106米。
福建各地零星出露的佛昙群,漳浦-龙海一带主要出露下部和中部,明溪一带则出露中部和上部,岩石组合三分性明显,可以相互对比。
佛昙群下部产植物化石有:中华枫香、欧洲枫香、苹婆、爪腹木、马甲子、中华木兰、紫玉盘、假鹰爪、菱、榕、木姜子、樟树、华肥皂荚。漳浦梧岭、林埭产孢粉有:枫香、陆均松、山核桃、松等。佛昙群上部在明溪地区产植物化石有:爪腹木、锥栗、〓竹、柏科、蕃荔枝科,似叶。龙岩松洋产中国衕木等,此外,上部孢粉组合特征是,被子植物花粉占绝对优势,裸子植物花粉次之。
(二)第四系
主要集中分布在福州、漳州、泉州、莆田等沿海平原地区,山区多沿河谷两侧及山间盆地分布。沉积类型齐全。海相、三角洲相、泻湖相分布于沿海岛屿、半岛、台地海湾和河口;河湖相发育在水系河谷和沿海台地及岛屿、半岛,组成不同高度、不同类型的台地和平原;陆相洞穴堆积相见于闽西南石炭-二叠纪灰岩发育区;陆相残、坡积相全省均较发育。河流谷地中各级阶地广泛出露。更新统组成Ⅱ级以上阶地,全新统组成Ⅰ级阶地。不同阶地沉积物色调不一,Ⅰ级阶地沉积物呈灰、灰黑色,Ⅱ级阶地沉积物则呈黄色,Ⅲ级阶地沉积物呈红色,Ⅳ级阶地呈棕色、棕黄色。
福建第四系的研究程度不高,以往仅有个别地质工作者作过概略划分。1957年,林观得首次将山区第四系划分为更新统下部、更新统及全新统三部分。1970年,福建区调队对长汀、连城一带的第四系,划分为下更新统、中上更新统和全新统。1974年,福建水文工程地质队于漳州、东山地区,将其划分为残积层、更新统(包括冲洪积、洪积、海积、风积)及全新统(包括海积、冲洪积、洪积、风积)。1975年,童永福划分为二统五个组即:更新统有天宝组、同安组、龙海组;全新统有东山组、长乐组。1977年,福建水文工程地质队于福州地区,划分为下更新统残积层、中更新统同安组(包括冲洪积、洪积)、上更新统龙海组(包括冲洪积、洪积、海积、风积)、全新统东山组(包括冲洪积、冲积、海积、风积)及长乐组(包括冲积、冲洪积、洪积、海积、风积),并在连江等地新建中更新统冰积层丹阳组。1979年,福建区域地层表引用童永福和水文工程地质队划分方案,并增加全新统未分。1985年,《省地质志》划分为:下更新统天宝组、中更新统同安组、上更新统龙海组及更新统未分;全新统东山组和长乐组,以及全新统未分。此外,徐余瑄、杨启成等及祁国琴、林景星、林承惠、黄宝林、王绍鸿等,分别研究了溶洞堆积、新石器时代遗物、沿海第四纪地层及古生物和同位素年代,提高了全省第四系的研究程度(表1-13)。
1.地层
更新统残积层,由原岩风化后的残积层组成。自上而下分为三带:红土带,砖红、棕红色砂质粘土,表层已红壤化,含腐植质及植物根系,厚0.4~7米;高岭土带,黄、草黄色含砾粘质砂土,含较多的石英砂粒及岩石残核,厚3~20米;碎石角砾岩带,微风化的原岩碎块,向下过渡为原岩,厚0.5~5米。其底部常起伏不平,堆积物岩性随母岩性质而异,有的只有两个带,第一带几乎不存在,如火山岩类,因未获化石,暂置于更新统(未分)。
下更新统天宝组,创名于漳州天宝东2公里的茶铺公路旁,多呈四级阶地出露,岩性为灰白色砂砾卵石层,以砂、卵石为主,圆度好,风化强烈,手搓则成土状,属冲洪积成因,厚1.7米,假整合于更新统残积层或不整合于老地层之上。
中更新统同安组,命名地点在同安县泥山,地貌上形成高出河(海)面15~30米以上的三级阶地或深埋于平原之下,沉积物颜色红,分选性和磨圆度较差。上部为红色粘土或砂粘土,下部为泥质砂砾卵石,半固结状,砾、卵石也通体风化,网纹发育,产孢粉,厚约1~27米,最厚33米(三明),与下伏天宝组呈假整合接触。洞穴堆积物为桔黄、褐黄色砂质或磷质粘土,夹碎石,泥钙质或铁锰质胶结,厚0.5~5米,永安寨岩和龙岩麒麟山等地产脊椎动物化石,其成因类型有洪积、冲洪积及洞穴堆积。此外,在连江丹阳一带之同安组,有人认为属冰川堆积,有待研究解决。
上更新统龙海组,创名于龙海县下沧,闽南沿海主要出露于同安和漳州平原,闽东北沿海则深埋于全新统之下,山区则广泛分布于山间盆地,构成Ⅱ级阶地。岩性可分为:上部以白色粘土,夹砂砾石或二者互层为主,并有黑色粘土;下部以黄色粘土与泥质砂砾卵石为主,上细下粗,与下伏同安组呈假整合接触。各地厚度不一,一般厚3~20米,产有孔虫,贝壳碎片及孢粉,宁化湖村洞穴堆积产脊椎动物化石,其成因类型有洪积、冲洪积、海积、风积及洞穴堆积。本组含有粘土、泥炭等矿产。
全新统东山组,命名于东山县澳角,地表未见出露,由棕黄、灰黄色泥质砾卵石、粘土、粘砂土、砂砾卵石组成,厚1~27米,最厚32米,产孢粉,与下伏龙海组呈假整合接触。其成因类型有冲洪积、冲积、海积,在福州-漳州一线以东,海积层产少量瓣鳃类,在琅岐岛及连江琯头一带,还产大量有孔虫。产有粘土、泥炭等矿产。
全新统长乐组,创名于长乐县厚东,广泛出露于滨海平原,形成一级阶地或平原,或覆盖在海积平原或山间残丘。由淤泥、粘土、砂、砾卵石及泥炭、贝壳等组成。厚4~56米。产丰富的有孔虫、藻类、贝壳等现代海相生物及孢粉、植物遗骸,并有较多人类活动遗物。与下伏东山组呈假整合接触,成因类型有海积、冲积、风积及湖积,并产有型砂、玻璃砂、稀有金属砂矿及泥炭、贝壳等矿产。
山区全新统,主要分布于溪谷两岸,组成一级阶地及漫滩,局部形成洪积扇沿山麓分布,未作进一步划分。上部为灰、灰黄色粘土、砂质粘土、粘砂土,含粗砂及细砾,常见泥炭层,所产孢粉多与现在当地植被相似;下部为砂、砂砾卵石,结构松散,与下伏龙海组呈假整合接触,厚3~28米。该统地层含人类活动遗物。
2.生物群
天宝组未获化石,仅据其出露在1V级阶地或Ⅲ级阶地下部,推测其时代应比位于Ⅲ级阶地的中更新世同安组更老,因而,天宝组时代暂归早更新世。
同安组产孢粉和脊椎动物化石。宁化泉上同安组孢粉:上部为木桫椤属-松属-蕨类-水龙骨科组合带,蕨类孢子占46.1%,乔木花粉占36.2%,非乔木花粉占17.3%,属中亚热带针叶、阔叶混交林植被;中部为榛属-水龙骨科-禾本科组合带,乔木花粉占55.9%~57.3%,蕨类孢子占19.1%~23.8%,非乔木花粉占18.9%~25%。属北亚热带-暖温阔叶植被;下部为蕨属-榛属-松属-禾本科组合带,乔木花粉占45.3%~50.9%,蕨类孢子占31.9%~35.9%,非乔木花粉占17.2%~18.8%,属中亚热带—北亚热带针叶,阔叶混交植被,其时代为中更新世。永安坑边寨岩洞穴堆积产哺乳动物化石:东方剑齿象、中国貘、大熊猫包氏亚种,属于狭义的剑齿象—大熊猫动物群,时代中更新世。此外,龙岩麒麟山洞穴堆积有:中国貘(相似种)、最后斑鬣狗。因此,据孢粉和脊椎动物化石,同安组时代应为中更新世。
龙海组产丰富孢粉、脊椎动物化石及有孔虫等。宁化泉上龙海组之孢粉:上部为蕨类—水龙骨科组合带,以蕨类孢子占63%~69.5%,乔木花粉占21.9%~23.2%,非乔木花粉占7.3%~15.1%,属北亚热带-暖温带阔叶林植被;中部为蕨类—松属—木桫罗—禾本科组合带,以蕨类孢子占62.2%,乔木花粉占22.3%,非乔木花粉占15.5%,属中亚热带针叶林植被;下部为榛属-水龙骨科-海金沙属组合带,以乔木花粉占33.6%~48.3%,蕨类孢子占33.6%,非乔木花粉占18.1%~30.1%,属北亚热带阔叶林植被。本组海积层中产抱球虫、螺轮虫、眉口展泡虫等有孔虫。宁化湖村石子嵊洞穴堆积物产脊椎动物化石:大熊猫、剑齿象、巨貘、最后斑鬣狗。其中大多数属种是我国南方大熊猫-剑齿象动物群的常见分子,时代为晚更新世。平潭后楼本组中下部泥炭层14C测定,年龄为距今4万年左右,相当于晚更新世大理冰期第二亚冰期:厦门塘边Ⅲ级海蚀阶地(高出海平面30~46米),沉积物14C测定,年龄距今大于3.5万年。根据孢粉、有孔虫、哺乳动物化石之时代和14C测定,龙海组时代属晚更新世。
东山组所产孢粉,以福州平原和闽南沿海研究较详。福州市(五一路钻孔)孢粉:上部为栎属-枫杨属-胡桃属组合,木本植物花粉占绝对优势(76%±),蕨类孢子占14%,草本植物花粉占10%,为亚热带常绿落叶、阔叶混交林,时代为早全新世晚期;下部为松属-栎属-禾本科组合,木本、草本、灌木、孢子三者含量相当,为温带森林平原植被,时代为早全新世早期。此外,长乐厚东、福州六一路钻孔均含有孢粉,前者以木本植物稍多(40%),后者中部以蕨类较多(50%)。另外,在惠安玉埕相当于东山组之粘土层产印度象臼齿。东山组时代据孢粉为早全新世。但因涉及全新世划分和海侵次数及邻省对比问题,因此东山组究属全新世抑或晚更新世,有待更多资料证实。
长乐组化石丰富,以孢粉、有孔虫研究较详细。挽近时期还有人类文化层。长乐厚东34号钻孔(从下而上)第二层淤泥之花粉:蕨类孢子占17.7%,木本植物花粉占61.9%,草木植物花粉占20.4%,属亚热带常绿阔叶林植被,时代全新世;第四层砂质淤泥之孢粉:蕨类孢子占32.7%,木本植物花粉占35.6%,草本植物花粉占31.7%,组成成分与第二地层相近,反映气候植被类型及时代亦大致相似;第六层淤泥之孢粉:蕨类孢子占66.1%,木本植物花粉占27.4%(主要为耐旱的松属、柏科),草本植物花粉占6.5%,为滨海温暖干燥的亚热带草原植被,时代为现代期。
陈承惠建立了闽南沿海全新世6个孢粉组合带,自上而下分别为水龙骨科—禾本科组合带,时代为晚全新世晚期,相当于太平洋期;禾本科—桫椤—水龙骨科—松属组合带,时代为全新世中期,相当于北欧期或新大西洋期;水龙骨科-松属-锥栗属组合带,时代为晚全新世早期,相当于亚大西洋期。龙海塘内泥炭层14C年龄为2450±120年;水龙骨科—桫椤—松属、锥栗属—栎属组合带,时代为中全新世晚期,相当于亚北方期,龙海平原距地表深1-3米的贝壳层l4C年龄3300-3100±150年;锥栗属—栎属—水龙骨科组合带,时代为中全新世早期,相当于大西洋期,龙海角尾距地表深1.15~1.2米的淤泥层14C年龄为5660±95年;锥栗属-栗属组合带,时代为早全新世晚期,大致相当于北方期。上述孢粉组合带中,锥栗属-栗属组合带大致相当于东山组,其他带大致相当于长乐组。
林景星研究了福建沿海长乐组有孔虫,从上而下建立三个组合带:典型转轮虫组合带,以典型转轮虫的丰度较高(38.37%),属近岸暖温水域浅水有孔虫动物群,估计最大水深20米左右;小泡虫组合带,以小泡虫、瓶虫、缝口虫等深水类型出现为特征,并有较多暖温性浅水种,属暖温性真浅海有孔虫动物群,推测当时水深40米左右,气候温热潮湿;易变筛九字虫组合带,以性喜温凉的易变筛九字虫占绝对优势,而暖温水有孔虫仅占少量,属近岸浅海有孔虫动物群(水深20米左右),反映气候较温凉。此外,王绍鸿研究了闽江口琅岐岛、闽侯祥谦、上雁、连江琯头和厦门筼筜五个钻孔的有孔虫、硅藻,指出:所有海生生物层位,均属中晚全新世地层;有孔虫、硅藻主要为近岸浅水种。闽侯祥谦钻孔距地表深32.9米和17米处(全新统中部)含硅藻的淤泥14C测定,年龄分别为8790±150年和8404±110年。
第三节 岩浆岩
福建省岩浆岩广泛发育,出露面积78300多平方公里,约占全省总面积64.6%。自元古代开始(可能有太古代),地壳演化各主要阶段均有岩浆活动,已知的活动时期有扬子和加里东、华力西-印支期、燕山期及喜马拉雅期。其中燕山早、晚期岩浆活动不仅规模大,而且有多阶段和多次活动的特点。岩石类型齐全,岩性繁多,有超基性、基性、中性、中酸性、酸性等,其中以酸性和中酸性岩类占绝对优势,以花岗岩类酸性火山岩类为主体是其显著特点。
1949年以前,主要是在进行某些矿产踏勘或地质路线调查时,对岩浆岩进行部分调查工作。民国31年(1942年)陈恺著有《福建花岗岩概论》,认为福建花岗岩无新老之分,同属白垩纪的一个大岩基。民国32年陈恺将福建火山岩划分三部分,认为中部的紫红色流纹岩为中心式喷发,上部的灰绿色流纹岩属裂隙式喷发或面积喷发。同时还指出,福建中部斑状花岗岩甚多,灰绿色流纹岩亦展布甚广,且又常相伴生,难有清晰界线,认为两者亦属面积喷发或顶盖喷破两种方式形成。这种认识在很长时间内被多数地质工作者引用。
1949年以后,随着矿产普查勘探工作和1:20万和1:5万区域地质调查工作大规模地开展,积累丰富的岩浆岩资料。同时,许多地质科研单位、院校先后在福建省开展地质调查和专题研究。对火山地层层序确定了晚三叠至早侏罗世存在火山活动。对侵入岩的分布、时代、地质特征、岩石及矿物、成矿作用及成因等方面取得了不少丰硕的成果。,主要有:1958年赵鹏大等人著《福建地质构造特征以及岩浆活动的成矿关系的初步意见》;周昌熹著《福建前侏罗纪花岗岩的发现及其观察》;1959年王宠著《关于福建后侏罗纪的两种花岗岩的简介》和《福建后侏罗纪的又一次岩浆侵入—福建东张正长岩》;1961年福建地质研究所与南京大学地质系合著《福建省花岗岩专题研究综合报告》;1962年陈捷干著《福建省花岗岩类侵入期的划分>,次年又发表《闽西加里东花岗岩的发现及其分布的探讨》;1959~1977年间进行福建省1:20万区域地质调查,编写16份区调报告,并于70年代初在火山岩地区采用地层学和岩石学相结合的双重制图方法,发现一系列古火山机构,同时首次划分出粒状碎斑熔岩;1976年1:50万福建省地质图说明书,论述了福建的地层(包括火山地层)、火山岩、侵入岩、变质岩、构造等;1979年中国科学院贵阳地球化学研究所著《华南花岗岩类的地球化学》;1980年地质部宜昌地质矿产研究所与南方五省地质局合著《南岭花岗岩地质学》;1981年南京大学地质系著《华南不同时代花岗岩类及其与成矿关系研究》;1980年福建省地质三队在1:5万迪口、夏道幅发现龙北溪组细碧角斑岩建造;闽西地质队对晚第三纪玄武岩的岩石矿物进行了研究;1983年闽东南地质队编制《中国东部六省1:100万火山构造岩相图》,对大区域的火山构造作较系统的划分;1983年省区调队又一次编著《福建省火山岩相构造图》及其说明书等。
一、火山岩
福建火山岩广泛发育,主要有四个活动时期:即元古代、古生代、中生代及第三纪,组成四个火山活动旋回,16个含火山地层。元古代火山岩分布在闽西北及闽西等地,石炭纪及晚三叠-早侏罗世火山岩零星见于闽西、闽中、闽北地区,晚侏罗-早白垩世火山岩广泛分布全省,尤以东部地区最为发育,新生代火山岩分布零星,于闽南沿海地带和闽西之明溪、宁化等地比较集中出露。以晚侏罗-早白垩火山活动的强度和规模最大,出露面积达3.8万平方公里,占全省总面积的31%,构成引入注目的浙、闽、粤火山活动带之一部分。火山岩石类型有:基性、中性、中酸性、酸性火山岩[包括潜(次)火山岩]及其相应的火山碎屑岩。在已知钙碱质与碱质火山岩系列中,钙碱质火山岩占主导地位,元古代属钙碱质,部分为碱质,古生代至中生代火山岩多属钙碱质,新生代玄武岩早期是钙碱质,晚期属碱质。火山喷发形式多样,裂隙式、裂隙-中心式及中心式喷发均很发育;中生代之前以海相喷发占主导,中生代及新生代主要为陆相喷发,中生代陆相火山岩之岩相发育齐全,包括有爆发相、喷溢相、侵出相、火山通道相、潜火山相、喷发沉积相等。中生代火山活动及其形成的火山构造明显受区域构造控制,据其与区域构造关系,火山构造划分为六个级别。以福建政和至广东大埔一线为界,东部为闽东火山活动亚带,西部为闽西火山活动亚带,包括六个北东向(或北北东向)展布的火山喷发带及一系列火山盆地、火山洼地、破火山组合体。火山构造类型有穹状火山、层状火山、破火山、盾状火山、线形火山、火山喷发中心及爆发角砾岩筒等。
(一)各时代火山岩分布
据各时代含火山地层的建造特征、火山岩发育程度和喷发物性质,结合地壳运动性质及构造旋回的划分,福建火山活动可划分扬子和加里东、华力西和印支、燕山、喜马拉雅四个活动阶段。
1.扬子和加里东旋回火山岩
主要出现于麻源群及震旦系中,岩石已变质成变粒岩、片岩,原岩面貌不易辨认,研究程度普遍较低。
麻源群变质火山岩,见于闽北地区,呈北东向条带状展布。变质火山岩主要赋存于该群第二、四段中为基性、中酸性、酸性火山岩类。该群第二段的变质火山岩,在南平杜溪至顺昌大历口一带第二段下部的部分黑云斜长变粒岩中。麻源群第四段变质火山岩的分布构成南北两个带。南带在明溪枫溪地区,岩石变质浅,原岩结构基木保存,为变质凝灰质砂岩、流纹质晶屑凝灰岩、薄层变质英安岩、流纹岩、沉凝灰岩等,呈夹层出现;北带在建阳长坪一带,为斜长角闪岩与片岩互层。
