關鍵詞數(shù)值模擬;DionisosFlow;基準面曲折上升;陸架邊緣軌跡；自動后退現(xiàn)象第一作者簡介李莉，女，1999年出生，碩士研究生，沉積巖石學及儲層沉積學，E-mail：lilieemail@163.com通信作者王俊輝，男，副教授，博士生導師，E-mail：wangjunhui@cup.edu.cn

中圖分類號P539文獻標志碼A DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2024.116 CSTR：32268.14/j.cjxb.62-1038.2024.116

0 引言

傳統(tǒng)層序地層學將不同的地層單元劃分為海侵、低位、高位體系域15，但是沒有表現(xiàn)出體系域預期連續(xù)性的地層可能會被錯誤解釋。因此，Helland-Hansenetal.[提出成因地層學軌跡研究，通過沉積系統(tǒng)的海岸線軌跡和陸架邊緣軌跡，更為客觀地研究沉積物的搬運和展布。其中，陸架邊緣軌跡是在陸架邊緣坡折地形的生長過程中陸架邊緣的遷移路徑，通過陸架邊緣坡折拐點在垂向和縱向的位置變化進行識別。陸架邊緣軌跡研究有助于分析陸架邊緣沉積系統(tǒng)的演化[0-]，也是預測深水砂體分布的有利工具[12-14]

陸架邊緣坡折地形生長于基準面整體上升（低頻基準面上升復合高頻基準面旋回）的背景下，在高頻基準面下降半旋回，三角洲進積到陸架邊緣，形成陸架邊緣坡折拐點，基準面上升將其保存起來，進而形成向盆地前進或向陸地后退的陸架邊緣軌跡[15-16]這個過程受沉積物供應、基準面變化、以及濱線自動后退機制等多種作用控制，其中，基準面的整體上升是陸架邊緣生長的主要驅動因素[17-18]。

在基準面整體上升的背景下，當可容空間變化速率 A（gt;0） 與沉積物供給速率S保持不變（其他外部因素同樣保持不變）時，與陸架邊緣沉積環(huán)境和沉積機制相似的海岸線具有自動后退現(xiàn)象，即在經歷短暫的前進之后，不可避免地后退[7，19-20]。這為討論基準面整體上升背景下的陸架邊緣遷移提供了啟示：低頻的基準面上升復合高頻基準面旋回，可能也會引起陸架邊緣軌跡的自動后退現(xiàn)象。

本研究應用DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件，對基準面以恒定的升降速率曲折上升，沉積物輸入恒定，盆地幾何形態(tài)和沉積物運輸能力等其他外部因素保持不變時的陸架邊緣生長過程進行二維數(shù)值模擬，主要的研究目的是闡明在上述條件下：（1）陸架邊緣是否以及如何隨著基準面曲折上升發(fā)生自動后退；（2）陸架邊緣自動后退過程的特征及其理論軌跡。

如下文所述，二維數(shù)值模擬的結果表明當基準面曲折上升，無需A與S等外部因素的改變，陸架邊緣軌跡也會由向盆地方向的推進轉為向陸地后退。在此期間基準面低頻上升控制陸架邊緣的遷移，基準面低頻上升的速率越大，陸架邊緣向盆地推進的最大距離就越小，發(fā)生自動后退的時刻也會提前，并且陸架邊緣的自動后退遵循著與海岸線的自動后退相同的理論軌跡。

陸架邊緣遷移模式的改變大多歸因于外部因素的變化，例如沉積物供應量、基準面整體上升速率的增大或減小21]。然而，上述原因并不能充分解釋陸架邊緣的遷移，陸架邊緣軌跡自動后退現(xiàn)象的驗證則為陸架邊緣的遷移提供了另一種可能的解釋。另一方面，陸架邊緣軌跡與具有良好成藏性的陸架邊緣三角洲、盆底扇的發(fā)育密切相關，了解陸架邊緣軌跡的自動后退現(xiàn)象，有助于預測二者的分布，對油氣勘探具有意義[15]

1陸架邊緣軌跡自動后退現(xiàn)象的理論分析

1.1 陸架邊緣坡折地形

陸架邊緣坡折地形是研究陸架邊緣軌跡必要了解的基本地貌單元，作為源匯系統(tǒng)中最后一個且起伏及規(guī)模最大的坡折，它將沉積物從陸架推向陸坡和盆底區(qū)域，高度可達數(shù)百米或更高，具有明顯的頂積—前積坡折幾何形狀[15-16.22]（圖1），其頂積層和前積層分別為沖積河流平原和水下斜坡，二者的轉變點對應于陸架坡折拐點，記錄了不同時期陸架邊緣的位置[1，22]

陸架邊緣坡折地形生長的關鍵是反復穿過陸架的三角洲，其沉積過程經歷高頻的基準面旋回，由沖積河流向盆地輸入沉積物，三角洲在高頻基準面下降半旋回向盆地進積，在高頻基準面上升半旋回向陸地退積，隨著基準面的整體上升，地層逐漸爬升，最終形成陡峭的、數(shù)百米高的陸架邊緣坡折地形[15-16.27-29]。在陸架邊緣的生長過程中，每次基準面下降結束時的陸架邊緣坡折拐點，即陸架邊緣的位置與同時刻的海岸線一致，如上文所述，高頻基準面上升半旋回保存了每次形成的陸架邊緣，隨著基準面緩慢的低頻上升，陸架邊緣軌跡逐漸生長起來。

1.2 海岸線自動后退現(xiàn)象

Muto etal.[17，19-20]和王俊輝等[3]對河流一三角洲體系海岸線遷移的二維數(shù)值模擬和二維水槽實驗表明，當基準面穩(wěn)定上升，沉積物輸入速率及其他外部條件保持不變（ Φ_Agt;0，A 與S保持不變），海岸線總是在向盆地推進一段時間后，轉為向陸地后退，這種現(xiàn)象被稱為海岸線自動后退。這一認識對傳統(tǒng)層序地層學認為A與S的比值（即A/S）控制海岸線的進積、退積提出了質疑。傳統(tǒng)觀點認為，當 A/Slt;1 和A/Sgt;1時，海岸線分別向盆地前進和向陸地后退，當 A/S=1 時，海岸線既不前進也不后退。海岸線自動后退理論則認為，海岸線的遷移并非簡單地由A/S比決定，在基準面上升背景下，對于任意給定的 A（gt;0） 與S，無論 A/S=1，lt;1 或 gt;1 ，只要A與S保持不變，在河流一三角洲體系發(fā)育的初期，即河流一三角洲體系的規(guī)模足夠小，海岸線向盆地方向推進，發(fā)生海退，在經歷了特定的初期階段之后，海岸線自動轉變?yōu)橄蜿懞笸?，發(fā)生海侵[17，19-20.30]

