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论中山大学珠海校区及其邻区地质环境 罗 攀 , 童景宁 , 张锦增 中山大学地球科学系, 广东 广州 510275 摘 要 从地层、 岩石、 构造、 地貌、 地质灾害、 地质资源以及岩石天然放射性强度等方面 对中山大学珠海校区及其邻区地质环境进行论述, 以期能更好地认识珠海校区所处自然环境, 并为校区的建设与规划提供地学参考。 关键词地质环境;地质灾害;放射性;中山大学珠海校区 中图分类号 X141 文献标识码 B 文章编号 1007 -1792 200201 -0249-05 中山大学珠海校区是教育部正式批准立项的跨地域办学的新校区, 位于广东省珠海市 北部的唐家镇, 校区三面环山 , 一面临海, 环境优美 , 面积达 3. 4 km2。珠海校区地处亚 热带海洋性气候区, 该区热量丰富 , 日照充分 , 雨量集中 , 年平均气温 22. 4 ℃, 年极端 最高气温 38. 5℃, 极端最低气温 2. 5℃。年降水量在 1700～ 2300 mm 之间 , 其中5-9月的 降雨量约占全年总降雨量的 84。 2000年 9 月, 校区投入使用, 至 2001年 9 月共入住 9000 多名 2000 级和 2001 级大学 生。作者利用暑假, 开展了 “中山大学珠海校区及其邻近地区地质环境调查” 的科技活 动, 在老师的指导下 , 进行了较详细的野外考察 、 室内分析和资料调研。 本文着重从地层 、 岩石、 构造 、 地貌、 地质灾害等方面对珠海校区的地质环境进行论 述, 并涉及地质资源 , 还就大家所关心的岩石天然放射性强度进行测量分析。 1 地质环境基本要素 珠海校区及邻区地形地质特征见图 1。 1. 1 地 层 区内仅见第四纪地层 。滨海带为第四纪海岸带全新世沙泥质万倾沙组 , 其上部为灰白 色中粗粒石英砂 , 下部为黄色砂砾质中粗粒石英砂, 含蚝壳等瓣鳃类化石 、 介形虫和有孔 虫化石, 14C 同位素测定为 3080 100 ～ 445089a, 与下伏岩层平行不整合接触。 有4 000 a 前两期文化层 。校区大部地方为第四纪粉质 ～ 砾质粘性花岗岩风化残积土, 褐 黄至黄红色, 平均厚度约为 12 m。 1. 2 岩 体 区内岩石均为中生代晚期 距今大约 100 万 a燕山旋回侵入岩 , 大致以校区中部东 西向逸仙大道为界分出南北两套花岗岩。北部为黑云母二长花岗岩, 属 γ 2 -3a 5 燕山第三 期第一次侵入 , 矿物成分主要为石英 、 黑云母 、 钾长石和斜长石, 粒粗, 坚硬 ; 南部为 收稿日期2001-10-25 作者简介罗攀 1981-, 男, 本科生. 第 22 卷 第 1 期 2002年 2 月 中 山 大 学 学 报 论 丛 SUN YATSEN UNIVERSITY FORUM Vol. 22 No. 1 Feb. 2002 图 1 中山大学珠海校区及 邻区地形地质简图 粗粒黑云母钾长花岗岩, 属 γ 2-3b 5 燕山 第三期第二次侵入 , 钾长石含量较高, 岩石中可见大小不一闪长质基性包体, 个别地方有混合岩化作用所成长英质岩 脉。 因区内高温高湿, 化学风化作用强 烈, 土体基本为疏松砂状风化残积物, 以花岗岩风化产物石英 、 高岭石为主; 受地形及雨水冲刷因素, 部分地方土壤 层缺失或较薄, 且缺乏有机质, 保水性 差。但靠山部分洼地因植被丰富, 为腐 殖质堆积性土质 , 适合植物生长。 1. 