浙江名茶立地地质背景研究
(一)区域地质及名优茶分布
1.构造和岩石对名茶分布的影响
浙江省主要产茶区与地质构造格架有明显的内在联系(图3-1)。图3-1中的A-B线与萧山-球川深大断裂重合，大致为浙西产茶区的东南边界。CD线为河西-奉化断裂带，大致是该省主要产茶区的东南边界；EF线位于衢州-天台断裂，大致相当于省内主要产茶区的南界。此外，在I区西北部还有一条与萧山-丘川深大断裂平行的马金-乌镇断裂；CD线以东的边界上还有其他断层线；除衢州-天台断裂为东西走向外，其他断裂带均为东北走向。深大断裂控制成土母岩、地形地貌和土壤类型的分布，从而显著控制茶叶主产区的分布，这可以从以下几个方面得到证实。
图3-1浙东地区地质构造与茶叶分布的关系
A-B:萧山-丘川深大断裂；C-D:河西-奉化断裂；E-F:衢州-天台断裂。一、浙西传统产茶区；ⅱ——浙东茶叶主产区；ⅲ——金衢盆地主要茶叶产区；ⅳ——靠海的产茶区；ⅴ——其他产茶区
1)萧山-球川深大断裂(AB线)以北是浙江省沉积岩的集中分布区，以古生代地层连续出露，中间夹前寒武纪地层，中新生代地层不发育为特征。这些地层岩石大多容易风化成土，适合茶树生长，成为浙江主要的传统产茶区。
2)萧山-秋川深断裂线(AB线)与河西-奉化大断裂线(CD线)之间的地区，属于一个向东北延伸的相对隆起带，也是中晚元古代变质岩和中新生代岩浆岩的相对集中分布区。该区变质岩地层在喷发岩系周围的“构造窗”中呈斑块状出露，这类片麻岩、片岩易风化形成松散土——红松土(属于红壤土)。红松泥结构疏松，富含云母风化释放的钾，非常适合茶树生长。分布在红松泥地的茶园一般都是高产茶园，如平水、诸暨芙蓉山、大托、北街乡附近的茶园。遂昌南部高产茶园穿越省内主要茶叶产区的南界(EF线以南)，受变质岩系母质分布控制。
该区北端是玄武岩集中分布区，包括新昌县、嵊州市、上虞市、余姚市和绍兴部分地区。玄武岩风化形成的红粘土所产茶叶品质虽不如花岗岩、应时砂岩等母质所产茶叶，但却是高产茶园。在这一地区的南端，包括整个金衢盆地的茶叶种植区，在深厚的第四纪红粘土(Q2，Q3)上发育的黄筋土属或亚黄筋土属也适宜种植茶叶，产量也较高。在这个区域的中间，有几个相对空白的区域，把连片的茶叶主产区分隔开来，都是小型的构造盆地。比如新构造运动下沉最强烈的宁绍水网平原北部，地势低洼，水流停滞，不适合种茶；南部的永康、义乌、兰溪出露大量白垩纪紫红色砂页岩(K1)，形成的紫色土因富含钙质，土层较浅，不适宜茶树生长。
3)临海产茶区(含苍山北麓)是全省唯一孤立的主产茶区，夹在三门、天台、仙居、黄岩等红色盆地之间。茶区主要母岩为花岗岩(燕山晚期)、凝灰岩(JBOY3乐队)和部分紫砂岩(K1)，成土母质复杂，是一个特殊的地球化学背景区。
4)全省茶叶主产区基本以EF线为南界，产茶量高的成土母岩多在此界以北。从地质学上讲，EF线大致是第四纪红土分布的南界，能够形成古红土的沉积物多是在地壳隆升过程中被侵蚀的，这也是茶园相对较少的原因之一。另外，浙南、浙东南以紫砂页岩为主的构造盆地比较密集，紫砂页岩母质不适合种茶，所以茶叶产量比较低。
