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固體液體煤層氣等氣體礦産勘查
黑林省考古環境概況
來源:辦公室 日期:2013-5-23 點擊率:13990

  黑林省位于我國東北地區的中部,北鄰黑龍江省,西與内蒙古自治區相接,南連遼甯省,東和俄羅斯聯邦接壤,東南與朝鮮民主主義共和國隔江相望。地理坐标為:北緯40°52′~46°18′,東經121°38′~131°19′。國土總面積18.74×104km2,約占全國總面積的2%,居全國第14位。

  考古環境屬于自然環境系統,是與人類活動有緊密聯系的岩石圈的一部分,主要包括以下内容:

  一、地形地貌

  (一)地形

  黑林省地形變化總體趨勢為東南高西北低,以北東-南西向縱貫全省的大黑山山脈為界,分為東部長白山地和西部松遼平原兩大區域,分屬于新華夏系第二隆起帶和第二沉降帶,面積分别占全省的60%和40%。省内最高點(長白山白雲峰)海拔2691m,為東北地區最高峰。低平原區海拔多在120m以上。省内最低點位于珲春市敬信鎮防川村圖們江下遊中、朝、俄三國交界處,海拔僅為5.0m。

  (二)地貌

  黑林省按地貌形态可劃分山地和平原兩大單元。其中山地分為長白山地和大興安嶺東坡丘陵,平原分為高平原、低平原和大興安嶺山前傾斜平原。

  1、東部長白山地

  包括位于長白、撫松、安圖、敦化、靖宇、輝南等縣(市)境内的侵蝕火山地貌;位于通化和白山地區南部、延邊地區東部和黑林地區的侵蝕構造地貌;位于遼源地區和四平、長春東南部的構造剝蝕地貌。面積為114384.4km2,海拔高程一般500—900m,最高為長白山主峰白去峰,海拔高程達2691m。在其中分布許多山間盆地,如珲春盆地、延黑盆地、松江盆地等,海拔高程一般在200—500m。

  2、大興安嶺東坡丘陵

  位于洮南西北部的大興安嶺東坡地帶,分布面積為1963.13 km2,山頂海拔高程300——500m。丘頂渾圓,溝谷寬而淺。

  2、中部高平原區

  主要分布在四平、長春地區,由台地和河谷兩類地貌單元組成。台地主要在楊大城子——伏龍泉——王府一帶呈南北方向、榆樹——三岔河呈北西方向和公主嶺、農安等縣(市)分布。河谷平原主要順松花江、拉林河、飲馬河、伊通河、東遼河及其支流呈帶狀分布。面積為28626.53km2。海拔高程一般150—290m。

  3、西部低平原區

  分布在松原、白城地區及雙遼境内。主要分為松遼河間過渡帶風砂覆蓋的平原、遼河風砂覆蓋的傾斜平原、松嫩鹽漬化發育的低平原和松嫩湖沼漫布的低平原。面積為39289.29 km2。海拔高程一般120—200m。

  4、大興安嶺山前傾斜平原區

  分布于白城西部大興安嶺山前地帶,地形由西向東傾斜降低,由砂礫類土台地和沖積扇組成,面積3108.27 km2。台地海拔高程160—240m,沖積扇海拔高程140—200m。

  二、 氣象水文

  (一)氣象

  黑林省屬于溫帶的大陸性氣候,冬季長,寒冷幹燥,夏季短,溫熱多雨,春季風大幹燥,天氣多變,秋季涼爽短暫。全年日照數2000~2300小時,日照率為50%~70%。結凍期長達6個月,凍結深度1.7~2.0m。

  全省年平均氣溫-2~6℃之間,東部山區0℃,西部平原區5~6℃。全省1月平均氣溫,極端最低氣溫-18~-20℃左右,最熱的7月平均氣溫為20~24℃,極端最高氣溫38℃左右。無霜期125~160天,其中山區不足100天,平原區140天。年平均降水量500~600mm,受季風影響,年降水量60%以上集中于夏季,以東南部山區降水量最為豐沛。并且降水量具有自東南向西北遞減式的分布規律。東南部山區年平均降水量700~800mm,其中通化的集安地區可達900~1000mm(受渤海影響),中部高平原為500~700mm,西北部低平原為400~500mm,總體呈現出明顯的濕潤-半濕潤、半幹旱的氣候特點。全省蒸發量由東南向西北呈遞增趨勢,年平均蒸發量由1000mm增至2000mm以上。東南部山區年平均蒸發量為1000~1400mm。