震旦系变质火山岩,闽西北震旦系变质火山岩分布于邵武-建宁及明溪-长汀两个条带上。邵武-建宁一带岩石变质深,主要为钾长、斜长变粒岩。明溪-长汀一带的变质火山岩为中酸性和酸性;明溪楼前、白岚、顺昌吴墩等地的下震旦统所夹的火山碎屑岩、沉凝灰岩及少量熔岩,以爆发为主,喷发物夹于砂泥质碎屑岩中;往西南至长汀张地,下震旦统上部夹多层火山碎屑沉积岩,为变质凝灰质砂岩、粉砂岩。闽西南震旦系火山岩,分布于长汀-永定地区,火山活动微弱,喷发物夹于下震旦统内。永定塘里楼子坝群上段上部见火山碎屑岩与火山碎屑沉积岩间层,厚达459米,为变质晶屑凝灰岩及沉凝灰岩,发育有三个爆发-沉积韵律,火山活动以爆发为主。长汀丁屋岭之西的丁屋岭组底部夹凝灰质砂砾岩、砂岩,厚仅数米,为间歇性爆发活动之产物。上述两地的火山喷发物分布局限,火山活动似属中心式爆发。在闽中松溪-南平一带分布的震旦系岩石变质深,龙北溪组及上震旦统-下古生界中的部分变粒岩、绿泥片岩、角闪片岩原岩为细碧岩、角斑岩等。
扬子和加里东旋回火山活动主要在本旋回早期至中期,闽中及闽东地区尚可延续至旋回的晚期,代表福建省地槽发展阶段火山活动的特征。
2.华力西和印支旋回火山岩
分布极为零星,仅见于闽西林地组、黄龙组及福建东部的中-下石炭统,上三叠统焦坑组、文宾山组也见有火山岩。
林地组、黄龙组火山岩,林地组有微弱的火山爆发活动(酸性火山岩),在龙岩马坑地区滨海相砂泥质碎屑岩夹六层凝灰质砂泥岩,局部有英安岩,夹层单层厚1.3~18米,总厚43米,组成六个间歇爆发-沉积韵律。其它地区的林地组,仅顶部夹薄层流纹质凝灰岩、凝灰质砂泥岩,局部见流纹岩。黄龙组在马坑矿区见六层火山岩,自上而下为:⑥安山玄武岩,厚0.2~4米,位于该组顶部,分布局限;⑤安山玄武岩,厚2~15米;④③凝灰质含砂泥岩及流纹质凝灰熔岩,夹于铁矿体内的碎屑岩中,厚3~10米;②安山玄武岩,厚0.4~12米;①安山质熔结角砾岩,部分地段为凝灰质砂泥岩,厚5~18米。上述构成三个爆发-沉积及三个喷溢-沉积的喷发韵律。其他地区如龙岩经畲附近,仅在地表见一层流纹质豆状凝灰岩,厚仅数米。
中一下石炭统火山岩仅见于德化阳山、福鼎南溪等地。阳山地区该统中上部夹多层中酸性火山碎屑岩,均已变质为长英质角岩,厚数米至十七米,火山活动以爆发为主。南溪地区该统上部夹安山岩,厚十余米。3.燕山旋回火山岩
本旋回火山岩广泛发育,火山活动开始于晚三叠世,在晚侏罗世达到鼎盛时期,进入早白垩世其规模和强度大为减弱,至白垩纪末期基本结束。火山活动经历了弱-强-弱的发展过程,可分为晚三叠世、早侏罗世、晚侏罗世和早白垩世四个时期。岩浆成分由中性-中酸性-酸性方向演化,岩石类型繁多,岩石组合也较复杂。
焦坑组、文宾山组火山岩,在闽北地区夹于焦坑组中,光泽半山笙、崇安下梅在焦坑组下部见安山岩,厚109~253米;往东至顺昌安山峡、浦城杉场、建瓯鲁口等地,焦坑组中、上部夹安山岩,厚10余米至200米;火山活动以喷溢为主,发育2~4个喷溢-沉积韵律。文宾山组火山岩,在闽西南地区夹于该组上部,其岩性下部为安山岩、安山质熔结凝灰岩,上部为酸性熔岩或火山碎屑岩,厚10余米至135米,喷发韵律不明显。
早侏罗世火山岩,零星分布于闽北、闽西南断陷盆地及山间盆地内,以中性、中基性火山岩为主,夹少量酸性火山碎屑岩。该时期的火山岩,仅零星见于浦城、清流、建瓯梨山处之梨山组夹酸性凝灰岩、沉凝灰岩及凝灰质砂泥岩,厚几米至几十米。永定堂堡地区梨山组上部为玄武岩。安山岩及英安质凝灰岩,向外则为酸性熔岩及火山碎屑岩,厚10%米,系海陆交互相,喷发韵律发育,组成六个间歇爆发-喷溢或爆发沉积-喷溢韵律,以喷溢为主,爆发为辅。火山活动可能受区域性断裂构造控制,以中心式喷发为主,早期为中性、中基性熔岩喷溢,晚期转为酸性的火山爆发,厚度大,具有一定的规模。
此外,局部地区中侏罗世尚有微弱的火山活动,如尤溪岩兜漳平组夹三层凝灰岩,厚度薄,分布也很局限。
晚侏罗世火山岩是浙闽粤火山活动带的主体,广布于政和-大埔一线以东地区,而西部地区多以盆地形式沿区域断裂带呈串珠状断续分布。总体为北东(或北北东)向带状分布,构成崇安-光泽、崇安-泰宁、松溪-上杭、寿宁-梅林、福安-平和及平潭-东山六个喷发带。火山地层自下而上为长林组、南园组、坂头组。
长林组火山岩:闽东地区上部为流纹质凝灰熔岩、凝灰岩夹硅质岩,下部为火山碎屑沉积岩夹沉凝灰岩,局部夹安山岩,西部地区主要为火山碎屑沉积岩,中上部夹流纹质凝灰岩及薄层熔岩,火山活动以爆发为主,局部为熔岩喷溢,一般发育3~5个爆发-沉积韵律,自下而上爆发强度增大,展示了晚侏罗世大规模火山喷发的前奏。
南园组火山岩:以中酸性、酸性熔岩、火山碎屑岩为主,普遍夹厚度不等的火山碎屑沉积岩,岩桂复杂,厚度大,按岩石组合分为四个岩性段:第一段:主要为安山岩、英安岩、夹火山碎屑岩及凝灰质砂泥岩,厚度数百米,最厚达1828米。喷发韵律不发育,局部有2~3个爆发-溢流或爆发-喷溢-沉积韵律,火山活动以喷溢为主,局部爆发强烈。第二段:为流纹岩、流纹质凝灰熔岩、熔结凝灰岩、凝灰岩夹火山沉积岩、沉积岩,在部分火山机构,特别是裂隙式喷发的火山机构内,酸性凝灰熔岩与酸性、中酸性碎斑熔岩过渡。火山活动主要为爆发-喷溢,少数为爆发-沉积、喷溢-沉积,闽东地区南部爆发活动强烈,中、北部以喷溢为主。第三段:以流纹英安质凝灰熔岩、英安岩为主、夹凝灰岩、熔结凝灰岩及沉积岩,最大厚度2816米。部分英安岩与中酸性碎斑熔岩过渡,火山活动以喷溢为主,喷发韵律简单,主要为喷溢-爆发,一般有2~4个韵律。第四段:流纹质晶屑凝灰岩、凝灰熔岩、流纹岩、熔结凝灰岩,下部夹多层凝灰质砂泥岩、硅质岩,局部上部尚夹中酸性熔岩,最大厚1665米。喷发韵律发育,一般有3~5个爆发—喷溢或爆发—沉积韵律。东部以寿宁—梅林喷发带最强烈,往东则以喷溢为主。
南园组火山活动的特点:在岩石化学成分上,从下而上为中、中酸性→酸性和中酸性→酸性(酸偏碱性)两个岩浆演化阶段,喷发韵律发育,一般有6~10个。喷发强度及规模以第二段最大,第三段次之,第一段最弱,反映了火山活动由“弱—最强—强—次弱”过程;在区域上表现为西部弱,东部强。南园组各段之火山碎屑岩是各种热液矿产的容矿部位,可造成有工业价值的矿产有明矾石、叶蜡石、铅、锌、金、银、铍等。
坂头组火山岩:西部地区以沉积岩为主,夹薄层凝灰岩,火山活动微弱,以爆发为主。东部地区下部为沉积岩夹晶屑凝灰岩,上部为流纹质凝灰岩及流纹岩,组成一个完整的沉积-喷发旋回,喷发韵律发育,下部为沉积-爆发或喷溢,往上转为喷溢-爆发(或喷溢)-沉积,福州地区的盆地发育3~5个韵律。本组火山岩的喷发规律与强度远较南园组逊色,代表晚侏罗世大规模火山活动的尾声。本组火山岩是福建叶蜡石、明矾石主要含矿层位,矿体常围绕火山颈呈环状分布。
此外,沿长乐-东山断裂带两侧尚出露低压型区域变质带,断裂西侧为片理化火山岩、千枚岩及少量变粒岩,原岩结构清楚,系由南园组火山岩变质而成。
早白垩世火山岩,石帽山群火山岩广泛发育于政和-大埔一线以东地区,沿北西及北东东向呈串珠排列的盆地展布,西部出露较零星,其岩性下组下部为凝灰质砂砾岩、泥岩夹薄层凝灰岩,上部为流纹岩、英安岩及少量安山岩、熔结凝灰岩,局部夹安山玄武岩;上组下部为凝灰质砂砾岩、砂泥岩夹凝灰岩,上部为流纹岩、流纹质凝灰熔岩及凝灰岩,夹少量安山玄武岩、英安岩,顶部常见钾长流纹岩、石英粗面岩,它包括两个沉积—喷发旋回,每个旋回从下而上,岩石化学成分由中(基)性—中酸性—酸性(偏碱性)演化;喷发韵律发育,一般有6~10个。各盆地的韵律,一般下部为沉积—爆发、沉积—间歇喷溢;上部为喷溢-爆发、喷溢-间歇爆发沉积,部分盆地以爆发-喷溢为主。西部为微弱爆发,部分地段可延续至晚白垩世,漳平仓板、基泰等地,沙县组的中下部夹1~2层酸性熔结凝灰岩、凝灰岩,有的下部夹英安岩,是火山活动将近停熄时的产物,部分盆地石帽山群上组顶部夹有黑曜岩、松脂岩。
4.喜马拉雅旋回火山岩
本旋向火山岩发育于上第三系佛昙群和第四系中,大致呈三个北东向条带零星分布。东带位于漳浦深土、佛昙及金门岛,分布面积500平方公里;其下部为正常沉积岩,上部为气孔状、杏仁状粗玄岩、橄榄玄武岩、橙玄玻璃岩及火山碎屑岩夹少量沉积岩,从下而上构成一个沉积喷发旋回,火山活动为基性熔岩溢流,形成3~5个喷溢-沉积韵律,中心式喷发。中带(屏南至闽清、漳平)及西带(明溪至宁化湖村)该群玄武岩出露范围小,以碱性玄武岩为主,明溪处下部为碱性橄榄玄武岩夹砂砾岩、粉砂岩,上部为沉积岩夹角砾状玄武岩,中心式喷溢。第四系玄武岩已知分布于龙海县镇海、柳会、漳浦白塘牛头山等地,岩性为玄武岩、地幔角砾玄武岩等。
东带以喷溢相拉斑玄武岩为主,有橄榄拉斑玄武夹层;中带主要为呈岩筒状、岩墙、岩脉状产出的潜火山岩相碱性橄榄玄武岩;西带主要有玻基辉橄岩、碱性橄榄玄武岩及苦橄(玢)岩。二、侵入岩
福建侵入岩分布广泛,出露面积40316平方公里,约占陆地面积33%,侵入岩露布比例之大,居华南诸省前列。侵入活动期有加里东期、华力西-印支期、燕山期和喜马拉雅期。其活动强度依次为燕山早期→燕山晚期→加里东期→华力西期→印支期,而燕山早、晚期不仅规模大,且有多阶段和多次侵入活动。岩类齐全、繁多,有超基性、基性、中性、中酸性、酸性、碱性等岩类,其中酸性和中酸性岩占绝对优势。花岗岩类中除广布的黑云母花岗岩(即所谓南岭花岗岩主体)外,还出现十分独特的晶洞钾长花岗岩。燕山早、晚期岩浆活动与同期火山岩在空间分布上密切伴生,二者的物质来源大体相似,岩类演化顺序(从基性→酸偏碱性),岩石化学、地球化学、同位素地质学等特征,都十分相似。各期侵入岩多沿一定的方向呈带状展布,不同期或同期不同阶段、不同次的岩体,常沿某些构造带多次侵入,构成复式岩体带。此外,岩浆侵入活动与各期各地壳活动性质相适应,活动规模与同期构造运动的强度往往相似;它是多种物质来源、多种形成方式和不同形成深度的产物,具有多种成因。
(一)侵入岩的期次划分
鉴于地质年代的划分不尽统一,本志采用中国同位素年代表(中国地质科学院科技管理处,1986年6月),并结合福建的具体情况,几个大时期的年龄下限(百万年)为:加里东期600±10;华力西期359±10;印支期235±5;燕山早期200±5;燕山晚期135±5;喜马拉雅期66±20福建侵入岩期次的划分,系根据岩系与地层的接触关系,同位素年龄和岩体间的相互穿插关系,以及与典型岩体的类比等资料,划分为加里东期、华力西-印支期、燕山早、晚期和喜马拉雅期。其中燕山早、晚期,还进一步划分若干活动阶段和侵入次。此外,在泰宁等地还有同位素年龄达17亿年的英云闪长岩,地质时代属中元古代。
(二)各期侵入岩分布及基本特征
1.加里东期侵入岩
该期侵入岩主要分布于政和-大埔断裂以西,系省内最早的一期岩体,包括超基性岩和酸性岩两种。
超基性岩:零星分布于建阳北坜、吴忠、浦城包处、政和长城和顺昌等地。岩体一般规模不大,单个岩体长数百至数千米,宽数十至百余米,多以顺层(或斜切)赋存于元古界和上震旦统至下古生界变质岩系。岩体相带不甚发育,一般可见2~3种岩相带,中心相多为橄榄岩、辉橄岩及少量含辉纯橄岩,并自变质为各种蛇纹岩;边缘相由变质辉长岩(斜黝帘石角闪片岩)、滑石片岩、透闪-绿泥片岩等蚀变岩石组成。
花岗岩:分布于闽西北隆起带,大致可分为东西两个岩体带:东带由徐墩、石洲、洋溪、湖源、小溪和汤湖等混合花岗岩和二云母花岗岩体组成;西带由仙阳、竹洲、东堡、上青、宁化、桂坑等混合花岗岩、二云母花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩组成。以二云母花岗岩和片麻状中粗粒黑云母二长花岗岩为主要岩石,前者多以岩株产出,有的构成混合岩区的核心(如仙阳、竹洲、汤湖等岩体),有些岩体的边缘又出现不强的混合岩,其围岩属于低角闪岩相变质岩;后者以岩基产出,与围岩既有过渡也有侵入关系,围岩多属低绿片岩相。不同的花岗岩体岩性差别较大,同一岩体内的物质组分(包括矿物组分、化学成分)亦较不均一。造岩矿物含量或粒级无明显递变,相带不发育,难于划分。岩石化学成分中CaO的平均含量大于1%,属于钙碱性花岗岩,其他各氧化物的平均含量也接近于世界钙碱性花岗岩。本期岩体时代,主要靠同位素年龄测定,年龄值主要集中于400~440百万年,即奥陶至志留纪,个别为早泥盆纪。此外,在三明中村、德化国宝等地亦有加里东期花岗岩分布。
2.华力西—印支期侵入岩
该期岩体主要分布于闽西南坳陷带内,可分为两个岩体带。西带呈北东向展布,有夏茂、大山(原名真峰顶)、围埔(原名街埔)等主要岩体;东带呈北北东向展布,有下元、捕虎尖、溪坪和桂洋等主要岩体。它们属基性岩、中酸性岩和酸性岩等岩类。
辉长岩:仅见于建瓯大康,出露长约8公里,宽0.5~2公里,面积约12平方公里,是福建最大的基性岩体。岩体分异作用明显,从下而上可分为辉石岩相、辉长岩相和闪长岩相,呈互相过渡关系,具有似层状分异的特点,岩石为灰绿色,中细粒半自形柱状或柱粒状结构,块状构造,以辉长岩为主。
石英闪长岩:可分为两个岩带,西带由夏茂、郑坊岩体组成,出现于闽西南坳陷带北部相对隆起的部位,沿夏茂-胡坊复式背斜侵入;东带出现于闽东火山断陷带中的基底隆起部位,由后章、溪坪、蒲洋等岩体组成。夏茂岩体出露面积74.8平方公里,其余均小于20平方公里。该期石英闪长岩具明显的定向构造,片麻理发育,以中细粒柱状结构为主,岩相不发育,岩石组份不均一。据单矿物钾氩法年龄231.4(夏茂)、263.9(溪坪)、239.2(后章)百万年,时代为晚二叠世和早三叠世。
花岗闪长岩:主要分布于政和-大埔断裂带上,有东山、下元、埂埕、捕虎尖等岩体。捕虎尖岩体呈岩株状产出,出露面积93.2平方公里,其它均为小岩体,面积均小于12平方公里。相带一般较发育,可分为内部相和边缘相,中粒至中细粒结构,似斑状构造,岩性上有时过渡为二长花岗岩或花岗岩。据伟晶岩的白云母钾氩法年龄为209百万年(下元),相当于中三叠世。
二长花岗岩:有围埔、大山、桂洋等岩体,出露的规模大,占该期岩体总面积的87%,多沿断裂或背斜轴侵入,呈岩基或岩株产出,成岩过程中受定向区域应力作用明显,使矿物呈定向排列,常显片麻状构造,矿物的应力痕迹也较明显。岩体相带不发育(大方、桂洋岩体),有的发育,如围埔岩体,中心相为似斑状粗粒花岗结构,过渡为片麻状似斑状中-中粗粒花岗结构,边缘相为片麻状碎裂花岗结构。其形成时代,集中于二叠纪至三叠纪(同位素年龄201~265百万年)。
3.燕山早期侵入岩
仅发现燕山早期第二阶段(中侏罗纪)和第三阶段(晚侏罗世)岩浆侵入活动形成的岩体。出露面积27385平方公里,占全省侵入岩面积67.93%。
第二阶段侵入岩,出露面积1884平方公里,占全省侵入岩面积的4.67%,岩石类型有似斑状花岗岩和正长岩。似斑状花岗岩:该阶段侵入岩规模小,出露面积共1872平方公里,岩体零星分布于闽西北隆起带的西北部和北部,以及闽西南坳陷带的中部,主要有小陶、光泽、大银厂、高溪、鸡蛋岗等8个,呈岩基、岩株状产出。正长岩:仅见于光泽园岱,呈北北东向延伸,面积约12平方公里。岩相带发育,有辉石正长闪长岩相和正长岩相。第三阶段侵入岩,具有多次脉动的特点,大小岩体约1200个,出露面积达25501平方公里,占全省侵入岩面积的63.25%。岩体分布主要受构造控制,以北东向为主,次为南北向、北西向和东西向,形成许多纵贯全省的侵入岩带。岩石以花岗岩为主,次为花岗闪长岩、石英闪长岩及少量闪长岩。该阶段侵入岩与内生金属矿产的时空关系密切。据其相互关系有四次侵入活动。
第一次,片麻状黑云母二长花岗岩,出露面积3469.8平方公里。由西北向东南有三条北东向岩体带:华侨-危家窠岩体带,有界首、危家窠等岩体,受崇安—石城断裂带控制,分布零星,多呈小岩株状;筹岭—才溪岩体带,有筹岭、玉山等岩体,受政和—大埔断裂带控制,呈岩基及岩株产出;三山—古美山岩体带,有惠安、古美山等岩体,呈带状岩基产出。
