浅谈南京市区地形地貌和工程地质层构成

浅谈南京市区地形地貌和工程地质层构成摘要：南京地处长江中下游，地形起伏很大，由于受断裂构造影响，区内地形地貌和岩土层类别、分布复杂多变，通过大量工程实践与相关资料的对比分析，对区内低山丘陵地貌、山丘间坳沟地貌、湖沼相地貌、秦淮河故河道地貌和河西地区长江漫滩地貌进行工程地质划分与描述。关键词：南京、长江中下游、地形地貌、地质构成Abstract：Duetotherollingterrainsandfaultstructures,thetopographyandstratumsaredistributedirregularlyinNanjingatthedownstreamandmidstreamofYangtzeRiver.Aftercomparisonoftherelativestatisticsandengineeringcases,divisionofgeologyissetoffonthebasisofthedescriptionsintermsofdifferentlandscapes,suchashillylandform,groovelandscape,lacustrineandpaludallandscape,thelandscapeofoldchannelofQinghuaiRiver,YangtzeRiverbackswamplocatedatthewestoftheQinghuaiRiver.Keywords:Nanjing;downstreamandmidstreamofYangtzeRiver;Topographyandlandscape;geologicalformation一、引言南京市地处长江中下游，宁镇隆起与宁芜凹陷两大构造板块之交界处。主城区位于长江东南～南面，北有幕府山、乌龙山、栖霞山，东有紫金山、青龙山，南有韩府山、牛首山，可谓三面环山，一面濒水。众山中以紫金山（古称锺山，海拔448m）为最高峰。区内地形起伏变化很大。自北向南分布三道地势明显突起的近东西向横梁，北面为狮子山、象山、幕府山，中部为清凉山、五台山、鼓楼岗、北极阁、九华山、富贵山，南面有雨花台、菊花台。这三道横梁使城区地形呈波状起伏，也使城区地表水系以中部横梁为自然分水岺，形成城南秦淮河和城北金川河两大流域。另外，城西沿明城墙自北向南为狮子山、八字山、古平岗、石头城、清凉山、仓顶等连成一道近南北向横梁，构成城西临江天然屏障。区内地貌形态复杂多变。有风雨物理风化作用和滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用形成的剥蚀低山及残丘，有河流堆积作用形成的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，有山丘间坡洪积作用形成的坳沟，有秦淮河故河道和长江冲淤积作用形成的漫滩等。其中，低山丘陵约占市区总面积的60﹪左右，因此市区地貌形态总体上为低山丘陵，属于长江河谷的一个组成部分。区内岩土层类别及分布亦复杂多变。自上元古界至新生界地层区内均有分布，并见有上侏罗世火山岩堆积层及燕山晚期岩浆岩侵入体，但区内基岩出露甚少，大多为第四纪土层所覆盖。本文中所涉及的岩层主要有下列数种：上震旦统灯影组（）——下奥陶统仑山组（）灰白～灰色白云岩、白云质灰岩、灰质白云岩等（以下简称震旦～奥陶白云岩）；下三叠统上青龙组（）灰色薄层状灰岩、含泥质灰岩夹钙质泥岩、泥灰岩等（以下简称下三叠上青龙灰岩）；中三叠统黄马青组（）紫红色粉细砂岩、粉砂质泥岩等（以下简称中三叠黄马青砂岩）；下中侏罗统象山群（）灰黄～灰白色长石石英砂岩、石英砂岩、砂砾岩等（以下简称下中侏罗象山砂岩）；燕山运动晚期岩浆岩侵入体（）――灰白～灰色闪长玢岩、闪长岩、辉长岩等（以下简称燕山晚期岩浆岩）；上侏罗统龙王山组（）紫红～浅灰绿色安山岩、安山质凝灰岩、角砾凝灰岩、火山集块岩等（以下简称上侏罗火山岩）；下白垩统葛村组（）紫红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等（以下简称下白垩红层）；上白垩统浦口组（）棕红色泥质粉砂岩、含砾砂岩、砂砾岩、泥岩等（以下简称上白垩浦口层）。