1958年夏作者有機會概略地觀察了鴨綠江上游臨江到長白之間的地質與地貌情況，謹將所見記述於此，並從工程地質觀點略加評述。

　　一、地層及岩石

　　1.前震旦系：①鞍山群，所見為片麻岩和混合岩。如在背陰澱有帶狀片麻岩，在秧歌澱見有角閃片麻岩與眼球狀片麻岩共生。在十三道溝沿鴨綠江岸到金廠子一帶有大片眼球狀片麻岩出露。後者可分兩種：一種白色，眼球狀結構由長石組成，核大2—4cm。長石含量達50％以上。石英與雲母充於眼球狀結構的週邊，並含大量紫紅色石榴石顆粒(6—lOmm)。另一種是紅色，眼球狀結構由肉紅色正長石組成，不含石榴石。向十三道溝以東這些混合岩漸變為粗粒花崗岩，它相當於震旦紀以前的弓長嶺花崗岩。

　　②遼河群，有出露於七道溝西坡的石英片岩、絹雲母綠泥石片岩及大理岩之互層，.中含赤鐵礦層。在七道溝東坡有板岩、千枚岩、十字石片岩、石榴石片岩等。出露于臨江到三道溝門一帶的主要是石英片岩與雲母片岩，中含石墨，有石英脈和偉晶岩脈侵入。

　　2.震旦系：出露于冷溝子到飛機嶺之間。底部未出露，下部為紫紅色有時呈帶狀的石英岩及純白色的石英岩。向上是灰白色的石灰岩、藍灰色砂質石灰岩、泥質灰岩及粉紅色白雲質灰岩，還有灰白色粗粒鮞狀灰岩夾紫色及鴨蛋綠色千枚狀板岩、板岩。石灰岩也常受輕微變質，在破裂面上呈現千枚狀光澤。再向上則以灰綠色及紫紅色千枚狀板岩為主。

　　3.寒武系：僅見出露於八道溝西坡的黑色及灰色中薄層灰岩，根據三葉蟲化石碎片判斷應屬寒武系。

　　4.奧陶系：出露於七道溝東坡，為帶有紅色斑痕之厚層藍灰色純質石灰岩。

　　5.侏羅系：砂岩、葉岩和煤層，出露於三道溝門以東的長尾巴崗上。

　　6.白堊紀火山岩：在十四道溝到長白之間屢次見到安山岩、安山凝灰岩、火山角礫岩蓋在震旦系之上。在煙筒溝到四道溝之間見流紋岩、英安岩及凝灰岩，底部以礫岩不整合複於片岩系之上。流紋岩之上有砂岩、葉岩、泥板岩、泥灰岩及凝灰岩之互層。此外在二蹬台、雙山子也有這類岩層出露。

　　7.燕山期侵入岩:

　　①斑狀花崗岩，出露於八道溝東坡一帶。正長石自形斑晶大者可達4—5cm，一般1—2cm。石基由粗粒的(8—lOmm)石英、長石和雲母組成。

　　②花崗岩，出露于望江樓、五盤道一帶，主要為粗粒黑雲母花崗岩，部分是花崗斑岩。

　　③正長岩，紅色，有時呈灰綠色，以含有大量針狀角閃石晶體為特點。正長石充於這些角閃石的格子之間。岩體上常有團塊狀結構，色較暗的正長岩團塊外面充以淡紅色正長岩或花崗岩。在六道溝口有含銅石英脈侵入，正長岩也有局部礦染。