海岸線自動后退現(xiàn)象可以通過二維幾何模型解釋[3。如圖2所示，假設盆地基地由縱向邊緣和水平陸架組成，在X-Z坐標系中分別與X軸和Y軸平行，二者的交點為X-Z坐標的原點。三角洲在恒定的基準面上升速率和沉積物供給速率的條件下生長，從上游供給的沉積物幾乎全部用于建造三角洲，在X-Z坐標系中三角洲由頂積層和前積層構成的沉積楔狀體表示，具有三個控制其形態(tài)的自由邊界：上超點、海岸線或陸架邊緣坡折拐點和下超點，它們在時刻 t=i 時的位置 （i=1，2，3…） 在X-Z坐標系中分別表示為 和 B_i（x_?y） ，在時間間隔 Δt 內沉積系統(tǒng)的累積沉積物量為時刻 i 和時刻i+Δt 沉積楔狀體的自由邊界所圍成的六邊形的面積，生長速率為 F_iF_i+1 。最初海岸線位于 F₁ ，在時刻1與時刻2時間間隔 Δt 的沉積物增量面積為六邊形L₁L₂F₂B₂B₁F₁ ，因為假設橫截面輸入的沉積物量不變，海岸線位于 F₂ 后，在時刻2和時刻3時間間隔 Δt 的沉積物增量面積應與六邊形 L₁L₂F₂B₂B₁F₁ 的面積相同，如果三角洲保持與上一個時間間隔相同的生長速率，海岸線在時刻3的位置將落于F’，沉積物增量為 L₂L₃^′F₃^′B₃^′B₂F₂ ，其面積明顯大于六邊形L₁L₂F₂B₂B₁F₁ 的面積，因此 F₃ 必須位于 F₃ 的陸地方向。由此可見，隨著基準面的穩(wěn)定上升，三角洲的生長速率在橫向上的分量將不可避免地減小，海岸線的進積速率減小。時刻4＼～5是海岸線的進積速率減為0時，海岸線不再向盆地進積，隨著基準面的進一步上升，在時刻5＼～6海岸線的進積速率變?yōu)樨?，轉為向陸地后退。海岸線由進積轉向退積的臨界點為海岸線自動后退點，也是海岸線向海最大推進點[17，20，30]

當盆地向陸地一側的基底，即初始沖積河流平原的坡度小于前積層的坡度時，海岸線自動后退過程除了海岸線前進、海岸線后退，還包括自動坡折的形成。在海侵發(fā)生后，如果初始沖積河流平原的坡度小于前積層的坡度，海侵速率將小于上超點向上游后退的速率，導致沖積河流系統(tǒng)不斷擴大，沉積物在頂積層分配的比例隨之不斷增加，直至完全沉積于頂積層，三角洲系統(tǒng)失去前積部分，整個系統(tǒng)轉變?yōu)閱我坏臎_積河流系統(tǒng)，并以固定的長度向陸地后退。至此，海岸線與上超點將以相同的速率繼續(xù)向上游方向后退。水下斜坡因缺少沉積物，坡度發(fā)生改變，在縱面上表現(xiàn)為兩段坡折，分別為早期沖積河流系統(tǒng)擴張時河流一三角洲的前積層斜坡和后期沖積河流以固定長度后退形成的水下斜坡（其坡度與初始沖積河流平原的坡度相等），上述水下坡折就是自動坡折[17，30-31]

1.3陸架邊緣軌跡自動后退現(xiàn)象

自動后退理論同樣適用于陸架邊緣。陸架邊緣和海岸線的遷移相似，在沉積體的兒何形態(tài)方面，在陸架邊緣，斜坡的傾斜度突然向盆地增加，這一幾何特征與河流一三角洲的水下斜坡相似，區(qū)別只在于陸架邊緣的規(guī)模大于河流一三角洲的海岸線；在沉積機制方面，陸架邊緣的遷移通過河流一三角洲的海岸線穿過陸架而發(fā)生，海侵時河流一三角洲的海岸線向陸地后退，海退時河流一三角洲的海岸線靠近或位于陸架邊緣，當基準面降至最低，海岸線的位置為陸架邊緣坡折拐點。

在陸架邊緣軌跡的生長過程中，基準面曲折上升，其升降速率和升降周期恒定，沉積物供給速率保持不變，每個基準面循環(huán)周期內的基準面最低點（陸架邊緣形成點）都位于一條上升速率恒定的基準面低頻上升直線上且間隔相同的時間 Δt（Δt=T_blf+T_blf） 。隨著基準面低頻上升，在 Δt 內基準面低瀕上升高度相同，累積沉積物量相同，沉積盆地基底幾何形態(tài)與河流一三角洲的海岸線相同，這與海岸線自動后退現(xiàn)象所發(fā)生的條件幾乎一致。因此，陸架邊緣軌跡在上述條件下也應當具有自動后退現(xiàn)象，在向盆地進積一段時間后不可避免地向陸地后退。

2模擬原理及模擬參數(shù)設置

本研究應用DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件對陸架邊緣的生長過程進行二維數(shù)值模擬，進而研究陸架邊緣軌跡的遷移過程和方向，以此驗證陸架邊緣軌跡的自動后退現(xiàn)象。下文介紹了模擬的原理及參數(shù)設置。

2.1 軟件介紹

DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件由法國石油研究院（IFP）開發(fā)，主要的用途是幫助石油地質學家在勘探和評價階段定量描述沉積盆地中從沖積平原到深海各種沉積體系的沉積過程。DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件可以對與碳酸鹽巖及碎屑巖相關的沉積過程進行正演和反演模擬，建立盆地內地層和沉積相模型，對沉積體系內部砂泥比也能精細地定量描述，常被用于研究構造沉降、海平面變化、沉積物源位置、沉積物供給量、壓實、生長斷層、沉積物搬運參數(shù)等因素的變化對沉積過程的影響。該軟件也是第一個被用于含油氣體系評估的軟件，目前已經成功應用于北非克拉通內盆地坳陷、中東白堊紀碳酸鹽巖臺地、尼羅河三角洲、墨西哥灣等多個區(qū)域的油氣田勘探開發(fā)工作。

2.2 模擬原理

DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件主要原理是利用長時間跨度（十幾萬年一幾十個百萬年）和大空間尺度（幾十千米一幾百千米）下的沉積搬運方程，應用物質平衡原理模擬每個時間和空間點的沉積或剝蝕作用，進而模擬地層樣式隨時間的演化，定量描述沉積體的形態(tài)32。本研究是對主要由河流一三角洲建造的陸架邊緣生長的二維數(shù)值正演模擬，即從每一個給定的歷史時間開始一步步模擬，每一步模擬考慮的關鍵因素包括：可容空間（隨基準面變化而變化）沉積物供應量（由沖積河流供應）和沉積物搬運過程（本文基于大尺度沉積搬運規(guī)律將其量化）[32-33]

