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滨面转移与我国沉积性海岸地貌的几个问题
滨面(shore face)术语是指低潮线以下至波浪扰动海底泥沙的下极限位置之间的水下岸坡地带。当代海洋地质学和海岸地貌学的研究愈益证明:现代沉积性海岸的不少地貌特点,与冰后期海面上升及其影响下的滨面泥沙的向岸搬运和沉积有关。海域泥沙的这种向岸运动,主要是通过滨面向陆转移(包括垂向转移和水平转移)来实现的。近年来,国外有关滨面转移及其地貌效应问题的讨论[1,2],十分引人注目。但国内对这一问题的研讨不多。然而,我国海岸研究的不少理论和实际问题,若不考虑这一作用和过程,可能较难取得明显的进展。
滨面向陆转移受多种因素的作用和影响。大体而言,滨面的垂向转移受制于相对海平面上升(RSL);水平转移则由区域坡度(θ)、越过断面的泥沙流(Q)、波浪参数 [如H(ωT)—1,H为破碎波高,ω为泥沙沉速,T为周期]和内陆架海洋特性(Qis,主要是风和潮汐动力)等之间的平衡所控制[1]。
早在1962年,Bruun就提出了海侵条件下的滨面向陆转移问题[3],即所谓Bruun法则。以后不少学者对沙坝(barrier)海岸和三角洲海岸的滨面转移模式进行了具体探讨。如Swift(1975)给出了沙坝海岸滨面后退的机制、滨面位置移动的次序及其地层结果[4]。该模式强调,滨面转移过程是以滨面连续后退(此时以水平转移为主)和间歇稳定(此时以垂向转移为主)的形式交替进行的。Leatherman(1983)认为,沙坝适应海面上升向陆移动并保持其完整的相对抬高的基本作用是越冲过程(overwash process)[5]。但是,沙坝堆积体(包括沙坝岛、沙坝平台和沙坝滨面)是全部还是部分向陆转移,却有不同见解。如有的认为沙坝可以非常迅速地转移,它们几乎是一个运动着的、物质不灭的实体[6],Stubblefild等(1983)研究美国新泽西附近中大西洋陆架上的残留沙脊特征后得出结论:低海面时这里的古海岸沙坝,在冰后期海侵过程中,只有其半出露部分和水下斜坡的上部分遭受侵蚀向陆搬运[7]。Roy和Thom(1981)研究澳大利亚新南威尔士的现代沙坝海岸成因时,也提出过与滨面向陆转移有关的概念性模式[8] 。该模式表示出,这一地区沙坝海岸的形成具有海侵超覆后退和海面稳定时淤积前展的特点。9000~6000a B.P.,滨线向陆转移的速率大于泥沙向陆运移的能力,6000a B.P.滨线移至现海面位置,6000~3000a B.P.,滨面侵蚀的泥沙继续向上和向陆转移加积海岸带,形成宽1~3.3km的由滩脊平原和沙丘组成的现代沙坝。至于海侵条件下三角洲海岸滨面转移的过程,Penland等(1981)以美国路易斯安娜密西西比河三角洲海岸为例,归结为以下三个阶段[9]:第l阶段,三角洲尖端首先遭受波浪侵蚀成为岬角,被侵蚀的物质在波浪作用下沿岸纵向搬运,于岬角两侧形成沙咀和沙坝岛弧;第2阶段,沙坝岛弧随着海面上升在波浪作用下向陆移动,其内侧的三角洲平原沉降形成“三角洲内部舄湖”;第3阶段时,由于继续海侵和三角洲沙源已大量消耗,沙坝岛弧供沙不足,无法再随海面上升向陆移动,结果逐渐沉落变为内陆架浅滩。
不难看出,国外关于滨面转移问题的研究,至今大都是定性和概念性的成果,有的更属推断或假设性质。但是,正是这些研究提出了不少新思想、新概念和新问题,使人们对一些海岸形态和成因的认识耳目一新。
我国沉积性海岸的若干地貌问题,有必要重视滨面转移的作用和影响。
1 沙坝—舄湖海岸的成因问题
