周良，王洋，杜學(xué)斌，卜建軍，吳俊，呂萬(wàn)軍，劉秀娟

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?？诤Ｑ蟮刭|(zhì)調(diào)查中心，?？?570100

2.海洋地質(zhì)資源湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，武漢 430074

3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心，武漢 430200

0 引言

在21 世紀(jì)全球氣候變暖的背景下，氣溫升高導(dǎo)致兩極冰蓋消融引起全球性海平面上升，對(duì)沿海地區(qū)造成一系列的影響，如沿海低地被淹沒(méi)、海岸受侵蝕、海水入侵等地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，越來(lái)越引起人類社會(huì)的廣泛關(guān)注[1]。晚第四紀(jì)全球性氣候波動(dòng)導(dǎo)致海平面升降變化，沿海地區(qū)形成了多套海相與陸相交替沉積的地層[2]。對(duì)沿海地區(qū)最大海侵古岸線的研究，不僅有助于我們了解沿海地區(qū)晚更新世以來(lái)的古氣候、古環(huán)境演變，而且可以對(duì)未來(lái)發(fā)生海侵的影響提供對(duì)策和幫助。

前人對(duì)廣東沿岸海侵的研究，主要集中在珠江三角洲和粵東韓江三角洲等區(qū)域[3-5]，對(duì)珠江三角洲以西到雷州半島之間廣闊的粵西地區(qū)研究較少。20世紀(jì)70年代前，由于缺少系統(tǒng)的年代學(xué)研究，認(rèn)為珠江三角洲地區(qū)第四系只發(fā)育全新統(tǒng)[6]。70年代開(kāi)始，隨著14C、熱釋光等年代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)野外鉆孔取心，從巖性、古地磁、孢粉、第四紀(jì)測(cè)年、古生物學(xué)等特征進(jìn)行分析，確立了珠江三角洲開(kāi)始的沉積年代為MIS3 期，晚更新世以來(lái)主要有2 套較大的沉積旋回，相對(duì)應(yīng)2 次規(guī)模較大的海侵（MIS3 和全新世）和1 次大的海退[7-10]。珠江三角洲晚更新世最大海侵范圍達(dá)到了太平—中堂—順德一線以南[11]，全新世最大海侵范圍更大，大致在黃埔—石樓—大良一線附近[12]。前人在韓江三角洲的研究證實(shí)了該地區(qū)第四系沉積始于晚更新世中期，韓江三角洲在晚更新世中期整體沉降，這期海侵在20 ka B.P.左右達(dá)到最大范圍，最西到達(dá)賈里附近[13]，僅影響到三角洲外側(cè)平原；全新世后沉積環(huán)境趨于穩(wěn)定，冰后期以來(lái)海平面大幅上升，在7 800 a B.P.海侵達(dá)到最大范圍，最大海侵古岸線東北段達(dá)到潮州附近[13-14]。

第四紀(jì)海侵造成中國(guó)沿海大部分低洼平原地區(qū)被淹沒(méi)，最大海侵線甚至向陸延伸達(dá)300 km[15]。早期學(xué)者在開(kāi)展調(diào)查時(shí)，主要以14C測(cè)年等測(cè)年方法確定地層年代，并根據(jù)生物組合和沉積特征來(lái)推測(cè)古海岸線位置[16]?；蛘呃秘悮さ?、古海蝕崖等典型的古岸線地貌和沉積標(biāo)志，來(lái)恢復(fù)古海平面等[17-18]。由于這些古岸線標(biāo)志物不易完整的保存下來(lái)，導(dǎo)致恢復(fù)的古海岸線位置存在不確定性。因此前者仍是恢復(fù)最大海侵古岸線較為有效的方法，這種方法通過(guò)海相地層的分布來(lái)確定最大海侵古岸線，第四紀(jì)沿海地區(qū)發(fā)生周期性的海進(jìn)海退，發(fā)育了海、陸交互的沉積地層，海相地層向陸方向延伸并減薄至尖滅，尖滅的位置即最大海侵古岸線的大致位置（不考慮沉積物壓實(shí)和后期改造），而探測(cè)海相地層的分布主要有探地雷達(dá)[19]和鉆孔兩種手段[20]。

總得來(lái)說(shuō)，前人的研究主要集中在晚第四紀(jì)海侵地層的時(shí)代歸屬、海侵的最大波及范圍等問(wèn)題，對(duì)最大海侵范圍與構(gòu)造升降、海平面變化之間的關(guān)系等問(wèn)題的認(rèn)識(shí)仍然不夠深入，然而這些都是今后評(píng)價(jià)海侵對(duì)沿海地區(qū)影響的重要理論依據(jù)，值得我們進(jìn)一步研究。本文結(jié)合前人研究，借助鉆井資料和樣品測(cè)試資料，對(duì)珠江三角洲西緣臺(tái)山地區(qū)晚更新世以來(lái)的沉積記錄進(jìn)行綜合分析，研究臺(tái)山沿海地區(qū)晚第四紀(jì)沉積演化特征，并嘗試重建最大海侵古岸線的位置，探討其與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和海平面變化的關(guān)系，為研究本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)速率提供新證據(jù)、新思路。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于廣東省中南部、南海北岸、珠江三角洲西緣（圖1a），東北側(cè)百公里之外有珠江三角洲的崖門、雞啼門、虎跳門及磨刀門四個(gè)河流入?？冢鞅眰?cè)有鎮(zhèn)江河的入?？冢瑥V海灣的北部還有一個(gè)小型河流三夾海河入海。臺(tái)山沿海一帶的地貌主要是丘陵、低山，海岸彎曲，島嶼眾多，具港灣海岸地貌特征。研究區(qū)中南部地形較平坦，發(fā)育開(kāi)闊的三角洲沖積平原和海積平原；東部和南部多丘陵，地形起伏較大，地表為殘坡積土體或不同程度的風(fēng)化花崗巖。區(qū)內(nèi)低山、丘陵、平原交錯(cuò)，海岸發(fā)育沙洲，地貌單元豐富（圖1b）。