区内地形地貌及岩土分布受纵横交织的断裂构造控制。区内控制性断裂构造主要有以下三条：其一为北西走向斜穿市区的南京――湖熟断裂，属郯（城）――庐（江）深大断裂带的一部分，使宁镇山脉突然终断；其二为近东西走向沿江断裂带幕府山――焦山断裂，致幕府山北麓断陷于长江中；其三为近东西走向横穿市区中部的定淮门――琵琶湖断裂，主要控制市区南半部下白垩红层的分布。这三条控制性断裂邻近周边发育有一系列北东向和北西向伴生或次生断裂，加之燕山晚期岩浆岩侵入，使本区基岩岩性分布及岩体完整程度、岩石等都强度受到很大影响。总之，区内地形地貌和岩土层分布复杂多变性位居全国各大中城市前列。我们经常遇到在同一个工程场地内，地貌形态和岩土层类别、结构、埋深、厚度等都会出现难以预计的变化。低山丘陵地貌区内的低山丘陵按其成因、基岩岩性和海拔高度，可分为剥蚀低山（200m以上）、残丘（50～200m）及河流堆积阶地（12～50m），现分别评述如下：剥蚀低山紫金山西端的天堡峰（紫金山天文台，248m）为剥蚀低山。基岩岩性主要为下中侏罗象山砂岩，部分为中三叠黄马青砂岩，北侧坡脚处为燕山晚期岩浆岩。上覆土层为晚更新世粘性土夹残坡积碎石土，厚度一般较薄或缺失。剥蚀残丘紫金山向西延伸的富贵山、九华山、北极阁，北面沿江一线的幕府山、象山、狮子山及北～东北郊一带的大小红山、乌龙山、杨坊山、聚宝山、农场山等，为剥蚀残丘。其中除幕府山、九华山为分别呈北东、近东西走向的条带状山丘外，其余均为突起孤立的山丘。富贵山——北极阁基岩岩性及上覆土层同紫金山天文台，幕府山——狮子山岩性为震旦——奥陶白云岩，大小红山基岩受断裂构造控制，东南侧为下三叠上青龙灰岩，西北侧为下中侏罗象山砂岩。上覆土层亦同上述紫金山天文台基本一致。河流堆积阶地区内的丘陵岗地按阶面高程可分为Ⅰ级阶地（12～20m）、Ⅱ级阶地（20～50m）及Ⅲ级阶地（50m）:1、Ⅲ级阶地分布于雨花台一带，为基座阶地，基岩岩性为下白垩红层，上覆土层为晚更新世粘性土及中新统雨花台组（）砂砾层、卵砾石层，厚度一般为10～20m。2、Ⅱ级阶地分布于八字山、古平岗、清凉山、五台山、鼓楼岗、紫金山周边及紫金山与幕府山之间地带，亦为基座阶地。基岩岩性主要为下白垩红层，鼓楼岗以北受断裂构造控制为上侏罗火山岩，中央路以东的玄武湖及紫金山与迈皋桥之间为燕山晚期岩浆岩。上覆土层为晚更新世粘性土，以呈褐黄～黄褐色，可～硬塑状及富含铁锰质结核和灰白色粘土条带为特征，厚度一般为10～20m。其中卫岗和板仓一带该层粘性土多为粘土，具轻微膨胀性。另外，该层底部常见一层混合土－－可～硬塑状粘性土混卵砾石，粒径一般2～5m，大者10cm左右，偶见20～30㎝块石，含量约20～40%，厚度约1～3m,具较高强度。3、Ⅰ级阶地分布于光华门――半山园、大光路――公园路、新街口――珠江路西侧、水佐岗――镇江路、紫竹林――中央门及仓顶等地，以及Ⅱ级阶地坡脚和故河道两侧地带。其中，有些地段因经人为改造，阶地形态已不太明显。覆盖土层地表为老城区填土，厚度一般在2～3m，填埋沟塘地段厚达4～5m,底部常见一层混合土—软～可塑状粘性土混卵砾石层、粒径变化大，含量不均匀，强度不高。下伏基岩市区南半部主要为下白垩红层，中山门――中和桥及雨花台东南部有上侏罗火山岩分布；市区北半部基岩分布较杂，狮子山以东与幕府山以南为上白垩浦口层，山西路――草场门为上侏罗火山岩，三牌楼――中央门――迈皋桥为下中侏罗象山砂岩，紫金山以北为燕山晚期岩浆岩。山丘间坳沟地貌市区北部的幕府山南侧、东部的紫金山周边，以及南部的雨花台、西部的清凉山等周边，均发育有无数的冲沟。这些冲沟分别汇集成若干条大冲沟（坳沟）汇入秦淮河、月牙湖、玄武湖、金川河及长江等。