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『潮 汕 地 质 史 话』--- 杨启源

作者:  来源:杨先生  发表时间:2019-12-18 10:24:24   浏览:

杨启源先生出生于1937年,广东省潮安县庵埠镇一个工商业者家庭,那是日寇侵略中国的困难时代。




作者1962年中南矿冶学院毕业,之后分配在本省从事地质找矿工作及工程地质勘察工作,1983年1月国家科学技术干部局授予工程师职称,1988年广东省科学技术干部局授予地质专业高级工程师职称,主要作品有:


《残阳如血》长篇地质小说,2001年香港榕文出版社出版


《潮人游泰山》游记,1996年“潮安文艺”出版


《永远的怀念,在圹湖山工作的日子里》


散文  1988年潮州日报




『潮 汕 地 质 史 话

                                            ---杨启源

目录

 一、序言
 二、地壳巨变
 三、从海平面到山之巅峰
 四、地质与矿产
 五、南澳地震纪实
 六、河流和地下水
 七、地质与工程
 八、土层厚度与密实度
 九、地层与岩浆岩
 十、作者简介


潮汕地质史话

一、绪言
  潮汕地质的研究程度是很高的,范围广泛,项目众多。从大的项目说起,有金属矿产与非金属矿产,地质平面填图,航空磁力测量,航空地形测量,不同比例尺的地形测量,区域水文地质普查,地震危险性研究,沿岸海底地貌研究,工程地质研究……。
  20世纪70年代,美国总统尼克松首次访华时,赠送地球资源卫星科技资料,照片的技术性就在于穿透第四纪覆盖层可以判断地壳的断裂构造,各类岩浆岩体的分布情况,不同岩石类别的接触界线,这对研究潮汕地质如虎添翼。
  但总统不远万里,漂洋过海,不外是要显耀科技的大国形象,然而中国人的态度,正如周总理所言,地球外的事情让我们的下一代去搞吧!


二、地球巨变
  地质年代的侏罗纪燕山晚期,迄今约1.4亿年,中国南部经历了强烈的地壳变动,地球深部融溶的岩浆涌入地壳的上部,从深成到浅成,并伴随着火山岩喷发,以及地层和矿产的形成,地壳表面海陆变迁,使南北陆地贯通。到了第四纪迄今约100万年,根据科学研究院地质研究所资料,海水才从广东最后退出,流入太平洋,“潮汕”因此浮出水面,而成为陆地。但陆地中沉积岩的分布、厚度、到处不一,由距离陆地之远近,海水深度变化,而形成不同的沉积相,由海相的泥砂、淤泥到陆相的粘土、砾石,沉积层厚度由数米到数十米,由单层到互层,未被海侵影响的基岩,在海浪不断的冲击下形成了海蚀岩,迄今5400年的潮州梅林湖龙坑山海蚀岩崖,呈麻菇状,高3-8m,海蚀喉高1.0-2.9m,喉深度0.6-1.2m,(附相片)。

  陆地凸起的地形有76个山脉成北西方向排列,迄今尚有8个岛屿仍乞立于大海之中,其中南澳岛面积最大,岛上高峰崠主峰高512米,出露的岩层为上三迭-中侏罗统的砾岩、砂岩、页岩夹火山岩以及细粒花岗岩构成。同位素年龄测定在1.96-1.42亿年之间。
  地壳的变动造成了海陆的变迁,沧海变桑田,已是民间的俗语,可是早已成为真理了,只是人们尚不明白那是地壳变动所造成的结果。地壳的变动尚有另一个恶果,那就是地震。

  地球自身的组织结构,有表层及核心,地球永不停止的旋转,地壳中的某一组成部分产生步调不一致,使产生破裂,进而互相撞击,从而引起地震的发生。全球可以统计的地震就有500万之多,可见地球每时每刻都在变动之中。