第二次,闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩,主要分布于政和—大埔断裂带以东的中生代火山岩区内,出露总面积1989.7平方公里,岩石类型主要有闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩。有两个北东向和一个南北向岩体带:北山—钟腾和霞浦—石古北东向岩体带;浦城—松源南北向岩体带。它们分别受福安—南靖、长乐—东山北东向断裂带和浦城—松源南北向断裂带的控制。北东向岩体带受三条东西向断裂带的控制,并集中分布于两组断裂带的交汇处附近。该次岩体多呈中、小岩株状产出为主,霞浦—石古岩体以花岗闪长岩为主,有樟湖板、青坑及铺前等岩体;北山—钟腾岩体带以石英闪长岩为主,有钟腾、大望山等岩体;而浦城—松源岩体带则主要为花岗闪长岩、有浦城、松源等岩体。
第三次,黑云母花岗岩,本次侵入岩为福建规模最大,岩体几乎遍布全省,集中分布于西部和南部,出露面积19313.8平方公里。岩性稳定,大部分稀有、稀土、钨、锡、钼、铋等矿产与其有直接的成因联系。岩体常沿断裂和背斜、隆起轴部侵入,按其展布方向和所处构造位置,可分为五个北东向、两个南北向和一个北西向等岩体带。北东向岩体由西北向东南依序为:(Ⅰ)篁村—陈岭,(Ⅱ)外屯—河田,(Ⅲ)旧镇—古田,(1V)斜滩-金山,(V)黄岐—龙伞陈等岩体带。它们分别受崇安—石城、浦城—长汀、政和—大埔、福安—南靖、长乐—东山断裂带所控制,多数岩体产于主断裂的西北侧。南北向岩体带西带为新甸—杨厝岩体带,东带为永兴—大源岩体带,分布于将乐—华安及浦城—嵩口南北向断裂带内。北西向岩体带为武平—下洋岩体带,受上杭—云霄北西向断裂带控制。上述以北东向岩体带为主,其中Ⅱ—Ⅲ岩体带是本次侵入岩的主体。岩体多呈岩基、岩株状产出,少部分呈岩瘤状及墙状。岩体形态多样,沿单一构造侵入的岩体形态较规整,受多组构造控制的则形态复杂,受火山构造控制的岩体呈近等轴状或具环状边界。本次侵入岩围岩蚀变及变质作用显著,蚀变种类多,为其他期次侵入岩所不及,蚀变带一般几十米至1公里,宽者达2~3公里。闽西北围岩变质岩之蚀变以角岩化、硅化为主,局部有云英岩化、矽卡岩化;闽西南区主要为砂泥质、钙质、炭质及硅质围岩,出现角岩化、云英岩化、矽卡岩化、大理岩化等蚀变;东部火山岩区,以角岩化为主,局部云英岩化等。蚀变带具分带性,如长坑岩体西北潘田一带与上古生界围岩接触,产生矽卡岩化和角岩带,宽约400米;其西部与南园组接触,出现硅化和云英岩化,宽140米。中、小岩体内接触带和岩体顶部常可见云英岩化及钠长石化等带状或面型蚀变,如篁村岩体黄溪口至高桥一带普遍出现大面积钠长石化,伴有黄玉、萤石及铌钽矿化。有的可见围岩残留顶盖或顶垂体,有的内外接触带有较多的热液矿化。
第三次黑云母花岗岩之时代,据黑云母钾氩法年龄137.4~160.7百万年,铷锶等时线年龄157~161.9百万年,时代相当于晚侏罗世。该次岩体侵入南园组,被石帽山群和坂头组不整合覆盖(火烧山、桂溪岩体)。因此,黑云母花岗岩之时代为晚侏罗世。
第四次,细粒花岗岩,分布零星,规模小,总面积727.71平方公里。岩性以细粒花岗岩为主,少量花岗斑岩及正长岩,呈小岩株、岩瘤状产出,少数为岩墙状,常出现于第三次黑云母花岗岩内或附近,共同组成复式岩体。其中面积大于10平方公里有前坂、蒋屋、葫芦岭、庄灶岩体,前坂岩体最大达67.2平方公里。花岗斑岩见于闽侯广坪、漳平洛阳等地,正长岩分布于屏南康里、漳平封候、政和铁山等地。
4.燕山晚期侵入岩
燕山晚期岩浆侵入活动十分强烈,岩体出露总面积7569.4平方公里。仅次于燕山早期。按与地层的关系,划分为两个阶段,即早白垩世和晚白垩世侵入活动。
(1)第一阶段侵入岩
这阶段岩体占燕山晚期侵入岩面积的99.93%,主要分布于福安-南靖断裂带及其以东的中生代火山岩区内,宽约90~100公里,长约540公里,南、北延入广东及浙江,为环太平洋花岗岩带之内带组成部分。岩石类型复杂,包括中基性(少量超基性和基性)、中酸性、酸性及超酸偏碱性岩类。它们常呈复式岩体产出,先后关系清楚,如福州复式岩体,从老到新由宫山、南屿、涧田等基性-中酸性岩体,福州、丹阳花岗体和魁岐、旗山、笔架山等钾长花岗岩、钾长花岗斑岩组成,为一个较完整的岩浆演化旋回的产物。它们常与早白垩世火山岩伴生,具有相同的岩石类型和演化特点,同属钙碱性岩浆系列,是同源岩浆不同活动方式的产物,根据侵入顺序可进一步划分四个侵入次。
第一次,基性、中性、中酸性岩,出露面积1887.7平方公里。岩体呈北东向延伸,且受北东向断裂带控制,多产于多组断裂交汇处及其附近,少量岩体呈北西向。主要岩石类型有辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩及花岗闪长岩。中酸性岩体为本次侵入岩的主体。另外,莆田长基尚有小面积的超基性岩。基性、中性岩均呈小岩株及岩瘤状产出,单个岩体面积小于3平方公里;中酸性岩体以中、小岩株为主,面积一般为3~30平方公里,大于30平方公里的岩体有和溪、蓬壶、洋中、永春、埔埕等岩体,100平方公里以上的有长泰、仙游岩体。
超基性岩:见于莆田县西北8公里长基一带,处于北东向断裂带与东西向断裂带交汇附近的北侧。由十余个长轴呈北东向排列的岩体组成,总面积0.91平方公里。总体呈北东向展布并向南东缓倾斜的似岩床状岩体,平均厚约70米,岩体经受了强烈蚀变作用,原岩斜辉橄榄岩多变为蛇纹岩(占25%~30%)、滑石岩(占36.2%)、透闪岩(占38.5%)等。蛇纹岩集中于岩体的中部和下部,透闪岩位于上部,滑石岩则出现在边部。
基性-中酸性岩:基性岩有桃花山、蚮前山(原地名岱前山)、官山、花厝等10余个小岩体,主要分布于长乐—东山断裂带的中段,岩体分异明显,往往有两个以上的岩相,均以辉长岩为主体,如桃花山岩体由橄长岩、辉长岩、角闪辉长岩及暗色闪长岩组成。
中性岩,包括辉石闪长岩及闪长岩。有延石山、高东坑、霞碧、南屿等岩体,零星分布于长乐—东山断裂带和福安—南靖断裂带附近。岩石为灰黑、深灰色,具细粒半自形柱粒状结构。
中酸性岩,有埔埕、洋中、列市、古爽、仙游、文洋、杨梅山、和溪、蓬壶、长泰、美西、葛畲等岩体。岩性主要为花岗闪长岩、石岩闪长岩及石英二长岩,它们在同一岩体内可相互过渡,如埔埕岩体以石英闪长岩为主,可相变为闪长岩及石英二长岩;逢壶岩体以花岗闪长岩为主,向北相变为二长花岗岩及花岗岩,相带发育而不对称。岩石为灰、灰白色,具中细粒半自形柱粒状结构或中细粒花岗结构。第一次侵入之基性-中酸性岩之时代,据钾氩法年龄值为97.2~116.0百万年,相当于早白垩世末期,侵入最新地层为石帽山群据此其形成时代为早白垩世末期。
第二次,二长花岗岩、花岗岩,本次侵入岩为燕山晚期规模最大的一次,出露面积2477.8平方公里。二长花岗岩有丹阳、顶城、古农、鹤塘等岩体;花岗岩有福州、永泰、太武山、四都、太向岭及化蚊等岩体。它们主要分布于福安—南靖断裂带及其以东沿海地区,多产于各组主要断裂带及相互交汇处附近,受断裂带控制明显。
第二次二长花岗岩及花岗岩的时代,据单矿物钾氩法年龄99~126.8百万年,侵入地层为南园组、坂头组及石帽山群,且被佛昙群不整合覆盖(太武山岩体),故其形成时代为早白垩世末期。
第三次,晶洞钾长花岗岩和晶洞花岗岩,分布于东部中生代火山岩区内,濒海分布,大小岩体近百个,为燕山晚期规模较大的一次,出露面积2168平方公里,占燕山晚期侵入岩面积28.6%,占全省侵入岩面积5.38%。按岩体的特点和分布规律可分为两个北北东向的岩体亚带:东带为太姥山—鹭峰山岩体带,濒闽东北海岸分布,由北向南有太姥山、三沙、三坪、太子帽、魁岐、乌岭、南阳、鹭峰山等岩体;西带即竹洲—乌山岩体,分布于福安—漳州—诏安—线,有竹洲、赤路、方壶山、何岭、平塔、新村、白石山、金刚山、乌山等岩体。另外,沿松溪—宁德北西向断裂带、闽江口—永定北东东向断裂东段、漳平—仙游东西向断裂带东段亦有少量岩体分布。部分岩体受火山构造控制,如乌岭、南阳等岩体位于火山机构中心或附近。单个岩体一般呈中、小岩株产出,少数岩体为大于100平方公里的岩基,如白云山、乌山、金刚山等岩体。
魁岐岩体达284平方公里。岩体内水平或缓倾层状节理发育,平直且延伸长,地貌上常呈陡峻的孤峰、悬崖,山势雄伟壮观,如福鼎太姥山、福州鼓山等。岩石以普遍含晶洞构造和具显微花斑结构为特征,晶洞分布不均匀,多出现于岩体的顶部的内部,边缘较少,西带部分岩体(赤路、苦坑仔等)不含或局部含少量晶洞。晶洞大小不一,洞径一般0.2~2厘米,大者30~50厘米,呈圆腔状、长条状、不规则状等形态,局部密集呈串珠状分布。晶洞内有水晶、钾长石、少量萤石等矿物,部分岩体还可见白云母、石榴子石、钠闪石、霓石等矿物中一种或几种矿物晶体。1988年在福州地区1:5万区调中,首次应用单元一超单元填图法对魁岐岩体进行调查研究,查明该岩体是一个由钙碱性向碱性方向演化的有5个脉动侵入次组成的复式岩体。
第三次晶洞钾长花岗岩之时代,据单矿物钾氩法年龄91~115百万年,方壶山晶洞钾长花岗岩侵入云山石帽山群上部之钾长流纹岩(全岩钾氩法年龄107.2~108.3百万年),而岩体钾长石钾氩法年龄106.4百万年,说明岩体略晚于石帽山群,形成于早白垩世后期。
第四次,浅成斑岩类,为燕山晚期第一阶段最末一次侵入活动,多为浅成侵入体,规模小,出露面积1017.88平方公里,占燕山晚期侵入岩面积13.45%,仅占全省侵入岩面积2.52%。主要分布于东部中生代火山岩区,其它地区也有少量。其岩性为花岗斑岩、细粒花岗岩、石英正长斑岩及石英斑岩等岩体,以花岗斑岩体为主,占本次岩体面积的76.84%,岩体多呈岩墙及脉状产出;细粒花岗岩呈小岩株及岩瘤状产出。
第一阶段各次侵入岩的同位素地质年龄为100百万年左右,但它们之间的先后顺序清楚,而且常组成复式岩体,如福州复式岩体中,涧田花岗闪长岩被福州花岗岩侵入,福州岩体又被魁岐晶洞钾长花岗岩侵入,魁岐岩体又被笔架山岩体侵入。这些反映了岩体侵入顺序与岩浆演化方向(由偏基性向超酸性)是一致的。
(2)第二阶段侵入岩
仅有花岗斑岩,出露面积26平方公里。分布于沙县东南南坑仔之沙县组红色盆地边缘附近,另外上蓝溪一带之北西向断裂带附近,有下大山岬、存柏顶、水井街三个岩体。下大山岬岩体呈小岩株,其它呈北西向岩墙产出,围岩为燕山早期岩体及上白垩统沙县组和赤石群,下大山岬岩体南部见其呈小岩枝侵入赤石群灰白色凝灰岩中,使围岩具角岩化,内接触带具有与接触面平行的流动构造,并有捕虏体。
第二阶段侵入岩之时代,据下大山岬岩体侵入赤石群,水井街岩体侵入沙县组;另外,据前者岩石学、岩石化学、稀土元素等特点,与第一阶段的笔架山花岗斑岩相似。因此,本阶段可能为第一阶段岩浆活动局部延续的结果,推测其时代为晚白垩世末期。
5.喜马拉雅期侵入岩
该期岩浆活动规模小,出露面积仅21.8平方公里,岩性有辉长(玢)岩和辉绿(玢)岩,少量橄榄粗玄岩等基性岩体,分布受断裂控制,呈小岩瘤、岩墙状产出,单个岩体一般小于0.5平方公里。西部有下登源、光泽、苏湖岩体;中部有林口、涌沶、石井顶、茅坪、草仔山等岩体;东南部有大石山、南山等岩体。
辉长(玢)岩为涌沶、石井顶、光泽、大石山等岩体,深灰绿、灰黑色,辉长结构,大石山岩体具斑状结构。
辉绿(玢)岩为茅坪、草仔山、四方山等岩体,深灰绿、灰黑色,辉绿结构,由斜长石60±,An=52-63之拉长石、普通辉石35±及少量石英或黑云母组成。
第四节 变质岩
福建位于华南变质区东部,有区域变质岩、接触变质岩,其中以区域变质岩(包括混合岩)分布最广,出露面积2.7万平方公里左右,约占全省五分之一强。变质地层包括元古界麻源群至上侏罗统南园组。据《福建省区域地质志》,区域变质时期可分为加里东、印支和燕山三个时期。
福建变质岩属华南变质地区(一级变质单元)的一部分,据三个时期变质岩系的分布及其变质作用类型,划分为三个二级变质单元即:闽西北加里东变质地带、闽西南印支变质地带、闽东南沿海燕山变质地带。在同一变质地带中,据其原岩建造的差异,再划分为四个三级变质单元即:崇安宁化变质岩带、松溪南平变质岩带、福清云霄变质岩带、平潭东山变质岩带等四个单元。福建变质矿产较丰富,有铁、铜、铅锌、晶质石墨、硫铁矿、稀土、稀有金属、金,等等。
本世纪初,不少学者对福建的地质构造进行过调查,多侧重于矿产及地层层序、时代以及花岗岩等,而对变质岩的研究较少,仅对变质时代的归属作过不同程度的探讨。50年代以来,尤其是中比例尺的区域地质调查工作的开展,在变质地质学和岩石学方面逐渐积累大量资料。1:20万永安幅(1965)和建瓯幅(1974),前者在大田大合地区中下石炭统变质岩划分石英-钠长石-绿帘石-黑云母和石英-钠长石-绿帘石-铁铝榴石两个亚相,后者将在建瓯群划分为绢云母、二云母和黑云母等三个矿物带,1970~1972年,1:20万长汀、上杭和光泽等幅确定了各测区混合岩类的存在,并详细地阐述其空间分布和岩石学特征。如竹洲岩体及其外围,划分混合花岗岩、眼球状混合岩、条痕状混合岩和混合质变质岩等混合带。对出露于东南沿海的变质岩系,最初被认为是华夏古陆一部,1963年1:100万福州幅地质图亦将其时代定为前震旦纪,1962年刘征瑞提出其中某些岩石与中生代火山岩可以对比,但一直未作系统研究,1974年经漳州、东山幅区调,初步查明是一套燕山期动力变质杂岩,原岩为上三叠统-侏罗系砂泥质岩和火山岩,并划分三个混合岩区及五个混合岩带。1976年1:20万泉州、福清等幅,在这方面也有许多论述。1977年福建地质三队通过对1:5万迪口、夏道幅区调,将龙北溪组绿色片岩恢复为细碧角斑岩系火山岩及泥灰岩类。变质作用较为系统的研究,主要开始于闽东南沿海变质地带的专题调查。1978年以来,省区调队与长春地质学院、南京大学地质系协作,进一步作了全面的调查。《福建省区域地质志》和《中国变质图》(福建省部分),从变质地质学的角度分析研究各期变质作用的基本特点,首次提出福建省区域变质作用时期和变质单元的划分。
一、加里东期变质岩及变质作用
福建加里东期变质岩主要分布于闽西北,闽西南因覆盖而呈断续出露,闽东仅有零星出露。变质地层包括元古界麻源群和震旦系,下古生界寒武系和奥陶系,其上被上泥盆统天瓦〓组不整合覆盖。据其变质地层分布与变质类型,划分闽西北加里东变质地带,隶属于华南变质地区的次级单元,邻接浙、赣、粤各省,其东界北起政和,往西南经尤溪梅仙,再往南即被中生界覆盖,大致以松溪花桥—三明岩前一线为界,西部为崇安—宁化变质岩带(以下简称崇安岩带),东部为松溪—南平变质岩带(简称松溪岩带,下同),二者呈过渡关系。
(一)崇安—宁化变质岩带
该带北起浦城官路,往西南经崇安、邵武、宁化,延入闽西南,呈北东向带状展布,福建境内长350公里以上,最宽约140公里。
1.变质岩及其原岩建造
崇安岩带变质岩的岩石类型较全,有变粒岩、片岩夹大理岩、石墨片岩及斜长角闪岩,变质浅者为变质砂岩、千枚岩和变质火山岩等类。地层包括麻源群、吴墩组、楼子坝群、丁屋岭组、南岩组、黄连组和寒武至奥陶纪等地层单位,其原岩建造为:麻源群为片岩—变粒岩组合,属火山砂泥质(陆屑)建造;下震旦统吴墩组为黑云斜长(二长)变粒岩夹云母(石英)片岩组合,楼子坝群为变质砂岩—千枚岩组合,二者均属杂碎屑岩建造;丁屋岭组在闽西北为变粒岩组合,属火山砂泥质复理式建造,闽西南为变质钙质砂岩—硅质岩组合,属含硅钙砂泥质复理式建造;上震旦统在闽西北为变粒岩、浅粒岩组合,属含火山钙硅砂泥质复理式建造;闽西南南岩组和黄连组为千枚岩-硅质岩组合,属硅质砂泥质复理式建造。寒武—奥陶系为变质砂岩—千枚岩组合,属硅质砂泥质复理式建造。在闽西北尤其是浦城-洋源隆起西侧,有强烈的火山喷发,火山岩属钙碱性系列,反映该区地壳具有较大的活动性和较高的热流值,为变质作用和混合岩化作用奠定基础。
2.混合岩化作用
崇安岩带混合岩化作用甚为强烈,混合岩分布广泛,混合质变质岩、混合岩和混合花岗岩在空间上构成带状分布的混合岩化带,自西北向东南有三个北东向展布的混合岩带。