研究區(qū)劃屬華南地層區(qū)東江分區(qū)和沿海分區(qū)，地層發(fā)育，分布范圍頗廣。主要出露侏羅紀(jì)和第四紀(jì)地層[22]。第四紀(jì)地層以河口三角洲沉積為主，主要由晚更新世的禮樂(lè)組和全新世的桂洲組組成。禮樂(lè)組不整合于基巖風(fēng)化殼之上，自下而上劃分為石排組、西南鎮(zhèn)組和三角組，時(shí)代屬晚更新世；桂洲組指平行不整合覆于禮樂(lè)組或超覆于基巖風(fēng)化殼之上的一套地層，自下而上可劃分為杏壇組/三角組、橫欄組、東升組、萬(wàn)頃沙組和燈籠沙組，時(shí)代屬全新世。

研究區(qū)構(gòu)造上屬于華南褶皺系粵中凹陷南部的增城—臺(tái)山隆斷束（圖1a），區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，按斷裂構(gòu)造產(chǎn)出形態(tài)主要發(fā)育NNE 向斷裂，控制著河道延伸方向、古海岸線和第四系沉積物的展布。喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期研究區(qū)第三紀(jì)一直處于隆升狀態(tài)，一直到第四紀(jì)晚更新世才接受沉積。在地殼的繼承性和差異性的新構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)中，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為研究區(qū)整體上主要以繼承性構(gòu)造抬升為主[21]。

2 材料與方法

項(xiàng)目于2017年1月到2018年7月在臺(tái)山市陸域以及廣海灣、川山群島海域共采集30 個(gè)鉆孔巖心。巖心經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)剖開(kāi)，進(jìn)行詳細(xì)的巖性描述、分層、拍照。

選取ZK06、ZK11、ZK22、ZK29、ZK45 孔的10 個(gè)層位的樣品和DZK02孔的3個(gè)層位樣品分別送往北京大學(xué)第四紀(jì)年代測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)Beta分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行14C測(cè)年，其中貝殼樣品4件，含碳屑泥質(zhì)沉積物樣品4件，腐木和植物碎屑樣品5件。測(cè)試結(jié)果通過(guò)CALIB 程序?qū)?4C 的放射性年齡數(shù)據(jù)校正為日歷年齡，在校正曲線的選擇上，貝殼等海洋無(wú)機(jī)碳樣品選用的是Marine13 校正曲線，對(duì)于淤泥樣品中的有機(jī)質(zhì)，由于樣品來(lái)自海陸交互的海岸帶地區(qū)，校正曲線選擇海洋和北半球大氣混合曲線。根據(jù)Southonet al.[23]對(duì)中國(guó)南海地區(qū)區(qū)域海洋碳儲(chǔ)庫(kù)效應(yīng)的研究，我們?cè)谛Ｕ^(guò)程中選用ΔR=-25±20 a 進(jìn)行校正。采集ZK22、ZK25、ZK34 孔的8 份樣品送往南京師范大學(xué)光釋光實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行石英顆粒（4～11 μm）的光釋光測(cè)年。采用XL3t950 型手持式XRF 礦石元素分析儀對(duì)DZK02 鉆孔的巖心樣品進(jìn)行元素測(cè)試，采樣間隔約10 cm，共測(cè)試樣品340 個(gè)。使用SM-30 型便攜式磁化率儀，以20 cm 為間隔對(duì)ZK06、ZK20、ZK33、DZK02 孔進(jìn)行磁化率測(cè)試，共測(cè)試樣品450 個(gè)。對(duì)DZK02 孔23 個(gè)沉積物樣品進(jìn)行微體化石（有孔蟲(chóng)）的處理、化石挑選后送至中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑒定。

3 結(jié)果

3.1 測(cè)年結(jié)果及巖性地層劃分

14C和光釋光測(cè)年結(jié)果顯示年代隨地層埋深的增大而逐漸變老（表1，2）。頂部人工填土沉積物年代基本限定在1 ka B.P.之內(nèi)，其下部淤泥層沉積物年代在11～1 ka B.P.，大約在16～11 ka B.P.（末次冰期）期間形成了花斑黏土層，花斑黏土層下部的粉砂/黏土年代大約在38～16 ka B.P.，底部最老地層年代大致在50 ka B.P.（圖2）。

圖2 研究區(qū)鉆孔N-S 和W-E 方向地層對(duì)比橫剖面圖Fig.2 Comparison of strata in N-S and W-E directions determined from nearby cores