　　④花崗閃長岩，出露於八道溝以東到十二道溝沿江地帶，冷溝子附近也有。

　　8.新近系玄武岩，呈平坦的岩蓋蓋在臨江長白及白頭山周圍的廣大的高原上。厚度可達200米以上(如十三道溝附近)。下部緻密，上部多孔，有時含大量基性透長石斑晶(大者達3—4cm)，並常含橄欖石顆粒。柱狀節理發達，如在十三道溝一帶形成極其壯觀的山景。在許多地方岩石沿節理崩塌時常形成兩個階梯，表示可分為兩層，代表兩次噴發。玄武岩還具有枕狀結構，系部分岩流流入水中所成。此外，局部地點在玄武岩之下有白色細砂層，系湖相沉積。這種玄武岩在長白山區分佈很廣，根據作者同年在松花江上游紅石砬子與樺甸之間的觀察，玄武岩沒有受到顯著的變動，平坦的蓋在河谷以外的高原上；含油葉岩的古近系和其他更老的岩層一起發生了顯著的構造變動，而這些岩層都為玄武岩所覆蓋，因此判斷該玄武岩屬於新近紀。

　　9.新近紀或老第四紀湖泊沉積，蓋在玄武岩高原面上，下部是白色、灰色有時呈黃褐色的細砂層，上部是鴨蛋綠色及棕色粘土互層。在玄武岩高原面上分佈相當普遍，如西高家、雙山子、曲柳樹、八道溝到十三道溝之間的高原地帶。

　　高原面上有時在玄武岩或其他基岩直接出露的殘丘地帶有紅色殘積粘土(如樂家店、老保甲一帶)。

　　10.第四紀河流沉積，鴨綠江及其支流的3、4、5、6各級階地上都有河床砂礫石沉積，上面蓋的是棕色與灰色粘土層。如三道溝門東側3級階地上就有。七道溝東坡套圈裡的5級階地上，下部有15米的砂礫層，上部有8—10米的棕色與灰綠色粘土沉積。在灰綠色粘土中有闊葉樹的樹葉化石。七道溝與八道溝之間分水嶺的埡口處及八道溝以東的新開溝村為6級階地，沉積物下部為細砂，上部為棕色及灰色粘土。

　　二級階地砂礫層之上為坡積黃土狀亞粘土，中含大量本地山坡上搬來的雲母片與片岩碎屑(見於三道溝門磚瓦廠)。

　　一級階地上面是砂礫層，有時表層是細砂或亞砂土層。

　　二、地    貌

　　1.第三紀初期以來的剝蝕高山地形，即長白山系中的老嶺山脈，海拔約1500米。山頂大致平齊，有一古代准平原化的夷平面，在個別山頂上保存較好，有殘餘的平臺。經後期侵蝕切割形成崇山峻嶺，山高，坡陡，穀深。山上並常有冰川地形之遺跡，如金字塔式的角峰、冰窖、鰭脊地形等。考諸區域地質情況，在臨江與通化之間高1300—1500米的老嶺山脈的脊峰有白堊紀的火山岩與花崗岩出露，可知在這個山頂的准平原面形成于白堊紀末與新生代之交，即相當於華北的北台期。山系是由新生代初期以來形成的(高達2744米的白頭山聳立于老嶺群山之上，系火口山，在成因上有所不同)。

　　2.新生代中期以來的剝蝕殘丘地形，一個個孤零零的散佈在廣闊的玄武岩高原面上，山坡平緩，也有冰川地形保留。同時它們又是新近紀末期玄武岩中的孤島，都由新生代以前的岩層組成，在玄武岩噴發以前已經形成(約當新近紀中期，相當於華北的唐縣期)。以後繼續受到冰川、流水、風化等作用的剝蝕。

　　3.新近紀末期以來的構造高原地形佔據了臨江、長白及白頭山之間的廣大面積。高原平坦，標高800—1000米，從臨江、長白兩個方向向白頭山呈扇形徐徐升起，西、南、東三面為前述高山圍繞。站在高原上眺望，這些山嶺並不很高，只是遠遠的，延綿不斷的形成一帶青山。唯白頭山巍然—北方，積雪皚皚，遠遠與天線相連。高原上零星的散佈著一些