光泽新甸-华侨混合岩带,位于福建西北部,其东北和西南两端延入江西,长60公里,宽4~15公里。分带性明显,以混合花岗岩为中心,其两侧渐变为条痕、条带混合岩及混合质变粒岩。
建阳黄坑-建宁客坊混合岩带,位于崇安-石城断裂带的西北侧,长180公里,宽15~25公里,分带性较差,主要由混合质变质岩和混合岩组成。混合花岗岩呈小岩瘤分布于混合岩中,或直接与混合质变质岩接触。
浦城官路-泰宁儒坊混合岩带,沿崇安-石城断裂带分布,长260公里,最宽达45公里,分带性明显,以混合花岗岩为中心,向两侧渐变为混合岩至混合质变粒岩。
3.变质作用类型
据崇安岩带的地质特征,并参照董申葆教授划分方案,该带应相当于低压过渡型的区域热流动力变质作用。
(二)松溪—南平变质岩带
松溪岩带北起松溪渭田,往南经政和、建瓯、南平,延至尤溪梅仙,呈北北东向带状展布,西邻崇安岩带,东南部被中生代火山岩覆盖,省内长200多公里,宽50公里左右。
松溪岩带变质岩石为云母石英片岩、变粒岩、绿片岩、角闪岩、石英岩及大理岩。地层包括麻源群、迪口组、龙北溪组、上震旦统-下古生界等地层单位。其原岩建造:麻源群为变粒岩-二云石英片岩组合,属火山砂泥质(陆屑)建造;迪口组为黑云斜长(二长)变粒岩、二云斜长变粒岩组合,属复碎屑岩建造;龙北溪组为石英岩-大理岩-绿片岩组合,属细碧角斑岩建造;上震旦统-下古生界为片岩、变粒岩夹石英岩、大理岩组合,属火山砂泥质复理式建造。从建造类型及其分布可知,自震旦纪以来,本岩带的大地构造环境与崇安岩带差异较大,龙北溪组发育钙、镁、硅、泥质的细碎屑-化学沉积及细碧角斑岩系,并伴有基性、超基性小岩瘤,说明其地壳已具过渡性质。
松溪岩带混合岩化作用的强度和分带性,均较崇安岩带逊色,混合岩分布零星。其岩石有混合质黑云斜长变粒岩、条带状混合岩、条痕状混合岩及眼球状混合岩等。
二、印支期变质岩及变质作用
该期变质岩主要分布于闽西南坳陷带,北至三明、明溪,向南延入广东境内。此外,在闽北将乐、光泽杨家及闽东福鼎南溪、长泰钟魏等地也有零星出露。卷入变质作用的地层,包括上泥盆统天瓦崃组至中三叠统,而闽北加里东期变质岩也或多或少受印支期变质作用所波及,产生退化变质作用。印支期变质作用普遍微弱,原岩矿物成分和结构基本保留,主要为碎屑岩、碳酸盐岩、含煤碎屑岩及硅泥质岩建造。在政和—大埔断裂带附近,出现不稳定型建造,如大田前坪地区为变质砾岩、砂岩组合,原岩为含长石石英岩或含长石砂泥质岩;德化阳山矿区为条纹状变质粉砂岩、细砂岩、千枚岩(夹数层变质火山岩)组合,可能属过渡型杂碎屑岩建造。福鼎南溪中—下石炭统为浅变质粉砂岩—砾岩(夹透镜状灰岩及酸性熔岩、凝灰岩)组合,发育复理韵律及象形印模,属含火山砂泥质复理式建造。印支期变质岩的原岩总的属滨海—海陆交互相碎屑岩、碳酸盐岩及含煤碎屑岩建造。
三、燕山期变质岩及变质作用
闽东南沿海燕山期变质岩主要分布于长乐—东山断裂带及其两则,构成狭长带状的变质地带,北起马祖岛,南经平潭、福清、晋江、金门、东山,延入广东南澳岛,西与未变质岩石相邻,向东没于海域。全长400余公里,宽38~58公里。大致以长乐—东山断裂带为界,分为福清—云霄和平潭—东山两个变质带(以下简称西部岩带和东部岩带),活动性东强西弱,为不同的地质构造环境。出露的变质地层,主要为上三叠统-侏罗系及部分下古生界。
(一)变质岩及原岩建造
该带的变质岩石,西部岩带为变质砂岩、千枚岩和片理化火山岩、糜棱岩化黑云母花岗岩、片岩、变粒岩和浅粒岩。
西部以千枚岩、千枚状粉砂岩和变质粉砂岩为主,夹变质凝灰质砂岩和凝灰岩,原岩为砂岩、粉砂岩,夹火山碎屑岩,属含火山物质的碎屑岩建造。上部(长林组和南园组)以片理化火山岩为主,夹变质砂岩及千枚岩,原岩为以流纹质及英安质、安山质火山岩及火山碎屑岩,也有部分正常沉积岩,属陆相中酸性火山岩建造。总之,西部岩带变质岩的原岩特征,与省内其它地区的晚侏罗世火山岩基本相似。东部为片理化变质火山岩类、糜棱岩化花岗岩及碎裂花岗岩。
(二)混合岩化作用
混合岩在东部岩带广泛发育,从复式背形核部向两翼,由混合花岗岩—混合岩—混合质变粒岩依次递变,构成对称的强度分带。
福清官下—晋江宝盖山—东山岩雅混合花岗岩带:沿复背形核部断续出露达300公里,呈北东向延伸,为东部岩带的混合中心,以晋江宝盖山地区最宽约10公里,往两端变窄。主要岩石有:混合二长花岗岩、混合花岗闪长岩和混合花岗岩。
福清沙埔—晋江灵秀山—东山坑北混合岩带(简称西混合岩带)和平潭上楼—晋江金井(简称东混合岩带):两个带分别居于混合花岗岩带两侧,对称分布,在构造上属复背形的翼部,受后期岩体破坏及海域分隔,出露较断续,宽5~8公里不等。主要岩石为条带(条纹)状混合岩、似文象揉皱状混合岩、条痕状混合岩、片麻状混合岩。有时也有混合花岗岩,构成局部的小型混合中心,形成“带中有带”的分布格局。
福清赤礁—晋江石刀山—东山建宅混合质变质岩带:在西混合岩带西侧,出露零星,仅见于赤礁、石刀山、建宅三处,一般长10~20公里,宽3~4公里,范围基本与高绿片岩相吻合。岩石以混合质黑云斜长变粒岩为主,部分为混合质黑云角闪斜长变粒岩。夹较多的变质火山岩残留体,其混合岩化方式以脉体的注入为主。
第五节 地球物理、地球化学
一、地球物理
(一)区域重力场
福建属于中国东部重力场的平稳区。主要由浙闽粤区域重力低值区和沿海次级重力梯级带组成。根据布格重力异常场的特征,可将全省重力场分成:闽东沿海重力梯级带、屏南重力低值区、连城区域重力低值区和建瓯区域重力高值区。利用统计方法对重力异常特征线及重力异常源的底界深度进行探讨,表明重力异常特征线方向以北东向为主,北西向次之。推断异常源底界面深度一般小于12公里。
岩石密度,全省测定5.37万块各类岩石标本的密度,经过统计整理,全省密度为:东部火山岩区,平均密度值为2.60g/cm³;闽西北变质岩区,平均密度值为2.65g/cm³;闽西南沉积岩区,平均密度值为2.61g/cm³。岩石密度纵向分层,全省岩石圈结构,大致可分为上地壳、中地壳、下地壳和上地幔四层,层间存在着明显的密度差异。上地壳又可细分力三个密度层。福建岩石圈结构总体有5个密度界面。其中,下地壳与上地幔之间(莫氏面)的界面起伏或断裂,在地表重力测量中,能明显地在区域重力场中得到反映。如闽东沿海梯级带,其主要原因就是下地壳与上地幔之间(莫氏面)发生倾斜和断裂所引起的。
推断断裂构造及深部构造单元划分,依据重力场的特征,划分为切穿莫霍面的深断裂6条,切至地壳中下层的大断裂13条,切至地壳上层的一般断裂14条,共33条,揭示出全省的基本构造格架。福建基底构造具有“东西分带、南北分块”的格局,。以福鼎—莆田—诏安为界,东部以上地幔隆起为特征,西部为上地幔坳陷。在东西分带的基础上,以建宁—仙游构造带为界分为南北两大块体。南地块上地幔纵波速度为7.9km/s,有低速层,天然地震频繁,热泉多,地温梯度每百米可达14℃。北地块上地幔纵波速度为8.1km/s,无低速层,天然地震少,热泉少见,地温梯度每百米仅2℃。
全省构造单元的划分,根据重力场对福建深部构造单元的划分,结合地质、航磁等资料,全省地质构造单元的划分是以福安—南靖深断裂为界,分为闽东火山断坳带和闽西褶皱带两个一级构造单元;在闽东火山断坳带内,以长乐-南澳深断裂为界进一步划分为闽东沿海变质带和福鼎—云霄断陷带两个次一级单元;在闽西褶皱带内,以崇安—清流深断裂为界,划分为闽中褶断带和武夷山脉隆起带两个次一级构造单元。闽中褶断带是福建省的主体部分,其内部受北西向及南北向深断裂分隔,可细分为四个更次一级的构造单元。
(二)区域磁场
福建省东西部区域磁场有明显差异,西部磁场弱,平缓起伏,正负相间,呈条带状排列。东部磁场强、变化大、正负值频繁交替,起伏剧烈,环状异常多。两种不同的磁场特征,反映了东西部不同的地质背景和岩类组合。
航磁△T资料经预处理(化极上延20公里)得到的区域磁场特征是:以东径118°30′为界,以东为正磁场区,有政和磁异常带和永泰磁异常带。118°30′以西为3条正磁异常和2条负磁异常带相间排列,即漳州正磁异常带、大田—永定负磁异常带、永安—上杭正磁异常带、沙县—连城负磁异常带、长汀—泰宁正磁异常带。
福建地层的磁性均一性较差,磁性主要与岩性有关:上元古界—下古生界的区域变质岩大部分为无磁—弱磁,仅局部有磁性;下古生界-中生界的沉积岩多数无磁性;中生界火山岩磁性变化大,酸性火山岩及火山碎屑岩从无磁性到强磁性,中性、中酸性火山岩-般为中等磁性。航磁反映的区域构造有5组28条,其中对基底构造影响最强烈的是北东向和北西向两组。
(三)地壳的速度结构
根据爆破地震,福建地壳可分为上、中、下3层结构,有7个速度层。上地壳分3层,中、下地壳各分2层。全省平均地壳厚度为31.5公里,平均速度6.3公里/秒。上地壳厚度10.6公里,平均速度5.94公里/秒;中地壳厚度11.3公里,平均速度6.3公里/秒;下地壳厚度9.6公里,平均速度6.76公里/秒。以建宁—湄洲湾一线为界,北部,上下地壳速度界面存在剧烈起伏,上地壳上部平均速度〓P较大(5.7~7.9公里/秒)。中地壳第四、第五层间差别小,局部出现低速层。下地壳为梯度层,平均速度〓P变化大(6.83~7.01公里/秒);南部,上下速度界面起伏平缓,下地壳平均速度小于北部。
(四)深部电性结构
根据大地电测深(MT)曲线类型,在岩石圈内可划分为KHK型(五层),它们是中低阻表层、地壳高阻层、壳内高导层、壳幔高阻层、上地幔高导层等。用上地幔高导层值计算得出福建南部软流层顶面埋深(即岩石圈厚度),福建东南部岩石圈厚度一般为100公里,福建东部同安、莆田一带软流圈顶面存在大于180公里的深凹陷,在永春-南靖一带存在北东向狭窄隆起带及福州华安局部隆起(为60~90公里),福建西部为宽缓隆起,轴部在永安附近。
二、地球化学
(一)测量分析
1959~1977年,完成全省1:20万土壤金属量测量,面积11.9万平方公里,采集土壤测量样品44.7万件。样品测试分析采用光谱半定量分析,根据区域化探灵敏度和精度要求,确定铜、铅、锌、锡、铬、钒、镍七元素为成图元素。1978~1979年间编制完成1:20万福建省土壤地球化学图及说明书,计22个图幅。在此基础上,1980~1981年,省区域地质测量队补充收集邻省8个1:20万图幅中的福建省所辖地域的土壤地球化学资料,编制成1:50万福建省地球化学图及说明书,1982年省地质局进行评审验收。该项研究表明,全省铜等七元素土壤地球化学丰度(表1-14),闽西北变质岩区铜、铅等七元素丰度均大于全省平均丰度值;闽西南沉积岩区除铬、钒、镍、铜元素丰度较高外,铅、锌、锡元素丰度较低;闽东火山岩区铅元素高于全省丰度值,锡元素丰度与全省丰度相近外,其余元素丰度小于全省丰度值。
全省共圈定土壤地球化学组合异常884处。其中Ⅰ类异常115处;Ⅱ类异常260处;Ⅲ类异常498处;Ⅳ类异常11处。编制了土壤地球化学找矿预测图。
1980~1990年,进行全省1:20万水系沉积物测量,采样面积12.56万平方公里,采样密度每平方公里个点,利用水系沉积物(河流、湖塘、滨海底积物)为样品,采样总数32424个。分析39种元素。分析测试采用多种先进的技术方法,如X荧光光谱分析Si、A1、等25个元素;原子萤光方法分析As、Sb、Bi、Hg;催化极谱法分析W、Mo;化学光谱法分析Au;原子吸收法分析Ag等。工作过程中执行地矿部制定的化探扫面质量监控系统,保证了测试数据的可靠性,精度达到国内领先水平。其中Au、Ag均达到l×l0⁻⁹,其它元素为10⁻⁶。
首批对铜、金等十元素的资料进行综合整理及分析研究。Cu、Au等十元素背景值如下表(表1-15)。
与地壳丰度对比,水系沉积物中Ag、Bi、Pb、Sn、As为明显富集元素,Cu、Au显著贫化,Zn、Sb、Hg的含量大致相同。
(二)地球化学分区
全省分为四个地球化学区:闽西北Cu、Zn、Sn地球化学区,Cu、Zn、Sn背景值分别为11.17、77.0、4.92(均为l×10⁻⁶),而As、Sb相对贫化,该区又可细分为三个小区;闽西-闽东南Ag、Pb、Bi、As、Sb地球化学区,银、铅、铋、砷、锑含量普遍较高,背景值Ag0.105,Pb43.0,Bi0.446,Sb0.274,As3.62(均为l×10⁻⁶),该区又可细分为3个小区;滨海Au、Cu、Hg地球化学区,Ag、Pb背景值明显贫化,Cu、Hg、Zn相对富集,其背景值分别为Cu10.63、Hg0.063、Zn78.8(均为l×10⁻⁶),该区可分为两个小区。这三大区域构成福建省的主体部分;第四区为零星分布、呈断续盆地状的第四系景观地球化学区。主要为冲洪积和海积层,分布在福州、长乐、莆田、泉州、厦门、漳州、漳浦等一些滨海地区。
全省共圈定单元素异常6156个,综合异常287处。划分两个铜-多金属成矿远景带,10个成矿远景区,14个重点综合异常。
第六节 海洋地质
福建海域辽阔,地理纬度大约为北讳23°37′~27°10′之间。0~200米海水等深线海域面积约13.6万平方公里。福建海域属太平洋边缘海之东海的西南的一部分。海域西界为福建海岸;东界(东北部)为冲绳海槽,东界(东南部)以台湾海峡与台湾省西海岸相邻,北界与浙江省海域相连;南界与广东省海域相接。海域长约535公里,宽度各处不一。海域的中部至南部是北北东向的台湾海峡,南北长约380公里,海峡最窄处130公里,海峡面积80300平方公里。
台湾海峡的现代调查最早的是民国18年(1929年)矢部、田山,著有《台湾海峡海底地形的研究》,1959~1960年中国科学院南海海洋研究所对南海北部进行综合调查,北界为北纬23°30′,东经117°30′,包括海峡西南的一部分。1961年,新野弘和K.O.Emery自东海至南海采集部分样品,并结合海图资料,编制海底沉积物图,著有《东中国海和南中国海浅海部分的沉积》,认为台湾海峡中部砂粒级碎屑可能是残留的更新世沉积。1961~1964年,中国科学院华东海洋所和福建省科委海洋所协作,对福建海岸带水下岸坡区进行沉积物和地形调查。
1975年,福建省水产研究所与中国科学院海洋研究所协作,对闽南—台湾浅滩鱼场进行地形及底质调查。北界为北纬24°00′,东界118°30′。1977年国家海洋局第二海洋研究所在收集海图及以上资料基础上,编制台湾海峡地形、底质图。1983~1984年,福建海洋所在台湾海峡中北部海域进行沉积调查面积26000平方公里。1984~1985年,国家海洋局第三海洋研究所在台湾海峡西侧海域进行沉积物调查,面积4万平方公里。1984年,国家海洋局第三海洋研究所在福建沿岸海域进行沉积调查,面积8600平方公里。1981、1985及1987年间,地质矿产部第二海洋地质调查大队,在台湾海峡西部海域进行了三次地球物理综合概查,总长1835公里,首次在台湾海峡发现九龙江、晋江二个坳陷。1989年6~8月和1990年6~7月间地矿部第二海洋地质调查大队,又分别对台湾海峡中西部福建海域的晋江凹陷和九龙江凹陷,开展了石油地质普查和详查工作。以地震方法为主,普查测网4×8公里,详查测网1×2公里,覆盖面积约14500平方公里。与此同时地矿部广州海洋地质调查局与福建地矿局共同开展油气条件研究,估算两盆地资源量为2.9亿吨。
1986年,福建省海洋研究所与中科院南海海洋研究所对台湾海峡西部开展地震测量1134公里和重力、磁力地球物理调查。1990年福建省海洋研究所与中国海洋石油开发公司在九龙江凹陷进行地球物理调查。一、近代海岸地质作用
(一)全新世以来海岸变迁
早全新世,气候较暖,随着全球性第四纪末次冰川的消溶,全球海面不断上升。距今1.2~0.95万年,沿海由于海面上升及地壳下降而再次遭受海侵,平均海面约-11米,海岸线比当今略偏东。距今8000年,海平面有上下波动。
中全新世,早期海面迅速上升,距今约7500年是全新世最大海侵,最高海面5~10米,海水顺江河入侵内陆,岸线位于当今海岸以西数公里至10公里。距今6000年新构造断块差异升降运动,使部分岸段海水退出,平均低海面约-5米;晚期,大约5400~3100年,海面略有上升,高海面约4米,海陆交接地带发育泥炭层及贝壳堤,海岸线比当今略偏西。随后海退,低海面约-7米。