此外地球自身旋转的速率也并非是永恒的,迄今约4亿年前的泥盆纪,产于地层中的蜓科化石,经研究发现地球的公转周期是400天,而不是现时的365天,可见其自转速率是在变动之中。
再说第三纪的早期,当时由于地壳的上升,造成了寒冷的气候变化,使森林中的古猿逃离到平原地带,他们是人类的先祖。
为适应新环境的变化,人类发展进入到新的阶段,从旧石器时代进化到新石器时代,迄今约一万年,继猿人创造石器之后,又向前进了一步,创造了钻燧取火,以化腥臊,扩大食物范围,制作衣服以御寒冷。
1961年考古学家莫雅在粤东发现了新石器时代遗存,成为粤东地区与人类发展有关的重要发现。(附图片)中国猿人。


三、从海平面到山之巅峰
  粤东地势从北往南逐渐低平,从群山起伏连接到潮汕三角洲平原,直通东南沿海,北面群山之中,丰顺铜鼓峰号称粤东第一峰,还有凤凰山,高1488m,往西揭西塘湖山,高1084m,向西南进入惠来的望天顶,山高927m。
  从潮阳到广澳形成一个海湾,周边为花岗岩广布的丘陵和低山,山间盆地狭小,主要山峰有吴田岭主峰227m,青云岩181m,笔架山124.2m,塔头山135.4m,升旗山171m……低山和丘陵向南延伸进入南海,末端为好望角距离达濠镇11公里,绕过好望角迂回到榕江、韩江三角洲,形成了汕头海湾,呈东西走向,水面宽1-4公里,至妈屿口20公里,妈屿口潮流湍急,涨潮时50-80cm/秒,退潮时流速119-168cm/秒,水深南航道18.4-20.5m,北航道8.6-13.7m,出了妈屿口便是南海了。
  说完大海,再论巅峰,丰顺铜鼓嶂,海拔1560.5m,与山东泰山1545m相比略高一些,但计算未尽之峰芒,二山海拔不相上下。泰山观日出,闻名于世,其实真正之盛名,倒不如其形成的地质年代之久远,迄今已有40多亿年的太古界变质花岗岩系。作为旅游胜地,历代皇帝、名人政要争先登临,并在坚硬的岩石上留下不朽的芳名。
  铜鼓峰就其地质年龄仅是1.5亿年,岩石由砂页岩互层构成,不过随着汕头副中心城市的发展,独特的地理环境条件必然会成为南中国的旅游明珠。


四、地质与矿产
  地壳纵深35公里,到了地幔层,由于放射性元素的衰变岩石溶融为半流体涌入了地壳上部的构造空间,而形成矿床。潮汕的矿产长期的采掘,到如今已是洞老山空的景况,但研究的价值犹存。
(一)金矿的希望
  广东省金矿产地就有400处以上,并且还有两条金矿带,潮汕发现的金矿在凤凰河流中进行普查时便淘洗到金矿,赋存于大石背后,沙砾层底部,粗粒状0.6cm,在河流两侧山脉动用山地工程,发现了含金的矽卡岩脉的原生矿,经采样分析,含金品位1g/吨,虽然未达到5g/吨的工业品位。但却指明了金矿的来源地。
在饶平县三饶山前平原一片良田,面积一平方公里,地面上部为耕土,下部为砂砾层,砂砾层厚度2-2.5m,金矿品位<0.1g/m3,山顶岩石为英安斑岩的火山岩系,普遍黄铁矿化,对强烈的黄铁矿化地壳进行全面的普查,化探和钻探勘查,但未能达到预期的目的。
(二)火山角砾岩筒与矿产
  侏罗纪火山活动使大量的火山熔岩溢出地表并伴随着火山岩筒的爆发。凤凰虎头山的角砾岩筒高100m,四周同时伴生着金属元素异常,根据角砾岩筒与矿产形成的关系,在异常区使用钻探机械开展钻探找矿工程。终于在钻深至303m时发现了钼金属矿,经化验钼品位达到了工业品位0.06%以上,钼矿它是许多金属矿的伴生元素和找矿指示元素。但钻机已到了极限,只好留下地质工作者的遗憾,告诉后人,凤凰山地区有着一个待查明的金属盲矿。
(三)被采空的大矿山纪实
  西岑锡矿,矿区上部锡矿,下部黄铁矿、铅锌矿。锡矿开采量达千吨之多,矿工逾千人之众;矿工们为国家做出了重要的贡献,但由于防护工作没能到位,因此也使不少人得了矽肺的职业病。
澄海莲花山细脉浸染型钨矿,储量达二十万吨,矿区成矿条件简单,易采易选,因此不用多少年,矿产便已采空闭坑。但是数年以后,仍有老百姓,冒着生命危险,进入矿坑挖矿,二条性命因此丧生。
海丰锡矿,发现早,开采时间长,矿点众多,分布范围广,类型复杂,但可以简单地概括为两类,绿泥石型,产状及品位贫富变化大,另一类为石英脉型,如吉水门矿区,产状与矿物组成结构较之稳定。矿脉边界品位Sn0.22,Pb0.70,Zn0.80,可采厚度1m。