在陸架邊緣的生長過程中，沉積物受重力、水動力驅動，由紊流、長期水流等低能量水流進行長期搬運。因此，DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件的模擬根據(jù)長期低能沉積搬運過程的經驗定律，假定沉積物搬運能力 Q_s（km²/ka） 正比于斜坡坡度 S（m/km） 和搬運系數(shù) K（km²/ka） ， K 是不同環(huán)境中水流沉積搬運能力的總和，具體的搬運方程為：

Q_s=K×S

K=K_g+K_waterq_w+K_wavee

式中： K_g 代表長期緩慢低能的斜坡和重力條件下均一、大規(guī)模、永久的河流搬運； K_water 代表當?shù)睾恿鞯拈L期搬運過程； q_w 是每條河流的相對水流載荷 （m/km） ：

K_wave 代表波浪長期向下游搬運；e代表相對波浪潮汐能量（kW/kW）。

2.3模擬參數(shù)設置

模擬需設置的參數(shù)包括盆地基礎參數(shù)、初始地形、物源供應、沉積物搬運參數(shù)及基準面變化。本研究共進行3組模擬，采用控制變量法，變量分別為初始地形幾何特征（由于陸架的地形非常平緩，坡降通常小于 1：100^134-35] ，本文將其簡化為水平表面，僅考慮初始沖積河流平原的地形變化）沉積物的砂/泥含量、基準面低頻上升速率，每組模擬包括陸架邊緣軌跡模型SG（基準面曲折上升背景）和海岸線軌跡模型SL（基準面穩(wěn)定上升背景）表1），以探討不同條件下二者的異同。除上述變量外，其他參數(shù)均設置為共同的常數(shù)（表2）。模擬中初始地形、物源及沉積物搬運參數(shù)均在古今沉積系統(tǒng)內解釋或觀測到的參數(shù)范圍內，可以應用于距今 360～0ka 。

2.3.1盆地基礎參數(shù)及初始地形

模型區(qū)域為 50km×4km 的矩形，被劃分為0.2km×0.2km 的網格（ 250×20 網格），模擬的沉積環(huán)境包括沖積河流平原和陸架，所有模型的初始陸架為一個寬度 4km 長 40km 的水平表面，模型組1以初始沖積河流平原坡度為變量，分別為 1^°，2^° 和 3^°[36] ，其他模型組的初始沖積河流平原坡度為 2^° ，形態(tài)如圖3所示。由于陸架寬度的限制，沉積物的擴散大多數(shù)發(fā)生在縱向或沿河流的方向，因此模型X-Z平面可視為整個陸架沖積體系的二維縱向剖面，這樣的二維數(shù)值模擬有助于在同一坐標系下量化及對比模型中的遷移軌跡。建?？紤]了兩種巖性：砂巖和泥巖，其中砂巖的粒徑為 0.25mm ，泥巖的粒徑為 0.02mm 。模型運行時間開始于距今 360ka ，結束于 0ka ，時間步長為 2ka 。

2.3.2沉積物源供應參數(shù)

模型中陸架邊緣生長的沉積物源位于盆地西端中心位置，物源寬度為 50m （圖3），在模擬運行過程中，沉積物入口點、河流流量及沉積物供應速率恒定不變。為簡化模型，沉積物只由砂（粒徑為 0.25mm ）和泥（粒徑為 0.02mm 組成，模型組2以砂/泥含量為變量，砂含量分別為 80%，63% 和 46% ，泥含量分別為 20%.37% 和 54% ，其他模型組的砂/泥含量相同，砂為 63% ，泥為 37% 。所有模擬的河流流量為 2.04× 10¹¹m³/ka 。上述參數(shù)值參考了更新世河流系統(tǒng)的相關參數(shù)[37-38]。沉積物供給速率 （Q_s） 通過公式（3）估算：

式中： H 代表水深； L 代表陸架沉積系統(tǒng)的長度； B 代表基底寬度； T 代表模擬運行時長。

本研究期望當模擬水深達到設置的最高值（約250m 時，得到一個長度至少 3km 的陸架沉積系統(tǒng)，

表1模型組及其變量設置

沉積物充填的基底寬度為 4km ，所需要的沉積物體積近似于由頂積層表面、前積層表面、盆地基底、陸地基底、模擬區(qū)兩側壁構成的六面體的體積。沉積物供給速率為六面體的體積和最大模擬運行時長0 T_max=360ka 的比值，經過計算，這個數(shù)值約為 8.34× 10⁷m³/ka ，因此模擬采用了在數(shù)量級上近似的 1× 10⁷m³/ka 。

2.3.3沉積物搬運參數(shù)

搬運參數(shù)需設置陸地河流沖積平原和海洋（或湖泊）陸架兩個沉積環(huán)境的坡度及搬運系數(shù)。坡度來自初始地形的定義（表1），搬運系數(shù)的設置經過多次測試，使得沉積物在每次基準面升降時都能夠有效地運輸至陸架邊緣，有利于陸架邊緣的建造。具體參數(shù)如下：砂的水驅動搬運系數(shù)在陸地為80km²/ka ，在海洋（或湖泊）為 0.02km²/ka ；泥的水驅動搬運系數(shù)在陸地為 160km²/ka ，在海洋（或湖泊）為0.2km²/ka^[39] 。本研究模擬的沉積搬運過程主要受水流驅動，因此泥砂在陸地及在海洋（或湖泊）中的重力驅動搬運系數(shù)很小，為 0.000lkm²/ka 。

2.3.4基準面變化

基準面變化綜合考慮海平面變化和構造沉降，其中構造沉降引起的基準面變化表現(xiàn)為低頻上升，由海平面升降引起的基準面變化則為高頻周期性升降。在模型組3中，為討論不同沉降速率對陸架邊緣軌跡的影響，模擬設置了低、中、高3個不同的基準面低頻上升速率 （R_blroverall） ，分別為 0.2m/ka.0.4m/ka 和0.6m/ka ，其數(shù)值選取于瓊東南盆地的沉降速率范圍[40。海平面的變化速率參考了全新世海平面的波動范圍[41]，以 1m/ka 的速率等幅線性升降9次、升降周期均為 20ka 。上述不同的基準面低頻上升速率和海平面變化組合運行的模擬分別為SG3-1、SG3-2和SG3-3（圖4）。在模擬運行過程中，基準面自距今360ka 開始曲折上升，至 0ka 結束，低頻上升的速率和沉降速率相同，高頻升降的速率和周期始終保持不變。

所有模型SG都有一個對照模型SL，其基準面以恒定的速率上升，其上升速率 （R_slr） 與相對應模型SG的基準面低頻上升速率相同，其他條件不變。其他模型組的基準面變化模式相同，基準面低頻上升速率為 0.4m/ka ，海平面以 1m/ka 的速率等幅線性升降9次、升降周期為 20ka 。