晚全新世,系指2500年以来,近代河床经侵蚀复又堆积,滩涂也发育,海面基本稳定,但也有升有降,变化频繁,最后一次海退在1400~700年间。
福建中部地区沿海大部分平原是近千年以来形成的,如兴化平原,隋朝时仍是一片汪洋大海,宋朝(1127~1279年)时,潮水可达莆田南山脚下,并沿木兰溪上溯仙游灵坡。
(二)地震
历史上地震主要在泉州地区沿海外侧(1604年8.0级大震)、金门海外(6.1级)、东山—南澳(7.3级)等地发生。1971~1985年16年间的2~2.9级的微震多达883次,震中的3/5分布在近海地区。地震震源深度浅是本省地震与台湾地震区别之一,陆上一般局限于15公里以内,漳州小震群震源深度6~11公里,海域震源深度在30公里内。
(三)地表热显示
福建沿海现代海湾和一批岛内海湾,呈现低温显示。如同安湾、杏林湾,厦门钟宅湾均出露地表的温泉(<45℃)和热泉(>45℃),地理位置上与地震带重叠。与台湾地热产出的地质与地理背景相似。
(四)海蚀作用
北起福鼎南至诏安的海岸带及众多的岛屿,普遍发育海蚀作用,海蚀崖、海蚀洞、海蚀柱、海蚀平台、海蚀谷、海蚀穴,普遍可见。
二、近代海洋沉积与海底底质
(一)底质类型
海底表层主要为砂质及泥砂质组成,可分为粗颗粒、粗细混合及细粒沉积。
粗颗粒沉积:包括粗中砂、中细砂、细砂、贝壳砂等。粗中砂分布在24°40′以南的海峡中部、南部及闽江口、九龙江口三角洲前缘部位,中细砂、细砂分布在海峡中部的海域中央。粗中砂主要分布在台湾浅滩及其以南地区,粗中砂,黄褐色,含砂量85%以上,成分以石英为主,呈黄白色。中细砂及细砂(含贝壳砂):分布在海峡中南部及东北部海域。东北部闽江口外及以北区,以细砂为主,砂为杂色,含较多的火山岩碎屑。中南部海峡中央的细砂及中细砂为灰色、灰黑色,局部有较多的贝壳碎屑及有孔虫。
粗细混合沉积:包括粉砂质砂、泥—粉砂质砂、泥—砂质粉砂、粉砂—砂质泥。这类沉积主要分布在海峡中北部。
细砂沉积:由含砂量很少的粉砂与粘土组成的沉积物,包括泥质粉砂和粉砂质泥二种。
此外,海区的局部地区底质为砾石与基岩。砾石质粗砾度沉积分布在龙海至东山及台湾浅滩与澎湖台地等地,由酸性及中性火成岩及少量石英砾石组成,粒度大小不一,一般近岸较粗(几厘米至1米左右),形成潮间带砾滩与水下砾滩。远海岸者较细。基岩海底可能为大陆岛在海浸中未被沉积物覆盖的残丘。
(二)底质的矿物
最主要的矿物为石英,其次为镁绿泥石、斜长石、水云母、海绿石,还有方解石、石墨、琥珀、蛋白石、贝壳、植物碎屑等。重砂矿物主要集中在0.63~0.12毫米粒级内。分布广泛,含量较高的有绿帘石、角闪石。其次是磁铁矿、辉石、黑云母、白云母、绿泥石,再次是赤铁矿等。含量不高,分布不普遍,有钛铁矿、白钛石、菱铁矿、磷灰石、阳起石等。含量不高,分布不普遍仅局部出现,但在矿物分区上有指示意义,有锆石、电气石、石榴石、十字石、红柱石、兰晶石、黄玉等。
(三)沉积物的元素种类与含量
有机碳及氮、磷元素:有机碳含量范围0.13%~1.2%,平均值为0.57%。细粒级较粗颗粒级碎屑物中碳含量高。全氮含量范围0.02%~0.11%,平均值为0.063%。全磷含量变化范围0.025%~0.073%,平均值0.05%。
碳酸钙、可溶性硅酸盐:碳酸钙含量2.39%~30.57%,平均6.85%。可熔性硅酸盐含量范围<0.50~>0.90mg/g。
常量元素含量(平均值):硅29.44%,钙6.87%,铁3.45%,钛0.38%,锰0.05%,钙2.27%,镁1.08%,其它尚有铜、锌、钴、镍、钒、铬、锆等。
地理分布上有规律:常量元素铝、铁、钛、磷、碳、镁、氮及可溶性硅酸、微量元素钡、钇、铈、铜、锌、钒、铬、钴等,分布在东经119°30′~120°00′,北纬25°20′或24°40′以南的中央地带。稀有元素铌和镍分布呈散状,而钙和锶高含量区,分布在乌丘屿和闽江口外的盆地中。
某些元素的分布与海流有一定关系:海峡中央南部的40~60米水深区,海流较强。铝、锰、钴、铜、锌等赋存于细颗粒的砂泥质中,形成低含量带。
底质的粒度与元素的含量各不相同:粒度由细到粗(泥质、粉砂质、细砂、中砂)其元素含量变化有4种状态。含量由高到低,呈下降态,有铝、可溶性硅酸、镁、钡、铁、钛、锰、钒、铬、钴、锌、锆、磷、碳、氮;含量由低到高,呈上升态,有钙和锶;含量近似、起伏不大,如镧、铈、钇、铌、镍;两端高、中间低,如铜、铍。
陆源区的地质地理特征制约着某些元素的分布:海峡两岸酸性及中酸性火成岩广泛出露,大量的陆源碎屑物从闽江、晋江、九龙江及沿岸陆地搬运到海中,全省年平均人海砂量2015万吨,硅酸盐矿物如石英、长石、云母及锆石,磷钇矿、独居石、磁铁矿、钛铁矿等在近陆的水下三角洲形成高含量区。
(四)沉积时代及沉积相
海域沉积物均为第四系,碳同位素时代测定分为:晚更新世、测年为15335±320年,闽江口外盆地沉积物主要为此时形成。全新世沉积物,在闽江口为5885±130年(表层下170-230厘米)与7630±200年(表层下350~380厘米)。晋江口海域2016±41年(表层下50-80厘米)。
沉积物可分为:三角洲相:它是在海陆交互的过渡地带近河口外,分为河控与潮控三角洲。滨海相又细分为潮间带滨海亚相:以砾石质、砂砾质、砂质海滩为特征,在闽江口以南,高潮线附近尚可见到碎贝壳与砂的沉积,(如平潭大福林、东山陈城等地);近岸滨海亚相:水深0米至15米或20米左右,自北向南,沉积物由细变粗。浅海相:是海区主要的沉积相,分布广泛,水深在20~200米范围内,由陆源碎屑为主的沉积物组成,也有晚更新世的残留沉积物(主要在乌丘屿和闽江口盆地),浅海相沉积物是在比较稳定的地形、水文、物源和亚热带气候等条件下形成的。
三、海区基岩地质
福建海区属中国大陆架上的边缘(陆缘海)海。在整个海区的海水覆盖之下的地壳为大陆型硅铝质地壳,厚度28~30公里左右。大地构造上位于欧亚大陆板块东南缘,东与太平洋板块之菲律宾中板块相连接。所属构造单元在不同大地构造学中划分不一。据其西侧陆地边缘出露前泥盆纪变质岩并只有零星中新生代地层记录所呈现的反差,可推断该区(至少大部分地区)为陆缘断陷带。
海区基岩的地质记录甚少,据陆地、海岛及零星钻孔资料结合地球物理资料推断,海区至少零星存在着前寒武纪及前泥盆纪变质基底地层。前寒武纪的中细粒黑云斜长片麻岩见于海区温东一井,埋深近2000米,原岩碎屑岩经区域变质而成,同位素年龄17亿年,说明区内有中元古代区域变质的基底地层。早古生代与晚元古代地层,据东山岛澳角群变粒岩、片岩中发现奥陶纪微古化石,推断海区较大范围内存在下古生界的变质岩。上古生界至中三叠统存在否尚有争议。类同晚三叠至中侏罗世的海相泥岩和陆相砂岩、粉砂岩的碎屑岩至少在海区南部零星存在,台南盆地与台湾岛上有产双鞭毛藻的侏罗纪地层以及厦门至漳浦分布的地层,均足以得出上述推断。晚侏罗世、白垩纪的火山岩在远离陆岸几十公里海岛上,从北向南均可见到,澎湖钻探见有白垩纪的火山岛。联系磁法资料,在海水覆盖之下的基岩区,可能有分布范围不详的火山岩。
白垩纪的沉积岩在海区呈自北而南楔状体向南部的澎湖地区超覆,由陆相河流湖泊相继而向海相过渡的砂砾岩、砂岩、粉砂岩组成,厚数百米不等。下第三系古新、始新至渐新统下部呈不整合或假整合与白垩系接触,由浅海相碎屑岩夹少量火山岩组成,厚约3000~4000米。白垩系和下第三系是海区主要生油岩系。上第三系广泛分布海区,系浅海相、滨海相的砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层。厚达4000~5000米,具生油岩系,埋藏较深或后期火成岩区有可能达生油门限而生油气。海区上述地层厚薄不一,总体上西薄东厚,南薄北厚,一般达7000~10000米。第四系厚几十米至1000米左右,由松散至半固结状态砂、粉砂、粘土质组成。白垩纪以来的古地形始终是福建陆域为高出海平面的丘陵地区,早期在台湾脊梁山脉的大南澳地区为岛状水上隆为主的地块,构成不对称双向的蚀源区,后期的陆碎屑物主要来自大陆。海峡的形成在于第三纪末脊梁山脉的强烈隆升。
海区的火成岩主要据海岛、地震测深及物探钻探等资料,按照由陆及海,由岛看海,由已知推断未知的思路,晚侏罗-白垩纪陆相酸性及中酸性火山岩分布于海区西部自不待言。新生代玄武岩及火山岩呈面型熔岩层和火山碎屑岩与陡立的隐火山管道口相及上小下大的潜火山岩,广泛存在于海区新生代及其以前的地层与岩石中。海区东部分布较多而西部较少,它们的形成对生油物质的转化及已知油田天然气较多而油较少可能有直接联系。以酸性侵入岩为主的包括中性、基性岩的侵入体,其时代属早、晚侏罗世、白垩纪,它们呈岩株状产出。其中侏罗纪花岗岩类常受左行挤压剪切应力的作用,形成片麻或糜棱岩化的岩石,东山岛陈城和东阵岛的花岗岩即是。喜山期侵入岩多呈小岩体或脉状,包括基性与酸性岩。
前新生代的地质构造资料甚少,据海区北部及西北部陆地存在元古界,以及大南澳群物源年龄10余亿年的零星资料,推断在中晚元古代本海区为范围不详的古陆地带。加里东运动波及本区,可能形成褶皱基底,燕山期以断裂构造为主,有距海岸50公里左右的北东向福建滨海断裂,它与台湾的屈尺潮洲及其向海延展地带的北东向断裂,至少控制着海区南部乃至整个海区裂陷式地堑或半地堑型白垩纪至早第三纪沉积盆地。北东东向的永泰至黄岐、义竹等断裂,北西向的马祖至基隆等断裂,它们延展至海区对盆地内次级凹陷与隆(凸)起的形成与演化均有控制作用。
福建陆缘断陷带在新生代时期,西部陆地持续呈间断式上升与稳定交替的总体上升状态,断陷带总体为下降状态,形成马祖以北的东海陆架、澎湖以北的台湾海峡和嘉义西南的台南等3个斜列的盆地。在上述3个盆地的福建海区的澎湖隆起至观音隆起及其向北东延伸的部位,存在一个比较明显而又不十分连续的北东向地垒状隆起带,该带的东西两侧各有呈串珠状的凹陷排列,西支的凹陷为西薄东厚的半地堑状,东支的凹陷呈清楚的地堑状,沉积物厚度远大于西支凹陷。反映出东西分带的特点,上述一批凹陷和隆起内的次级构造中的背斜构造、断块构造及其他复合类型构造,往往可能是油气圈闭构造。其中九龙江与晋江凹陷均分别圈出十几个平方公里至几十平方公里的局部构造,是油气普查钻探验证的对象。
此外,海区内的南部地壳稳定性较差,不仅台湾东部地震能影响本海区,小震和微震也常发生。
第七节 水文地质
1957年地质部水文地质工程地质局九三二队,在福建东张、东圳水库等地坝址进行勘查工作,1958年在该队基础上组建成福建省水文地质工程地质队,相继开展了区域水文地质调查、农田供水、城市供水、沿海岛屿和半岛供水及地下热水等项勘查工作。省地质局各地质大队为配合矿产勘查开展大量的矿区水文地质工作。
1972~1980年进行全省1:20万区域水文地质调查,完成面积12万平方公里。查明了全省区域水文地质条件和地下水的分布与赋存规律。之后在国家科委的统一布署下完成了全省1:20万沿海海岸带和滩涂资源综合调查,开展全省和各县(市)农业水文地质区划,参与闽江流域规划和沙溪流域规划中的地矿部分调查。还进行了福州、厦门、三明、龙岩、永安、南平等城市地下水勘探工作,不同程度地解决了城市工业及生活用水。地下热水勘查,先后完成福州市、南靖汤坑及漳州市以及厦门杏林、连江贵安、莆田涵江、永泰城关、梧桐等地区的地下热水普查和勘探。还开展了农田供水及沿海缺水城镇的地下水勘查工作。80年代中期开始进行饮用天然矿泉水的勘查工作。一、地下水的形成特征
福建省地形起伏较大,多为山地丘陵,平原及小盆地面积狭小,地质构造发育,第四系沉积物厚度不大,基岩以岩浆岩为主,因而决定了地下水类型主要为基岩裂隙水,其次为第四系松散堆积物孔隙水和碳酸盐岩裂隙岩溶水。其形成条件分述如下:
(一)地下水补给、迳流、排泄
地下水补给来源主要为大气降水,动态变化受季节性影响显著。地下水量仅占降雨量的10%左右。降雨主要呈地表迳流排泄,少量沿裂隙、孔隙渗入地下。
地下水补给来源除降雨外,局部有地表水补给,以及沿海地区的海水补给。特别在大量开采地区地表水和海水补给较明显。此外地表水渗入地下形成地下水经过迳流后又沿裂隙等溢出地表成泉补给地表水。不同含水层之间地下水还存在互补关系。
福建特有的地形地貌,往往将盆地和平原分割开来,地下水自分水岭向低洼处运动,补给地表水,多呈独立的水文地质单元,补、迳、排自成系统。盆地、峡谷集水区,多系就地补给,就地排泄,地下水迳流途径短。地表分水岭亦即地下水分水岭。岩溶盆地内局部地段地下水可跨越地表分水岭而沿构造溶蚀裂隙溶洞运移,其排泄点往往在盆地边缘,以岩溶大泉形成溢出地表。而其它地层则多呈分散小流量排泄构成地表水之源。从地下水长期观测资料得知,一般泉、井流量和钻孔水位均与当地降雨量密切相关;降雨后两三个月内地下水位抬升,水量增大。山区地下水迳流途径短,水力坡度大,水循环交替强烈,水质较好;沿海平原区地下水迳流缓幔,水力坡度小,水循环交替弱,水质矿化度高,局部地区还存有残留海水。
(二)地下水动态变化
地下水动态变化规律受气象、水文、地质构造、地貌及人为因素影响。地下水动态变化的总趋势是:地下水位逐年降低,地下水量逐年减少(表现在泉水流量变化上),这与降雨量和地表水迳流量减少有关,也与森林砍伐有关。从50年代初至80年代初近三十年来,福建省森林覆盖率减少三分之一,河流最枯流量统计,1958~1975年比1935~1957年平均值减少三分之一。
地下水动态变化,还表现在分水岭或补给区变化大,排泄区变化小的特点。如泉流量排泄区平均流量的最大与最小值之比1(岩溶水)至5(基岩裂隙小)倍;分水岭区则为数十、数百倍。水位在排泄区最大变幅在5米,分水岭地区则达数十米。水温最大变幅第四系孔隙水中可达10℃,岩溶水小于10℃。
地下水动态受季节影响变化较大,一般5~9月为高水位期,12月至翌年2月为低水位期。丘陵台地残坡层地下水位根据1960~1962年福州、厦门、莆田、惠安等地观测资料,历年平均埋藏度1~6.57米,一般为7~8米,最深可达10余米。水位变化幅度2~6米。滨海河口平原地下水位根据福州、厦门、东山等地观测资料,历年平均埋藏深度0.4~6米,水位变化幅度1~3米,最大变幅5~6米。海潮对地下水位影响明显,近海边影响大,远离海边影响小,一般海水影响范围150~300米。裂隙岩溶水动态变化:据龙岩1960~1962年和1973年对水塘等上升泉观测资料,泉水流量受大气降水影响明显,枯丰水期变幅相差2~10倍,龙岩地区水位年变幅0.71~9米。(三)地下水化学特征
地下水化学特征受地形、地层、岩性、水循环条件与海水的远近所制约,自西部山区至东部沿海平原地下水pH值6增至8。矿化度自0.1增加至1克/升以上,最髙达35克/升。阴离子分带明显,自HCO₃-C1型,逐步过渡为C1-HCO₃型,再过渡为C1型;阳离子以Na为主,Ca离子次之,灰岩中阳离子多为Ca、Mg。山区基岩地下水化学类型如下:
石灰岩HCO₃(个别HCO₃·SO₄)—Ca(或Ca·Mg)型
第四系HCO₃(或HCCVC1)—Ca,Na或Na·Ca型
岩浆岩HCO₃—Na型
超基性岩HCO₃—Mg·Na型
变质岩HCO₃(HCO₃·SO₄)—Ca·Na型(或Ca·Mg)
煤系地层HCO₃(HCO₃·SO₄)—Ca·Mg(个别Ca·Mg)
红层HCO₃—Ca·Na型(或Na·Ca型)
沿海近海平原主要为Cl—Na型水。全省第四系砂砾层地下水中普遍含铁高,一般均超过饮用水标准,岩浆岩基岩裂隙水中往往含氟也高。
二、地下水类型及含水岩组
(一)基岩裂隙水
总面积115O51平方公里(包括埋藏型之上部地层279平方公里)占全省面积94.8%。