  (二)水文

  黑林省境内河流長度超過30km以上的有221條,分屬于第二松花江、遼河、鴨綠江、圖們江和綏芬河等五大水系。其中第二松花江水系以涵蓋河流多、流域面積大、河流長而在衆多水系中占有重要位置。第二松花江正源為二道白河,源頭為白頭山天池,境内全長920km,境内流域面積約13.22萬km2,是本省地表水資源最大的一條河流。

  河流以東部山區與西部平原兩大地貌單元分界線的大黑山山脈為界,東西兩部分河流特征截然不同。東部山區水文網密集,以長白山火山錐為源頭,第二松花江、圖們江、鴨綠江呈放射狀流向東、北、西三個方向,河流上遊水流湍急,中下遊床寬舒展,水流平穩,河床多由卵礫石、砂礫石及細砂組成。東部山區河流的主要特征是水量大,水能資源豐富,泥沙含量少。西部河流多源于省外的大興安嶺地區,沿途山勢平緩,中下遊多為丘陵、平原及沙丘,水資源損失大,從上遊到下遊水量逐漸減少,甚至出現河流盲尾(霍林河),主要特點是季節性流量變化大,旱季多斷流,以滲漏的方式補給地下水,對生态環境影響大。

  全省境内湖沼分布衆多,其中西部平原區天然湖泊(湖泡)星羅棋布,如月亮泡、查幹泡、向海湖、大布蘇泡、波羅泡等;東部山區以人工湖和火山湖為代表,如松花湖、紅石湖、白山湖等水庫和天池、三角龍灣等火山湖。全省有大、中、小型水庫1312座,總庫容量296.2億m3,其中大型水庫13座,占總庫容量的80%以上。

  三、考古概況

  (一) 構造

  黑林省位于陰山-天山緯向構造的東端與新華夏構造體系的複合部位。在陰山-天山緯向構造與北北東向構造體系的作用下,使各種構造體系相互交切、相互聯合,并經過多次構造、岩漿活動和挽近期火山噴發作用,塑造了全省構造格局與地貌輪廓。

  發育在我省的緯向構造是陰山-天山巨型複式隆起褶皺帶的東延部分。其主體北界大緻位于北緯42°40′,是一個自鞍山運動以來經曆了長期多次構造運動而形成的複雜構造帶。由太古界、元古界、古生界及中新生界的凹陷、褶皺、斷裂、片理、片麻理和前震旦紀、華力西期、印支期、燕山期花崗岩、喜山期玄武岩及這些岩漿岩中的擠壓斷裂帶構成。多呈東、北東、北北東及北西向展布。由于各種構造的相互交切,形迹支離破碎。區域的東西向構造主要有長白、二道江、天池等斷裂。

  全省除通化、白山、延邊地區部分地段緯向構造發育外,主要為規模大、分布廣,影響深的新華夏構造體系。它控制了中生代以來的沉積作用和現代地形地貌景觀。在北北東向新華夏構造體系影響下,将全省分割成三個巨型一級構造帶。即東南部長白山地巨型隆起帶、中西部松遼平原沉降帶和西北部大興安嶺山地巨型隆起帶。

  1、東南部長白山巨型隆起帶

  系指四平-長春-榆樹以東大黑山以南的廣大山區。該隆起帶除發育火山噴溢形成的熔岩高原及玄武岩台地外,尚發育水平褶皺隆起和壓性斷裂帶,主要有北東向伊通-舒蘭和敦化-密山等斷裂,以及四平、蛟河、春化等斷裂。

  2、中西部松遼平原巨型沉降帶

  松遼沉降帶是燕山運動以來形成的大型斷陷盆地,為軸向北北東的大型向斜,在現代地貌上構成松遼堆積平原。

  該沉降帶大體可分為三部分。前郭-長嶺以東為東部凸起帶,長嶺以北的大安-乾安一帶為中央沉降帶,通榆-鎮赉以西為西部斷陷帶。

  3、西北部大興安嶺山地巨型隆起帶

  位于白城市西部的大興安嶺山地。以鎮赉-永茂鐵礦斷裂為界與松遼沉降帶相鄰。受北北東向擠壓斷裂作用,使松遼沉降帶整體擡高,形成大興安嶺山地。

  (二) 地層

  黑林省各考古曆史時期地層發育較全,自太古界至新生界均有出露。

  1、太古界(龍崗群、夾皮溝群)

  下太古界龍崗群和上太古界夾皮溝群在通化地區最為發育。主要由一套深變質的角閃岩、變粒岩、黑雲母片麻岩及各種混合岩組成。

  2、下元古界(集安群)

  主要分布于通化地區的集安一帶,為一套深變質的片岩、片麻岩、變粒岩及厚層石墨大理岩等。

  3、中元古界(老嶺群、色洛河群)