3關鍵參數(shù)及其無量綱化

為定量描述陸架邊緣軌跡和海岸線軌跡，將模型X-Z剖面上初始沖積河流平原與初始陸架的交點視為X-Z坐標系的原點（0，0），X軸平行于初始陸架，指向盆地的方向為正值，Z軸表示垂直向上的距離。

在上述X-Z坐標系中，每經過 20ka 記錄一次海岸線的位置，每經過 40ka 記錄一次陸架邊緣的位置和沖積河流長度。由于6次模擬的沉積系統(tǒng)尺度不同，本文將所有模擬結果的長度參數(shù)做無量綱化處理，無量綱化處理的方法是將長度參數(shù)除以沉積系統(tǒng)在二維空間的長度尺度 （A_2D） ，以使其能夠在沒有規(guī)模、尺度的影響下進行對比。 A_2D 由二維剖面上單位寬度的沉積物供給速率 （q_s） 和基準面低頻上升速率 （R_blr-overall） 的絕對值決定42，具體表達式為：

式中： q_s 是沉積物供給速率 （Q_s） 和基底寬度 （B） 的比值，具體表達式為：

沖積河流在海侵過程中存在一個臨界長度（L_crt）^[43] ，代表了單位時間內沖積河流表面與基準面上升創(chuàng)造的空間恰好容納全部自上游供給而來的沉積物的最小河流長度，具體表達式如下：

在經過無量綱化后得到無量綱沖積河流臨界長度 L_crt^* ：

式中： γ 是初始沖積河流平原坡度， ∝ 是頂積層表面坡度。

當沖積河流的長度 （L） 小于臨界長度 L_cr（Llt; L_crt） ，意味著單位時間內沖積河流表面與基準面上升創(chuàng)造的空間不足以容納全部輸入盆地的沉積物，沉積物在充填沖積河流系統(tǒng)后仍有剩余，剩余的沉積物將向水下前積，形成前積層；當 L≥L_crt ，意味著單位時間內沖積河流表面與基準面上升創(chuàng)造的空間足以容納全部自上游供給而來的沉積物，所有沉積物均沉積于沖積河流系統(tǒng)，不再前積。

18個模型在二維空間的長度尺度 Λ_2D 無量綱沖積河流臨界長度及計算它們所需的參數(shù)記錄于表3中，無量綱海岸線或陸架邊緣軌跡詳見于章節(jié)4。

4模擬結果

4.1參考模擬組：模型SG3-2及其對照模型SL3-2

論文中模型SG1-2及模型SL1-2、模型SG2-2及模型SL2-2和模型SG3-2及模型SL3-2的參數(shù)設置完全相同，相比其他模型，具有中等的初始沖積河流平原坡度、含砂量和基準面低頻上升速率，為模擬結果的參考模型（下文將以模型SG3-2及模型SL3-2作為討論對象）。

模型SG3-2及對照模型SL3-2分別具有完整的陸架邊緣軌跡自動后退及海岸線軌跡自動后退過程（圖5）。模型SG3-2的基準面低頻上升速率為0.4m/ka ，對照模型SL3-2的基準面恒定上升速率與模型SG3-2的基準面低頻上升速率一致，二者其他參數(shù)設置如表1。

模型SL3-2最終形成的沉積地層高約 150m ，長約 7000m ，海岸線軌跡顯示了完整的海岸線自動后退過程：海岸線前進、海岸線后退、自動坡折的形成（圖5a）[20]。海岸線前進發(fā)生于距今 360～300ka 期間，河流一三角洲向盆地進積，進積速率隨著模擬的運行而降低，沖積河流長度不斷變大，沉積物在沖積河流系統(tǒng)分配的比例變多，在水下斜坡分配的比例變少，同時水下斜坡的長度不斷增長，因此水下斜坡的厚度逐漸變?。缓０毒€后退開始于距今 300ka ，河流一三角洲向盆地退積，由于初始沖積河流平原的坡度小于前積層的坡度，海岸線以小于上超點的速率向陸地后退，沖積河流系統(tǒng)繼續(xù)擴大，分配于沖積河流系統(tǒng)的沉積物進一步增多，水下斜坡越來越?。蛔詣悠抡坌纬捎诰嘟?200ka ，沖積河流長度在距今200ka 時達到臨界河流長度，沉積物幾乎全部分配于沖積河流系統(tǒng)，沉積系統(tǒng)轉變?yōu)閱我坏臎_積河流系統(tǒng)，在距今 200～0ka 沖積河流系統(tǒng)以固定長度向陸地后退，水下斜坡缺少沉積物，坡度發(fā)生改變，在縱面上表現(xiàn)為兩段坡折，分別為早期沖積河流系統(tǒng)擴張時河流一三角洲的前積層斜坡和后期沖積河流以固定長度后退形成的水下斜坡。

模型SG3-2最終形成的沉積地層高約 170m ，長約 5000m ，陸架邊緣軌跡顯示了與模型SL相似的自動后退過程：陸架邊緣遷移軌跡前進、陸架邊緣遷移軌跡后退、自動坡折的形成（圖5b）。陸架邊緣遷移軌跡前進發(fā)生于距今 360～240ka （第一至第三個周期）。第一個周期，河流一三角洲在基準面上升時實現(xiàn)了完整的自動后退過程，在基準面下降時，河流一三角洲在早期沿著先存沉積體表面進積，隨著基準面的下降，河流一三角洲進入陸架平坦的部分，向盆地推進，在基準面下降結束后形成陸架邊緣。第二、第三個周期，當基準面上升時，河流一三角洲上超于盆地基底，其堆積分為兩個階段。一是河流一三角洲向陸地方向爬升的同時向盆地前積，二是沖積河流一三角洲系統(tǒng)轉為單一的沖積河流系統(tǒng)并以固定長度向陸地后退，在沖積河流的上超點移動至坡度更大的初始沖積河流平原后，沖積河流系統(tǒng)的厚度變大，同時，基準面上升形成大陸架；當基準面下降時，河流一三角洲沿著先存沉積體表面延伸至平坦的陸架，陸架邊緣較上一個周期向盆地推進的距離更遠，同時由于地層下伏的地形更長，高度更高，在穩(wěn)定不變的沉積物供應下，能夠進積至斜坡的沉積物減少，陸架邊緣坡折地形水下斜坡的厚度減小。陸架邊緣軌跡后退開始于距今 240ka （第四個周期），隨著模擬的運行，沖積河流一陸架一陸坡沉積系統(tǒng)的沉積表面面積不斷增加，沉積物的恒定輸入不足以維持陸架邊緣穩(wěn)定進積，陸架邊緣開始后退。自動坡折形成于距今 160ka ，此時沖積河流上超點到陸架坡折拐點間的沉積表面擴張至足以容納所有來自上游的沉積物，在之后的基準面循環(huán)中，即距今160～0ka （第五至第九個周期），陸架邊緣軌跡繼續(xù)向陸地后退，不論基準面升降，沉積物全部沉積于沖積河流上超點和陸架邊緣坡折拐點間，每次基準面下降時河流一三角洲進積的最大距離都相同，沉積物始終沒有越過陸架坡折拐點，陸坡缺少沉積物，坡度發(fā)生改變，表現(xiàn)為兩段坡折，分別為早期形成陸架邊緣的河流一三角洲的前積層部分和后期河流一三角洲不再越過陸架邊緣坡折拐點后堆疊形成的斜坡。