富水条件:基岩裂隙水富水条件主要与地貌、岩性、构造等有关。一般沟谷(或盆地)中较富水,分水岭地带则不富水。张性构造带富水,酸性偏碱性花岗斑岩及石英脉岩上盘富水,常作为找水标志。岩性条件以花岗岩、片麻岩等较其他岩石富水;地层条件以溪口组和翠屏山组砂岩较富水,在基岩中半风化带较富水。地下水迳流模数(以多年平均绝对最枯流量计)全省平均为4.7升/秒•平方公里,枯水年为2.3升/秒•平方公里,丰水年为8.7升/秒•平方公里,山区为3~6升/秒•平方公里,最大达8升/秒•平方公里;沿海小于2升/秒•平方公里。
水质:基岩裂隙水水化学类型以重碳酸钠型水为多,矿化度一般小于O.5克/升,沿海基岩裂隙水多微咸水、咸水,矿化度大于1克/升,有的超过1O克/升。红层中局部有微咸水和硫酸钠型水。煤系地层特别是砂岩中含铁高。
水量:基岩裂隙水常见泉流量小于1升/秒,钻孔涌水量常见值小于1OO立方米/日,尤以小于1O立方米/日居多。天然泉水流量富水地带一般大于O.5升/秒,富水地段钻孔涌水量可达1OO~5OO立方米/日,大者有时超过1OOO立方米/日。
名泉、名井:基岩裂隙水形成泉水,很多成为历史名泉而被载入史册,特别是岩浆岩裂隙水,水质较好,有的与名山古寺构成旅游观光点。
(二)碳酸盐岩岩溶水
此类型地下水,是重要的开采水资源,在龙岩、永安、连城、长汀等城市构成工农业生产、生活的水源。岩溶水含水岩组包括黄龙组、船山组、栖霞组以及长兴组岩石(石灰岩、白云质灰岩、白云岩)厚99~749米,钻孔视厚度5O~4OO米,最大厚度612.42米,主要分布在闽西龙岩、三明等地。总面积约1O54平方公里。其特征是;岩溶盆地地下水迳流模数6~12升/秒•平方公里,埋藏型岩溶与上覆地层迳流模数一致;一般岩溶盆地面积不大,但自地下水补给区至排泄区,水位埋深,水量、水力坡度流速等变化较显著;覆盖型岩溶盆地常有大泉作为地下水排泄点,而且常成为名泉,如龙岩新罗第一泉(已涸)、永定高陂鲜水塘、武平十方鸳鸯井、岩前鲛湖、顺昌猪母拉尿泉、将乐玉华洞灵泉以及各地的龙井龙泉等,钻孔揭露见水频率高。埋藏型岩溶地表未见排泄大泉。
岩溶地区多大泉,据1:5O万福建省地下水资源分布图(1984年)等资料统计,在293个岩溶盆地中省175处300余个泉水,流量大于10升/秒的有142个,分布于岩溶盆地中98处,其中大于100升/秒的泉15个。泉流量最大为龙岩水塘A泉多年平均239升/秒,观测绝对最大为永定红山泉468升/秒。全省岩溶泉总流量8.1立方米/秒。
(三)松散岩类孔隙水
松散岩类孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中。全省第四系地层总面积约7000平方公里,其中咸水分布面积1238平方公里,另有575平方公里为岩溶的覆盖层,沿海面积较大,山区面积较小。单孔或单点厚很少超过2O米,山区最厚处97.9米,沿海81.03米。
风积-海积砂层孔隙水,分布在岛屿、半岛迎海风面,平均厚度5.4—18.9米,最厚处为36.9米,一般多小于10米。富水性均一,单孔涌水量一般为100~500立方米/日,富水地段可达1000立方米/日以上。地下水位埋深1~3米,个别大于6米;抽水试验渗透系数7.85~12.5米/日,影响半径97~109米。水质为Cl—Na海水,有的构成主要供水源地。
海积-冲积砂砾卵石孔隙水,主要赋存于海湾平原及河口平原砂砾卵石层中。水质多为C1-Na型咸水或微咸水,海湾平原含水层厚度小于5米,水量一般小于100立方米/日。河口平原砾卵石层一般厚10~20米,水量可达每日数百立方米,当其中充填泥质砂时,富水性则弱。
冲积、冲洪积砂、砂砾卵石层孔隙水。一般为潜水,存在泥质砂隔水层时,局部形成承压水。富水性一般小于500立方米/日,开采时会受河流反补,因此距河远近与钻孔水量关系密切,近河水量超过1000立方米/日,最大可至5000立方米/日,渗透系数大于10米/日。水质矿化度0.5克/升左右,多为重碳酸钙钠型水,另砂层地下水中含铁量高常超过饮用水标准,最高达26毫克/升。
山间盆地冲积、冲洪积砂砾卵石孔隙水。面积约3034平方公里,零散分布在各盆地之中,富水性差异较大。在上覆岩溶盆地时其水量大,有的接受岩溶水补给。在一般第四系盆地中,含水层以泥质砂砾卵石层为主,水量一般小于100立方米/日,沿河流水量增大,有的可达1000立方米/日以上,水质重碳酸钠钙型,矿化度0.2~0.5克/升,全新统砂层地下水中含铁较高达0.3~14毫克/升。
此外第四系松散堆积物孔隙水在沿海地区有时存在上咸下淡现象,具有供水意义。
三、滨海区水文地质
(一)岛屿、半岛、岬角
全省岛屿在500平方米以上的有1437个,总面积(不计高滩)1245平方公里,其中大于100平方公里的四个,即平潭、东山、厦门、金门(厦门、东山已有海堤与大陆相连);10~100平方公里的岛屿21处如江阴、南日、粗芦、三都、浮鹰、大嵛山岛等;5~10平方公里的9处如西洋、章屿、大练岛等。岛屿总人口在120万人以上。闽东北诸岛屿面积稍大,人口少,降雨量大,缺水不严重。九龙江以南区域岛屿面积小(有的0.01~0.001平方公里)人口稀少。唯闽江至九龙江间岛屿面积稍大,人口密集,经济发达,缺水情况较严重。
岬角、半岛缺水情况与岛屿相似。面积为633平方公里,如古雷、六鳌、深沪、黄岐、东冲、长乐滨海等,二者合计严重缺水人口约三十万人以上。
岛屿、半岛区大部分为花岗岩类(或火山岩)组成的丘陵,平原面积小,砂地面积417平方公里,其中位于岛屿的145平方公里。另外岛内还有相当于海湾平原116平方公里,缺地表水,第四系沉积厚度变化大。已进行勘探的有厦门、平潭、东山、金门、马祖以及崇武、赤湖、霞美等地。除岛内海湾平原沉积物为淤泥且为咸水外,可分砂地孔隙水和基岩裂隙水两类。
1.砂地孔隙水
砂层平均厚度5.4~18.9米,绝对最厚36.9米(平潭)为良好的含水层,依靠降雨入渗补给,入渗系数全新统砂层0.367,更新统砂层0.24,其它地区根据推算入渗系数为0.24~0.40之间,水位埋深小于5米,为潜水,年变幅在2~5米间。单孔出水量200~500立方米/日,富水性均匀,局部大于500立方米/日。单位涌水量0.2~9.1升/秒•米,渗透系数7.8~12.5米/日,最大89米/日。地下水开采模数5.3~8.7升/秒•平方公里,矿化度小于0.5克/升,为淡水。有淤泥夹层时含铁稍高,可达0.3~6.4毫克/升。砂层地下水易污染,很多地方三氮(N0₃、N0₂、NH₄)和细菌均超标。地下水天然资源为27.54万立方米/日,并采资源28.66万立方米/日,储存资源8.6亿立方米。
2.基岩裂隙水
由于岩石入渗系数小,加之岛屿、半岛等面积不大,降雨植被少,因而富水性弱。现有钻孔出水量一般小于10立方米/日,个别可达100立方米/日。地下水位在凹地中小于10米,个别自流,分水岭处可达数十米。水质以HC0₃—Na或C1·HC0₃—Na型淡水为主,局部存在上淡下咸水。地下水迳流模数在1~2升/秒•平方公里。基岩裂隙水水量虽小,但有些却成为历史名泉、名井。
(二)滨海平原
滨海平原高程一般小于5~10米,第四系沉积厚度10~81米,上部为海相淤泥(近河处为砂层)下部为陆相砂砾卵石夹海相或陆相淤泥、粘土等。地下水原为咸水,后经逐渐淡化。
1.河口平原
较大河口平原面积在150~400平方公里,较小之平原面积在20~50平方公里。总面积1959平方公里。其中淡水平原面积1381平方公里。平原中储存淡水资源,第四系松散层厚度在闽江以南约20米(综合厚54米),闽江以北50~60米,含水层以下部砾卵石层为主,近河处还有砂层厚度10~30米。咸水平原除龙海平原厚度较大外,其余同上。地下水主要补给来源为降雨,其次为基岩裂隙水和地表水补给。水位年变幅1.5~3.0米,其中潮区影响地下水变化值达0.37~0.75米。钻孔出水量近河处可达1000立方米/日以上,远离河流处出水量在500立方米/日以下,单位涌水量1~20升/秒•米,最大40.7升/秒•米,水质除河口下游部分为咸水外(如福州闽安镇以下,龙海石码镇以下),其余矿化度均小于1克/升之HC03—Ca•Mg水,唯含铁量高,达25~26毫克/升。河口平原地下水之天然资源为44.76万立方米/日,开采资源132.80万立方米/日,储存资源15.91亿立方米。总之河口平原第四系孔隙水量巨大,但含铁量高,可除铁后利用,或在河床中打宽井。河口平原之下基岩裂隙水水质较好,可开发饮用。
2.海湾平原
全省海湾平原面积642平方公里,主要为围垦区,农业较发达。如福清东阁农场、江镜农场、连江大官坂垦区等,由于天然因素和人工围垦,海湾平原的面积逐年扩大。海湾平原中无较大地表淡水体,地下水全部为咸水,第四系下覆基岩裂隙水亦为咸水。只有在表层粘土质砂中,受降雨入渗影响,存在薄层低矿化水,为当地居民饮用。海湾平原含水层中少或缺砂砾卵石层,主要为砂层,钻孔出水量小于100立方米/日,局部边缘可达100立方米/日以上,钻孔单位涌水量0.001~0.1升/秒•米,渗透系数1~5米/日,淤泥质砂渗透系数0.02~0.06。总之海湾平原淡水资源贫乏,较大供水源需靠引水解决。
(三)红土台地
本省闽江以南沿海地区由20~80米的高地组成的特殊地貌。沟谷、平原散布其间,高地上为砖红色、红色土壤所覆盖,这些土壤系南亚热带地区代表性土壤,成土母岩为花岗岩和其它酸性岩类经长期物理化学强烈风化而成,成土过程中硅与盐基大量淋失,铁铝氧化物相对富集,因而显示出特有的红色。红土台地面积1928平方公里,是福建省重旱区,由于历年缺水,为本省主要旱作物产区。台地以风化裂隙水为主,接受降雨和地表水等补给,单井出水量一般小于10立方米/日,富水处不超过60立方米/日,最大可达1200立方米/日(包括下伏之部分基岩裂隙水),地下水天然资源为3.54亿立方米/年,其中台地间沟谷开采资源0.28亿立方米/年。主要用于农田灌溉。
四、丘陵山区水文地质
全省除沿海部分丘陵台地和小平原外绝大部分为丘陵山区。
(一)岩溶盆地
分布在龙岩、永安、三明等市及长汀、明溪、将乐、连城等县以及一些乡镇。全省共计有岩溶盆地293处,具有较丰富地下水。裸露型岩溶面积约200平方公里,泉水流量小于10升/秒,个别达89升/秒;覆盖型岩溶面积575平方公里,埋深100米内达10%~20%,含水层顶板埋深一般小于30米,最大100米,溶洞多层,泉水流量大于10升/秒,最大可达239升/秒,钻孔抽水一般大于1000立方米/日,最大可达2万立方米/日。埋藏型岩溶面积约2500平方公里,其中已有钻探证实279平方公里,钻孔涌水量常小于1000立方米/日,个别达7500立方米/日。岩溶盆地中岩溶水位埋深变化大,在补给区大于100米,排泄区小于5米或自喷高50~60米,盆地边缘水位埋深10~50米。单位涌水量以1~10升/秒•米为多,最大达389.12升/秒•米,单位涌水量视盆地大小而异,渗透系数地下水流速等参数变化悬殊。水质一般为重碳酸钙或重碳酸硫酸钙镁水,矿化度0.1~0.3克/升,pH值7~8.5,一般硬度较高。为本省良好水源地之一。(二)红层盆地
由白垩系红色碎屑岩组成。面积约1928平方公里,最大盆地为连城盆地达260平方公里。沉积特点是底部为粗碎屑沉积,有时存在石灰岩砾卵石层,中部为泥砂岩和细粒粗碎屑物,上部呈粗碎屑沉积特点。其中白垩系沙县组沉积层中偶含钙芒硝及石膏薄层,其综合厚度为211-4209米,有的钻孔深达1453米未穿透红层。红层中有洞穴,沿层面发育,多断崖绝壁,形成优美的风景区如武夷山、冠豸山、金湖猫儿山等。
红层盆地中一般表现土质贫脊,多受干旱威胁,红层本身富水性较弱,据各盆地中数十个钻孔资料,其水量一般小于100立方米/日,在断裂裂隙发育处水量可达100~1000立方米/日,如龙岩雁石一孔抽水量523立方米/日,永安二塑一孔出水量1100立方米/日。水质属重碳酸钙、硫酸钙镁型等,矿化度一般小于1克/升,水中氟含量多超标,一般不宜做饮用水源。
(三)山间谷地
除岩溶盆地和红层盆地外,尚有为数众多的山间谷地,(或第四系地层盆地),亦是农田与人口集中地,居民生产生活用水多取用地表水,部分使用冲洪积层中地下水。山间谷地面积狭小,大部分为1平方公里左右,闽西北和闽南区面积较大者有10平方公里以上的。主要沉积物为中更新统同安组红褐色粘土及泥质砂砾卵石,出水量小于10立方米/日;上更新统龙海组黄色粘土、砂粘土及泥质砂砾卵石,含水层厚5~10米,出水量小于10立方米/日;全新统冲积粘土及砂砾卵石,出水量可达100~500立方米/日,沉积厚度不大,一般在5~20米左右。在现代河漫滩砂砾卵石层上,出水量较大,可达3000~5000立方米/日,实际取自河水。山间盆地面积约2276平方公里,其地下水开采资源为5.81亿立方米/年,储存资源12.83亿立方米,实际第四系盆地中用水主要取自地表水,第四系孔隙水仅作分散水源和民井零星取水,且一般多污染。
(四)基岩山区
全省基岩山区主要由前泥盆系变质岩、中生界火山岩和燕山期花岗岩类等组成,构成中低山地形,地形陡峻,沟谷切割强烈,水系发育,地表迳流强,岩石富水性弱。富水程度取决于地质构造、岩性、岩石风化程度以及植被覆盖情况等因素。为基岩裂隙水,主要补给来源为降雨,水交替循环强烈,为低矿化度的重碳酸型水,水质较好,可以做为独立之取水源地,但不能作大型集中供水源地。
五、间歇泉
间歇泉是在特殊的水文地质条件下形成的自然景观。据初步调查福建省有四处,主要分布在闽西石灰岩地区,表现是地下泉水呈间歇性喷涌,间歇期不等,但有一定的规律,有的数小时喷涌一次,有的则数月或数年才喷涌一次,因此在民间传说中往往带有几分神秘色彩。
(一)神泉
位于连城县城郊沈屋村东的一座小山包冲沟中,平时干枯无水,有时在雨季来临之后就发生涌水,泉眼十多处沿沟底部涌出形成溪流,历史上曾多次在春旱缺水时涌出解决农田缺水急需,因此被当地村民称为神泉。据调查,泉水从基岩构造裂隙中涌出,出露标高在海拔367.62米左右,大约每隔2~5年涌水一次,自1977年以后曾分别于1978年、1983年两度出现。两次涌水量相差九倍之多。1978年7月地下水涌出测得流量为744立方米/日;1983年5月涌水测得最大流量为6812立方米/日。涌水持续时间长短不一,短者月余即断流,长者可达4个多月。据分析泉水出露与年度降雨量有关,当地下水位在雨季上升到泉水出露标高时则发生涌水。由于连城盆地地下水开采量逐年增长,改变了原有水文地质条件,因此至今再未发生泉水涌出。
(二)龙王潭泉
位于宁化县湖村乡张家墩村,系由石灰岩溶蚀漏头积水而成。该潭为一巨大的构造上升泉,呈椭园形,长147米,宽80米,南深北浅,最深处94.60米,在水深30米之上开阔,以下呈锥形,潭水出露标高410米,潭水终年长流,据1985年实测最小流量398.08立方米/日,最大流量6860.16立方米/日。水质HC0₃—Ca型,pH值7.4,矿化度193.97毫克/升。该潭水除正常自流外,还不定期发生突然大量喷涌。据了解,1964年夏某天,潭水突然冒泡翻滚,水位迅速上升,随之潭水中冲出一巨形水柱,高数米,潭水四溢,淹没大片农田,在短期内潭水又可恢复常态。村民传说系潭中一蛟龙出没所致,数年一次,故称龙王潭,潭边竖一右碑,每年春天附近村民前来烧香祭奠和放生。据分析潭水喷涌与水中大量气体逸出有关,当水中逸出气体受阻后压力不断增大,冲开水流通道堵塞物后突然喷发。
(三)猪母拉尿泉
该泉水位于顺昌县石屯乡的山沟里,距县城约30公里。泉水自沟谷一侧的石灰岩溶蚀裂隙中定期涌出,其动态变化奇异,水流有声,时涌时断,泉水喷涌时,状似母猪撒尿,故当地人称猪母拉尿泉。据赵云华于70年代初连续28小时观测,其两次涌水最小间歇时间为一小时二十分,最大间歇时间为两小时二十分左右。泉水涌出前,首先可听到嗡嗡响声,数米之外可闻。随之泉水喷涌,流水哗哗,沿陡坡奔流而下,汇入山溪之中。一般在水涌3~5分钟之后,水量出现极大值,达每秒75升左右。然后即刻减少,大约经过十五分钟至半小时左右,泉水断流。但在出水口仍隐约可闻流水声。与此同时,相距50米处有一石洞,出露位置略高于泉水出口,可见洞内水位起落,但不涌出洞口。该洞呈椭园形,直径约1米,洞斜深向下,深不可测,为碎石充填,现仅保留一米余深。在泉水涌出前,洞内不断发出叮叮咚咚的声音,响似铜锣铜鼓(据说碎石未充填之前,响声更觉悦耳)。就在叮咚声中洞内水位伴之升起,待响声消失后不久,水位即开始迅速下降,洞中水位与泉水流量大体呈同步变化。一年四季,泉水总是如此时涌时断,洞水位时升时降,日日夜夜,周而复始,永不停息。