表1 14C測(cè)年結(jié)果Table 1 AMS 14C dates

研究區(qū)鉆孔整體上以海陸交互作用沉積為主，發(fā)育兩期海相層，根據(jù)鉆井取心巖性綜合分析，研究區(qū)從基底往上，共劃分為4 個(gè)沉積地層單元（表3），每個(gè)沉積單元巖性組合和識(shí)別特征明顯。

表3 研究區(qū)巖性地層劃分Table 3 Lithological stratigraphic division of study area

3.2 地球化學(xué)特征

藍(lán)先洪等[24]分析珠江三角洲第四系和現(xiàn)代河流與淺海的表層樣品地球化學(xué)數(shù)據(jù)，使用Sr和Ba的含量和比值判別海相與陸相等沉積特征，將Sr>100、Ba>400（單位為10-6，下同）用來(lái)指示珠江三角洲海相沉積物，Sr<50、Ba<300指示珠江三角洲陸相沉積物；（Sr/Ba）<0.5 時(shí)代表微咸水沉積環(huán)境，Sr/Ba 值在0.5～1.0時(shí)代表半咸水沉積環(huán)境，（Sr/Ba）>1.0時(shí)代表海水沉積環(huán)境。研究區(qū)利用元素含量和比值判斷海陸相沉積時(shí)參考珠江三角洲的判別標(biāo)準(zhǔn)。Ba/Al 和Zn/Al代表的古生產(chǎn)力指標(biāo)主要與東亞冬季季風(fēng)和夏季季風(fēng)的強(qiáng)化有關(guān)。

基巖和風(fēng)化層以上至深度30 m，Ba<400，Sr<50，Sr/Ba 值均小于0.5，Ba/Al 值基本穩(wěn)定在0.04～0.05，（Zn/Al）值基本穩(wěn)定在0.005 左右；深度在21～30 m，Ba>400，Sr>50，仍處于微咸水環(huán)境，Ba/Al 值和Zn/Al值整體上出現(xiàn)了較為明顯的升高，在26 m 處達(dá)到了一個(gè)峰值；在18～21 m 的花斑黏土層，各項(xiàng)指標(biāo)在這個(gè)階段都出現(xiàn)了明顯的降低，Ba<300，Sr<50，（Sr/Ba）<0.5，（Ba/Al）<0.05，（Zn/Al）<0.01；之后18 m以上，整體上Ba、Sr 含量分別大于400、100，Sr/Ba 值波動(dòng)上升，在10 m 處達(dá)到峰值，處于半咸水環(huán)境，之后逐漸減小，恢復(fù)到微咸水環(huán)境，Ba/Al 和Zn/Al 值開(kāi)始升高，然后轉(zhuǎn)為降低并逐步趨于穩(wěn)定（圖3）。

圖3 DZK02 孔指相元素濃度分布圖Fig.3 Concentrations of indicator elements in core DZK02

表2 光釋光測(cè)年結(jié)果Table 2 OSL dates

3.3 有孔蟲(chóng)

經(jīng)鏡下鑒定統(tǒng)計(jì)，本批次樣品中均見(jiàn)有數(shù)量不等的有孔蟲(chóng)化石，除個(gè)別樣品中數(shù)量較豐富外，大多數(shù)樣品中的有孔蟲(chóng)豐度及分異度均較低或極低。

鉆孔下部深度30 m以下18～21 m的樣品產(chǎn)出有孔蟲(chóng)數(shù)量較少，豐度和分異度均較低，近乎為0；深度28 m 以上有孔蟲(chóng)豐度和分異度升高，幾乎全為底棲有孔蟲(chóng)，主要為個(gè)體較小的Ammonia aomoriensis,Ammonia beccarii vars.等弱海相性代表屬種，偶見(jiàn)有Rotalidum annectens, Elphidium advenum, Elphidium hispidium等破碎殼體，應(yīng)為搬運(yùn)再沉積殼體。至花斑黏土層有孔蟲(chóng)豐度和分異度又逐漸降低，接近于0?？傮w來(lái)說(shuō)，上部0～18 m有孔蟲(chóng)豐度和分異度較高，深度18～9 m豐度和分異度出現(xiàn)大幅度增大，后又迅速下降；深度6 m以上有孔蟲(chóng)分異度仍處于增大趨勢(shì)。該段有孔蟲(chóng)以底棲類型為主，僅個(gè)別層位見(jiàn)有少量極細(xì)小的浮游類型殼體。底棲類型數(shù)量最多的為鈣質(zhì)透明殼的Elphidium、Rotalidum、Ammonia等屬，瓷質(zhì)殼類型的Quinqueloculina、Massilina、Spiroloculina等屬亦有少量屬種出現(xiàn)。優(yōu)勢(shì)屬種組合為Elphidium hispidulum、Elphidium advenum、Rotalidium annectens、Ammonia beccarii等，優(yōu)勢(shì)屬種在深度6～18 m 和21～30 m兩部分較富集，該類型組合多為廣鹽性分子，主要出現(xiàn)于近岸的溫暖淺水環(huán)境中，本化石群中偶見(jiàn)有一些海陸交互相環(huán)境中的典型分子（如Ammonia beccariivars.、Cribrononion subincertum等），同時(shí)又極少或未見(jiàn)浮游類型（圖4）。