  潮安万丰山绿柱石矿区,矿山位于海拔900m高山,绿柱石乃国家之至宝,其中之铍元素,是氢弹的引爆剂;宇宙飞船的外衣,矿区矿石主要运往苏联以抵偿债务,直至1962年中苏关系破裂之后,矿区才停产闭坑。不过,我国还有无法比拟的矿区,那就是新疆的可可托海矿区,矿产极丰,地球140多种元素矿产资源,它就有76种之多,种类齐全,然而它的发现和开发,竟有数百人为之献身。

  潮安厚婆坳矿区,上部锡矿,下部黄铁矿,铅锌矿,银矿,上部锡矿采完以后,下部百米以下的矿产开采困难就很大,虽然引进日本的采矿技术,但地下水及复杂的地质条件,因此矿山只能停产,闭坑。
  揭阳锡场锡矿,50-60年代是锡矿露天开采而后大面积回填的地方,那时的景象已为人们忘却了,而今已是万亩良田成片,水沟纵横,田埂有序,房屋排列规一,五万吨锡矿谱写了这片土地的年代历史篇章。
应用磁力找矿方法,寻找铁矿有航空和地面两种途径,在饶平暗井地区,使用地面磁法发现了磁力异常,进一步使用钻探机械进行钻查评价,初步结论是一个小规模的矿体。
高岭土是潮汕地区的非金属矿产,主要有二种类型,一是风化的石英斑岩脉,一是风化的煌斑岩脉,它们均是其中的长石矿物成分经长期风化作用而成为高岭土,其中不易风化的石英成分则成为高岭土的杂质。
高岭土的重要用途在于制作陶瓷的原材料,成为国民经济的重要支柱,潮安枫溪是潮汕的陶瓷工艺中心,大量产品远销国内外而闻名世界。
(四)一个从发现到开采的矿区实例
  揭西圹湖山钨,铍矿区,研究和分析中从区域航空照片地质构造资料明显地看到以圹湖山为中心的环形地质构造1.2km2,标高800m高程,环形构造的外带为上侏罗统高基坪的火山岩,内带为燕山三期的花岗岩,它是深部的花岗岩体伸入的小岩支。环形岩体经历长期的风化作用,其中的矿物元素也随之散落周边而形成晕圈,从而被我们所发现。(以下附图)


  矿产的形成就集中在小侵入体的顶部,因为那里有许多容矿的空间,矿体成脉状共计260条矿脉,以钨矿为主矿脉143条,绿柱石主矿脉91条,矿脉分布有序,产状360-3200占主要,其次为50°-60°,长度方面>500m占1.2%,500-200m占11.5%,200-50m占34.4%,其余为30-50m,矿脉厚度方面>0.4m占1.2%,0.4-0.1占43%,矿脉延深方面50-80m,并趋于尖灭。(附地质图)