该泉水经化验,水质优良,矿化度为100.76毫克/升,PH值等于7,属重碳酸钙型水。水温较稳定,据初步观测,当泉水出口附近昼夜气温在15.至27.51C变化时,泉水温度始终保持在17.5℃。因此泉水出口附近,略具冬暖夏凉特点。
六、环境水文地质
1959年起,先后在福州、厦门、三明、龙岩、莆田、惠安、东山等地建立地下水动态长期观测站。1983年成立福建省环境水文地质监测研究中心,专门负责全省地下水动态长期观测及水质监测工作,现有福州、漳州、龙岩、连城、东山、永安6个水文地质监测站,国家级监测点11个,省级监测点141个。
随着国民经济的发展和人口的增多,我省工农业生产和人类生活排放的污染物总量日益增多,使水体遭到不同程度的污染。地表水的污染通过各种途径渗入地下,也造成不同程度的地下水污染,目前局部地段的部分含水层,特别是浅层地下水普遍检出酚、铬、砷、铅、汞等有毒物质和硝酸盐、亚硝酸盐、有机磷和有机氯等污染物质。
福建省发现的地方病有地方性氟中毒、地方性甲状腺肿大,这些地方病的分布,与该地区的自然条件和地质环境因素有密切关系。地矿部门与省卫生防疫站合作,开展了地方性氟中毒、光泽县地方性甲状腺肿大以及消化道癌与环境水文地质关系的调查工作。
全省地甲病患者约84万人,主要分布在闽西北、闽西南山区,主要病因和环境(岩石)缺碘、水质和土壤中缺碘有关。
全省地氟病分布在30个县,患病达4.2万人,主要病因是饮用水中含氟过高有直接关系。患病区的饮用水中含氟多为2毫克/升,在治疗方面,除应用药物外,提出了改水的防治对策。
第八节 工程地质
50年代福建省大力发展水利电力事业,全省工程地质勘查工作迅速发展。省水文地质工程地质队配合水电部门先后进行了汀江和晋江流域规划踏勘工作以及福清东张、莆田东圳、南安山美、乌潭,南靖霞浦等大型水库坝址工程地质勘察,并对厦门策槽及石兜、南安、安溪,仙游古洋等20个中小型水库坝址进行勘察,还开展了乌龙江大桥工程、福州人防工程、漳州市人防工程、福州马江地下水封油库等工程地质勘察。
1978年,全省工程地质勘查需求量猛增,为适应这一需求新形势,地矿部门相继组成省地质工程勘查公司及一批工程勘察单位,承接城市工业与民用建筑、公路桥涵、隧道、港口、码头、厂址等工程地质勘察,完成的重点建设项目有厦门特区筼筜港、新市区、旅游码头、福建炼油厂厂址、火电厂厂址、莆田钢厂厂址、永安125工程、漳州铝容器厂址等工程地质勘察以及城市工业民用建筑工程勘查。同时还承担了国家重点项目福建核电站预可行性研究选址阶段的工作,在沿海地区调查20余处,并对这些地区的活动断层、区域稳定性进行评价,为预选核电站厂址进行了工程地质勘察。
地矿部门先后还开展厦门经济特区、福州马尾和湄州湾经济开发区的综合地质调查,对于区域稳定性和场地稳定性进行评价,并对城市工程地质条件和新构造活动进行调查。如在马尾经济区采用综合手段进行评价,除常规的地面调查、工程钻探外,还采用卫星照片和航空红外遥感解译、浅层地震及微地震观测、跨孔声波测试、地应力测定、古地磁及14C测年等多种新方法新技术,取得良好的效果。
一、区域工程地质
福建省工程地质条件受地形、地貌、地层岩性、构造及水文地质等诸因素的共同制约,不同的地貌单元其工程地质条件差异明显。(一)西、西北部中低山区
福建省西部和西北部以中低山、低山地形为主,其中夹有山间河谷盆地,群峰耸峙,山岭蜿蜒,地形陡峻,坡度大,沟谷切割深。组成岩石变质岩类、岩浆岩类大部为块状结构,新鲜岩石致密坚硬,岩石抗压强度大于1000公斤/厘米²,软化系数大于0.8,岩石强度大,稳定性高,工程地质条件好,可作为任何工程项目的基础。沉积岩、变质岩地区岩性复杂,软弱岩层与坚硬岩层相间。由于岩石结构和断裂构造的影响,风化程度不一,岩石抗压强度不同。在地下水潜蚀的作用下,沿层间易产生滑坡、崩坍和泥石流等物理地质现象。
(二)山间盆地、谷地及山前地带
山区水系河谷形态多呈串珠状,峡谷和盆谷相间排列。如建瓯、浦城、邵武、将乐、永安、三明、沙县、龙岩、连城等红层盆地和岩溶盆地,地貌景观奇特,有些河流的峡谷地貌形态特征有利于工程的建设,串珠状的盆地、谷地又是本省内陆山区农业中心基地和人口密集的地方。
山间盆地、谷地,主要以冲积、洪积层广泛分布。构成一、二级阶地,一般上部粘土、下部中粗砂或碎石土,厚度较薄,一般2~8米,承载力较高,工程地质条件简单。地下水位埋藏较高,一般埋深1~2米,地下水对建筑物无侵蚀性。
全省岩溶盆地主要分布于龙岩、永安、三明、连城等地,零星分布于闽西南山间盆地,出露面积小。由石炭-二叠系黄龙、船山、栖霞及长兴组等地层组成,岩性以石灰岩、白云质灰岩组成。多为埋藏型,少部分出露地表,岩溶形态有溶洞、暗河、溶沟、天窗等,溶洞可多至数层。在该区进行工程建筑时应特别注意浅埋岩溶的发育规律特征,以及在大量抽取地下水时产生的下降漏斗和造成岩溶坍陷是主要的工程地质问题。
山前地带,在山前斜坡地带主要分布更新统冲洪积土层局部上覆全新统冲洪积层,各地岩性变化较大,一般沿山前斜坡到前缘,颗粒逐渐变细,上部为中粗砂或粘土,呈花斑状,下部砂砾卵石、固结性好、密实、承载力高,可作为工业民用建筑物的天然地基。
(三)沿海丘陵台地
丘陵地区主要由燕山期花岗岩体和侏罗系上统南园组火山熔岩及其风化物组成。岩体呈块状结构,新鲜岩石致密坚硬,细粒花岗岩抗风化力强,常形成高丘陵;而花岗闪长岩、辉石闪长岩和粗粒黑云母花岗岩等,抗风化能力较低,常形成低丘陵,地貌类型多呈石蛋地形。岩石沿节理风化剧烈,多形成剧-强风化带,厚度一般10~20米,个别地区可达50-80米。构造破碎带、节理裂隙密集带,岩石破碎风化剧烈,在地下水或暂时地面水流作用下,小冲沟发育,常造成水土流失。区内见有崩坍、滑坡等物理地质现象。
台地主要分布于沿海岛屿和半岛地区,地表由第四系残积层组成,地形较为平坦,岩性单一。主要由花岗岩类和火山岩类风化而成的粘土、亚粘土、轻亚粘土等,厚度10~30米,往下过渡到基岩强风化带或中等风化,一般从上至下,承载力逐渐增高,工程地质条件较好,台地中赋存网状孔隙裂隙水,水量贫乏、地下水位埋藏较深,地下水一般无侵蚀性。该区在工程建设中主要应查明岩石风化强度和规律、风化深度等特征,防止不均匀风化所引起的工程地质问题,同时要防止水土流失。
(四)沿海河口平原和港湾地区
河口平原地区地势低平、开阔、水文网较发育,河谷两岸多形成不对称阶地,三角洲发育,受涨落潮影响较大,如九龙江河口南北两岸不对称,南岸开阔、北岸呈狭长条带。第四系沉积物厚度南厚北薄、东厚西薄。主要以全新统冲积、冲积海积层为主、岩性为粘土亚粘土、淤积、淤泥质土、淤泥砂等互层、底部常见有晚更新统冲洪积海积层,岩性主要为淤泥质中粗砂、淤泥质砂砾石等。固结性好、密实、承载力高。但埋深大、由北向南及由东向西逐渐变浅,常夹数层粘土层,可作为粧基持力层。
港湾地区一般分布面积较小,普遍发育着不同程度的淤泥,局部为淤泥质土。并夹有粉细砂层,最厚可达21米,一般称为软土地基。其特点是该土层干硬,湿时可塑,具流动性,天然含水量高,压缩性大,承载力低,是极为不稳定地层,不宜作为建筑物的天然地基。工程地质条件复杂,给设计施工带来一定的困难。
二、岩土体工程地质
(一)岩土体类型
岩体按其结构面、岩性组合(岩组)及岩性等特征可划分块状结构面、层状结构面和碎裂结构面;按干抗压强度(公斤/厘米²)划分为坚硬(大于800公斤/厘米²)、较坚硬(800~200公斤/厘米²)、软弱(小于200公斤/厘米²)三种类型。
土体按成因类型主要划分为软土和风化残积土和砾质土,亦即粘性土和非粘性土。其具体划分粒径大于20毫米,颗粒超过全重50%的为砾质土岩组;粒径大于2毫米的颗粒含量不超过全重50%的砂土为砂粘性土组,塑性指数大于3的土为粘性土组;天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1、压缩系数大于0.005厘米²/公斤的土为淤泥土组等。
(二)花岗岩风化壳
福建侵入岩分布广泛,约占陆域面积的33%。在沿海地区以燕山期花岗岩分布规模最大。福州经济开发区、湄洲湾经济区以及厦漳泉闽南金三角区等沿海一带,1979年以来在花岗岩区进行了大量的工程建设,是建设物的主要持力层,查明花岗岩风化壳的工程地质性质十分重要。花岗岩经过长期的物理、化学风化作用,风化壳十分发育。受地貌、岩性、构造断裂和水文地质条件的制约,其厚度变化不一的风化壳,呈面状分布。其底界起伏不平,上部(或表部)风化程度强烈,下部(或核部)风化程度逐渐减弱,与新鲜岩石呈渐变过渡关系。在力学强度上,也随着风化深度的加深而降低。在结构、矿物、化学成分、次生变化和感官特征等方面具有渐变垂直分带性。由上而下可分为剧风化带、强风化带、中等风化带和微风化带。
剧风化带:由燕山期花岗岩和混合花岗岩类(包括上三叠-侏罗系的变质岩)剧风化形成的残积层广泛分布,地貌上形成剥蚀低丘和红土台地。剧风化带残积层岩性以亚粘土为主,由于土层中的粘粒含量较高,致使土体结构处于高分散状,具有孔隙比和压缩性较大、压缩模量小的特点。主要属中压缩性土,部分属偏高压缩性土。其孔隙平均为0.581~0.697,最大达0.877,压缩系数最高为0.042厘米²/公斤,天然含水量19.23%~23.84%,接近塑限,土层处于饱和或近饱和状态。但因粘土颗粒主要为胶粒,表面自由张大,而且孔隙水又以具有较大粘滞性的抗剪性的结合水主,易和土中主要成分氧化铝胶结合起来,构成土层的固凝聚力,颗粒(或介质)间的吸引大,土体抗内摩擦角19°22′~23°0′。因此,剧风化带残积亚粘土虽然孔隙比和压缩性较大,但力学强度和容许承载力仍较高。不同岩性残积土的容许承载力如下:
亚粘土:〔R〕=8~40.5t/m²平均值21.75t/m²
轻亚粘土:〔R〕=10~35t/m²平均值20.4t/m²
总之,残积粘土、亚粘土天然压缩性大,但有一定的强度,尤其是硬塑状的残积土层,其容许承载力更高,是区内工程地质条件较好的地基土。
强风化带:该带岩石呈碎屑状或碎块状,裂隙极其发育,力学强度比新鲜岩石明显降低,此层向下逐渐过渡到下部的中等风化带。
中等风化带:岩石节理、裂隙发育,岩石较坚硬,含裂隙水,是风化壳中主要的含水段,也是工业与民用建筑较好的天然地基。
微风化带:处于风化壳的最低部,岩石较完整,有少量裂隙及轻微的风化。此带力学强度高,工程地质条带良好,是重要建筑物的良好地基。
(三)软土
具有含水量高、孔隙比大、触变性强、压缩性高、强度低等特点,是福建省工程地质条件最差的地基土。它主要分布在各河口平原、港湾低平地带和潮间带,滨海岸带地区也有分布。软土在沿海地区普遍存在,如霞浦、长乐、福州、莆仙平原、泉州、漳州、龙海等地。岩性为淤泥、淤泥质土、淤泥质亚粘土等,呈灰、深灰色、可塑一流塑状。主要赋存于第四系中上全新统长乐组海积层。
淤泥呈深灰色、灰黑色或其它颜色,饱和流动,富含腐植质、烂木和贝壳等,有臭味,含盐量高,常夹有薄层泥岩透镜体及粉细砂层,它的成分中除了矿物颗粒外,还含有一定量的有机物质,天然容重小,一般在1.5~1.8克/厘米³,孔隙比大于1,最高达2.18,天然含水量均大于液限,天然孔隙比随含水量的增高而增大。含水量在软土中起着重要作用,其值越大,工程性质越差,承载能力也就越低。因此天然含水量可作为评价软土地基好坏的依据。当天然含水量大于75%时,容许承载力小于4吨/米²,天然含水量小于36%时容许承载力大于10吨/米²。全省沿海淤泥的天然含水量多在55%~75%,容许承载力4~6吨/米²。
软土的压缩性高,压缩系数大于0.05厘米²/公斤,多努:大于0.1厘米²/公斤。这种高压缩性土是导致软土地基建筑物发生大面积的沉降主要原因,软土的压缩性同扰动程度与加荷条件有密切关系。软土受到扰动时,压缩性将大为增加,而加荷速度快时,变形也增大。软土建筑的病害经常出现在建成后1~2年内,发生不均匀沉降,如福州上海新村、泉州西郊新村等。
强度低,软土是一种欠压密土,在排水条件下随着固结时间的增加,抗剪强度逐渐增大,软土地基的天然强度通常很小,往往不能满足较重建筑物的需要。
三、区域地壳稳定性
根据福建的地质构造、工程地质条件和地震等因素的特点,区域地壳稳定性分区为:Ⅰ闽西北稳定上升区;Ⅱ闽西南次稳定上升区;Ⅲ闽东稳定上升区;Ⅳ闽东沿海不稳定差异上升区(其中可再分三个亚区,Ⅳ₁闽东北沿海次稳定沉降区,Ⅳ₂闽中沿海相对稳定上升区,Ⅳ₃闽南沿海不稳定持续上升区)。
(一)闽西北稳定上升区(Ⅰ)
该区东以政和-华安大断裂为界,南以明溪-闽清断裂带与闽西南较稳定区相毗邻。在加里东以后长期隆起,前震旦系、震旦系变质岩大面积裸露,除局部外基本缺乏古生界地层,各期侵入岩均有,大部分为燕山期侵入岩为主,构造断裂比较发育,主要以北东(华夏系)压性与压扭性断裂与褶皱以及新华夏系北北东向压性兼压扭性断裂。深大断裂稀疏规则,地壳被切割成大面积菱形块体,地壳厚度28~30公里,沉积盆地地壳厚度大于30公里,地震活动微弱,地震烈度5~6度,地壳形变速率多年平均值为0.5毫米/年,地热显示少,地壳稳定,属上升地区。本区工程地质条件较好、岩石坚硬-半坚硬,属稳定地区。
(二)闽西南次稳定上升区(Ⅱ)
北界大致在宁化—明溪—沙县—线,东界以政和—华安断裂带与闽东火山岩凹陷带为界。地层主要以上古生代至中三叠世为主,主要表现为凹陷、海相、浅海相地层沉积盆地。印支、燕山期构造变动强烈,形成新华夏系北北东向,近东西向褶皱与压性断裂以及北西向和山字型构造等,总的说来本区构造断裂十分剧烈和复杂。地壳厚度大于30公里,尤其是沉积盆地,厚度更大,地震活动较强烈,主要弱震近期来活动频繁(指龙岩盆地),地震烈度属6度区,地形形变速率多年平均值为0.5毫米/年,地热显示仅次于沿海地区,温泉分布较多,地壳较稳定,属上升地区,本区工程地质条件较差,岩石多属半坚硬层状结构以及软弱夹层,滑坡崩坍、边坡稳定性等不良物理地质现象较多。本区属次稳定区。
(三)闽东稳定上升区(Ⅲ)
西界为政和-大埔断裂带,北界与浙江省为界,东界以福鼎、宁德、闽清、永泰、仙游、安溪、长泰至广东省为界。区内分布着大面积侏罗世火山岩和燕山期花岗岩为主,少部为古生界沉积岩,构造断裂较发育,主要以新华夏系北北东、北东向为主,其次为北西向断裂,构造规模较小,切割深度不大,地壳厚度约28公里,地震活动微弱,地震烈度6度,连江以北无地热异常,南部水热活动较强烈,温泉点较多,新构造运动以上升为主,该区工程地质条件好,岩石坚硬,适于各种工程建筑的基础,本区属稳定区。
(四)闽东沿海不稳定差异上升区(Ⅳ)
西界以连江、闽清、仙游、安溪、长泰、云霄以南至广东交界,北自连江东至福建海域。该区分布着大面积的中生代火山岩和燕山侵入岩,并有超基性侵入岩以及动力变质岩等,沿各大江河和海湾分布着第四纪沉积物,福建的四大平原:福州、兴化、泉州、漳州均位于此区,较大的断裂为长乐—诏安断裂通过本区。该区自第三纪末期以来的新构造运动以继承性的断裂活动和被活动断裂所分割的断裂-断块差异升降活动为主要方式,并以上升为主,北北东和北东向断裂为主,以及北东、北西向断裂,活动性较强的断裂为北东和北西向,它们相互切割形成带状分块的构造格局。断裂-断块活动在空间上有明显的差异性,尤以北北东-北东向断裂活动造成的差异为主,北东向造成的差异为次。这种差异活动明显地控制了构造带地貌、第四纪沉积物及海岸带,并形成一系列的断陷盆地。长乐—诏安断裂是我国东南沿海地震区中地震活动性最强的一条地震带。具有强度大、频度较高的特点,历史上曾发生过多次强震,最大震级达8级,近期漳州、华安弱震频繁,在空间分布上从海域向内地减弱,从北向南增强,地震烈度6~9度区,地壳厚度32~38公里,震源深度15~30公里。本区地壳以上升为主,具有各种不同高度的阶面和剥蚀台面(如红土台地),各种海蚀痕迹、海积和海蚀地貌等分布在高潮线以上不同的高度上。地壳上升速率0.5~3.3毫米/年,温泉出露多,温度高,地表热流值2.0~3.6HFU较高,水热活动强烈,北东向重力梯级带明显,航磁变化较大,(-200~700NT)主要表现为北西、东西向的负异常带。工程地质条件复杂,岩石的风化带较深,软土地基和沙土液化等均是本区的主要工程地质问题。综上所述本区为不稳定区,但根据不同地区的特点尚可分为:闽东北沿海次稳定沉降区,闽中沿海相对稳定上升区,闽南沿海不稳定持续上升区。