　　殘丘。若不俯視鴨綠江或其支流的高峽深谷，則尤如置身于一望無際的平原之上。鴨綠江及其一系列支流(主要都是發育在北岸，由三道溝、四道溝、到十九道溝)，深深切人于高原之中。而玄武岩岩蓋保護了高原面，在切割密度大的地方成為平頂長梁地形(當地叫“崗”，如三道溝與四道溝之間的“長尾巴崗”)，在切割密度小的地方成為大片平坦的高原。從河谷中仰望高原則常見頂托著玄武岩蓋的方山地形。

　　4.第四紀以來的侵蝕和堆積河谷地形。由河谷階地與斜坡組成：

　　①階地。

　　②斜坡。按坡度分為：

　　a.極陡坡。除少數系由岩層剝落而成外(如玄武岩柱狀節理)，主要由河流沖刷而成，幾乎在每一個河曲的外側都是。其高度隨其上面階地的高度而異，坡度在60—70°以上，以至於懸崖絕壁，多新鮮堅硬岩石直接出露。

　　b.陡坡。侵蝕切割和風化剝蝕作用並進而成。坡度20°—30°，坡面表層有一層不厚的風化產物堆積，岩石也有一定厚度的風化殼。這類山坡是本區河谷中最多的山坡。

　　c.緩坡。是堆積斜坡。多為古代階地面內側之山坡，未受近代侵蝕作用，有較厚的風化產物堆積在坡面與坡腳下，岩石風化殼也較厚。

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　　本區地質研究程度很差，但僅就所見零星岩層可知：本區仍屬華北陸台燕遼沉降帶之一部分。震旦紀以前經歷了地槽中的複雜沉積、變質、岩漿活動和混合岩化作用。震旦紀到中生代以前是平穩的陸台海侵時期。中生代是驟裂的火山噴發、岩漿侵人、褶皺和斷裂活動的陸台活化階段。

　　中生代末地殼長期穩定形成大面積的准平原。在此准平原上已經存在了鴨綠江等河流的原始雛形。古近紀早期地殼上升河流下切(約500米)，在古近紀末期的一個較長的穩定階段中侵蝕成了許多寬闊的河谷和山間盆地，山間平原。本區玄武岩下面的地面即當時形成。但個別地區在古近紀早期因斷陷或拗陷曾有湖盆地存在。古近紀末期也有湖泊，因此當時的水文網未必與現代完全相同。古近紀末期的大量玄武岩流溢出，充填了山間平原，打亂了當時的水系，大面積上的水流不得不從玄武岩流扇形的傾斜表面上形成一條條順向河，輻射式的由白頭山向南流向玄武岩蓋的邊緣，直到在南面為朝鮮境內的山嶺所攔阻時才彙集成現在的鴨綠江。所以在鴨綠江北岸有一系列支流，由三道溝到十九道溝，而南岸支流少而短。在玄武岩面上的凹下部分有湖泊生成。

　　第四紀以來地殼大面積的，強烈的，呈間歇性的上升。使發育於玄武岩表面上的鴨綠江及其支流，按原來穩定時期所形成的河曲下切，形成河曲式的河谷。河谷下切到玄武岩表面以下達450-500米，在上升過程中的6次間歇期間形成了六級階地。從現代河床中暗礁相當發育，支流匯入主流時河口很陡的情況看，現代地殼仍處於上升階段。

　　鴨綠江及其支流在這裡是一種典型的上層遺留河。

　　還由於在上升的同時，河曲向凹岸和下游兩個方向移動，使凸岸向上游的一側形成侵蝕陡崖，而下游一側有依次幾個低階地發育。凸岸的核心往往由較高的階地(3級以上)組成，有時凸岸上下游河道曾經或者現在相連通：形成離堆山(如十三道溝與冷溝子一帶所。於是沿河而行常常有規律的看到每一個河曲有一套類似模式的階地地形。