沙坝—舄湖海岸是我国的一个重要海岸类型。蔡爱智(1980)[10]、王颖和陈万里(1982)[11]、李凡(1983)[12]及李从先等(1984)[13],先后对山东刁龙咀、广东三亚,山东白沙口和荣城等地的沙坝—舄湖海岸的形成特点进行了研究。一般倾向认为,这些地区的沙坝海岸,泥沙来源于就地海岸侵蚀或近岸河流来沙补给,而沙坝本身主要由沿岸泥沙运动造成。但笔者等(1986)研究粤西水东沙坝—舄湖海岸体系和华南港湾海岸地貌时提出[14]:①华南现代沙坝堆积体规模宏大并以粗粒泥沙为主,这与现代动力条件下的供沙状况不符(现代河流来沙主要是细颗粒泥沙,波浪直接侵蚀基岩海岸产生的泥沙有限);②沙坝内侧舄湖的大陆沿岸一般无大陆滩(mainland beach)——波浪作用形成的海滩;③近岸海底或内陆架上有被侵蚀的残留坝后沉积发现;④全新世沙坝沉积体的垂向层序自下而上由粗(砂砾) →细(粘土)→粗(砂)变化,上层砂即沙坝砂,超覆于中层坝后粘土沉积之上,且底板高程由海向陆逐渐升高。这些都是就地供沙和泥沙沿岸运动形成沙坝的观点难以解释的,而这正是陆架来沙随海面上升向陆和向上搬运形成的沙坝海岸的特点。或者,我国的沙坝—舄湖海岸也和世界的同类海岸一样,具有成因的多解性,但应认为,冰后期海侵时,滨面适应海面上升而向陆转移及其影响下的海域来沙向岸搬运和沉积的作用,是我国不少沙坝—舄湖海岸形成的重要原因。
2 废弃三角洲海岸演化模式问题
三角洲废弃后,失去或削弱了径流动力及其流域来沙,三角洲暴露于海洋动力(主要是波浪)作用之下,海岸将侵蚀后退,滨面向陆转移。Penland等提出的三角洲滨面转化模式,实际上是以密西西比河三角洲的废弃演变过程为依据的。废弃三角洲问题,在我国的滦河、黄河和南渡江(海南岛)等三角洲地区表现突出。如李从先等(1983)描述的滦河从西向东废弃后,三角洲滨岸由西向东遭受波浪破坏改造的过程及地貌演变[15],即与Penland等的概化模式相似。渤海湾西南沿岸,自大口河往东南,经马颊河口、套儿河口、湾湾河口、车子沟口至钓河口,依次出现席状沙式的近岸浅滩→沙坝岛弧及坝后港湾→锯齿状平原海岸→三角洲尖端等地貌序列,此即黄河三角洲从西向东废弃后,滨面依次侵蚀后退演变的结果。苏北废黄河口浅滩,可认为是类似Penland等模式的第3阶段的产物。由此看来,三角洲海岸沙坝—舄湖(海湾)地貌的出现,也与海岸侵蚀和滨面后退有关。所谓“内陆架浅滩”或近岸水下浅滩,可以是这种状态的进一步发展。然而,海南岛南渡江废弃三角洲演变的最终结果却非如此。该三角洲东部3000~6000a B.P.的老三角洲被废弃后,由于该处常风向、常浪向和强浪向均为NE,风向与浪向都和海岸垂直,三角洲侵蚀后退形成的海岸沙坝或障壁规模较大,它们或严重封堵河口口门(在半废弃河口,如东营港),或最终以风成砂丘形式超覆于三角洲平原之上,三角洲平原的沼泽相粘土则直接在前滨暴露(在完全废弃河口,如沙湖港)。这是风力较强和波浪作用占优势的三角洲废弃演变的一种重要形式。
3 若干滩脊平原(冈身)的形成问题
我国渤海湾西岸平原、苏北盐城地区和苏南福山—太仓—马桥—漕泾一线附近,均有沙脊(或贝殻堤)与潮滩相间分布的古滩脊平原(古冈身)发育。不少文献曾讨论过这些滩脊平原或贝殻堤的形成原因。如1964年,王颖在研究渤海湾西部贝殻堤与古海岸线问题[16]时就认为,该区滩脊平原的形成是由于黄河入海位置迁徙摆动,使该海岸带供沙时而充足或不足并相应交替出现淤涨与侵蚀环境所致;这一看法的要点是:滩脊平原主要由河流供沙形成,沙脊(或贝殻堤)与潮滩分别是河流供沙不足与充足时产生,沙脊或贝殻堤虽属海岸蚀退时产物,但沙脊本身之泥沙来自淤涨时期的河流供沙。近年来,有关研究[17、18]在探讨苏北和苏南的古滩脊平原(古冈身)成因时,亦持类似的论点。