第九节 旅游地质
福建省位于中国东南部沿海,在大地构造上属于华南褶皱系东部,历经了漫长的地壳活动,如加里东、华力西、印支、燕山及喜马拉雅等多旋回的造山运动发展阶段。特别是燕山运动奠定了福建地貌的基本轮廊,并且控制喜马拉雅造山运动以来的地质作用,形成现代全省地貌的五个特征,即西北地势高、东南低;丘陵山地多、平原少;断层多、断陷盆地和河谷盆地多;花岗岩、火山岩和古火山口多;海岸曲折,岬角林立,港湾、岛屿星罗棋布以及宽阔的滩涂海域。由于受多期地壳活动的影响,形成多姿多彩、丰富的旅游地质资源,大体可归纳为两大类型——即观赏型景观和科学考察景观。观赏型景观又可分为七个亚型:丹霞地貌景观、花岗岩地貌景观、岩溶地貌景观、火山岩地貌景观、变质岩地貌景观、滨海地貌景观、溪湖地貌景观。科学考察型景观可分两个亚型:即典型化石、岩石、矿产地与重要地质现象。
一、观赏型景观
(一)丹霞地貌景观
丹霞地貌,原命名于粤北仁化县丹霞山,民国17年(1928年)由我国地质学家在粤北进行地质调查时命名的。其岩性是以赭红色砂砾岩、泥岩等组成岩层,其特点是层厚、产状平缓、垂直节理发育、铁钙质混合胶结不匀,在差异风化、重力崩塌、侵蚀、溶蚀等综合地质作用下,形成的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形,因其形态似岩溶地形,故又称假喀斯特地貌。
福建丹霞地貌是著名的自然景观之一,分布于闽北、闽中、闽西、闽西南一线,大体上可分为两支,西支从浦城浮盖山、崇安武夷山、泰宁金湖、连城冠豸山、直到武平的灵洞山。东支从建瓯归宗岩、沙县沙溪两侧,至永安桃源洞等地,从闽北经闽中到闽西,大体上呈北东—南西线状延展,断续出露于中生代断陷盆地中,面积虽不甚广,但由于经历多次地壳运动,主要是距今七千万年以来的喜马拉雅造山运动,引起断块升降及在重力、流水等作用下,构成金湖周围的大赤壁、猫儿山、情侣峰、幽谷迷津、水上一线天;永安桃源洞的百丈崖、拼榈潭、望天龟、象鼻岩、一线天;连城冠豸山的梯云栈、寿星岩、照天烛、一线天等。均是驰名中外的风景区,其中武夷山属国家级游览与科学考察区。
1.武夷山武夷山,位于崇安西南15公里,地势西北高,东南低,赤石群地层分布达70多平方公里,海拔169~700米,最高峰三仰峰,海拔约717米,高差约500米,南部九曲溪,北部章堂洞分别由北西向东南穿过南北的主要景区,两溪各有7.5公里长。东部崇阳溪由北东流向南西与景区相连,西部与西南部分别与侏罗纪南园组、震旦纪地层及燕山期花岗岩等断层接触。
景区地质结构独特,地貌景观壮丽,北北东向与北西西向两组高角度断裂交叉切割,使景区形成菱块状断块,加以重力、流水冲刷等作用,故溪谷纵横交错,群峰鼎峙,参差错落。
2.金湖
金溪上游,贯穿泰宁县境,向西南至梅口转南直抵池潭水电站为止,全区60多公里范围内均属金湖范围。1980年国家在金溪芦庵滩兴建发电量达10万千瓦的发电站,截断金溪,形成长条状的浩瀚人工湖。涨水季节,湖面积水达40多平方公里,建成一个高峡平湖称金湖。
金湖主要风景区在泰宁县城至梅口段的金溪北岸及梅口至戈口段的金溪西岸地带。在这地段内分布有一大片白垩纪赤石群砂、砾岩夹泥岩等组成的丹霞地貌,面积约140多平方公里,主风景区约75平方公里,相当于武夷山红层面积。红层的西北向,与加里东期混合花岗岩及震旦纪地层断层接触,东南向不整合在加里东期混合花岗岩及震旦纪地层之上。
赤石群红层,同样受北东与北西向两组断裂控制,形成千峰林立、峭壁悬岩的断块山,加以岩层本身两组垂直节理发育,断裂多沿节理面裂开,形成大大小小的一线天、断层壁,如大赤壁、李家岩、幽岩迷津、水、陆一线天等。特别是大赤壁,位于梅庵之北溪边,峭壁耸峙,高约100多米,宽200多米,断面光滑,红艳如火。
3.桃源洞
桃源洞位于闽中永安市北东10公里处的拼榈山,是永安红色盆地的北东边缘地段,面积约30平方公里,主风景区4平方公里,是闽中唯一小巧玲珑的丹霞地貌地区。
永安盆地近北东南西向展布,也是白垩系赤石群红层,沙溪由西向东贯穿于景区中部,有桃源洞、百丈崖、拼榈潭、望夫崖、象鼻岩、凤冠亭、一线天等名胜古迹70多处,风景幽雅。
一线天是桃源洞的特景,它长达120多米,高约140米,直通跨虹桥凤冠亭附近,是由北东、南西向(240度)张扭性断裂引起,叠加在垂直节理面滑动,最狭处只40厘米,最宽处约100厘米,一般仅50厘米,初窄、中宽似弧型裂缝。从顶到底,由直立角度到8()度。古代地理学家、旅行家徐霞客用41个字描述了永安桃源洞一线天的特点:“缝隙一线,上劈山巅,远透山北,中不容肩,所见一线天数处,武夷、黄山、浮盖,未曾见如此大而逼,远而整者”。
4.冠豸山
冠豸山巍然屹立连城盆地东缘,西距连城县城1.5公里,近南北向长廓状延伸。由白垩纪赤石群红层构成,面积约75平方公里,景区面积30平方公里。南至莒溪附近,北至迪坑、西与连城盆地白垩系沙县组红层断层接触。最高峰灵芝峰,海拔660.8米,比高约300米。山之东侧,以北东向断层与燕山中期花岗岩接触。连城断陷盆地为不完整的向斜构造,盆地西侧,从西向东,地层由老到新,层序清晰,盆地东侧受北北东断层破坏,地层残缺不全,景区赤石群红层经多次缓慢的断块抬升运动,始成今日的冠豸山。其特点是面积大,景物集中,群峰参差错落。
(二)花岗岩地貌景观
花岗岩地貌在福建省东部地区广泛分布,如漳州、龙海、惠安、南安、晋江、泉州、仙游、福州、连江、宁德、霞浦、福鼎等地,而形成壮丽的地貌景观的景区可首推福鼎太姥山,其次是福州鼓山、连江青芝山、泉州清源山、惠安的花岗岩红土林、仙游的云居山麦斜岩、漳州云洞岩、漳浦的太武山、连城的梅花山。它多以城堡式、峡谷式、尖峰式、峰林式,长柱状、长垣状、鱼脊形等地貌景观出现,其时代主要为燕山晚期的花岗闪长岩、二长花岗岩、晶洞钾长花岗岩等,与侏罗白垩纪地层多系侵入接触。地貌上特别显示其险峰突兀,巍峨陡峭,挺拔多姿,其中太姥山、清源山属国家级景区。这地貌景观尚有一奇,由于花岗岩垂直节理发育,多形成大小不一的一线天和岩洞,互相交叉,四通八达,特别是太姥山,最长的洞长竟达七八公里,规模相当可观,“既窈窕而寻壑,亦崎岖而经丘”,是本省寻幽探险的一大奇景。
1.太姥山
太姥山位于闽东北,福鼎县南60多公里,秦屿西15公里,由燕山晚期钾长花岗岩侵入而成,面积约30多平方公里,侵入于中生代侏罗纪、白垩纪地层中,主风景区约10平方公里,且集中在海拔600~800米之间,最高峰覆鼎峰,海拔917米。
太姥山花岗岩体内断裂十分发育,主要由北西向与北东向两组交叉形成,北东向一组构成太姥山近东西向断块,平行排列,从北向南,断块逐渐下滑。通往覆鼎峰的南北向通道,即沿南北向断裂带的一线天或堆积的脊柱攀登,要穿过五个断裂带,才能登上白云寺、覆鼎峰。花岗岩体的水平与垂直三组节理相当发育,断层多沿节理面滑动,形成方格状裂隙网,再经重力崩塌作用,故座座险峰突兀。峰崖多以浑圆状、球状、锯齿状、板状、柱状等各种形态出现。
洞是太姥山独特的景观,纵横交错,互相沟通,形态奇而长度长有的可达10多公里,这些特点决定于网格状断裂与垂直节理的活动。
2.青芝山
青芝山又名百洞山,位于闽江口北岸,琯头镇北西三公里莲花山东南侧山坡上,距福州约50公里,风景区是由燕山晚期晶洞钾长花岗岩组成,侵入于侏罗纪南园组火山岩系地层中,构成一个小巧玲珑的花岗岩地貌景观。景区面积约二平方公里,从岩洞的排列与曲折方向观察,大体上呈北东向与北西向两组。
3.鼓山
鼓山位于福州市东郊9公里,巍然鼎峙于闽江北岸,景区面积约20平方公里,整个山体亦是由燕山晚期钾长花岗岩组成,群峰耸峙,怪石嶙峋,最高峰屴〓峰,海拔919米,北部与闽省著名的避暑胜地鼓岭相连。
4.麦斜岩与九鲤湖
麦斜岩位于仙游县北东31公里的钟山村东北向的云居山山腰,海拔700米,最高峰云居山,海拔1006.5米。南距九鲤湖约10公里,沿山间盆地直通九鲤湖口。有山有湖,风景甚佳。
麦斜岩由燕山晚期晶洞钾长花岗岩组成,附近有少量燕山晚期石英闪长岩等岩体出现,周围大面积分布有侏罗纪南园组中上部火山岩系地层。花岗岩体鼎立于钟山山间盆地东侧,盆地呈眼球形,东西宽,南北尖,最宽处达2.5公里,长约4.5公里,南向尖灭于九鲤湖,北向收敛于麦斜村。盆地至麦斜岩比高约140米。
麦斜岩是山间盆地的花岗岩地貌景区,与鼓山、青芝山的花岗岩同属燕山晚期,呈雁行排列于沿海一线,重力滑动,X型断裂与垂直柱状节理,球状风化等地质作用相当剧烈,故亦产生不少奇形怪状的石头。
九鲤湖位于钟山村南东10公里,莒溪支流北西3公里处,这里为一北西向断裂,沿莒溪支流向北西向直抵盆地刘庄一带,断层沟呈V型狭谷,溪水流经乌亭下即沿陡峭的断层岩一泻而下,极为壮观。
九鲤湖湖面虽然不大,只0.3平方公里,但V型溪谷极为发育,是研究新构造运动的一个极好地点。
5.清源山
位于泉州北郊3公里,由燕山期花岗岩组成,主要风景区约5平方公里,最高峰海拔498米,山间飞瀑飘扬,溪泉流涌,尤以乳泉最为著名,因此别称泉山。
(三)岩溶地貌景观
本省岩溶地貌局限于闽西坳陷带东西两侧的边缘部位,北部自将乐向南西延伸,经宁化湖村、明溪、永安大湖直至龙岩、上杭、连城交界处,断断续续零星展布。其特点:分布面积一般不大,但小巧玲珑;岩层时代是上石炭统船山组与下二叠统栖霞组的石灰岩、燧石灰岩、白云岩等;产生岩溶地段多在断裂密集地区,主要是北西向北东向两组断裂交叉部位;岩溶类型以构造裂隙性洞穴为主,如楼台型、厅堂型、漏斗型、迷宫式、环式、羽状、枝状、峡谷型、矩型、椭圆型、工字型等;水循环作用沿构造裂隙渗透溶蚀为主,形成地下大的暗河并可行舟者未见,多系小型淙淙小润,且水位随着季节性而变化,一般深不没膝;洞直接长度最长达2000米,一般只达二百多米至几十米。洞内比高一般在5~10米;其形成时期,在燕山运动晚期而形成的断裂,后经长期活动而产生溶洞。其典型代表如将乐玉华洞、银华洞、金华洞、永安鱗隐石林、龙岩龙崆洞等。
1.玉华洞
玉华洞位于将乐县城南东8公里的梅花井西南圳头山下,其地层时代为上石炭统船山组与下二叠统栖霞组的深灰色灰岩、燧石灰岩、白云质灰岩等组成,整个地层被北东向和东西向两组断裂切割,形成断块,与周围古老地层断层接触,地下水沿裂隙带活动,溶洞类型以厅堂式、裂隙形、穹形、迷宫式为主,洞内石钟乳以石笋石柱为主,石牙、石台、石烛以及密集形针状,鱗片状次之,弯弯曲曲洞长约5公里,南北直线2公里,东西宽约5~30多米,总面积约3平方公里。
2.银华洞、金华洞
金华洞在玉华洞北西2公里处,地层时代与玉华洞相同,但以塔式与楼台式为主的岩溶地貌(或称包厢式),从地表至地下,已知有三层之多,每层高约6米,地下洞穴被泥土阻塞。银华洞位于将乐东南18公里的地村南。玉华洞、金华洞以地下厅堂式和楼台式溶洞为主。银华洞则以宫殿式地下溶洞为主的岩溶景观。
3.鳞隐石林
鳞隐石林,位于永安城西北13公里的大湖乡,由上石炭统船山组灰岩与下二叠统栖霞组燧石灰岩等组成,分布面积4.8平方公里(包括坑边一带),形成岩溶和石林的地段约1.5平方公里,岩溶区海拔在200~480米之间的丘陵、山间盆地、溶蚀洼地等。鳞隐石林以小巧玲珑著称,溶洞相当发育,大大小小有50多个,最大者达500立方米,地表也有部分形成石林,但分布面积不广,大湖一带的石炭二叠系灰岩受北东南西向燕山晚期两条平行断裂相夹的影响,地下水沿裂隙溶蚀,产生溶洞。
4.龙崆洞
龙崆洞位于龙岩雁石镇龙康村,距龙岩市60公里,距龙康村2公里,地层亦系二叠纪栖霞灰岩,分布面积约0.3平方公里,夹在北东向与北西向两组平行四条断裂之中,形成断块,地下水长期沿裂隙面溶蚀,与永安大湖、将乐玉华洞类似。特点是石钟乳、石柱、石笋极少,以长廊式溶洞为主,顶板弧形光滑,如车厢式,质坚,所有灰岩均有不同程度的白云石化,故不易溶解成石钟乳。
(四)火山岩地貌景观
福建地处太平洋构造活动带边缘,火山活动十分活跃,中生代侏罗纪和白垩纪时期形成大面积火山岩及火山碎屑岩(包括火山凝灰岩、流纹岩、凝灰熔岩、凝灰质砂、泥岩)在硅化强烈和断裂发育地段,易形成陡峭的山峰、崖壁及洞窟。
此类景观大部分分布于福建省东部地区,如柘荣东山,周宁滴水岩,宁德支提山、南沶山、九曲岭,南平九峰山,闽侯雪峰山、五虎山、十八重溪,闽清大帽山、白岩山,永泰方广岩、姬岩,福清石竹山,仙游石柱山,德化九仙山、戴云山,长泰天柱山,平和灵通山等。西部地区如建瓯郭岩山、松溪湛庐山、将乐陇西山等。
(五)变质岩地貌景观
此类景观其地层主要包括古老变质岩系与动力变质岩系两大岩类。如南平茫荡山、建瓯凤凰山、泉州灵秀山。
(六)滨海地貌景观
此类地貌景观可分为海蚀型、滨海沙滩型(包括海滨浴场)、海滩岩型和海岸沙丘岩型等四种。
滨海一带的岩石主要以花岗岩、火山碎屑岩两大类为主,少数火山喷发岩及动力变质岩等组成。这类岩石长期受海潮冲刷、侵蚀和积聚形成百孔千疮,形态各异。有的受海风的影响,搬运堆集固结而成海岸沙丘,如福鼎的大嵛山岛,宁德的三都澳沿岸,以及平潭岛、湄洲岛、厦门岛、鼓浪屿、金门岛、东山岛等周围。
(七)溪湖地貌景观
此类景观包括溪、湖、流水飞瀑等三大种,如著名的屏南鸳鸯溪、平潭岛三十六脚湖、大嵛山岛天然淡水湖、周宁九龙沶大瀑布、泰宁金湖、武夷山九曲溪等。
二、科学考察型景观
本省此类景观包括两大类型:典型化石、岩石、矿产地或重要的地质现象。
(一)典型化石、岩石、矿产地
典型化石:如永安坂头二叠纪-三叠纪过渡层的刘氏假腹菊石、亚洲假提罗菊石、马平胁瘤菊石及植物化石。崇安武夷山早白垩世的寿昌中脐鱼,政和大溪晚侏罗世的东方喙龙等化石。
典型岩石:如福州魁岐碱性花岗岩,福州的寿山石,泉州石刀山的韧性剪切岩,华安三叠系底部的九龙壁,平潭岛大福上升型海滩岩,东山岛康美村前港湾的沉溺型海滩岩,古雷半岛油沃的掩埋型海滩岩等海滩岩以及莆田平海乡的海岸沙丘岩等,均是科学考察重地。
魁岐碱性花岗岩,是西太平洋构造岩浆带典型岩区,许多国内、外学者、专家不远千里前来考察、研究。
典型矿产地:如清流行洛坑钨矿、龙岩东宫下高岭土矿、龙岩马坑铁矿,南平西坑铌钽矿、上杭紫金山铜金矿、永安李坊重晶石矿、邵武南山下萤石矿、福州峨嵋叶蜡石矿、平潭、东山石英砂矿等。
(二)重要地质现象
重要地质现象包括著名古火山口、间歇泉、矿泉(包括氡泉)温泉、自喷泉、上升泉等。
1.著名古火山口
古火山口是本省出色的景观之一,分布于闽西、闽中、闽东沿海一带。特别优美的多在沿海一带,其中首推龙海牛头山火山口,其次是福清凤迹火山口,再次是沙县大佑山、德化石牛山、浦城毛洋头、永定堂堡、平和崎坑、云霄金坑等地的火山口,其喷发时期多在晚侏罗世,其次是早侏罗世、白垩世与第三纪。
龙海牛头山火山口,形成于晚第三纪,由玄武岩、粗玄岩、伊丁石化橄榄玄武岩等组成,以柱状节理的独特结构的粗玄岩密集排列围绕火山口,在滨海地区构成非常美丽壮观的地貌。火山口倾斜,朝向海域,一半在陆上,一半在海边,在退潮后显出整个完整的椭圆形、长轴北东向,轴长200米,短轴70米,火山口比长春市伊通火山口更加优美。
凤迹火山口形成于晚侏罗世,由角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、流纹英安质熔岩、集块岩、集块熔岩、角砾岩以及火山弹等组成。它由层状火山经塌陷而形成破火山口,规模巨大,结构独特,地貌景观优美,这都是旅游观光与科学考察的重要景区之一。
2.各种类型的泉
如顺昌石溪畔陡坡上间歇泉,永安、泉州的矿泉,宁德的氡泉,宁化湖村龙王潭泉,永定高陂鲜水塘和武平十方鸳鸯井等。