  在内带和外带的交接部位,也有极少量的矿脉分布。
矿山开采盛衰
  矿山1917年发现,从发现到解放前矿产量,30年共计钨矿873.0吨,铋矿66.1吨,高锡28.8吨,绿柱石1917.0吨。
  解放前缺乏直接资料记载,取解放后年平均产量进行计算,而得出上述计算结果。
  1951年-1979年根据矿山收购站历年档案资料记载:绿柱石1865.03吨,铋矿63.74吨,高锡矿57.4吨,钨矿850.5吨。
  1978底经专业地质队详查报告,矿区保有储量:钨矿728.89吨,绿柱石25.25吨,铋矿1.10吨。
综合以上三方面资料清盘矿区矿产量:
  绿柱石3807.28吨,黑钨矿2490.49吨,铋矿130.84吨,绿柱石按5.7折算Beo金属
                 

  量为267.94吨,按国家金属矿床划分标准大于500吨为中型标准规模,因此圹湖山矿区属于中型规模的多金属矿床。金属矿物以绿柱石为主,次为黑钨矿,伴生辉铋矿,锡矿的多金属矿床。还要提及的是这些矿产通过日本商人经由香港运到日本国内,成为日本掠夺我国资源的一个例证。


五、南澳地震纪实

  地球每年平均可记录的地震在500万次以上,全世界从1961年-1967年7年时间4级以上地震近30万次,其中80-90%集中在太平洋板块地震带,潮汕位于板块之内,自1067年-1973年发生有感地震277次以上,其中大于5级地震有12次。(附表)
  1918年2月13日的南澳地震,是时建筑物坍塌无数,死亡数百,南澳一县最甚,人民死伤十之八,无人收殓。

  当时汕头下午二时,闻巨声如雷,地动山摇,空气发出大量硫磺气味,直扑鼻端,碌碌对岸的石山,所有峰峦悉数倾落山下,碕碌英华学堂附近大马路地面霹雳一声裂开一线,长约百丈,见硫磺水喷出,热度炙人,倒塌房屋约百余家,伤亡人数有千人。郊区金砂澄海一带地面也产生长达数十米的裂缝,并有淤泥上涌,揭阳、饶平同样有此惨状。南澳地震是典型的主震余震型,有着典型的重复性,主震释放大部分能量,同年4月6级强烈余震再发生,到了1923年3月又复发6.25级强震。潮汕平原发生六级强震地区,至今小震不断。
抗震设防,国家采取以下措施
 1. 建设全国地震监测台网。
 2. 对所有建、构筑物纳入国家抗震设防规范。
 3. 对已建的建、构筑物按抗震设防要求实施再加固处理。
 4. 对重要建、构筑物及震害地基特别处理。


六、河流和地下水
  (一)韩江流经潮汕平原注入南海,它的源头从三河坝开始,全长4700公里,落差920米,平均流量在全国各大河流占第七位,多年平均含砂量0.299千克/立方米,在全国占第六位,每年平均输砂量760万吨,在全国排行第五位,因此是一条水量丰沛,多沙的河流。
  (二)东山湖温泉,位于桑浦山与大尖山之间,二山主峰高度484.2m和253.4米,山间盆地宽1.2-1.5m,盆地表土层厚度25-36m,主要由砂层和粘土层构成,砂层孔隙水水温50°-60°c,下卧层为中粒花岗岩,花岗岩的断裂构造常呈棋盘格式构造形态,一组为315°-320°,另一组为170°-180°,倾向近于直立,成为地下温泉的流通渠道和储存空间。(附图)