圖4 DZK02 孔有孔蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種屬分布及豐度、分異度變化特征Fig.4 Relative abundance of main species and total abundance and diversity of planktonic foraminiferal fauna in core DZK02

3.4 磁化率

氣候溫暖階段，大洋環(huán)流增強(qiáng)、淡水注入增多會(huì)帶入較多的外源碎屑礦物，在較強(qiáng)氧化條件下，磁性礦物濃度增加，磁化率較高一般指示較高的沉積水位[25]。鉆孔下部磁化率普遍比較穩(wěn)定，僅有部分輕微的波動(dòng)，往上粉砂層磁化率有了一定幅度的波動(dòng)上升，到花斑黏土層底部磁化率較低且穩(wěn)定，斑黏土層上部至上部淤泥層磁化率開(kāi)始顯著升高，磁化率較離散，波動(dòng)幅度較大（圖5）。

圖5 DZK02、ZK20、ZK33、ZK06 孔磁化率變化曲線Fig.5 Changes of magnetic susceptibility in cores DZK02, ZK20, ZK3 and ZK06

3.5 最大海侵古岸線的劃定

若只考慮是否發(fā)育同一期海侵地層，那么晚更新世最大海侵時(shí)，最大海侵線達(dá)到了ZK46、ZK45、ZK06、ZK42、ZK13、ZK33、ZK11 和ZK01、ZK44、ZK43、ZK31、ZK32、ZK10 以及ZK27、ZK35、ZK37 和ZK26、ZK36、ZK38 之間；全新世最大海侵時(shí)，最大海侵線大致在ZK01、ZK44、ZK43、ZK13、ZK33、ZK10和ZK02、ZK23、ZK28、ZK31、ZK32、ZK09 以及ZK27、ZK36、ZK38 和ZK26、ZK40 之間（圖6）。然而，由于研究區(qū)丘陵分布廣泛，我們不難發(fā)現(xiàn)ZK34、ZK35、ZK37三個(gè)鉆孔南北兩側(cè)均有丘陵地貌分布（圖1b），海侵時(shí)海水會(huì)繞過(guò)海拔較高的山地丘陵地區(qū)而首先淹沒(méi)海拔較低的平原區(qū)，結(jié)合地形特征我們推斷ZK34、ZK35、ZK37 三個(gè)鉆孔兩側(cè)應(yīng)該存在2 條晚更新世最大海侵古岸線才是合理的，除上述外在ZK34、ZK35、ZK37以南還應(yīng)該存在一條（圖6）。同樣，該區(qū)域全新世最大海侵古岸線理論上也應(yīng)該存在兩條，但是由于ZK34、ZK35、ZK37 三個(gè)鉆孔以南缺少鉆孔資料，我們只能確定ZK34、ZK35、ZK37 三個(gè)鉆孔以南存在另一條全新世最大海侵古岸線，但無(wú)法確定其準(zhǔn)確位置。因此，我們根據(jù)海侵地層尖滅點(diǎn)圈定最大海侵古岸線時(shí)，一定不能忽視地形地貌對(duì)最大海侵古岸線分布的影響。

晚更新世海侵最大海侵界線向陸最遠(yuǎn)位置在ZK46和ZK01之間，距現(xiàn)今岸線約15.4 km，全新世海侵最大海侵界線向陸最遠(yuǎn)位置在ZK01 和ZK02 之間，距現(xiàn)今岸線約16.3 km，兩條最大海侵古岸線走勢(shì)大致相同（圖6），全新世最大海侵范圍略大于晚更新世最大海侵范圍，總得來(lái)說(shuō)極為接近。

圖6 研究區(qū)晚第四紀(jì)兩次最大海侵古岸線位置及3 m 等高線分布Fig.6 Location of maximum transgression coastline in Late Quaternary and 3 m contour

4 討論

4.1 研究區(qū)沉積演化特征

根據(jù)鉆孔巖性特征，并結(jié)合測(cè)年數(shù)據(jù)、微體古生物分布、地球化學(xué)和磁化率等數(shù)據(jù)，研究區(qū)晚更新世以來(lái)的沉積演化主要分為5個(gè)階段。

第1階段（石排組）：50～38 ka B.P.

在此之前，研究區(qū)與珠江三角洲地區(qū)一樣，一直處于風(fēng)化、剝蝕、侵蝕的環(huán)境，基巖裸露，直到這個(gè)階

段才開(kāi)始接受第四紀(jì)沉積[6]。該時(shí)段沉積了較厚的沖積砂礫層，沉積地層中未發(fā)現(xiàn)各類微體古生物記錄、貝殼碎片和腐木碎屑等，Ba、Sr、Sr/Ba值均處于低值，磁化率變化幅度小，代表了古河流的河流沖積作用。

第2階段（西南鎮(zhèn)組）：38～16 ka B.P.

