珠江三角洲西緣晚第四紀沉積演化和最大海侵古岸線的重建

周良，王洋，杜學斌，卜建軍，吳俊，呂萬軍，劉秀娟

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

2.海洋地質(zhì)資源湖北省重點實驗室，中國地質(zhì)大學，武漢 430074

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

0 引言

在21 世紀全球氣候變暖的背景下，氣溫升高導致兩極冰蓋消融引起全球性海平面上升，對沿海地區(qū)造成一系列的影響，如沿海低地被淹沒、海岸受侵蝕、海水入侵等地質(zhì)環(huán)境問題，越來越引起人類社會的廣泛關注[1]。晚第四紀全球性氣候波動導致海平面升降變化，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)晚更新世以來的古氣候、古環(huán)境演變，而且可以對未來發(fā)生海侵的影響提供對策和幫助。

前人對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70年代前，由于缺少系統(tǒng)的年代學研究，認為珠江三角洲地區(qū)第四系只發(fā)育全新統(tǒng)[6]。70年代開始，隨著14C、熱釋光等年代測試技術的發(fā)展，通過野外鉆孔取心，從巖性、古地磁、孢粉、第四紀測年、古生物學等特征進行分析，確立了珠江三角洲開始的沉積年代為MIS3 期，晚更新世以來主要有2 套較大的沉積旋回，相對應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.左右達到最大范圍，最西到達賈里附近[13]，僅影響到三角洲外側平原；全新世后沉積環(huán)境趨于穩(wěn)定，冰后期以來海平面大幅上升，在7 800 a B.P.海侵達到最大范圍，最大海侵古岸線東北段達到潮州附近[13-14]。

第四紀海侵造成中國沿海大部分低洼平原地區(qū)被淹沒，最大海侵線甚至向陸延伸達300 km[15]。早期學者在開展調(diào)查時，主要以14C測年等測年方法確定地層年代，并根據(jù)生物組合和沉積特征來推測古海岸線位置[16]。或者利用貝殼堤、古海蝕崖等典型的古岸線地貌和沉積標志，來恢復古海平面等[17-18]。由于這些古岸線標志物不易完整的保存下來，導致恢復的古海岸線位置存在不確定性。因此前者仍是恢復最大海侵古岸線較為有效的方法，這種方法通過海相地層的分布來確定最大海侵古岸線，第四紀沿海地區(qū)發(fā)生周期性的海進海退，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（不考慮沉積物壓實和后期改造），而探測海相地層的分布主要有探地雷達[19]和鉆孔兩種手段[20]。

總得來說，前人的研究主要集中在晚第四紀海侵地層的時代歸屬、海侵的最大波及范圍等問題，對最大海侵范圍與構造升降、海平面變化之間的關系等問題的認識仍然不夠深入，然而這些都是今后評價海侵對沿海地區(qū)影響的重要理論依據(jù)，值得我們進一步研究。本文結合前人研究，借助鉆井資料和樣品測試資料，對珠江三角洲西緣臺山地區(qū)晚更新世以來的沉積記錄進行綜合分析，研究臺山沿海地區(qū)晚第四紀沉積演化特征，并嘗試重建最大海侵古岸線的位置，探討其與新構造運動和海平面變化的關系，為研究本區(qū)新構造運動速率提供新證據(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河流入?？?，西北側有鎮(zhèn)江河的入?？?，廣海灣的北部還有一個小型河流三夾海河入海。臺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化花崗巖。區(qū)內(nèi)低山、丘陵、平原交錯，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。主要出露侏羅紀和第四紀地層[22]。第四紀地層以河口三角洲沉積為主，主要由晚更新世的禮樂組和全新世的桂洲組組成。禮樂組不整合于基巖風化殼之上，自下而上劃分為石排組、西南鎮(zhèn)組和三角組，時代屬晚更新世；桂洲組指平行不整合覆于禮樂組或超覆于基巖風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、萬頃沙組和燈籠沙組，時代屬全新世。

研究區(qū)構造上屬于華南褶皺系粵中凹陷南部的增城—臺山隆斷束（圖1a），區(qū)內(nèi)斷裂構造較發(fā)育，按斷裂構造產(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。喜馬拉雅運動期研究區(qū)第三紀一直處于隆升狀態(tài)，一直到第四紀晚更新世才接受沉積。在地殼的繼承性和差異性的新構造升降運動中，大多數(shù)學者認為研究區(qū)整體上主要以繼承性構造抬升為主[21]。