　　鴨綠江及其支流的河谷大多呈深而陡的峽谷。只在十八道溝到長白縣城一帶稍加寬展。階地與高原面之比高也較他地為低(十三道溝一帶河谷最深，達500米以上)。這表示新構造上升幅度各地並不均一。

　　三、工程地質評述

　　此處只擬就水工建築和公路建築的某些方面作簡要的評述。

　　(一)水工建築方面：鴨綠江及其支流都是峽谷式河流，河谷探達400—500米，寬不過1—2公里，因此適宜于建高壩的地形可以說到處都有。但按這種河曲式的嵌入河谷，象前面所說的在每一個河曲的凸岸內有一個高階地所形成的核，因之在凸岸頂端偏向上游一側有一個最窄的地方。可以說是建壩最適宜的地方。岸的一方往往是3級或4級階地其高度正好適於一般的壩高。岸核心這個鼻形階地地形，往往橫阻河谷，上下游間隔不厚，正好為向下游築引水隧洞或洩洪隧洞造成條件。有時在上下二河曲之間有古河道存在，根據高度情況可用作溢洪道。

　　作為壩基的岩石象前震旦紀的混合片麻岩、花崗岩，震旦紀的石英岩，燕山期和各種侵入岩都是很好的。中生代的火山岩有的也可以。遼河系的片岩，震旦紀的板岩，火山岩中凝灰岩等是不利的。從岩石在河谷中的分佈來看有利的地段是很多的。

　　沖積層和風化層都不厚，清基處理不會太複雜。沿著岩石裂隙通過壩下和繞過壩肩的滲漏也不會太嚴重。

　　地形窄，岩石堅硬，當地礦質天然建築材料豐富，選擇砼重力壩和拱壩都是有條件的。

　　水庫的坍岸、滲漏、浸沒和淤積問題可以說都不存在。

　　因此，可以認為在這一地區建築水工建築的條件總的說是很有利的。

　　(二)公路建築方面：在這一地區修築公路有以下幾個可能的方案：

　　a.河谷線，沿穀底中心而行，大部分路線在一、二級階地上，地形平坦，工程地質條件簡單。但因河曲發育，需以橋樑反復過河。

　　b.沿河谷穀底一岸的方案，這樣的線路在低階地上的段落問題不大，但通過陡崖的段落工程就十分艱巨。

　　c.在鴨綠江河谷以外但平行鴨綠江的方案，要反復的越過深溝，爬上高原。條件相當複雜。

　　d.山脊線，順玄武岩高原面而行，地形上很簡單，但有沼澤翻漿的危害、建築材料供應不足等問題。

　　總的看來，在本區，公路工程地質條件的差別集中在表現在地貌單元的不同上，不同地貌單元有不同的工程地質條件。因此，下面就各地貌單元作工程地質分區或分類加以評述：

　　1.高原頂面——地形平坦或稍有波狀起伏路線平直，路基由粉土質粘土類土組成，地表水、地下水排水不良，沼澤、濕地大片發育，加之氣候寒冷，因之翻漿與凍脹現象嚴重，常常需採取提高路基加固路基，及排水等措施。但本類地區當地石料都很少，有時需從幾公里以外運來，個別地段公路經過殘丘腳下(如二股流一帶)，路基為風化岩石，無翻漿之慮，石料也可由殘丘上採取。

　　2.5、6級階地面——有粘土類土分佈，尤其在山坡溝穀窪下處地下水往往集聚，因而釀成翻漿之害，只是有時階地面為大量玄武岩崩塌堆積物所蓋，則路基堅固，且玄武岩碎塊是天然石料來源。但玄武岩塊較大，需要大量人工去破碎。