將模型SG3-2和模型SL3-2產生的海岸線軌跡做無量綱化處理。如圖6所示，無量綱化之后，模型SG3-2的無量綱化陸架邊緣軌跡發(fā)生自動后退和形成自動坡折的時刻相對于模型SL3-2的無量綱化海岸線軌跡較晚，向盆地推進的最大距離小于模型SL3-2向盆地推進的最大距離，在二者的自動坡折形成后，模型SG3-2的無量綱化陸架邊緣軌跡和模型SL3-2的無量綱化海岸線軌跡開始重合（圖6a）。模型SG3-2的無量綱沖積河流長度變化趨勢與模型SL3-2的無量綱沖積河流長度變化趨勢一致，二者在自動坡折形成后的無量綱沖積河流長度都穩(wěn)定在由公式（7）計算的無量綱沖積河流臨界長度左右（圖6b）。由于模型SG3-2的頂積層坡度大于模型SL3-2的頂積層坡度，模型SG3-2的無量綱沖積河流臨界長度大于模型SL3-2的無量綱沖積河流臨界長度。

4.2 對照模擬組

4.2.1模型組1（以初始沖積河流平原坡度為變量）

模型SG1-1及模型SL1-1的初始沖積河流平原坡度較參考模型 （2^°） 小，為 1^° ，二者其他參數(shù)設置如表1。模型SL1-1和模型SG1-1均具有完整的自動后退現(xiàn)象（圖7，8），其中模型SL1-1最終形成的沉積地層規(guī)模高約 150m ，長為 7000m ，在距今 320ka 發(fā)生自動后退，距今 300ka 形成自動坡折（圖 7a ；模型SG1-1最終形成的沉積地層規(guī)模高約 165m ，長為5000m ，在距今 280ka 發(fā)生自動后退，在距今 160ka 形成自動坡折（圖7b）。

模型SG1-3及模型SL1-3的初始沖積河流平原坡度較參考模型大，為 3^° ，二者其他參數(shù)設置如表1。模型SL1-3和模型SG1-3同樣均具有完整的自動后退現(xiàn)象（圖9，10），其中模型SL1-3最終形成的沉積地

層規(guī)模高約 150m ，長為 8000m ，在距今 300ka 年時發(fā)生自動后退，距今 200ka 形成自動坡折（圖9a）；模型SG1-3最終形成的沉積地層規(guī)模高約 160m ，長為6000m ，在距今 200ka 發(fā)生自動后退，距今 160ka 時形成自動坡折（圖9b）。

在無量綱空間中，模型SL1-1和模型SG1-1（圖8）、模型SL1-3和模型SL1-3的結果（圖10）與參考模型相似：模型SG總是比模型SL較晚的發(fā)生自動后退及形成自動坡折，向盆地推進的最大距離也較小，二者的無量沖積河流長度均達到無量綱沖積河流臨界長度，模型SG1的無量綱沖積河流臨界長度小于模型SL1。

相較參考模型，較小的初始沖積河流平原坡度使得基準面（穩(wěn)定或曲折）上升背景下發(fā)育的沉積體規(guī)模變小，并較早地發(fā)生自動后退和形成自動坡折（模型SG1-1）；相反，當初始沖積河流平原坡度較大時，沉積體的規(guī)模增大，且較晚的發(fā)生自動后退和形成自動坡折。

4.2.2模型組2（以沉積物的砂/泥含量為變量）

相較參考模型（砂泥比為63：37），模型SG2-1和模型SL2-1具有較高的含砂量（砂泥比為80：20），模型SG2-3和模型SL2-3的砂含量較低（砂泥比為46：54）。即使砂/泥含量不同，模型組2的沉積地層規(guī)模和疊置樣式也均相同（圖5、圖11＼～14），幾乎同時發(fā)生

自動后退和形成自動坡折，在無量綱空間中，沖積河流長度的變化趨勢也一致（圖12，14）。模型組2內各模型的差異僅體現(xiàn)在沉積體的含砂量上，其與供給的沉積物含砂量成正比。

4.2.3模型組3（以基準面低頻上升速率為變量）

模型SG3-1及模型SL3-1的基準面低頻上升速率較參考模型 （0.4m/ka 小，為 0.2m/ka ，二者其他參數(shù)設置如表1。模型SL3-1最終形成的沉積地層規(guī)模高達 82m ，長為 12800m ，海岸線隨著基準面的穩(wěn)定上升，在距今 120ka 時發(fā)生自動后退，在距今 40ka 時形成自動坡折（圖 15a ）。模型SG3-1最終的沉積地層規(guī)模高達 110m ，長為 9400m ，陸架邊緣軌跡隨著基準面的曲折上升表現(xiàn)為單一的進積，且進積速率逐漸減小。在每次基準面的下降過程中，隨著沖積河流上超點到陸架坡折拐點的距離增大，推進至斜坡的沉積物逐漸減少，同時陸架邊緣高度不斷變大，水下斜坡的厚度隨之減?。▓D15b）。

在無量綱空間中，模型SG3-1和模型SL3-1的模擬結果與參考模型的早期相似：模型SG3-1的無量綱化陸架邊緣軌跡向盆地推進的距離總是小于模型SL3-1的無量綱化海岸線軌跡向盆地推進的距離，隨著無量綱基準面高度的增長，二者的差距逐漸減小

Fig.1ODimensionless shelf-edge trajectory，dimensionless shoreline trajectory， and change in dimensionless alluvial riverlength

（圖16a）。模型SL3-1的無量綱沖積河流長度在自動坡折形成后與無量綱沖積河流臨界長度接近，模型SG3-1則沒有達到無量綱沖積河流臨界長度，沉積物仍保持著前積（圖16b）。

模型SG3-3及模型SL3-3的基準面低頻上升速率較參考模型大，為 0.6m/ka ，二者其他參數(shù)設置如表1。模型SL3-3最終形成的坡折地形規(guī)模高達220m ，長為 5000m ，模型SG3-3最終的坡折地形規(guī)模高達 230m ，長為 4000m ，模型SL3-3的海岸線軌跡和模型SG3-3的陸架邊緣軌跡都具有完整的自動后退過程（圖17）。模型SL3-3的海岸線軌跡在距今