2 材料與方法

項目于2017年1月到2018年7月在臺山市陸域以及廣海灣、川山群島海域共采集30 個鉆孔巖心。巖心經(jīng)現(xiàn)場剖開，進行詳細的巖性描述、分層、拍照。

選取ZK06、ZK11、ZK22、ZK29、ZK45 孔的10 個層位的樣品和DZK02孔的3個層位樣品分別送往北京大學第四紀年代測試實驗室和美國Beta分析實驗室進行14C測年，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。測試結果通過CALIB 程序對14C 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，貝殼等海洋無機碳樣品選用的是Marine13 校正曲線，對于淤泥樣品中的有機質(zhì)，由于樣品來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]對中國南海地區(qū)區(qū)域海洋碳儲庫效應的研究，我們在校正過程中選用ΔR=-25±20 a 進行校正。采集ZK22、ZK25、ZK34 孔的8 份樣品送往南京師范大學光釋光實驗室進行石英顆粒（4～11 μm）的光釋光測年。采用XL3t950 型手持式XRF 礦石元素分析儀對DZK02 鉆孔的巖心樣品進行元素測試，采樣間隔約10 cm，共測試樣品340 個。使用SM-30 型便攜式磁化率儀，以20 cm 為間隔對ZK06、ZK20、ZK33、DZK02 孔進行磁化率測試，共測試樣品450 個。對DZK02 孔23 個沉積物樣品進行微體化石（有孔蟲）的處理、化石挑選后送至中國地質(zhì)大學（武漢）生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室進行鑒定。

3 結果

3.1 測年結果及巖性地層劃分

14C和光釋光測年結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測年結果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 個沉積地層單元（表3），每個沉積單元巖性組合和識別特征明顯。

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

3.2 地球化學特征

藍先洪等[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 時代表微咸水沉積環(huán)境，Sr/Ba 值在0.5～1.0時代表半咸水沉積環(huán)境，（Sr/Ba）>1.0時代表海水沉積環(huán)境。研究區(qū)利用元素含量和比值判斷海陸相沉積時參考珠江三角洲的判別標準。Ba/Al 和Zn/Al代表的古生產(chǎn)力指標主要與東亞冬季季風和夏季季風的強化有關。

基巖和風化層以上至深度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 處達到了一個峰值；在18～21 m 的花斑黏土層，各項指標在這個階段都出現(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 值波動上升，在10 m 處達到峰值，處于半咸水環(huán)境，之后逐漸減小，恢復到微咸水環(huán)境，Ba/Al 和Zn/Al 值開始升高，然后轉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 光釋光測年結果Table 2 OSL dates

3.3 有孔蟲

經(jīng)鏡下鑒定統(tǒng)計，本批次樣品中均見有數(shù)量不等的有孔蟲化石，除個別樣品中數(shù)量較豐富外，大多數(shù)樣品中的有孔蟲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 以上有孔蟲豐度和分異度升高，幾乎全為底棲有孔蟲，主要為個體較小的Ammonia aomoriensis,Ammonia beccarii vars.等弱海相性代表屬種，偶見有Rotalidum annectens, Elphidium advenum, Elphidium hispidium等破碎殼體，應為搬運再沉積殼體。至花斑黏土層有孔蟲豐度和分異度又逐漸降低，接近于0?？傮w來說，上部0～18 m有孔蟲豐度和分異度較高，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以上有孔蟲分異度仍處于增大趨勢。該段有孔蟲以底棲類型為主，僅個別層位見有少量極細小的浮游類型殼體。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)勢屬種組合為Elphidium hispidulum、Elphidium advenum、Rotalidium annectens、Ammonia beccarii等，優(yōu)勢屬種在深度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），同時又極少或未見浮游類型（圖4）。

圖4 DZK02 孔有孔蟲優(yōu)勢種屬分布及豐度、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、淡水注入增多會帶入較多的外源碎屑礦物，在較強氧化條件下，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，往上粉砂層磁化率有了一定幅度的波動上升，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始顯著升高，磁化率較離散，波動幅度較大（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，最大海侵線達到了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，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、ZK37三個鉆孔南北兩側均有丘陵地貌分布（圖1b），海侵時海水會繞過海拔較高的山地丘陵地區(qū)而首先淹沒海拔較低的平原區(qū)，結合地形特征我們推斷ZK34、ZK35、ZK37 三個鉆孔兩側應該存在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該存在兩條，但是由于ZK34、ZK35、ZK37 三個鉆孔以南缺少鉆孔資料，我們只能確定ZK34、ZK35、ZK37 三個鉆孔以南存在另一條全新世最大海侵古岸線，但無法確定其準確位置。因此，我們根據(jù)海侵地層尖滅點圈定最大海侵古岸線時，一定不能忽視地形地貌對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，總得來說極為接近。