　　3.3級階地——表面是粘土也要翻漿，需要排水與加強路基(如三道溝門東側)。

　　4.2級階地——黃土狀亞粘土作為路基也能翻漿，需要加固，但該土是很好的膠結料。

　　5.1級階地——表層有細砂與亞砂土，有時，地下水面很高，易於形成翻漿，需提高或加固路基，有時階地面部分為洪積物所蓋，則路基穩定，石料豐富，當公路靠近山麓時常有岩堆、岩崩與泥石洪流之威脅，需要繞道或採取防治措施，另一方面岩崩、岩堆、石洪又往往是石料的很好來源，河灘的沙卵石也可採用。

　　6.緩坡——公路多用半挖半填方式通過，邊坡，路基都是由山坡風化堆積的碎石、塊石與風化砂、粘土之混合物(間隔土)組成。工程主要是土方。石料、土料都可就地自給。山坡堆積中有時有地下水，開挖後湧出造成施工困難，而且影響路基與路面和邊坡之穩定性。地下水湧出冬季結集成堰流冰體，妨礙冬季行車；春日消融沖刷路面，同時破壞了邊坡，需要採取排水、擋土牆、護坡等措施，公路經過本類地區需作簡單的展線。

　　7.陡坡——主要由原岩組成，上有薄層風化岩石堆積物。以石方工程為主。半挖半填或以挖方為主。石塊之填方不穩定，需要建大量的幹砌塊石擋土牆以保證路基之穩定。公路通過本區需要複雜的展線。主要影響公路的是岩堆。其次是岩崩。有時在風化堆積物中有沖溝發育。道路之穩定性因岩石性質、構造破裂及風化情況而異。比如有這樣的情況：花崗岩山坡在向陽坡比背陰坡風化較深，穩定性較差。岩層層理對邊坡之穩定性也有很大影響，如長尾巴崗與五道溝東坡公路斜切侏羅紀砂葉岩、粘板岩之走向因而大部邊坡很穩定。但個別地段山坡與傾向一致時則山坡不穩定。

　　8.極陡坡——主要分佈在鴨綠江岸被沖刷處，如飛機嶺、六道溝口西側等地。公路以挖方、山洞、半山洞或明塹通過。全部工程是石方工程。威脅公路安全的有岩堆、岩崩，有時還有河流之直接沖刷作用。構成這種山坡的大多是極堅硬的岩石(花崗岩、正長岩、石灰岩等)。構造破碎與裂隙對穩定性有很大的意義，如六道溝口西側之隧洞沿東西向的一個斷層穿過，雨水沖刷斷層泥擴大斷層帶，而且碎塊不時下落，需要採取措施。岩崩的防止需要清理危崖。岩堆可用作材料，加以清理，或作欄柵、擋土牆，象六道溝口的岩堆幾乎全部堵住了路面。此外江水之沖刷在必要時需建防護堤。

　　組成以上各種斜坡的岩石從公路工程地質觀點來看(按六級公路要求)：

　　1.石灰岩——開鑿比較困難，但邊坡路基都穩定。作為路基路面材料都很相宜，石灰岩的粉末能起膠結作用(如飛機嶺、七道溝、八道溝等地)。

　　2.花崗岩、眼球狀片麻岩、正長岩、花崗閃長岩等——岩石堅硬，開鑿很困難。但作為路基很穩定，邊坡因風化與破碎情況而定。一般這類岩石分佈地區岩堆、岩崩是發育的。作為石料是很好的。風化了的斑狀花崗岩作磨耗層最好(如八道溝勝利村附近)。

　　3.侏羅紀砂葉岩粘板岩——其中砂岩可作骨料。粘板岩可作填縫料與磨耗層(如長尾巴崗)。

　　4.火山岩、凝灰岩——一般風化後不堅固，作石料不好。在邊坡上也易風化、沖刷或滑動，有時新鮮還是可用的。

　　5.片岩——其大片及含石英較多者可作骨料，但強度亦差，作磨耗層最不好，不久就成飛塵(如三道溝、七道溝等地)。

　　可作為建築石材的(橋墩、擋土牆等)有八道溝之斑狀花崗岩，十三道溝之眼球狀片麻岩，三道溝的砂岩等。