  分布于通化、撫松、安圖等地。為淺變質的海相碎屑~碳酸鹽沉積,以淺變質的石英岩、片岩、千枚岩及厚層大理岩為主。

  4、震旦系

  主要分布于長白、樣子哨、渾江、安圖等盆地。為一套淺海相碎屑岩與碳酸鹽岩建造。以砂、頁岩為主,上部見有碳酸鹽岩蓋層。

  5、古生界

  下古生界主要分布于渾江、鴨綠江、柳河、集安、長白等地,黑林、延邊地區亦有出露。為一套淺海~濱海相碎屑~碳酸鹽岩建造,間夾砂頁岩。

  上古生界省内分布比較零散。石炭、二疊系為海陸交互相沉積的砂、頁岩含煤建造,并以蓋層形式分布于樣子哨、渾江(白山)、鴨綠江等盆地,而志留系、泥盆系在黑林的中南部伊通、雙陽等地零星分布。

  6、中新生界

  中生界為一套火山岩及陸屑河湖相含煤建造,分布于全省各地。三疊、侏羅、白垩及第三系主要為一套火山碎屑岩、陸湖相砂岩、頁岩和凝灰質火山岩等含煤、油、油頁岩建造。分布于省内各大小不等的斷陷盆地。

  新生界主要為一套河湖相及冰水松散堆積層。下更新統冰水砂礫石夾灰白色粘土透鏡體,廣布于松遼平原中上更新統之下。

  中上更新統為沖湖積青灰色厚層狀淤泥質粘性土、中細砂和沖洪積褐黃色黃土狀粉土粉細砂互層。邊緣地帶相變為砂礫石,白城扇形地為沖洪積卵礫石。

  全新統松散堆積物自山地向平原,由殘坡積層→洪積層→沖洪積層→沖湖積層→風積層均有出露。河谷沖積層具二元結構,下部砂礫石,上部為粘性土。西北部低平原區以沖湖積淤泥質亞粘土、亞砂土和風積砂為主。

  此外,中、新生界還伴随有基性火山噴發,廣泛分布于安圖、撫松、靖宇、敦化一帶,形成大面積的玄武岩蓋層,構成典型的玄武岩台原、台地。

  (三)岩漿岩

  黑林省前第四紀岩漿活動十分頻繁,岩漿岩廣泛分布于山地地區,按形成時代可劃分成六個構造旋回。

  1、前震旦紀,主要為基性、超基性鉀、鈉質混合岩和偉晶岩。

  2、加裡東期主要為花崗岩侵入。

  3、華力西期為廣泛分布的花崗岩。

  4、印支期為花崗岩侵入,分布局限。

  5、華力西期早期以花崗岩為主,次為閃長岩類。而晚期分布局限,主要為閃長岩、閃長斑岩、輝石安山岩和花崗岩等。

  6、燕山期以裂隙式及中心式基性岩漿噴發為主,中心式堿性岩漿岩噴發,主要為玄武質火山渣和熔岩流。

  四、水文考古特征

  地下水的形成與分布,嚴格受區域自然環境和考古構造所控制。在大地構造上,以巨型陰山-天山緯向構造體系和新華夏構造體系相互交切、相互聯合為特征的基本構造格局。它控制了全省各考古曆史時期的岩漿活動與沉積,塑造了現今的地貌景觀和地下水埋藏條件。宏觀全省構造輪廓大緻可分為三部分,即東南部長白山地強烈隆起帶,中部松遼平原沉降帶和和西北-隅大興安嶺隆起帶。東南部山區基岩裸露,主要發育基岩裂隙水,山間盆地及河谷則發育孔隙裂隙混合水,沿火山及深大斷裂帶分布有深循環構造裂隙水(熱水、礦泉水);中部松遼平原以第四系松散岩類孔隙水為主。平原東部長春-四平一帶埋藏有較豐富的白垩系隐伏構造裂隙水;西北部低平原潛水下伏水量豐富的下更新統孔隙承壓水及第三系碎屑岩孔隙裂隙承壓水;西部-隅大興安嶺山地為水量貧乏的基岩裂隙水,而山前扇形地确蘊藏着資源極為豐富的砂礫石孔隙潛水,因此,黑林省地下水的埋藏與分布,具有自東南向西北的遞變規律。

  潛水分布廣泛,遍及全省各地。東南部山區花崗岩網狀裂隙水分布面積最大,約占山區面積的三分之二。但水量随風化裂隙發育程度而變化,一般單井湧水量小于100m3/d,次為前震旦系變質岩及古生界沉積岩、沉積變質岩,水量較小(泉流量小于0.5l/s),局部構造碎裂地段泉水流量大于1.0L/s。基岩裂隙水以大氣降水補給為主,動态變化大,多形成間歇性溢出泉。但地下迳流較強,循環排洩系統良好,水中元素強烈流失,均為礦化度小于0.3g/L的重碳酸型淡水、極淡水。