320ka 發(fā)生自動后退，在距今 260ka 形成自動坡折，模型SG3-3的陸架邊緣軌跡在距今 320ka 發(fā)生自動后退，在距今 280ka 形成自動坡折。

在無量綱空間中，模型SG3-3向盆地推進的最大距離小于模型SL3-3的海岸線軌跡向盆地推進的最大距離。在二者都形成自動坡折后，模型SG3-3的陸架邊緣軌跡和模型SL3-3的海岸線軌跡開始重合（圖18a），二者的無量綱沖積河流長度達到無量綱臨界河流長度（圖18b），并在之后的模擬運行過程中保持不變。

模擬結果表明，基準面低頻上升速率越大，基準面（穩(wěn)定或曲折）上升背景下發(fā)育的沉積體規(guī)模越小，發(fā)生自動后退和形成自動坡折的時刻越早；當基準面低頻上升速率較小時，沉積體可能不發(fā)生自動后退，或僅發(fā)生自動后退現(xiàn)象，而不形成自動坡折。

5討論

5.1陸架邊緣的自動后退現(xiàn)象

模擬結果表明，對于有持續(xù)沉積物供應的陸架邊緣，當基準面以穩(wěn)定的上升和下降速率曲折上升，沉積物供給速率等其他外部條件保持不變時，陸架邊緣將發(fā)生與海岸線的自動后退現(xiàn)象相似的情況：

即陸架邊緣在向盆地推進一段時間后，將會不可避免地后退，在陸架邊緣向陸地后退的某一時刻，陸坡的坡度發(fā)生顯著的變化，形成自動坡折。

在基準面曲折上升的背景下，在陸架邊緣坡折地形生長的初期，即沖積河流一陸架一陸坡沉積系統(tǒng)的規(guī)模較小時，沉積物的供給使得沉積系統(tǒng)擴張，陸架邊緣表現(xiàn)為進積，隨著沉積系統(tǒng)的規(guī)模不斷增加，恒定的沉積物供給不足以滿足進積的需要，陸架邊緣由前進轉化為后退。在陸架邊緣向陸地后退后，當初始沖積河流平原的坡度小于沉積系統(tǒng)的前積層坡度時，陸架邊緣向陸地后退的速率將小于沖積河流的上超點，導致沖積河流系統(tǒng)繼續(xù)擴張；當陸架坡折拐點向陸一側的沉積表面足以容納所有來自上游的沉積物，將不會有剩余的沉積物推進至水下斜坡。在此過程中，用以建設陸坡的沉積物不斷減少并表現(xiàn)為兩個方面：（1基準面下降至低位時越過先存陸架邊緣坡折拐點的三角洲沉積物減少，當基準面下降結束后形成的沖積河流長度大于或等于臨界長度，沖積河流系統(tǒng)的表面與下降的基準面創(chuàng)造的空間足以容納所有輸入盆地的沉積物，不再有沉積物越過先存陸架邊緣；（2）基準面上升時三角洲的前積層變薄，直至基準面上升時的沖積河流系統(tǒng)也擴張至足夠大，當基準面上升，沉積物全部沉積于沖積河流系統(tǒng)。在之后的基準面循環(huán)過程中，地層進積或退積的新階段都分別繼承了上一個進積或退積階段的地形，在基準面上升或下降結束時的沖積河流長度保持固定，地層的疊加不斷重復著上述臨界狀態(tài)，沉積物始終只沉積于陸架坡折拐點向陸一側，缺乏沉積物的陸坡幾乎沒有厚度的增加。在沉積物可以越過陸架邊緣時，陸坡的坡度與三角洲前積層相近，在沒有沉積物越過陸架邊緣時，陸坡的坡度變得與初始沖積河流平原（陸地基底）相近，由于三角洲前積層的坡度往往大于初始沖積河流平原（陸地基底）的坡度，陸坡形成坡折，即自動坡折。

5.2陸架邊緣自動后退軌跡的統(tǒng)一性

對所有模型的無量綱陸架邊緣軌跡進行對比，發(fā)現(xiàn)在無量綱空間中，除了模型SG1-1和SG1-3，其他模型的陸架邊緣在相同的基準面高度上，向盆地推進的距離都非常相近，這意味著它們的軌跡形態(tài)可能遵循著一個統(tǒng)一的理論軌跡。由于陸架邊緣軌跡自動后退現(xiàn)象和海岸線自動后退現(xiàn)象都受整體上升的基準面控制，且具有相似的沉積地形、沉積地層形態(tài)和沉積物供給條件。本文推測陸架邊緣的自動后退遵循著與海岸線自動后退相同的理論軌跡，并將所有模型的相關參數(shù)代入海岸線自動后退理論軌

跡的公式中進行驗證

在X-Z坐標系中，海岸線自動后退的理論軌跡[17，1920，30]表達為：

其中 c₁，c₂，c₃ 為與坡度相關的系數(shù)，分別表達為：

海岸線自動后退的理論軌跡在經過無量綱化后，各點的坐標表達為：

在上述公式中， 的大小決定沉積系統(tǒng)的規(guī)模， 越大，沉積系統(tǒng)的規(guī)模越大，而盆地基底和沉積體的幾何特征，包括 α，β，?，γ 則影響沉積系統(tǒng)發(fā)生自動后退的軌跡形態(tài)。

模型SG1-1的 α，β，?，γ 分別為 0.0025，0.0210 和0.0175，模型SG1-3的 α，β，?，γ 分別為0.0032、0.0490和0.0524，其他模型（模型SG1-2、模型組2、模型組3）的 α，β，?，γ 相似， α 在0.0026左右，β均在0.037左右， ? 和 γ 分別為0和0.035。將上述參數(shù)代入公式（12）、（13）中得到三條無量綱陸架邊緣理論軌跡，將其與無量綱X-Z坐標系中所有模型的陸架邊緣進行對比。結果顯示，模型SG1-1、模型SG1-3及其他模型的陸架邊緣均沿著其各自對應的無量綱陸架邊緣理論軌跡發(fā)生遷移（圖19）。

綜上所述，基準面曲折上升背景下生長的陸架邊緣遵循著與基準面穩(wěn)定上升背景的海岸線相同的理論軌跡。這也解釋了基準面低頻上升速率相同的背景下，模型SG和SL的自動后退軌跡為何存在差異：在模型SL中，坡折地形在基準面穩(wěn)定上升的過程中形成，三角洲具有明顯的加積，形成的頂積層坡度∝ 較緩；而在模型SG中，陸架邊緣坡折地形的形成經歷多次基準面下降，三角洲受河流下切侵蝕的作用，加積微弱，甚至沒有加積，形成的頂積層坡度 ∝ 較陡。不同的頂積層坡度 ∝ 造成模型SG陸架邊緣軌跡和模型SL海岸線軌跡的差異，相比于模型SL的海岸線，模型SG的陸架邊緣較晚的發(fā)生自動后退現(xiàn)象，向盆地推進較短的距離。