晚更新世玉木亞間冰期，隨著氣候轉(zhuǎn)暖，海平面波動(dòng)上升（圖7）,研究區(qū)發(fā)生了晚更新世以來(lái)第一次海侵，發(fā)育了以粉砂質(zhì)黏土至淤泥質(zhì)細(xì)砂為主的沉積地層，代表海相性種屬的底棲有孔蟲(chóng)Elphidium hispidulum、Elphidium advenum較富集，Ba、Sr 元素值指示微咸水環(huán)境，磁化率開(kāi)始出現(xiàn)突變，代表了河流與海水潮流動(dòng)力相互作用的淺海相沉積環(huán)境，約26～24 ka B.P.到達(dá)本次海侵高海平面期，在此階段中國(guó)東海、珠江三角洲、紅海等地區(qū)基本都發(fā)育了此次海侵地層，且最高海平面期的年代也基本一致[26-28]，說(shuō)明此次海侵具有一定的普遍性。

雖然眾多學(xué)者關(guān)于廣東沿海晚更新世海侵層的年代現(xiàn)在仍無(wú)定論，比如Zonget al.[29]認(rèn)為此次海侵層經(jīng)歷了之后末次冰期時(shí)的暴露環(huán)境，地層遭受風(fēng)化，導(dǎo)致測(cè)年數(shù)據(jù)比地層真實(shí)年齡普遍偏年輕，但仍存在較大爭(zhēng)議，但研究區(qū)和珠江三角洲眾多鉆孔的測(cè)年數(shù)據(jù)[7-10]仍顯示晚更新世這次海侵年代上屬于MIS3期。

第3階段（三角組）：16～11 ka B.P.

約22 ka B.P.以后，全球進(jìn)入了末次冰期，全球海平面發(fā)生大幅下降（圖7）[30]，研究區(qū)甚至南海北部都處于陸相暴露侵蝕的環(huán)境，該時(shí)期廣泛發(fā)育了由風(fēng)化作用形成的雜色花斑黏土，可見(jiàn)少量零星底棲有孔蟲(chóng)，殼體呈黃褐色，遭受過(guò)風(fēng)化作用，Ba、Sr元素含量重回低值，磁化率降低至穩(wěn)定，指示較強(qiáng)的氧化環(huán)境。前人研究認(rèn)為，該時(shí)期全球最低海平面大致在16～18 ka B.P.[31]，與研究區(qū)末次冰期最低海平面時(shí)間基本相同。

第4階段（橫欄組）：11～1 ka B.P.

進(jìn)入全新世，全球氣候變暖，海平面開(kāi)始迅速回升，研究區(qū)開(kāi)始發(fā)生晚更新世以來(lái)第二次海侵，發(fā)育深色淤泥和粉細(xì)砂，鉆孔中出現(xiàn)大量微體古動(dòng)物群記錄，優(yōu)勢(shì)屬種組合為Elphidium hispidulum、

Elphidium advenum、Rotalidium annectens、Ammonia beccarii等海相屬性底棲有孔蟲(chóng)，Ba、Sr、Sr/Ba 值指示半咸水環(huán)境，磁化率再次突變至高值，代表淺海潮坪沉積體系。至6～5 ka B.P.，海平面上升至最高值（圖7），研究區(qū)除丘陵山地外，大部分平原地區(qū)均被海水淹沒(méi)，形成了古河口灣。這次海侵發(fā)生于全新世大暖期，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，范圍也比晚更新世海侵更廣，與珠江三角洲地區(qū)研究結(jié)果相一致[9,13-14]。

第5階段（現(xiàn)代沉積層）：1 ka B.P.至今

4 000 年以來(lái)，全球海平面基本與現(xiàn)今海平面一致（圖7），并伴隨著小規(guī)模的波動(dòng)變化，研究區(qū)現(xiàn)今海陸格局基本形成，開(kāi)始接受現(xiàn)代沉積，該階段的沉積環(huán)境會(huì)受到一定程度人類活動(dòng)的影響。

圖7 50 ka B.P.以來(lái)南海及其鄰近海區(qū)海平面變化曲線與研究區(qū)沉積序列對(duì)應(yīng)關(guān)系（修改自張虎南等[30]）Fig.7 Sea-level change in South China Sea and adjacent seas since 50 ka B.P., and relationship to sedimentary sequence(modified from Zhang et al.[30])

4.2 研究區(qū)晚第四紀(jì)最大海侵古岸線分布與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、海平面變化的關(guān)系

第四紀(jì)以來(lái)，以冰期—間冰期交替為主要特征的全球氣候變化造成海平面頻繁波動(dòng)[32]。根據(jù)古氣候研究結(jié)果，晚更新世中晚期最高海平面大約低于現(xiàn)今海平面數(shù)20～60 m，全新世最高海平面高于現(xiàn)今海平面約2～5 m，兩個(gè)海侵時(shí)期的最高海平面差距數(shù)十米[33-34]，兩次最大海侵范圍的極度接近與海侵時(shí)期實(shí)際全球海平面高度之間的顯著差異不符，造成這種現(xiàn)象的主要原因可能是在全球海平面變化的大背景下，研究區(qū)構(gòu)造抬升作用引起的可容空間逐漸減小造成的。研究區(qū)晚更新世以來(lái)的海進(jìn)—海退，主要受兩極冰蓋體積控制的全球絕對(duì)(水動(dòng)型)海面變化和該區(qū)構(gòu)造垂直升降共同控制的，“水動(dòng)型”和“地動(dòng)型”海面變化相互疊加[35]，還構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的本來(lái)面目，是深入了解研究區(qū)晚更新世以來(lái)沉積演化特征的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