3 构 造 区内岩石节理发育, 节理密集处密 度可高达 3～ 4 条/m , 一般为 1 ～ 2 条/m 。唐家石场可见由采石所致卸荷节理。该区断裂 较为发育 , 规模大小有别 , 大体形成于燕山期, 力学性质原是剪切性断裂 , 接近晚期则转 变成高角度正断层。控制校区的断裂主要有两组 地图所示断裂 1断裂 2 。 1龙潭断层 图1, F1 。走向近东西 , 石场卸荷节理倾角约 90 。从校区后山龙潭 水库的山谷自西向东贯穿整个校区 。在新龙潭水库和旧龙潭水库之间山谷谷底出露 , 断层 可见宽度约为 2～ 3 m 。断层的南盘破碎 , 呈挤压性特征, 断层呈舒缓波状, 断层面弯曲, 且部分地方断裂展宽至 10m 。断层位于沟谷中央, 可推测沟谷是沿着断层发育而成。 2风雨操场 榕园断层。系唐家南屏断裂一段 , 这条断层走向 45 , 总体倾向 NW , 倾角约为 60 ～ 70 , 自南西到北东贯穿整个校区 图 1 所示断裂 F2 。在校区内风雨 操场东侧 、 榕园学生宿舍东侧以及榕园学生宿舍至唐家镇的工地等处由于工程施工均见出 露。断层较平直或呈舒缓波状 , 断裂带中可见构造透镜体或密集劈理带, 断层面有磨光现 象, 并有近于水平的擦痕 。断层面有一定的硅化 , 其间有若干平行断层的石英脉。断层力 学性质为剪切性 , 但错动方向有待进一步查明 。断裂带可见宽度约为 1～ 2 m。部分点的 断裂面呈黑色, 可能为铁锰质充填 , 说明露头处以前位于地下 , 曾为地下的含水层 , 现在 被抬升而露出了地表 。 除此之外, 区内平行风雨操场榕园断裂还分布两条小断层, 区东南角发育鸡山断 层, 特征与上述断层类似 。 2 地 貌 2. 1 丘陵 、 洼地、 V 沟谷 、 湖泊、 水库 本区地处沿海, 为丘陵地形, 多小山丘 , 海拔从 80～ 220 m, 校区地处两条山谷的汇 集冲泄区, 地势比较平坦 地名是屈坑 ;校区内共有大小人工湖泊 4 个, 分别为位于教 学楼东西两侧的若海和隐湖及校区中部的月湖;沿风雨操场榕园断层与龙潭断层发育了 两条V 型山谷 , 谷内山势陡峭, 且在两条山谷中均有水流;沿龙潭断层有两座小型水库, 水体清晰 。 250 中山大学学报论丛第 22卷 2. 2 风化壳 区内岩石露头见于沟谷或为人工露头, 受强烈的化学风化 , 辅以物理风化 , 岩石大都 上伏深厚的风化壳, 数米到 20 m 不等 ; 而且沿三组节理风化产生的花岗岩球状风化石蛋 常见 。 2. 3 海 滩 在唐家湾的填海区的原海岸发现后滨带沙堤 。校区地处唐家湾的, 临近伶仃洋 , 主要 为淤泥质海滩, 反映该区波浪较小 , 主要受潮汐作用 。但在海滩的后缘 后滨 , 为中细 粒沙, 相当于全新世的万倾沙组, 反映在约 3000 a 前, 唐家湾一带风浪较大, 波浪作用 较强 。此外, 唐家湾有宽度约 230 m 的填海带, 外围是人工堆积的花岗岩海岸, 有一围堰 延伸出海湾, 起到避浪, 围水养殖的作用, 堰内有海产养殖场 。 3 地质灾害 3. 1 地震及区域稳定性 珠海地处地震烈度Ⅶ 区, 珠海及其附近地区自1372- 1990年共发生过 9 次4. 5 级以上 地震, 但它们多发生在该区的边缘断裂带中, 真正发生在珠海的仅有 2 次 , 微震也很少, 并且不成带分布[ 1]。黄玉昆教授等[ 1]认为, 珠海虽然断裂发育 , 但除边缘地区的北东和北 西向两组断裂规模较大外 , 其余地区断裂规模较小 , 活动时间最晚也发生在晚更新世晚 期, 尚未发现全新世有活动迹象, 可认为珠海的断裂在最近 1 万 a 来是不活动的或活动极 微弱 。