圖6 研究區(qū)晚第四紀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，并結合測年數(shù)據(jù)、微體古生物分布、地球化學和磁化率等數(shù)據(jù)，研究區(qū)晚更新世以來的沉積演化主要分為5個階段。

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，一直處于風化、剝蝕、侵蝕的環(huán)境，基巖裸露，直到這個階

段才開始接受第四紀沉積[6]。該時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，隨著氣候轉暖，海平面波動上升（圖7）,研究區(qū)發(fā)生了晚更新世以來第一次海侵，發(fā)育了以粉砂質(zhì)黏土至淤泥質(zhì)細砂為主的沉積地層，代表海相性種屬的底棲有孔蟲Elphidium hispidulum、Elphidium advenum較富集，Ba、Sr 元素值指示微咸水環(huán)境，磁化率開始出現(xiàn)突變，代表了河流與海水潮流動力相互作用的淺海相沉積環(huán)境，約26～24 ka B.P.到達本次海侵高海平面期，在此階段中國東海、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]，說明此次海侵具有一定的普遍性。

雖然眾多學者關于廣東沿海晚更新世海侵層的年代現(xiàn)在仍無定論，比如Zonget al.[29]認為此次海侵層經(jīng)歷了之后末次冰期時的暴露環(huán)境，地層遭受風化，導致測年數(shù)據(jù)比地層真實年齡普遍偏年輕，但仍存在較大爭議，但研究區(qū)和珠江三角洲眾多鉆孔的測年數(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，該時期廣泛發(fā)育了由風化作用形成的雜色花斑黏土，可見少量零星底棲有孔蟲，殼體呈黃褐色，遭受過風化作用，Ba、Sr元素含量重回低值，磁化率降低至穩(wěn)定，指示較強的氧化環(huán)境。前人研究認為，該時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間基本相同。

第4階段（橫欄組）：11～1 ka B.P.

進入全新世，全球氣候變暖，海平面開始迅速回升，研究區(qū)開始發(fā)生晚更新世以來第二次海侵，發(fā)育深色淤泥和粉細砂，鉆孔中出現(xiàn)大量微體古動物群記錄，優(yōu)勢屬種組合為Elphidium hispidulum、

Elphidium advenum、Rotalidium annectens、Ammonia beccarii等海相屬性底棲有孔蟲，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，形成了古河口灣。這次海侵發(fā)生于全新世大暖期，持續(xù)時間較長，范圍也比晚更新世海侵更廣，與珠江三角洲地區(qū)研究結果相一致[9,13-14]。

第5階段（現(xiàn)代沉積層）：1 ka B.P.至今

4 000 年以來，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)模的波動變化，研究區(qū)現(xiàn)今海陸格局基本形成，開始接受現(xiàn)代沉積，該階段的沉積環(huán)境會受到一定程度人類活動的影響。

圖7 50 ka B.P.以來南海及其鄰近海區(qū)海平面變化曲線與研究區(qū)沉積序列對應關系（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)晚第四紀最大海侵古岸線分布與構造運動、海平面變化的關系

第四紀以來，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[32]。根據(jù)古氣候研究結果，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，兩個海侵時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期實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)晚更新世以來的海進—海退，主要受兩極冰蓋體積控制的全球絕對(水動型)海面變化和該區(qū)構造垂直升降共同控制的，“水動型”和“地動型”海面變化相互疊加[35]，還構造運動的本來面目，是深入了解研究區(qū)晚更新世以來沉積演化特征的基礎和關鍵。

目前眾多學者對華南沿海晚更新世以來的海平面變化仍存在較多爭議，其中主要分為兩種觀點。一種觀點認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，進入早全新世海平面開始大幅度回升，約在距今4 ka 時接近現(xiàn)今海平面高度[18,36]。而另一種觀點則認為40～10 ka B.P.以來海平面在-2 m至-12 m波動，并不存在低于-20 m的低海面時期[37]，全新世開始大幅度上升，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個樣品的年代、埋深和構造升降等數(shù)據(jù)，繪制出符合華南地區(qū)的晚第四紀海平面變化曲線，本文在計算和分析時主要參考此古海面資料。