目前眾多學(xué)者對(duì)華南沿海晚更新世以來(lái)的海平面變化仍存在較多爭(zhēng)議，其中主要分為兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為晚更新世到末次冰期華南海平面從-2 m或-4 m 降至-25 m 以下，進(jìn)入早全新世海平面開(kāi)始大幅度回升，約在距今4 ka 時(shí)接近現(xiàn)今海平面高度[18,36]。而另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為40～10 ka B.P.以來(lái)海平面在-2 m至-12 m波動(dòng)，并不存在低于-20 m的低海面時(shí)期[37]，全新世開(kāi)始大幅度上升，距今6 ka 左右接近現(xiàn)代海面，距今4 ka 期間曾出現(xiàn)高于現(xiàn)今海平面2～3 m的高海面[38]。張虎南等[30]根據(jù)華南236個(gè)樣品的年代、埋深和構(gòu)造升降等數(shù)據(jù)，繪制出符合華南地區(qū)的晚第四紀(jì)海平面變化曲線，本文在計(jì)算和分析時(shí)主要參考此古海面資料。

構(gòu)造升降速率的計(jì)算方法較多，前人在研究中通過(guò)海南、臺(tái)灣海域的珊瑚礁等古標(biāo)志物的分布高度，得到了全新世以來(lái)的構(gòu)造抬升速率[18]，為研究新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)提供了一種新思路。本文根據(jù)前人的研究思路，引入了構(gòu)造升降速率的計(jì)算公式：

其中：V代表垂直構(gòu)造運(yùn)動(dòng)速率（+代表構(gòu)造抬升，-代表構(gòu)造沉降），A代表海相沉積物的海拔高度，E代表海相沉積物沉積時(shí)的古海面高度（高于現(xiàn)今海平面為負(fù)值）[37-38]。

根據(jù)研究區(qū)晚第四紀(jì)兩次海侵層位的現(xiàn)代埋深，暫不考慮構(gòu)造沉降和沉積物壓實(shí)等引起的地層升降，從最大海侵古岸線向海一側(cè)的鉆井資料可以看出，研究區(qū)晚更新世海侵地層埋深的現(xiàn)代標(biāo)高在-3.9～-12.7 m（圖8a），這與眾多學(xué)者研究所認(rèn)為的晚更新世中晚期存在-20～-60 m 的最高海平面的結(jié)論不符合[18,36,38]，可以得到的是，晚更新世海侵以來(lái)，研究區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)整體上應(yīng)該發(fā)生了明顯的地層抬升，ZK22和ZK35孔內(nèi)深度23.5 m和11.9 m處的樣品測(cè)年結(jié)果分別為29 704 a B.P.和28 148 a B.P.，據(jù)此推算的抬升速率分別為+0.32 mm/a和+0.70 mm/a，平均抬升速率為+0.51 mm/a（表4）。全新世海侵層的現(xiàn)今海拔為+1.1～-15.4 m（圖8b），一般認(rèn)為全新世最高海面高于現(xiàn)今海平面5 m 左右[30]，黃玉昆等[39]根據(jù)調(diào)查資料，認(rèn)為高出現(xiàn)代海面的沉積物大部分位于上升地區(qū)，而在下降區(qū)（韓江三角洲、珠江三角洲、漠陽(yáng)江河口等）海侵層都分布在現(xiàn)代平均潮面以下，ZK06和ZK11 孔內(nèi)深度4.6 m 和5.5 m 處的樣品測(cè)年結(jié)果分別為4 859 a B.P.和4 922 a B.P.，據(jù)此推算的沉降速率分別為-0.51 mm/a 和-0.71 mm/a，平均值為-0.61 mm/a（表4）。

表4 兩期海侵沉積物樣品構(gòu)造升降速率計(jì)算結(jié)果Table 4 Rate of vertical tectonic motion calculated from sediment transgression

圖8 研究區(qū)晚第四紀(jì)兩期海侵地層的現(xiàn)代標(biāo)高（a）全新世；（b）晚更新世Fig.8 Modern elevation of marine facies stratum(a)Holocene;(b)Late Pleistocene

本文計(jì)算結(jié)果沒(méi)有考慮沉積物壓實(shí)、靜力均衡沉降以及后期侵蝕等非構(gòu)造因素的影響，加上目前學(xué)術(shù)界比較認(rèn)同不存在適應(yīng)于全球性的海平面變化曲線[38]，在進(jìn)行不同研究時(shí)選用的海平面曲線有所差異，而且在對(duì)晚更新世海相沉積物的計(jì)算中沒(méi)有按照不同的年代數(shù)據(jù)細(xì)分為晚更新世以來(lái)和全新世以來(lái)兩大時(shí)段，其計(jì)算所得抬升速率表示晚更新世以來(lái)升降相抵后的整體平均速率[36]，導(dǎo)致不同研究計(jì)算所得構(gòu)造升降速率可能會(huì)存在一定的偏差，和前人研究結(jié)果相比，雖有一定偏差，倒也合理（表5）。

表5 臺(tái)山地區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究成果Table 5 Neotectonic movement in Taishan area, as determined in this study