笔者认为,就渤海湾西岸的滩脊平原的形成而论,其中的一部分或大部分主要与黄河入海位置的改变及其影响下的供沙条件变化有关,这是可以理解的(因历史上黄河确曾多次在这一带改道入海),而且其中某些地段(如大口河附近)的贝殻堤或堡岛,本来就是河口改道和三角洲废弃后,海岸与滨面侵蚀后退造成,但苏北与苏南古滩脊平原的形成,能否用“河流供沙充足与不足—海岸淤涨与侵蚀交替”的模式来解释,似有疑点值得作一些讨论。
如就苏北古滩脊平原而言,该处的3列滩脊,即西冈、中冈和东冈,14C测定为距今6500~4000年形成,这期间,该地段不可能受黄河供沙的影响,另一方面,亦不见有资料证明,这时期本岸段各小河流的供沙条件曾屡次出现输沙增大与减少的循环变化,并足以对该地段海岸的淤涨和蚀退发生重大的影响。再如就苏南古滩脊平原来说,该地带的3列(吴淞江以南)或5列(吴淞江以北)沙冈经14C测定形成于6800~3200 a B.P.,其中最里的也是最老的一条沙冈的14C年龄是距今6800~6500年,此时正值海侵最大之时,长江口为湾顶伸入到镇江、扬州的溺谷湾,其时长江如何能向口外输出数量可观的细砂物质(主要属推移质),并在延绵百公里的口外沿岸地带,经波浪作用分选后淤积形成这样古老的海岸沙脊?即使是整个古冈身发育时期(6800~3200a B.P.),长江口巨型溺谷湾的形态仍无多大改变,这时亦似不可能有较多的粗粒泥沙推移输出口外为滨海古滩脊平原中砂体的发育提供主要的泥沙来源。因此,苏北与苏南古滩脊平原及其砂体形成的一个根本性的问题——泥沙来源问题,究竟是来自河流供沙还是另有其他来源,可能是值得进一步调查研究的。
有人提出[19],海侵结束时现代长江三角洲南、北古海岸位置的滩脊或沙坝岛属海侵式沿岸砂体性质。这是古冈身(至少是冈身内侧最老的沙冈)成因的另一种见解。此外,不应忽视这样的现象。不论是苏北或苏南的古滩脊平原,它们形成发育时的海岸位置,总的来看是较稳定的。如张忍顺(1984)提到:沿岸沙坝、舄湖及穿过沙坝的汊道构成了延续几千年的苏北古堡岛海岸,它相当稳定,直到黄河夺淮由苏北入海为止[20];苏南长江三角洲海岸在新石器中晚期亦长期稳定在宽2~3km或7~8km的古冈身地带[21],这期间海岸平均每年伸展不足lm,表明前展十分缓慢,可视为相对稳定[18]。因此,如果认为古滩脊平原内侧之沙冈属海侵砂体性质,并注意到各沙冈形成时具有岸坡蚀退、物质向陆搬运缓慢加积海岸带以及冈身整体位置长期基本稳定等特点,则苏北、苏南古滩脊平原的成因问题,似不能不考虑海侵影响下滨面泥沙向陆转运的作用。笔者认为,对于这一作用的具体过程,可试作如下探讨:冰后期海侵结束时,滨线首先后撤至喻口—龙冈(苏北)和福山—太仓—马桥—漕泾(苏南)一线,滨面侵蚀之泥沙,则滞后在海面稳定时缓慢向陆和向上转移加积海岸带,古冈身应由此产生,这一过程持续了几千年的时间,直至海面长期稳定后滨面剖面经调整重新达到平衡和滨面供沙减弱并终止后才逐渐结束。
以上讨论恰当与否请读者指正。作者主要是想说明,冰后期海侵的影响不仅只有海水内侵,、而且还存在滨面转移过程及其泥沙向陆和向上搬运转移的作用,这一作用的影响是不小的,即使是象滩脊平原形成这样的问题,也应对之加以考虑和研究。
参考文献:
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原载:海洋通报,1987,6(1):69-73.)