  山間盆地是地下、地表迳流的彙集部位,往往這些地區構造與風化裂隙發育,上覆第四系松散堆積物,形成了水量較富的孔隙潛水。在構造複合的有利地段,多形成水量豐富的孔隙與構造裂隙脈狀富水帶。

  碳酸鹽岩溶洞裂隙水及玄武岩孔洞裂隙水,分布範圍雖小,但富水性穩定、水量豐富,是山區集中供水的主要水源。

  碎屑岩層狀孔隙裂隙水,受構造與岩性控制,分布零星,但富水性較穩定,亦具有開發利用意義。

  中部高平原黃土台地潛水,含水岩性為黃土狀土夾細砂透鏡體,透水性差,含水微弱,下伏白垩系隐伏構造裂隙水,水質好,水量豐富,是城鎮供水主要水源。

  西部低平原潛水分布面積較廣,地勢低平,東南、南和西北部分别被黃土台地、松遼分水嶺和白城扇形地所環抱,彙集來自三側的地下迳流,構成向東北開啟的半閉流區,水位較淺,含水層岩性顆粒較細(淤泥質粉細砂、亞砂土),地下迳流遲緩,蒸發濃縮作用較強,形成了高礦化高氟潛水區。

  白城扇形地及河谷孔隙潛水,含水層顆粒較粗(砂礫石),透水及導水功能較強,迳流通暢,受降水及河水的間歇性補給,水量豐富。但在河谷地帶,因富含有機質鐵錳含量較高,多形成含鐵地下水。

  王府-伏龍泉冰水台地砂礫石孔隙潛水,水量豐富,但水位埋深較大(多大于10m)。

  西北部低平原下更新統砂礫石孔隙承壓水,分布于茂林-長嶺西北部低平原及扶餘、榆樹、卡岔河谷。含水岩性顆粒粗大,水量豐富。含水層厚度一般為5~40m,水位低于潛水位1~3m。地下迳流由西、西南流向東北出境。下伏第三系孔隙裂隙承壓水,分布範圍與下更新統基本一緻,但在榆樹的卡岔河谷缺失。含水岩系由砂岩、砂礫岩等1-3個正韻律層所構成,厚30~60m。岩性疏松,孔裂隙發育,水量豐富,承壓水位高,并于低窪地帶自流。水質優于上覆第四系孔隙承壓水。

  五、工程考古特征

  黑林省地層岩性複雜,即有松散岩土體,又有堅硬和半堅硬岩石,并且分布的地域性明顯,前者主要分布于中西部松遼平原及山間盆谷地,後者則主要出露于東部山區。

  根據黑林省岩土體類型建造,将山地的岩體劃分為岩漿岩、沉積岩和變質岩三大類型,土體類可劃分為粘性土、非粘性土和特殊類土三種類型。現分述如下:

  (一) 岩體類型

  1、岩漿岩建造

  黑林省的岩漿岩分布廣泛,是黑林省的主要岩體類型。

  (1)塊狀堅硬花崗岩岩組

  主要分布于東部山區的蛟河、舒蘭、安圖、和龍、珲春、汪清等地。組成岩體的花崗岩主要為華力西期,大部分為酸性岩類,該岩體節理裂隙發育,球狀、網化風化劇烈,在原岩與風化殼間常形成泥化面,在外界影響下易形成滑坡、崩塌。

  (2)薄層狀軟弱花崗岩風化殼

  主要分布于磐石、朝陽、遼源平馬、和平、大黑山、黑林、金馬一帶。為花崗岩風化而形成的丘陵山地殘坡積物。該類岩體密度中等,松軟,孔隙率大,弱含水,與原岩面易形成軟硬結構面,是發生滑坡、崩塌的有利因素。

  (3)塊狀堅硬玄武岩組

  分布于長白山熔岩台地,敦化、靖宇等玄武岩台地。主要包括全新世、更新世、上更新世及晚更新世的玄武岩岩石類型為橄榄玄武岩、拉斑玄武岩、氣孔玄武岩。玄武岩柱狀節理發育,連通性好,在地形陡峻的地段易沿柱狀節理裂開,産生岩崩,第四系玄武岩蓋層易産生塌陷,在地下采掘過程中易産生冒頂、崩塌等災害。