对浙江省茶叶产区和茶园分布规律的研究表明，发育在玄武岩、第四纪红壤、变质岩和大型复杂沉积岩上的土壤有可能成为高产茶园。地质构造的演化控制着有利于茶叶生长的成土母质的分布和浙江省高产茶区的集中分布，充分显示了茶园分布与地质因素的内在联系。同时，地质构造也控制着地形，如浙东玄武岩地区平缓起伏的台地，金衢地区近东西向的构造盆地，相对平坦连片的红壤阶地，浙西大地形起伏背景下向西北逐级上升的夷平面，都有利于茶园的种植。
2.地质环境对名茶产地的影响
(1)名优茶产区地质环境特征
对浙江省40个重要名优茶产区的立地地质环境研究表明，茶叶生长的立地地质环境对茶叶品质和产量有一定的控制作用。从图3-2可以看出，名茶产区具有以下地质环境特征。
1)名茶大多分布在沿海的高山地区和低丘地区，浙江中部只有零星分布，少数名茶点也位于相对较高的山区和较大水体的边缘，如千岛湖旁的千岛俞晔和诸暨蔡晨水库旁的石碣茶。
图3-2浙江省名茶产地地质环境示意图
名茶产地:1-长兴古竹紫笋；2-不要干黄芽；3-天目丁晴；4-景山香茶；5-西湖龙井；6-淳安大方；7-富阳岩顶；8-泉港柏慧；9-平水珠茶；10—每天都有雪芽施放；11-瀑布仙茶；12-普陀佛茶；13 ——孵化坑里的毛尖；14—千岛玉叶；15-建德包茶；16-华凯丁龙；17—金华峰岩；18—东阳东百；19-诸暨苋菜茶；20-华鼎云；21—江山绿牡丹；22-三井茂峰；23-春天来得早；24-遂昌银猴；25-松阳东百；26-裕丰；27-仙都峰；28-风阳春；29-碧玉泉；30-金奖惠明；31-大祭祀雪花；32-雁荡毛峰；33—温州唐璜；34-香菇廖
2)山地名茶的优势是地形降水多，温差大；古老的母岩，如变质岩，化学成分钾多钙少；地势陡峭，人工施肥少，更接近优质茶叶所需的自然环境。而山顶由于风力大，土层薄，不利于茶树生长，不容易出名茶。从海拔高度来看，太高会进入山地黄壤地区，太冷太湿，茶树容易发病，不利于茶树生长；温度太低不利于茶树生长，因为温度高；浙江名茶适宜海拔一般在400 ~ 700 m，浙南500 ~ 800 m较适宜。
3)新构造运动沉降区的海边、平原或丘陵边缘、大型湖泊边缘、大型水库边缘，往往是优质茶叶的产地。从当地的地形来看，最好是采取群山环绕的丘陵或者有一定深度的山谷，因为这些地方云雾多，类似于山的温暖环境，有利于茶树的生长。
4)应时砂岩、花岗岩、片麻岩和酸性凝灰岩是名茶产区的主要成土母质。茶树的生长不仅与地质环境有关，还与母岩风化形成的土壤的理化性质有关。
(2)成土母质的分布规律
结果表明，成土母质对茶叶品质有重要影响，断裂控制成土母岩和母质的分布。以萧山-球川深大断裂和丽水-余姚深大断裂为界，将浙江省划分为地层岩性和成土母质三个分布区，决定了茶叶品质的区域分布规律。
1)浙西北沉积岩区:起于衢州千里岗山，向东北穿过杭州郊区，止于长兴北部，以沉积岩分布广泛为特征。泥盆系应时砂岩是本区茶叶品质最有利的成土母岩，其次是前震旦纪浅变质岩。
2)浙中变质岩和火山沉积岩:自浙西南龙泉向东北延伸，止于诸暨、绍兴。本区变质岩属元古代片岩、片麻岩和海相变质火山岩。中生代陆相火山岩和燕山期侵入岩发育。面积较大的金衢盆地是一个白垩纪构造盆地，盆地内常见的成土母质是紫砂岩(K2)和第四纪红土(Q2)。该地区名茶产地多为变质岩、花岗岩、酸性凝灰岩等成土母岩，而紫砂岩、第四纪红土含钙量较高，不利于名茶的生产。