掌握了研究區(qū)晚第四紀(jì)構(gòu)造升降速率的基本信息，結(jié)合兩次海侵時(shí)期最高海平面高度，消除構(gòu)造升降和后期沉積的影響，可以反推出兩次最大海侵古岸線的大致位置。全新世最大海侵時(shí)代約6 ka B.P.，當(dāng)時(shí)海平面高于現(xiàn)今海平面約2 m（圖7），估算全新世最大海侵以來(lái)研究區(qū)整體沉降了約4.2 m，根據(jù)鉆孔估算全新世最大海侵以來(lái)研究區(qū)地層平均沉積厚度約為5.3 m，理論計(jì)算得到全新世最大海侵古岸線大致與研究區(qū)現(xiàn)今3 m等高線大致相符（圖6）；晚更新世最大海侵時(shí)代約25 ka B.P.，當(dāng)時(shí)海平面高度低于現(xiàn)今海平面約20 m（圖7），晚更新世最大海侵以來(lái)研究區(qū)整體抬升了約12.8 m，根據(jù)鉆孔估算晚更新世最大海侵以來(lái)研究區(qū)地層平均沉積厚度約為10 m，

因此，可以得到晚更新世最大海侵古岸線大致與研究區(qū)現(xiàn)今2.8 m等高線大致相符（圖6）。這個(gè)結(jié)果進(jìn)一步論證了研究區(qū)晚第四紀(jì)兩次最大海侵古岸線走勢(shì)相似、距離相近的主要原因，由于在全球海平面變化的大背景下，不同時(shí)期構(gòu)造升降情況不一致，但整體上仍處于構(gòu)造抬升的狀況，從而導(dǎo)致的晚更新世海侵時(shí)期的古地勢(shì)相較于全新世海侵時(shí)偏低，提供了發(fā)生海侵所具備的可容空間，即使最高海平面較低的情況下仍發(fā)育了范圍與全新世海侵相近的海相沉積地層。

4.3 中國(guó)沿海晚第四紀(jì)海侵的新構(gòu)造背景

晚第四紀(jì)以來(lái)，受冰期—間冰期控制，在中國(guó)沿海尤其是渤海、黃海和東海及華南沿海平原均發(fā)生了數(shù)次與全球氣候和區(qū)域海平面變化相吻合的海侵事件[43]。前人關(guān)于渤海灣西側(cè)和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)晚第四紀(jì)海侵研究已取得了大量的研究成果，晚第四紀(jì)以來(lái)渤海灣西側(cè)華北平原發(fā)現(xiàn)了MIS5 期的滄州海侵、MIS3 期的獻(xiàn)縣海侵和MIS1 期的黃驊海侵，最大海侵范圍獻(xiàn)縣海侵>滄州海侵>黃驊海侵[44-47]（圖9a）。長(zhǎng)江三角洲地區(qū)晚第四紀(jì)以來(lái)發(fā)生過(guò)3 次海侵，分別被命名為太湖海侵（晚更新世早期），滆湖海侵（晚更新世中晚期）和鎮(zhèn)江海侵（全新世），其中鎮(zhèn)江海侵范圍最廣，滆湖海侵次之，太湖海侵最小[48-50]（圖9b）。渤海灣西岸和長(zhǎng)江三角洲地區(qū)晚第四紀(jì)以來(lái)主要以持續(xù)的構(gòu)造沉降為主[46,50]，前人研究發(fā)現(xiàn)，晚更新世早期本區(qū)古地勢(shì)較高，物源供應(yīng)較豐富，海水主要沿古河谷入侵，海侵規(guī)模較小[44-45]。但由于剝蝕作用和長(zhǎng)期構(gòu)造沉降，晚更新世中晚期和全新世期間該區(qū)極易受海平面波動(dòng)影響而發(fā)生海侵[46]。即使MIS3 期海侵時(shí)最高海面低于全新世和晚更新世早期最高海面數(shù)十米，該時(shí)期最大海侵范圍仍大于晚更新世早期時(shí)的海侵，這主要是由于構(gòu)造沉降的結(jié)果。但在渤海灣西岸，雖然持續(xù)的構(gòu)造沉降作用導(dǎo)致全新世古地勢(shì)相對(duì)較低，但在8 500 a 左右黃河改道，從渤海入海[51]，為渤海的西海岸提供了大量的沉積物供給，從而補(bǔ)償了構(gòu)造沉降所增加的可容空間，導(dǎo)致黃驊海侵范圍較小。

圖9 晚第四紀(jì)最大海侵古岸線分布（a）渤海灣西岸；（b）長(zhǎng)江三角洲（修改自Lin et al.[48]）Fig.9 Location of maximum coastline transgression in the Late Quaternary(a)west coast of Bohai Bay(b)Yangtze River Delta（modified from Lin et al.[48]）

福建沿海平原區(qū)晚更新世以來(lái)發(fā)生了兩次海侵，為晚更新世的福州海侵和全新世的長(zhǎng)樂(lè)海侵，福州海侵相對(duì)較弱，海水僅侵入到了福州市區(qū)一帶，長(zhǎng)樂(lè)海侵范圍更廣，其范圍達(dá)到了福州西側(cè)的閩侯一帶[48,52]（圖10a）。福建沿海整體處于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的上升區(qū)，但不同地區(qū)差異顯著，表現(xiàn)為以閩江為界，南升北降[53]。閩江南側(cè)地區(qū)海侵強(qiáng)度較弱，兩次海侵最大范圍相近，表現(xiàn)出與臺(tái)山沿海相似的特征。在對(duì)珠江三角洲地區(qū)鉆孔樣品和微體古生物研究表明，晚更新世以來(lái)該區(qū)發(fā)育兩套海侵地層[7-10]，全新世海侵主要發(fā)生在10～4 ka B.P.，最大海侵古岸線從現(xiàn)在的海岸向內(nèi)陸延伸了約50 km[48]（圖10b），晚更新世海侵最大范圍小于全新世海侵[11,35]，此次海侵地層發(fā)育不普遍。珠江三角洲晚更新世海侵的時(shí)代歸屬有3～5 萬(wàn)年的晚更新世中晚期（相當(dāng)于MIS3）[7,10]和10萬(wàn)年左右的晚更新世初期（相當(dāng)于MIS5）[54]兩種觀點(diǎn)，同樣也是影響三角洲地區(qū)新構(gòu)造升降速率估算的重要因素。

