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濱面轉移與我國沉積性海岸地貌的幾個問題




  濱面(shore face)術語是指低潮綫以下至波浪擾動海底泥沙的下極限位置之間的水下岸坡地帶。當代海洋地質學和海岸地貌學的研究愈益證明:現代沉積性海岸的不少地貌特點,與冰後期海面上昇及其影響下的濱面泥沙的向岸搬運和沉積有關。海域泥沙的這種向岸運動,主要是通過濱面向陸轉移(包括垂向轉移和水平轉移)來實現的。近年來,國外有關濱面轉移及其地貌效應問題的討論[1,2],十分引人注目。但國内對這一問題的研討不多。然而,我國海岸研究的不少理論和實際問題,若不考慮這一作用和過程,可能較難取得明顯的進展。

  濱面向陸轉移受多種因素的作用和影響。大體而言,濱面的垂向轉移受制於相對海平面上昇(RSL);水平轉移則由區域坡度(θ)、越過斷面的泥沙流(Q)、波浪參數 [如H(ωT)—1,H爲破碎波高,ω爲泥沙沉速,T爲週期]和内陸架海洋特性(Qis,主要是風和潮汐動力)等之間的平衡所控制[1]。

  早在1962年,Bruun就提出了海侵條件下的濱面向陸轉移問題[3],即所謂Bruun法則。以後不少學者對沙壩(barrier)海岸和三角洲海岸的濱面轉移模式進行了具體探討。如Swift(1975)給出了沙壩海岸濱面後退的機制、濱面位置移動的次序及其地層結果[4]。該模式强調,濱面轉移過程是以濱面連續後退(此時以水平轉移爲主)和間歇穩定(此時以垂向轉移爲主)的形式交替進行的。Leatherman(1983)認爲,沙壩適應海面上昇向陸移動並保持其完整的相對抬高的基本作用是越冲過程(overwash process)[5]。但是,沙壩堆積體(包括沙壩島、沙壩平臺和沙壩濱面)是全部還是部分向陸轉移,却有不同見解。如有的認爲沙壩可以非常迅速地轉移,它們幾乎是一個運動着的、物質不滅的實體[6],Stubblefild等(1983)研究美國新澤西附近中大西洋陸架上的殘留沙脊特徵後得出結論:低海面時這裏的古海岸沙壩,在冰後期海侵過程中,只有其半出露部分和水下斜坡的上部分遭受侵蝕向陸搬運[7]。Roy和Thom(1981)研究澳大利亞新南威爾士的現代沙壩海岸成因時,也提出過與濱面向陸轉移有關的概念性模式[8] 。該模式表示出,這一地區沙壩海岸的形成具有海侵超覆後退和海面穩定時淤積前展的特點。9000~6000a B.P.,濱綫向陸轉移的速率大於泥沙向陸運移的能力,6000a B.P.濱綫移至現海面位置,6000~3000a B.P.,濱面侵蝕的泥沙繼續向上和向陸轉移加積海岸帶,形成寬1~3.3km的由灘脊平原和沙丘組成的現代沙壩。至於海侵條件下三角洲海岸濱面轉移的過程,Penland等(1981)以美國路易斯安娜密西西比河三角洲海岸爲例,歸結爲以下三個階段[9]:第l階段,三角洲尖端首先遭受波浪侵蝕成爲岬角,被侵蝕的物質在波浪作用下沿岸縱向搬運,於岬角兩側形成沙咀和沙壩島弧;第2階段,沙壩島弧隨着海面上昇在波浪作用下向陸移動,其内側的三角洲平原沉降形成“三角洲内部潟湖”;第3階段時,由於繼續海侵和三角洲沙源已大量消耗,沙壩島弧供沙不足,無法再隨海面上昇向陸移動,結果逐漸沉落變爲内陸架淺灘。

  不難看出,國外關於濱面轉移問題的研究,至今大都是定性和概念性的成果,有的更屬推斷或假設性質。但是,正是這些研究提出了不少新思想、新概念和新問題,使人們對一些海岸形態和成因的認識耳目一新。