3)浙东沿海酸性火山岩和侵入岩:以晚侏罗世火山岩和燕山期侵入岩发育为特征，在火山喷发岩范围内的较高地形普遍出露花岗岩，浙东地台有新近纪玄武岩零星分布。花岗岩和酸性凝灰岩是本区名茶产区的主要成土母岩。
(2)土壤的地质地球化学特征与名茶品质
(1)茶叶质量指数
现有资料表明，茶叶含有500多种化学成分，其中有机化合物450多种，无机化合物约30种(表3-2)。根据农业部茶叶质量监督检测中心和姚国坤的数据，中国茶叶水浸出物一般含量为35% ~ 40%，咖啡因为3% ~ 5%，茶多酚为20% ~ 35%，氨基酸为1% ~ 4%。就同一种茶叶而言，氨基酸含量与茶叶品质呈正相关。无机元素也是衡量茶叶品质的重要指标。前人研究指出，茶叶中K、P、Zn、Cu、Se、Mg、Mn等有益元素的含量一般与茶叶品质呈正相关，有益元素丰富，重金属元素含量低，有利于茶叶品质的提高。
表3-2茶叶化学成分的分类
从表3-3可以看出，浙江省名茶(绿茶)的水浸出物平均达到42.75%，最小值为37.17%，超过了中国茶叶水浸出物的一般含量。氨基酸含量平均达到3.76%，最大值达到5.05%，而咖啡因含量普遍低于平均水平。名优茶重要生化指标的含量表明，浙江名优茶通常具有较高的内在品质。
表3-3浙江省名优茶品质五项生化指标总体水平(n=41)
(2)母质对名优茶品质的影响。
对浙江41名茶产区的调查表明，应时名茶产区的主要成土物质为砂岩、花岗岩、片麻岩和酸性凝灰岩，部分为Q2红土和玄武岩。分析数据表明，不同成土母质的茶叶品质指标存在明显差异(表3-4)。
表3-4浙江省不同成土母质茶叶的质量指标
注:括号内的数据为平均值。
从表3-4可以看出，在应时砂岩、花岗岩等成土物质上生产的茶叶，其水浸出物、茶多酚、咖啡碱、儿茶素明显高于在其他成土物质上生产的茶叶，而氨基酸低于平均水平；在凝灰岩和流纹岩母质上产出的茶叶的水浸出物、茶多酚、咖啡碱和儿茶素也较高，氨基酸含量明显高于其他母质。在玄武岩和石灰岩母质上生产的茶叶五项品质指标明显低于平均水平。
大量研究表明，名茶的产生与成土母岩、母质和土壤地球化学特征有以下关系。
1)产名茶的土壤大多富含硅，SiO2 _ 2含量一般可达65% ~ 70%以上，多为应时砂岩、花岗岩、酸性火山岩等成土母质的土壤。目前硅对茶叶品质的直接影响尚不明确，但富硅土壤多为适宜茶树生长的沙土。据中国农业科学院茶叶研究所研究，沙质土壤昼夜温差大，有利于茶叶对同化物的吸收和积累，根系生长量大。茶叶具有茶氨酸含量高、香气好、滋味浓的特点。
2)泥盆系应时砂岩是优质名茶的重要成土母质。出产的名茶有:精细管理、重施肥的石峰龙井，不施肥自然生长的长兴紫尊茶、健德宝茶(指原产地正宗产品)；有百年以上的老茶区，也有近几年新开发的上千种玉叶；其土壤类型多为红壤，但太湖也有“碧螺春”，已进入黄棕壤带(很可能是古红壤性质)。值得指出的是，上述大部分名茶产区(包括石峰龙井、长兴紫笋、千岛玉叶、太湖碧螺春等。)往往穿插在几种成土母质中，但在空间接近、生态环境条件相似的情况下，优质茶叶只产于泥盆纪地层，说明它们之间的关系不是偶然的。