圖10 晚第四紀(jì)最大海侵古岸線分布（a）福建沿海；（b）珠江三角洲（修改自Lin et al.[48]）Fig.10 Location of maximum coastline transgression in the Late Quaternary(a)coastal zone of Fujian province；(b)Pearl River Delta(modified from Lin et al.[48])

我國(guó)海岸帶跨越多個(gè)亞板塊塊體[55]，由于新構(gòu)造差異活動(dòng)，我國(guó)海岸帶可分為山地丘陵海岸（福建沿海、臺(tái)山）和平原海岸（渤海灣西岸、長(zhǎng)江三角洲），前者基本上屬于上升區(qū)，后者則屬于下降區(qū)[48]。從以上粗略對(duì)比可以看出：1）中國(guó)沿海不同地區(qū)由于新構(gòu)造背景不同，晚第四紀(jì)海侵發(fā)生次數(shù)和最大范圍在空間上整體具有“北強(qiáng)南弱”的特點(diǎn)（表6）；2）中國(guó)沿海晚第四紀(jì)海侵發(fā)生的次數(shù)和最大范圍差異顯著，除不同構(gòu)造單元存在著構(gòu)造差異外，海平面高度和沉積物供給變化同樣對(duì)海侵強(qiáng)度有著一定的影響，導(dǎo)致同一地區(qū)不同時(shí)期之間海侵強(qiáng)度差異并未完全遵循傳統(tǒng)意義上“早弱晚強(qiáng)”[55]的規(guī)律（表6）；3）研究模擬表明，未來(lái)一段時(shí)間，全球海平面理論上以2.0 mm/a 作為預(yù)估的海平面上升速率較為合適[56]，加上人類對(duì)流域治理水平日趨成熟，流域沉積物供給會(huì)更加穩(wěn)定，由此可見(jiàn)，今后海岸地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)將成為影響海侵發(fā)生的重要因素。

表6 晚第四紀(jì)中國(guó)沿海部分地區(qū)海侵強(qiáng)度對(duì)比Table 6 Comparison of transgression intensity in Chinese coastal areas in the Late Quaternary

5 結(jié)論

（1）珠江三角洲西緣臺(tái)山地區(qū)晚第四紀(jì)地層自下而上可劃分為4個(gè)沉積單元（石排組、西南鎮(zhèn)組、三角組、橫欄組），經(jīng)歷了晚更新世中晚期的河流—海相交替沉積環(huán)境、末次冰期的海退暴露環(huán)境以及全新世濱海、淺海沉積環(huán)境。

（2）在MIS3和MIS1的高海面時(shí)期發(fā)生了2次主要的海侵事件，最大海侵古岸線最遠(yuǎn)分別向陸地延伸15.4 km 和16.3 km，兩條最大海侵線距離接近，走勢(shì)相同。兩次海侵時(shí)期實(shí)際最高海平面高程之差達(dá)數(shù)十米，而兩條最大海侵古岸線卻極為接近，造成這種現(xiàn)象的原因主要是研究區(qū)晚更新世以來(lái)整體處于構(gòu)造抬升狀態(tài)，使得晚更新世海侵時(shí)的古地勢(shì)較低，從而導(dǎo)致MIS3 期最高海平面較低的情況下仍發(fā)育了范圍與全新世海侵相近的海相沉積地層。

（3）兩期海侵沉積物的高程和年代資料揭示了研究區(qū)晚更新世以來(lái)整體抬升速率為+0.51 mm/a，全新世中晚期轉(zhuǎn)變?yōu)槌两禒顟B(tài)，沉降速率為-0.61 mm/a，MIS3 和MIS1 最大海侵古岸線分別與研究區(qū)當(dāng)前2.8 m和3 m等高線相符。

（4）中國(guó)沿海晚第四紀(jì)海侵發(fā)生次數(shù)和最大范圍在空間上整體具有“北強(qiáng)南弱”的特點(diǎn)，同一地區(qū)不同海侵之間不完全遵循“早弱晚強(qiáng)”的特點(diǎn)。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、海平面變化和沉積物供給共同影響海侵的發(fā)生和最大海侵古岸線的分布，隨著全球海平面上升速率和流域沉積物供給量趨于穩(wěn)定，構(gòu)造升降將會(huì)在未來(lái)成為應(yīng)對(duì)海平面上升對(duì)海岸帶地區(qū)的影響中不可忽視的重要影響因素。

致謝 樣品測(cè)試過(guò)程中受到賀洋、趙珂、賈冀新、魏子謙、董鑫等同學(xué)的協(xié)助，在此一并感謝。