紫金山与幕府山之间有三条著名的坳沟：其一为南十里长沟，呈近东西走向由农场山往西经兴卫村、过街村、黑墨营、迈皋桥、东井亭，在南京火车站西侧汇入护城河；其二为北十里长沟，呈北东走向由晓庄南（南京塑料厂）往北经王家村、吉祥庵、太平村，在南京化工厂汇入长江；其三为东十里长沟，呈近南北走向由聚宝山往北经诚实村、小岗下、柳塘立交、南京化纤厂，在长江二桥公园西侧汇入长江。另外，卫岗与双拜岗之间的宽大冲沟，雨花台西侧的雨花西路，清凉山与五台山之间的广州路――乌龙潭等亦均为坳沟地貌形态。坳沟沉积土层，上游段一般为洪坡积形成的可塑性次生粘性土混碎石，中—下游段上部为软～可塑性次生粘性土，中部为灰色软粘性土，下部为可～硬塑状晚更新世粘性土。有时中～下游段底部分布一层混合土――软～可塑状粘性土混卵砾石层，粒径变化大，含量不均匀，强度不高。山丘中坳沟下伏基岩，南十里长沟主要为燕山晚期岩浆岩，北十里长沟主要为上白垩浦口层，东十里长沟南半部为燕山晚期岩浆岩，北半部为上白垩浦口层，其余地段基岩分布，往往是因地而异。湖沼相地貌市区的古湖泊主要为玄武湖、莫愁湖、白鹭洲、南湖及燕雀湖。其中玄武湖和白鹭洲及莫愁湖和南湖分别在秦淮河故河道及长江漫滩上人工开挖而成，现仍以无比风光秀丽的容貌和深厚的文化底蕴供国内外游客观赏憩戏。而古燕雀湖已于明初建皇宫时填平，俗称“三山填燕雀”,可见工程规模之宏大。如今，古明城墙仍依山傍水巍然而立，但碧波荡漾的古湖面姿态已不复存在。古燕雀湖位于中山东路东端北侧，东自半山园西至黄浦路，东西长约3000m,南北宽约400～1000m，为紫金山山前的琵琶湖、前湖、紫霞湖、燕雀湖等诸多湖泊中最大的一个。该湖泊地处紫金山西南部宽大坳沟的下游，主要接受山洪流水及其冲洪积物。根据南京维景国际大酒店及明故宫广场工勘资料，湖区表层4～6m为由砂砾石夹少量碎石块石构成的密实杂填土，其下为富含有机质的湖沼相淤泥和淤泥质土，厚约6～8m，再下为中粗砂混砾石层，厚约3～5m，为湖底冲洪积层。下部土层，东部为晚更新世粘性土，底部为可～硬塑状粘性土混卵砾石；中～西部为全新世软粘性土，属秦淮河故河道沉积层。湖区范围下伏基岩为下白垩红层。秦淮河故河道地貌秦淮河故河道自江宁区东山镇经节制闸、夫子庙、大行宫、小营、市政府、玄武湖、许府巷、模范马路、三牌楼、金川门、大桥南路等宛转曲折穿过市区，在长江大桥南堡公园西侧汇入长江。古时候长江无护岸控制，每逢洪水期即由集合村、水西门等地势较低处漫过，与秦淮河混为一体，从而形成宽厚不等的故河道沉积层。故河道沉积层，按其沉积环境及土层结构组合可划分为河床相沉积层和漫滩相沉积层。河床相沉积层位于故河道中心的深槽处，水流湍急，沉积物主要为粉细砂层。漫滩相沉积层位于河床左右两侧，水流较缓，沉积物以软粘性土和粘性土夹粉土粉砂为主。河床相沉积底部常见有一层混合土――软～可塑状粘性土混粗砂卵砾石层，厚度一般为1－3m，粒径及含量均变化极大，强度不高。市区故河道受地形和地貌形态制约，深浅、宽窄变化极大。最宽段为鸡鸣寺与九华山之间的市政府（古称武庙）段，仅200m左右。最开阔段：城南为水西门――大光路中段及新街口――明故宫段，宽约3000m左右；城北最宽处为模范马路――许府巷及北京西路――模范马路段，宽约1800m～3000m。故河道沉积层厚度一般30～38m，城南最厚处为瞻园路及小营一带，厚达40～43m，城北最厚处为玄武湖菱洲与翠洲之间及三牌楼――金川门段，厚达43～45m。长江大桥南堡公园西侧入江口处为最厚，达55m.市区故河道范围下伏基岩，城南段主要为下白垩红层，东南大学北端――市政府段为下中侏罗象山砂岩，玄武湖段为燕山晚期岩浆岩，许府巷――三牌楼――大桥饭店段为下中侏罗象山砂岩，大桥饭店――入江口段为上白垩浦口层。其间局部地段尚有上侏罗火山岩、下三叠上青龙灰岩等分布。河西地区长江漫滩地貌长江的东南～南侧，即板桥镇――幕府山一线，分布有大大小小的近岸漫滩，其中以西善桥――三汊河之间与秦淮河及南河――夹江之间的南京河西地区漫滩为最大，面积为40平方公里左右。河西地区漫滩地势低平，地面标高5.5～7.0m，小河及水沟水塘等地表水系发育，为长江河道西迁形成的低漫滩。原为南京西郊蔬菜、鱼肉副食品生产基地，自90年代初起按省市“城市主城区扩建规划”