构造带深度666.53m,水温160-600m 77°-93°,自流量2.064-19.704升/秒。
温泉水质:Ca2+ 19.04-20.64mg/L
K++Na+ 411.65-431.16mg/L
Mg2+O,Fe2+O,HCO3- 77.5-67.12mg/L,F- 10.0, PH 8.1-8.4
  (三)彩圹矿泉水
位于桑浦山南面约3公里,钻孔井深度245.69m,孔井上部21.10m为坡残积土,以下为中粗粒黑云母花岗岩夹煌斑岩及闪长岩脉。水井冒出水量200吨,属碳酸氢钙型水质,硅酸828-130mg/L,游离CO2 230-670mg/L,Zn 0.22-0.34mg/L(标准1.0mg/L)其他元素共20余种,属优质矿泉水。
  (四)潮阳关埠中学花岗岩构造带裂隙水
水井地质,从上至下,0-6m 砂质粘土
                6-10m 花岗闪长岩
              10-90 破碎带,花岗岩、糜棱岩、岩脉。水质PH7.2 ,氯化钠14mg/L,氟化物0.44mg/L,氨氮0.1mg/L,属氯钙(Cl-Na)型类型咸淡水。


  (五)底砾砂含水层
达濠北,钻孔井砾砂含水层
孔深42m,孔底微风化花岗岩
含水层上部砾砂层7m,中部粘土层,下部粗砂层,1.5m,涌水量16吨/日
水质:K+ 933mg/L,Na 2314mg/L,Ca 544mg/L,Mg 1864mg/L,Fe2+ 0.22mg/L,Fe- 0.88mg/L,
Zn 2.24mg/L,PH7.0
  (六)潮阳两英服装商城风化花岗岩地下水
井底半风化中粗粒花岗岩,井深121.6m,地下水含砾粗砂层,埋深19-23m,水位3.9m,抽水量140吨/日,水质氯化物0.18mg/L,PH7.75,汞<0.001mg/L,硫酸盐30.92mg/L,Fe、Mn<0.01mg/L,Cu、Zn 0.20mg/L
  (七)岐山月浦水井地下水
水井深>7.23m,含水层夹于土层之中44.18m-64.83m,上部土层以0-44.18m,包括耕土、砂、淤泥、粘土,下部土层从64.83-77.23m包括亚粘土、残积土、强风化花岗岩。

水质,K+ 512.72mg/L,Na+1205.83mg/L,Ca 125.84mg/L,Mg2+ 120.30mg/L,Fe2+ 0.12mg/L,F- 3.4 ,PH 6.0 ,涌水量134.9吨/日。


  七、地质与工程
建设工程中的基础必须落在地基的好土层之中,才能保证工程建设的质量与安全。但良好的地基土层往往位于地基的一定深度,因此桩基础是工程施工中常采取的措施。以下列举数例加以说明。

  (一)汕头国际大酒店预制方桩基础工程(附图)

 


建筑物26层,框剪结构,预制方桩基础,桩断面0.5*0.5m,桩长42m,桩端持力层为砾砂层,层顶埋深37.5m,预制桩穿越土层:0-20m淤泥层,20-39m粘性土夹砂,39-46.5m砾砂层,46.5-64.4m中风化花岗岩,微风化花岗岩。建筑物是我市首座高层建筑,首次先行桩基载荷试点作为建筑物设计的依据,试验的成果极限承载为6349KN,桩顶沉降量20.6mm,最大水平推力20吨。建筑物稳定性七年后累计20.14mm沉降量。
  (二)汕头中环大厦,预制方桩基础工程,35层双十型塔楼,一层地下室,总高103.5m,框剪结构,最大柱轴力12MN,地基土层0-28.97m泥、砂、土,—36.90m粉砂,粗砂,—69.85m粘土、砂、强风化岩。以28.97-36.90m的砂层作为基础持力层,通过桩基载荷试验,界面0.45m2极限承载力5280KN,截面0.50m2极限承载力6000KN,均达到设计单桩承载力要求,沉降量25.96mm和29.61mm(桩顶),建筑物沉降量三年后40.88mm。
  (三)旅游宾馆钻孔桩工程
汕头市首次使用钻孔桩施工方法的16层工程,建筑场地地质情况,0-40.3m淤泥,—42.3m砾砂,—58.5粘性土,—67m强风化花岗岩。
由此可见场地就是一个典型的软土地基。只有到了40m以下始见好土层,因此采用桩基础成为建筑物设计的第一考虑,采用钻孔桩手段易于控制钻孔深度,通过桩承载力载荷试验设计更为安全可靠。桩承载力试验结果:桩长39.5m,桩径80cm,极限承载力4200KN:桩顶沉降量28.83mm,其中桩周摩擦阻力1400KN(载荷实测法)。
  (四)汕头万年青制药厂制药车间静压桩工程
静压桩工程通过压力架将分节的预制方桩连续压入土层之中,直到持力层为止,万年青制药厂制药车间,桩径400mm,入土深度30m,载荷量1900KN,静桩纵压值>1900KN,相应沉降量12.19mm,建筑物稳定沉降量4mm。