  我國沉積性海岸的若干地貌問題,有必要重視濱面轉移的作用和影響。

  1 沙壩—潟湖海岸的成因問題

  沙壩—潟湖海岸是我國的一個重要海岸類型。蔡愛智(1980)[10]、王穎和陳萬裏(1982)[11]、李凡(1983)[12]及李從先等(1984)[13],先後對山東刁龍咀、廣東三亞,山東白沙口和榮城等地的沙壩—潟湖海岸的形成特點進行了研究。一般傾向認爲,這些地區的沙壩海岸,泥沙來源於就地海岸侵蝕或近岸河流來沙補給,而沙壩本身主要由沿岸泥沙運動造成。但筆者等(1986)研究粤西水東沙壩—潟湖海岸體系和華南港灣海岸地貌時提出[14]:①華南現代沙壩堆積體規模宏大並以粗粒泥沙爲主,這與現代動力條件下的供沙狀况不符(現代河流來沙主要是細顆粒泥沙,波浪直接侵蝕基岩海岸産生的泥沙有限);②沙壩内側潟湖的大陸沿岸一般無大陸灘(mainland beach)——波浪作用形成的海灘;③近岸海底或内陸架上有被侵蝕的殘留壩後沉積發現;④全新世沙壩沉積體的垂向層序自下而上由粗(砂礫) →細(粘土)→粗(砂)變化,上層砂即沙壩砂,超覆於中層壩後粘土沉積之上,且底板高程由海向陸逐漸昇高。這些都是就地供沙和泥沙沿岸運動形成沙壩的觀點難以解釋的,而這正是陸架來沙隨海面上昇向陸和向上搬運形成的沙壩海岸的特點。或者,我國的沙壩—潟湖海岸也和世界的同類海岸一樣,具有成因的多解性,但應認爲,冰後期海侵時,濱面適應海面上昇而向陸轉移及其影響下的海域來沙向岸搬運和沉積的作用,是我國不少沙壩—潟湖海岸形成的重要原因。

  2 廢棄三角洲海岸演化模式問題

  三角洲廢棄後,失去或削弱了逕流動力及其流域來沙,三角洲暴露於海洋動力(主要是波浪)作用之下,海岸將侵蝕後退,濱面向陸轉移。Penland等提出的三角洲濱面轉化模式,實際上是以密西西比河三角洲的廢棄演變過程爲依據的。廢棄三角洲問題,在我國的灤河、黄河和南渡江(海南島)等三角洲地區表現突出。如李從先等(1983)描述的灤河從西向東廢棄後,三角洲濱岸由西向東遭受波浪破壞改造的過程及地貌演變[15],即與Penland等的概化模式相似。渤海灣西南沿岸,自大口河往東南,經馬頰河口、套兒河口、灣灣河口、車子溝口至釣河口,依次出現席狀沙式的近岸淺灘→沙壩島弧及壩後港灣→鋸齒狀平原海岸→三角洲尖端等地貌序列,此即黄河三角洲從西向東廢棄後,濱面依次侵蝕後退演變的結果。蘇北廢黄河口淺灘,可認爲是類似Penland等模式的第3階段的産物。由此看來,三角洲海岸沙壩—潟湖(海灣)地貌的出現,也與海岸侵蝕和濱面後退有關。所謂“内陸架淺灘”或近岸水下淺灘,可以是這種狀態的進一步發展。然而,海南島南渡江廢棄三角洲演變的最終結果却非如此。該三角洲東部3000~6000a B.P.的老三角洲被廢棄後,由於該處常風向、常浪向和强浪向均爲NE,風向與浪向都和海岸垂直,三角洲侵蝕後退形成的海岸沙壩或障壁規模較大,它們或嚴重封堵河口口門(在半廢棄河口,如東營港),或最終以風成砂丘形式超覆於三角洲平原之上,三角洲平原的沼澤相粘土則直接在前濱暴露(在完全廢棄河口,如沙湖港)。這是風力較强和波浪作用占優勢的三角洲廢棄演變的一種重要形式。

  3 若干灘脊平原(岡身)的形成問題

  我國渤海灣西岸平原、蘇北鹽城地區和蘇南福山—太倉—馬橋—漕涇一綫附近,均有沙脊(或貝殻堤)與潮灘相間分佈的古灘脊平原(古岡身)發育。不少文獻曾討論過這些灘脊平原或貝殻堤的形成原因。如1964年,王穎在研究渤海灣西部貝殻堤與古海岸綫問題[16]時就認爲,該區灘脊平原的形成是由於黄河入海位置遷徙擺動,使該海岸帶供沙時而充足或不足並相應交替出現淤漲與侵蝕環境所致;這一看法的要點是:灘脊平原主要由河流供沙形成,沙脊(或貝殻堤)與潮灘分别是河流供沙不足與充足時産生,沙脊或貝殻堤雖屬海岸蝕退時産物,但沙脊本身之泥沙來自淤漲時期的河流供沙。近年來,有關研究[17、18]在探討蘇北和蘇南的古灘脊平原(古岡身)成因時,亦持類似的論點。