5.3陸架邊緣自動后退現(xiàn)象的控制因素

模擬結果和陸架邊緣自動后退理論軌跡表明，當沉積物持續(xù)穩(wěn)定地輸入盆地，在基準面曲折上升且其他外部條件不變的條件下，陸架邊緣自動后退現(xiàn)象主要受盆地初始地形幾何特征及基準面低頻上升（沉降）速率控制；而砂/泥含量的變化主要影響陸架邊緣坡折地形的沉積物組成（輸入盆地的砂越多、陸架邊緣坡折地形的含砂量越大），不會改變陸架邊緣坡折地形的規(guī)模和地層疊置方式。因此，發(fā)生自動后退、形成自動坡折的時刻以及自動后退軌跡的形態(tài)都不會發(fā)生改變。

1）盆地初始地形幾何特征

陸架邊緣發(fā)生自動后退的臨界條件與海岸線相同，王俊輝等3推導出該臨界條件：在自動后退點處，dX/dZ=0 ，根據(jù)公式（13），在基準面低頻上升過程中，陸架邊緣由前進轉為后退時，陸架邊緣坡折地形的

規(guī)模滿足[30]：

c₄X+c₅Z=A_2D

當陸架邊緣坡折地形的規(guī)模小于公式（14）所給出的臨界規(guī)模時，陸架邊緣向盆地前進，反之，向陸地后退。模擬結果顯示，隨著初始沖積河流平原坡度的減小，陸架和陸坡的坡度（ α 和 β 也相應減小。根據(jù)公式（14＼～16），在 值相同的條件下，初始沖積河流平原的坡度越小，陸架邊緣坡折地形更容易達到發(fā)生自動后退的臨界規(guī)模，因此較早地發(fā)生自動后退（模型SG1-1），相反，坡度較大時，自動后退發(fā)生得較晚（模型SG1-3）。

2）基準面低頻上升（沉降）速率

陸架邊緣因不同的沉降速率而具有不同的規(guī)模和自動后退軌跡。一方面，沉降速率的增大，表現(xiàn)為基準面低頻上升速率增大， 隨之減?。ü?），在相同的時間段內形成的沖積河流一陸架一陸坡沉積系統(tǒng)規(guī)模變??；另一方面，如圖18所示，在沉積盆地和沉積體幾何形態(tài)相近的條件下，在 X^*–Z^* 無量綱空間中，不同基準面低頻上升速率背景下形成的陸架邊緣在相同的高度發(fā)生自動后退以及開始線性后退，如果 Λ_2D 越小，在實際的模擬中，發(fā)生自動后退以及開始線性后退所對應的高度就越小。也就是說，在沉積物供給速率不變的條件下，如果沉降速率（基準面低頻上升速率）越大， .A_2D 越小，陸架邊緣將在較低的基準面高度發(fā)生自動后退現(xiàn)象。例如，模型SG3的沉降速率最大， 最小，相比沉降速率較小的模型SG1和模型SG2，最先發(fā)生了自動后退和形成自動坡折，而模擬SG1的沉降速率最小， 最大，在模擬運行結束后，僅發(fā)生了單一的進積，基準面的上升高度不足以使其發(fā)生自動后退。

5.4可能的實例：南海北部珠江口盆地陸架邊緣

30Ma 至今的南海北部珠江口盆地為典型的被動大陸邊緣，前人研究了其陸架邊緣演化，發(fā)現(xiàn)在漸新世一中新世界面（ 23.8Ma 、中中新世（ 16.5～ 10.5Ma 和上新世 （5.3～1.8Ma ），陸架邊緣由向盆地方向推進轉為向陸地方向遷移[44]。其中，中中新世地層韓江組、上新世地層萬山組由三角洲反復進積、退積旋回形成，發(fā)育于盆地不斷沉降的背景下[45-47]。通過Xieetal.48觀測到的白云凹陷沉降曲線，發(fā)現(xiàn)白云凹陷在中中新世、上新世近似于穩(wěn)定沉降，中中新世時的沉降速率約 90m/Ma ，上新世的沉降速率約25m/Ma 。如圖20所示，中中新世的海平面在 50～ 250m 之間波動上升，海平面低頻上升速率約33m/Ma ，上新世的海平面則在 150～250m 之間等幅升降，各旋回海平面的下降幅度都到達了陸架邊緣[4，54-55]。珠江口盆地的沉積物主要由古珠江供給，沉積物供給速率可通過地層沉積速率估算所得，中中新世約 4000km³/Ma ，上新世約 1000km³/Ma^[48] 基于上述信息，我們推測韓江組的陸架邊緣可能發(fā)生了自動后退現(xiàn)象。由于掌握地震、測井資料等有限，本文未對韓江組及萬山組地層響應于基準面旋回的沉積過程進行詳細的描述與討論，僅討論其在持續(xù)的熱沉降背景下陸架邊緣的遷移。

根據(jù)前人的研究，珠江口盆地在大約 23.8Ma 開始進入裂后熱沉降階段，這一階段一直持續(xù)到距今。在 23.8Ma 以前，珠江口盆地的陸架邊緣位于白云凹陷的南側，自 23.8Ma 以來，白云凹陷的平均沉降速率遠高于番禺低隆起，在白云凹陷北側形成構造坡折帶，這一坡折成為新的陸架邊緣。因此，陸架邊緣表現(xiàn)為在 23.8Ma 時向陸地方向躍遷，并奠定了現(xiàn)今陸架的地貌格局[50.52-53]，以番禺低隆起北側邊緣為原點，坡折位于向盆地方向約 80km 處，向陸一端的坡度為 1.6^°～1.8^° （向陸一側的沉積基底坡度 γ ），向盆地一端的坡度為 2.4^°～3.6^° 。 23.8Ma 至今的陸架邊緣在上述坡折點來回擺動，在中中新世，沉積物均沉積于白云凹陷之內，三角洲下超于早期緩慢傾斜的陸架，坡度可近似于陸架的平均坡度（ ? ，約為 0.3^° ），后期形成的陸架邊緣坡折向陸一端的坡度約 0.02^° （α） ，向盆地一端的坡度約 2^°（β） 。韓江組及萬山組向盆地推進的最大距離約100 km[44.51]。

本文模擬的是二維體系內的陸架邊緣自動后退現(xiàn)象，在應用于自然沉積體系時，應使用三維體系內的長度尺度 （A_3D）^[18]