  (4)塊狀-厚層狀較堅硬的火山碎屑岩岩組

  分布于汪清、敦化北部等地區。主要為安山岩、英安岩及流紋岩等侏羅系火山岩體,該類岩石密度大,孔隙率低,堅硬而穩定,不易變形。

  2、沉積岩建造

  該建造包括碎屑岩和碳酸鹽岩兩種岩體類型

  (1)省内含碎屑岩的地層主要有震旦系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白垩系和第三系。分布于蛟河、安圖、延黑、珲春、伊舒、海輝桦等盆谷地。該岩體均具多層性,結構面強度不一,岩體的穩定性降低,特别是煤層、頁岩形成的軟弱面,遇火軟化,易發生滑坡、地面塌陷、地裂縫等考古災害。

  (2)省内含碳酸鹽岩的地層有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系。主要分于通化地區的柳河三元浦、樣子哨和白山地區的長白,以厚層狀灰岩為主,夾白雲岩、砂頁岩。該岩體是一種可溶性鹽體,因此,在開采礦産時要注意岩溶的礦坑突水及對工程建設不利的滲漏現象。同時防止碳酸鹽岩中的軟弱夾層上出現的邊坡滑動、崩塌等不良工程考古問題。

  3、變質岩建造

  主要分布于通化、白山地區,是組成龍崗山的主體岩石,由混合岩、片麻岩、闆岩、千枚岩、片岩等組成,節理、片理、理層發育,易發生滑坡、崩塌等考古災害。

  (二) 土體類型

  在松遼平原廣泛地分布着松散岩類,按顆粒成份可分為三種類型,即粘性土、非粘性土和特殊類土。

  1、粘性土

  在平原區廣泛分布,依結構類型又可劃分為均一和多層兩種類型。均一結構類型主要分布于平原區的北部,以及南部高平原波狀台地、伊舒槽地中,岩性以黃土狀亞粘土為主。多層結構主要分布于高平原的河谷地段及低平原區的河谷平原。岩性上部為亞粘土,下部為粉細砂層。該類粘性土具塑性變形、含水量高、疏松、沉降量大,是沼澤地易發區。

  2、非粘性土

  按顆粒成分又可分為砂類土和卵礫石類土兩種類型。

  (1)砂類土

  主要分布于與内蒙、遼甯相接壤的長嶺、通榆、雙遼、梨樹等地。地形上表現為東西走向的沙垅,顆粒成分為細粉砂、中砂、粗砂。該類土較為松散,透水性強,易使壩基失穩,産生砂土液化,引起基礎變形等工程問題。

  (2)卵礫類土

  主要分布于伏龍泉-王府、白城平安鎮-福順一帶。該類土體顆粒粗大,透水性強,含石英、長石等原生礦物,變形小。

  3、特殊類土

  (1)淤泥質土

  主要分布于河谷(松花江、遼河及其支流),岩性為淤泥質亞粘土、亞砂土、淤泥等,厚度一般小于2.0m,此類土含水量高、且松軟、易變形。

  (2)鹽漬土

  廣泛分布于西部平原區,土壤層總含鹽量大于0.1%,土質粘重、礦化度高,嚴重抑制作物生長。

  六、 環境考古特征

  黑林省的自然條件複雜多樣,人類工程經濟活動的性質及強度因地而異,因此,環境考古特征在不同地域差異明顯。

  (一) 東部長白山地

  該區自然風光秀美,山高林密、河流湍急,岩漿岩、沉積岩和變質岩建造均有分布,岩石節理裂隙發育,堅硬性脆。在中低山區易産生崩塌、滑坡、泥石流等考古災害;低山丘陵區易産生水土流失及礦山考古災害(如地面塌陷、地裂縫、礦坑突水、煤層自燃、瓦斯等)。

  (二) 中部高平原

  該區人類經濟活動頻繁,人口密度大,土地墾殖指數大于90%,人口集中,工農業發達,氣候适宜,土地肥沃。環境考古特征,主要以環境污染和城市地下水水位趨勢下降為主,間有地震等。

  (三)西部低平原

  該區土地相對貧脊,以牧業為主,墾殖指數20%~50%,氣候幹旱,主要環境考古問題為土地荒漠化、地下水位下降等。

  縱觀全省的環境考古特征的地域性差異,其發生發展除原生的自然因素外(岩性、地層、地下水、構造、降水等),尚存在大量的人為因素,如修路開挖坡角、開山采石、毀林開荒、修建水庫塘壩、開發礦産資源等。自然與人為因素兩者相叠加,緻使各類考古災害頻頻發生,給人民的生命财産及生活空間帶來嚴重威脅。因此,對出現的環境考古問題要及時的解決和避讓。

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