  筆者認爲,就渤海灣西岸的灘脊平原的形成而論,其中的一部分或大部分主要與黄河入海位置的改變及其影響下的供沙條件變化有關,這是可以理解的(因歷史上黄河確曾多次在這一帶改道入海),而且其中某些地段(如大口河附近)的貝殻堤或堡島,本來就是河口改道和三角洲廢棄後,海岸與濱面侵蝕後退造成,但蘇北與蘇南古灘脊平原的形成,能否用“河流供沙充足與不足—海岸淤漲與侵蝕交替”的模式來解釋,似有疑點值得作一些討論。

  如就蘇北古灘脊平原而言,該處的3列灘脊,即西岡、中岡和東岡,14C測定爲距今6500~4000年形成,這期間,該地段不可能受黄河供沙的影響,另一方面,亦不見有資料證明,這時期本岸段各小河流的供沙條件曾屢次出現輸沙增大與减少的循環變化,並足以對該地段海岸的淤漲和蝕退發生重大的影響。再如就蘇南古灘脊平原來説,該地帶的3列(吴淞江以南)或5列(吴淞江以北)沙岡經14C測定形成於6800~3200 a B.P.,其中最裏的也是最老的一條沙岡的14C年齡是距今6800~6500年,此時正值海侵最大之時,長江口爲灣頂伸入到鎮江、揚州的溺谷灣,其時長江如何能向口外輸出數量可觀的細砂物質(主要屬推移質),並在延綿百公里的口外沿岸地帶,經波浪作用分選後淤積形成這樣古老的海岸沙脊?即使是整個古岡身發育時期(6800~3200a B.P.),長江口巨型溺谷灣的形態仍無多大改變,這時亦似不可能有較多的粗粒泥沙推移輸出口外爲濱海古灘脊平原中砂體的發育提供主要的泥沙來源。因此,蘇北與蘇南古灘脊平原及其砂體形成的一個根本性的問題——泥沙來源問題,究竟是來自河流供沙還是另有其他來源,可能是值得進一步調查研究的。

  有人提出[19],海侵結束時現代長江三角洲南、北古海岸位置的灘脊或沙壩島屬海侵式沿岸砂體性質。這是古岡身(至少是岡身内側最老的沙岡)成因的另一種見解。此外,不應忽視這樣的現象。不論是蘇北或蘇南的古灘脊平原,它們形成發育時的海岸位置,總的來看是較穩定的。如張忍順(1984)提到:沿岸沙壩、潟湖及穿過沙壩的汊道搆成了延續幾千年的蘇北古堡島海岸,它相當穩定,直到黄河奪淮由蘇北入海爲止[20];蘇南長江三角洲海岸在新石器中晚期亦長期穩定在寬2~3km或7~8km的古岡身地帶[21],這期間海岸平均每年伸展不足lm,表明前展十分緩慢,可視爲相對穩定[18]。因此,如果認爲古灘脊平原内側之沙岡屬海侵砂體性質,並注意到各沙岡形成時具有岸坡蝕退、物質向陸搬運緩慢加積海岸帶以及岡身整體位置長期基本穩定等特點,則蘇北、蘇南古灘脊平原的成因問題,似不能不考慮海侵影響下濱面泥沙向陸轉運的作用。筆者認爲,對於這一作用的具體過程,可試作如下探討:冰後期海侵結束時,濱綫首先後撤至喻口—龍岡(蘇北)和福山—太倉—馬橋—漕涇(蘇南)一綫,濱面侵蝕之泥沙,則滯後在海面穩定時緩慢向陸和向上轉移加積海岸帶,古岡身應由此産生,這一過程持續了幾千年的時間,直至海面長期穩定後濱面剖面經調整重新達到平衡和濱面供沙减弱並終止後才逐漸結束。

  以上討論恰當與否請讀者指正。作者主要是想説明,冰後期海侵的影響不僅只有海水内侵,、而且還存在濱面轉移過程及其泥沙向陸和向上搬運轉移的作用,這一作用的影響是不小的,即使是象灘脊平原形成這樣的問題,也應對之加以考慮和研究。

  

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  原載:海洋通報,1987,6(1):69-73.)
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