中中新世期間的基準面變化由波動上升的海平面變化和穩(wěn)定沉降復合而成，基準面低頻上升速率約 123m/Ma ，上新世的基準面低頻上升速率則與沉降速率相等，約 25m/Ma 。將中中新世、上新世的沉積物供給速率、基準面低頻上升速率以及盆地、沉積地層幾何特征代入公式（12，13，17），最終取得的陸架邊緣向盆地方向推進的最大距離分別約為105kmΩ?117km ，近似于實際地震剖面測量的地層最大推進距離（ 100km 。這表明中中新世、上新世陸架邊緣的遷移可能是在穩(wěn)定的外部條件下發(fā)生的，受盆地和沉積地層幾何特征控制，向盆地推進一段距離后，不可避免地發(fā)生了后退。

一直以來，向陸地后退的陸架邊緣軌跡被認為由以下三個因素引發(fā)：（1）較低的沉積物供給速率；（2）較高的基準面上升速率;（3）滑塌作用。但如上文所述，陸架邊緣自動后退現(xiàn)象的證實為其提供了一種新的解釋，在研究不斷沉降的被動大陸邊緣的陸架邊緣軌跡時，如果未發(fā)現(xiàn)外部因素明顯變化的證據(jù)，可探討向陸地后退的陸架邊緣軌跡是否為自動后退現(xiàn)象。

6結論

（1）二維數(shù)值模擬驗證了陸架邊緣軌跡的自動后退現(xiàn)象：在基準面曲折上升的背景下，對于任意給定的基準面低頻上升速率和沉積物供給速率，如果二者保持不變，陸架邊緣軌跡將在經歷短暫的前進之后，不可避免地后退。在自動后退的前期，陸架長度較小，三角洲的前積層會越過前期的陸架邊緣，陸坡坡度與前積層坡度相當，在自動后退的后期，陸架長度增長至足以容納全部沉積物，三角洲前積層不再越過前期的陸架邊緣，陸坡坡度與陸地的基底坡度相當。這一坡度變化形成“自動坡折”。

（2）陸架邊緣的自動后退過程遵循著一個統(tǒng)一的理論軌跡，其表達式與海岸線自動后退的理論軌跡相同。由于基準面下降時的下切侵蝕作用，陸架邊緣沉積系統(tǒng)的頂積層坡度明顯大于基準面穩(wěn)定上升背景下的海岸線沉積系統(tǒng)，造成了二者遷移軌跡的差異，陸架邊緣沉積系統(tǒng)較晚的發(fā)生自動后退現(xiàn)象，并向盆地推進較短的距離。

（3）陸架邊緣自動后退現(xiàn)象主要受盆地初始地形幾何特征及基準面低頻上升（沉降）速率控制。在其他外部因素不變的條件下，初始沖積河流平原的坡度越小，陸架邊緣坡折發(fā)生自動后退的時刻越早；沉降速率越大，基準面低頻上升速率越大，陸架邊緣的規(guī)模越小，發(fā)生自動后退和自動坡折的時刻越早。

（4）南海北部珠江口盆地中中新世韓江組、上新世萬山組為可能的沉積實例。對陸架邊緣軌跡自動后退現(xiàn)象的驗證，以及對其特征的了解有助于解釋不斷沉降的被動型大陸邊緣盆地陸架邊緣的遷移。以DionisosFlow沉積數(shù)值模擬軟件得到的模擬結果是地層對基準面變化響應的平均體現(xiàn)，因此，模擬結果可能忽略陸架邊緣自動后退現(xiàn)象中比較細微的沉積過程。

致謝感謝法國石油研究院提供軟件支持以及兩位審稿專家和編輯部老師的寶貴意見和建議。

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Abstract：[Objective]The shelf-edge trajectory is the pathway taken by the shelf-edge during the development of a series of accreting clinoforms and it records the migration of the shelf-edge system over time.The autoretreat theory， which considers the fluvial deltas as the mainsubjectof discussion，is also applicable to theshelf-edge trajectory. First，the geometric characteristicsofthesediment-wedge inshelf-edge systemare similartofluvial-delta system.Second，the shelf-edge trajectory iscommonlyrecognizedasformed throughrepeatedcro-shelf transitsof shorelines. Whenthelow-frequencyriserateof base levelis keptconstant，the growth conditions ofthe shelf edge are similar to theconditions for shoreline autoretreat.Therefore，if the low-frequencyriserate is kept constant during base level riseofazigzag pattern，the shelf-edge trajectoryshould experienceautoretreat.[Methods]To verifytheexistence of autoretreatof the shelf-edge trajectory，sedimentary numerical simulationsoftware DionisosFlow，which is basedon the sediment difusion equation，wasappliedto conduct a two-dimensional（2D）numerical simulation of the growth of shelf-edge during baselevel riseofazigzag patternand model shelf edge migration.Inaddition，2Dnumerical simulations of the shoreline trajectory underthe steady riseofbase level was set forcomparison.The simulation includes two groups：（1）Tosimulate the migrationof the shelf-edge，thebase-levelrise ourred inazigzag patern；he rise rate （ R_blr ）andfall rate（ R_blf ）are different during the cycle；however，the rise period（ T_blr ）and fall period（ T_blf ）are thesame.（2）To simulate themigrationof the shoreline，the base levelrises atasteadyrate.Six simulations were run in this study.Results and Conclusions] The simulation results suggests that for a constant low frequency rise rateandconstantsediment input，duringthelatest stage of each base-levelfall，thedelta progrades tothefarthest end，and theshelf-slope break（shelf edge）is formed；then，the base-level rise preserves the newly formed shelf edge.Forthezigzag riseof thebase level，theshelf-edge trajectoryshows earlyseawardadvanceandlatelandwardretreat，which istheautoretreat phenomenonof the shelf-edge trajectory.Theautoretreatofshelf-edge during baselevel riseof azigzag patern has the following characteristics：（1）It follows the same theoretical trajectoryas the autoretreatof theshoreline.（2）Compared with coastal system with the same external conditions but with steady base-level rise，attheendof thebaseOlevel fall，the shelf-edge system forms asteeper topsetduetodegradation，resulting in theautoretreat phenomenonoccurring later.（3）The autoretreatof the shelf-edge is primarilycontrolledby the initial geometriccharacteristicsof the basinandthelow-frequencyriseof baselevel（orsubsidencerate）.Whenother externalfactors remainconstant，asmalerinitialslopeof thealluvial plainorhigherlow-frequencyriserateofbase level （or subsidence rate）lead to the autoretreat and autobreak phenomenon occurring more quickly.For the opposite conditions，these events occur later.The Hanjiang Formation of the Middle Miocene andthe Wanshan Formation of the Pliocene in the Pearl River Mouth Basin inthe northern South China Sea are possble examples of the shelf-edge autoretreat.Verifying the autoretreatofshelf-edge trajectoryand understanding its characteristics helps toexplain the migration of continental shelf edge in passive continental margin basins with continuous subsidence.

Keywords：numerical simulation；DionisosFlow；base-level zigzagged rise；shelf-edge trajectory；autoretreat phenomenon