据此, 珠海校区及其邻区区域稳定性较好 。 3. 2 滑坡 珠海校区所处地质环境节理断层发育, 风化壳深厚但结构松散 , 抗剪强度低;后山山 谷南坡陡峭, 再加上校区建设大规模土石方开挖人为形成陡坡 , 使得边坡不稳 , 在地下水 雨季降水的软化 、 冲刷下 , 易形成滑坡 , 但规模不大。较为明显的有 2 处 ①龙潭滑坡 位于校区西部山谷新龙潭水库下方约 400 m 处 图 1E 处 , 滑坡体上灌木稀少, 树木倾 斜, 有马刀树、 醉汉林, 滑坡体前沿舌状突起侵入沟谷河床;初步估计于几年前发生, 雨 季仍有可能进一步滑动。 ② 教学楼南端大脚山滑坡 图 1N 处为校区建设时坡体堆载 导致边坡变陡, 雨水冲刷所致, 出现 0. 5 ～ 1 m 滑距 , 目前尚不会对教学楼造成影响, 但 已破坏植被景观 。 4 放射性测量及资源分析 4. 1 放射性 花岗岩放射性超标后会对环境造成放射性污染, 危害人体健康, 为此我们使用测量 γ 射线的 FD-802 型数字闪烁辐射仪对区内花岗岩进行测量, 共测量了本区内 12 个点, 每 点读数 5 次, 平均后, 换算为单位时间内的照射量 γ 值 μ R/h, 由剂量当量 H DQN 对 于γ 、 X 电子等射线;Q 1; 规定外照射的情况下N 1; D FX , 人体所受到的放射 性照射的剂量当量为 H D FX 。γ 射线外照射人体时 H FX 0. 91X 人体受 γ射 线照射时 , 人体中心 设 10 cm的 F 0. 91 [ 2] , 测量及换算结果见表 1。 251 第 1 期罗 攀等论中山大学珠海校区及其邻区地质环境 表1 放射性测量结果1 测点位置岩性 照射量 μ Rh-1 剂量当量 mrem A风雨操场东侧黑云母二长花岗岩 部分风化30. 69244. 6 B风雨操场南侧粗粒肉红色钾长花岗岩37. 69300. 4 D新龙水坝黑云母二长花岗岩33. 32265. 6 C、 D 间新、 旧龙潭水坝间黑云母二长花岗岩30. 69244. 6 F榕园 12 栋东侧灰白色粗粒二长花岗岩27. 72221. 0 G榕园北侧灰白色粗粒二长花岗岩36. 29289. 2 H榕园北侧唐家工地黑云母二长花岗岩25. 14200. 4 I唐家第一泉钾长花岗岩 泉水周围37. 80301. 2 I唐家第一泉东侧钾长花岗岩 球状风化35. 9586. 5 K唐家石场黑云母二长花岗岩 岩石碎块37. 24296. 8 K唐家石场黑云母二长花岗岩44. 80357. 1 L校区东侧海滩滨后沙堤主要成分石英沙20. 00159. 4 1计算说明如对 A 点, 人体每年所接受到的放射性剂量当量为 H0. 9130. 69 γ 24 h 365 d 10 - 3 244. 6 mrem [ 2] 本次仅测量γ射线, α射线和β 射线没有测量。 表1 所有 11 测点之平均为 L 点不具统计意义 273. 4 mrem。注意到珠海校区北面 各处的平均剂量当量略低于南面, 因此把宿舍区布于北面是合理的 。国家对非从事放射性 工作的人员的年限制剂量为 500 mrem , 因而可认为珠海校区及其邻区花岗岩对人体不会产 生放射性危害。此外 , 海滨地带 如 L 点放射性强度最低。 4. 2 水资源 珠海年降水量在 1700～ 2300 mm 之间 , 校区内若海 、 隐湖、 月湖三大湖长年蓄水, 养 鱼种荷, 美化环境;校区南侧偏西有一中型水库 , 为珠海校区及唐家镇生活饮用水源;校 区西部沿山谷发育一小溪 , 水质清澈, 无生活工业污染源 。