静压桩通过的土层:0-29m淤泥,29-36.5m细砂—粗砂,36.5-75m粘性土、砂互层,底部强风化花岗岩,桩基持力层立于中砂。(附图)


      
八、土层厚度与密实度
第四纪土层直接露出地面,它与致密坚硬的岩石不同,在于它形成土层的时间不足一百万年,因此土层有着松散结构和孔隙构造的特征,因而土质产生了压缩性和透水性。根据土层的密实层度可以分为中硬土、中软土和软弱土类别,剪切波速Vs分别为>500m/s,Vs >150m/s和≤150m/s。
土层和基岩接触分界面,到地表为土层厚度,形成地壳覆盖层。在潮汕地区,地壳厚度40-90m。
九、地层和岩浆岩

地层从老到新,

  (一)上三迭统小坪组(T3K)从揭阳到饶平旗山出露,呈南西北东向展布,面积约占2%,主要由砾岩、砂岩、页岩夹火山岩组成,地层还夹有煤矿和铁矿石。

  (二)下侏罗统金鸡群(J1J)
区域分布广泛,但连续性差,多数为花岗岩体切割,出露面积约15%,土层由长石、石英、砂岩与粉砂岩互层组成,含有动植物碎片。
  (三)上侏罗统度基坪群(J3giz)
主要出露于区域的北部,约占15%,地层由砂页岩互层状组成,并夹有火山凝灰岩,粉砂岩与凝灰岩互层及厚质状凝灰岩、石英斑岩构成。
  (四)白垩纪下统官草湖群(K1gm)
仅见于揭西龙颈水库附近,由灰紫色凝灰质砂岩、沙砾岩夹粗砂、粉砂质泥岩组成,出露面积约占3%。

岩浆岩根据其侵入地壳年代划分为燕山早期1.9-1.7亿年,晚期1.7-0.8亿年,区域出露面积约占34%,喜山期0.8-0.6亿年,只是零星出露,分布在洪阳及大桑浦山等地。根据岩浆岩的基本特征及空间的分布共划分出20几个岩体,主要有大桑浦山岩体的中粒黑云母花岗岩,南澳高嶂崠岩体的细粒花岗岩,揭西白塔望天湖山岩体的二长花岗岩,澄海盐鸿莲花山岩体中细粒花岗岩,石英闪长岩,揭西埔寨新寮崠岩体的闪长岩等。


作者简介:
作者出生于1937年,广东省潮安县庵埠镇一个工商业者家庭,那是日寇侵略中国的困难时代。
作者1962年中南矿冶学院毕业,之后分配在本省从事地质找矿工作及工程地质勘察工作,1983年1月国家科学技术干部局授予工程师职称,1988年广东省科学技术干部局授予地质专业高级工程师职称,主要作品有:
《残阳如血》长篇地质小说,2001年香港榕文出版社出版
《潮人游泰山》游记,1996年“潮安文艺”出版
《永远的怀念,在圹湖山工作的日子里》
散文  1988年潮州日报
《打桩过程对毗邻建筑物震动损坏的监测》
论文1991年中国建筑学会《工程勘察》双月刊出版
汕头市《52Km2》地震危险性分析及影响小区规划综合研究报告,经国家地震局审批通过,1990年广东勘察协会通讯报导。



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