3)花岗岩分布广泛，是另一种有益于茶叶品质的重要成土母质。虽然不同时期花岗岩的化学成分存在一定差异，但我国东南沿海大部分属于燕山期花岗岩，所产叶茶品质较好。本区花岗岩地区出产的名茶有:黄山、莫干山、四明山、天台山、雁荡山等名茶，泰顺蘑菇辽、福鼎大白茶、景山茶。这种母岩多在高山人烟稀少的地区，由于土壤多沙，比较薄瘠，容易水土流失，常被忽视，需要进一步开发。
浙江省酸性火山喷发岩分布广泛，包括流纹岩和凝灰岩，在应时往往比较丰富。虽然土壤质地随侧化程度而异，但多为沙土。这种母质区也出产很多名茶。
4)石灰岩分布在浙西北，石灰岩的含钙量极高，可达40%以上。石灰岩经风化淋滤发育成红壤后，钙含量大大降低，表土和底土的pH值一般为5.0 ~ 6.5，土壤质地通常为壤土~粘土，土壤钙饱和度大于60%。以往的研究表明，茶树天生是厌恶钙的，大多数名茶都产于低钙土壤，一般只有0.2% ~ 0.3%。在石灰岩形成的土壤上，茶树虽能生长，但品质普遍较差，如杭州的翁家山、衢州的山顶，很难出名茶。
玄武岩也是含钙较多的母质，含钙量在8%以上，但不含应时。发育成红壤后，其土壤呈红褐色，有铁锰结核，质地粘稠。茶树虽然可以正常生长，但不利于其品质的提高。
5)白垩纪紫色砂岩或红色砂岩地层分布于浙江各盆地，正常表土pH值为5.0 ~ 6.5，但30 ~ 40 cm以下有钙质反应，不适宜种植茶叶，茶叶品质相对较差。金华-衢州地区有很多这样的茶园。
6)母岩为变质岩的红松土壤属于质地疏松、高钾低钙高硅的土壤，适合茶树生长，出产多种名茶。由于变质岩的岩石化学成分不均匀，当地茶叶的品质并不理想。
7)第四纪红壤(黄筋土)是浙江分布最广的土壤之一，多分布在构造盆地中心附近，地势平坦，土层深厚，适宜种植茶叶，可获得较高产量，但鲜有名茶出现。主要不利因素是:质地太粘，土壤透气性差；铁、铝、锰含量过高，钾不足，应在生态环境的改造和治理上下大力气。
(3)名茶品质与土壤地球化学特征的关系。
茶树的土壤营养特征是多样性、喜铵性、聚铝性、低氯性和喜钙性。研究发现，与茶树正常生长有关的元素有40多种，茶叶的产量和品质与大量的营养物质和微量营养物质密切相关。茶树作为叶类作物，对氮素的需求很大，优先吸收铵态氮。茶树适合在富含铝的土壤中生长。适当高含量的铝可以促进茶树及其根系的生长，提高叶片的光合能力，促进碳水化合物的转化。特别是铝对促进茶氨酸的转化、儿茶酸的代谢、提高红茶品质有很好的作用。同时，铝能促进茶树对磷的吸收和转化。茶树对营养元素氯的需求量较小，生产中未发现缺氯现象。茶叶是喜钙作物，对钙的需求远低于一般作物。当土壤中活性钙(CaO)含量超过0.2%时，茶树就不能正常生长，严重时会死亡。所以茶树不能在富钙的土壤上生长，最适宜的酸度是5.0 ~ 6.0。根据龚子的调查，土壤中的有效锌与茶叶中的氨基酸含量呈正相关。锌能提高茶叶中氨基酸、茶多酚、咖啡因的含量，降低酸氨比，有利于茶叶品质。钼能增加茶氨酸含量；硼可以增加茶芽的重量。一般来说，茶树适合生长在富含有机质和各种营养物质、呈酸性反应的土壤中。
通过对浙江几种主要优质茶叶和土壤地球化学的研究，认为高硅、高钾和低铁、铝、钙、镁、锰有利于茶叶品质的提高。反之，不利于茶叶品质的提高。
(三)优质茶园适宜性评价指标
在综合分析浙江名茶产区地质条件、土壤条件、气候条件的基础上，建立了评价浙江茶叶适宜性的相关指标(表3-5)。根据评价指标，可以进一步开展茶区农业区划。
表3-5优质茶园适宜性评价指标体系