区内泉水沿断裂出露较多。位 于地图所示 I 点的唐家第一泉四季有水, 水量充沛, 清澈甘甜 , 为优良饮用水。 4. 3 石料及石英砂 花岗岩为优良的建筑及装饰材料, 区内花岗岩石材丰富, 节理稀少部位, 花岗岩完整 性较好, 颜色较红润 , 是较理想的建筑材料 。但考虑到影响环境等因素, 采石场的布设要 符合珠海市政府的统一规划。另外 , 考虑到花岗岩放射性强度一般略高于其他岩石 参见 放射性测量部分 , 建议石材最好用于室外, 如广场、 雕塑等建筑。 4. 4 自然景观 校区所在海湾唐家湾, 岛屿众多, 海滩沙质细腻 , 在适当清理平整后可作为休闲用 地。后山草木茂密, 水清山秀 , 怪石嶙峋, 有山林公园的开发价值 。 5 对校区建设与规划的建议 校区主要建筑抗震强度应按Ⅷ级设计, 其余建筑应满足Ⅶ 级设防要求 。因区内断裂近 代活动性不强, 在布置大型建筑时 , 只要有的放矢的加强对场地破碎地基的处理就能化解 不利因素 , 充分而又合理利用土地资源 。校区建设带来大量的土石方开挖回填 , 施工时因 252 中山大学学报论丛第 22卷 地制宜, 尽量减少陡坡危岩出现;对可能出现滑坡或已出现滑坡的地段应足够重视 , 针对 校区滑坡的特点 , 宜采用坡顶减荷 , 设置保砍、 挡土墙 , 坡体外截水沟 , 坡体上排水沟, 加强绿化 坡体多种树相结合的办法 , 及早处理, 不留后患 。 伴随高校扩招, 办学规模的扩大, 可考虑在适当的时候填海造地, 扩大校区平地面 积, 但应充分考虑对航道 、 港口淤积的影响 。填海规模虽小, 但中山大学应作出表率。区 内多泉水出露, 且多受降水等季节因素控制, 但部分地方常年出水 如唐家第一泉 , 水 质水量均适合作为饮用水源, 诸以改变校区目前采用纯净水作为直接饮用水的现状 ; 后山 流下的溪水, 水质清澈, 沟口有三个水塘, 附近又有排水渠, 可考虑于二期工程末或三期 工程在沟口建设游泳场馆 , 利用天然溪水循环游泳池水, 枯水期自来水补充, 可保证场馆 常年有水且水质优良 。校区临海靠山而建, 山地自然景观保存完好 , 可利用这一其优势因 地制宜建设海滨 、 山林公园。 地质环境是地球表部提供给人类及其他生命存在的空间, 也是人类重要物质来源。地 质环境在地球内外营力作用下处在一种动态平衡状态 , 是一个不断的平衡 - 不平衡 - 新平 衡的过程 , 旧平衡的破环与新平衡的建立过程中 , 便产生了自然地质灾害 如火山 、 地震 等 , 这是地质环境自稳性和自主性决定的, 也是不可避免的 。但其发生又有规律可循, 是可预见 、 可预防的 , 按其特征揭示其发展的内部外部规律, 借以减轻对人类的危害。 人类活动尤其是工程活动如若不当将导致现有地质环境平衡的破坏, 势必导致另一种 平衡 , 结果便引发地质灾害 如地面沉降, 海水入侵等 。提高对地质环境的认识, 正确 了解所处地质环境, 才能更好的利用自然资源, 使人与自然达到有序稳定 , 和谐统一。 感谢 张珂副教授在野外调查与论文写作上的指导, 中山大学地球科学系校友基金对本次活动的 资助。 参考文献 [ 1] 黄玉昆, 陈家杰, 夏法, 等. 珠海市区稳定性的构造分析[ J] . 中山大学学报 自然科学版, 1991, 30 2 . [ 2] 北京 59172 部队. 防原医学与放射卫生学基础[ M] . 北京 原子能出版社, 1978. 253 第 1 期罗 攀等论中山大学珠海校区及其邻区地质环境