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

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

根據(jù)研究區(qū)晚第四紀兩次海侵層位的現(xiàn)代埋深，暫不考慮構造沉降和沉積物壓實等引起的地層升降，從最大海侵古岸線向海一側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)代標高在-3.9～-12.7 m（圖8a），這與眾多學者研究所認為的晚更新世中晚期存在-20～-60 m 的最高海平面的結論不符合[18,36,38]，可以得到的是，晚更新世海侵以來，研究區(qū)域構造運動整體上應該發(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處的樣品測年結果分別為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 處的樣品測年結果分別為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造升降速率計算結果Table 4 Rate of vertical tectonic motion calculated from sediment transgression

圖8 研究區(qū)晚第四紀兩期海侵地層的現(xiàn)代標高（a）全新世；（b）晚更新世Fig.8 Modern elevation of marine facies stratum(a)Holocene;(b)Late Pleistocene

本文計算結果沒有考慮沉積物壓實、靜力均衡沉降以及后期侵蝕等非構造因素的影響，加上目前學術界比較認同不存在適應于全球性的海平面變化曲線[38]，在進行不同研究時選用的海平面曲線有所差異，而且在對晚更新世海相沉積物的計算中沒有按照不同的年代數(shù)據(jù)細分為晚更新世以來和全新世以來兩大時段，其計算所得抬升速率表示晚更新世以來升降相抵后的整體平均速率[36]，導致不同研究計算所得構造升降速率可能會存在一定的偏差，和前人研究結果相比，雖有一定偏差，倒也合理（表5）。

表5 臺山地區(qū)新構造運動研究成果Table 5 Neotectonic movement in Taishan area, as determined in this study

掌握了研究區(qū)晚第四紀構造升降速率的基本信息，結合兩次海侵時期最高海平面高度，消除構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。全新世最大海侵時代約6 ka B.P.，當時海平面高于現(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研究區(qū)地層平均沉積厚度約為5.3 m，理論計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代約25 ka B.P.，當時海平面高度低于現(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）。這個結果進一步論證了研究區(qū)晚第四紀兩次最大海侵古岸線走勢相似、距離相近的主要原因，由于在全球海平面變化的大背景下，不同時期構造升降情況不一致，但整體上仍處于構造抬升的狀況，從而導致的晚更新世海侵時期的古地勢相較于全新世海侵時偏低，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 中國沿海晚第四紀海侵的新構造背景

晚第四紀以來，受冰期—間冰期控制，在中國沿海尤其是渤海、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]。前人關于渤海灣西側和長江三角洲地區(qū)晚第四紀海侵研究已取得了大量的研究成果，晚第四紀以來渤海灣西側華北平原發(fā)現(xiàn)了MIS5 期的滄州海侵、MIS3 期的獻縣海侵和MIS1 期的黃驊海侵，最大海侵范圍獻縣海侵>滄州海侵>黃驊海侵[44-47]（圖9a）。長江三角洲地區(qū)晚第四紀以來發(fā)生過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）。渤海灣西岸和長江三角洲地區(qū)晚第四紀以來主要以持續(xù)的構造沉降為主[46,50]，前人研究發(fā)現(xiàn)，晚更新世早期本區(qū)古地勢較高，物源供應較豐富，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期構造沉降，晚更新世中晚期和全新世期間該區(qū)極易受海平面波動影響而發(fā)生海侵[46]。即使MIS3 期海侵時最高海面低于全新世和晚更新世早期最高海面數(shù)十米，該時期最大海侵范圍仍大于晚更新世早期時的海侵，這主要是由于構造沉降的結果。但在渤海灣西岸，雖然持續(xù)的構造沉降作用導致全新世古地勢相對較低，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，從而補償了構造沉降所增加的可容空間，導致黃驊海侵范圍較小。

圖9 晚第四紀最大海侵古岸線分布（a）渤海灣西岸；（b）長江三角洲（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)晚更新世以來發(fā)生了兩次海侵，為晚更新世的福州海侵和全新世的長樂海侵，福州海侵相對較弱，海水僅侵入到了福州市區(qū)一帶，長樂海侵范圍更廣，其范圍達到了福州西側的閩侯一帶[48,52]（圖10a）。福建沿海整體處于新構造運動的上升區(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]。閩江南側地區(qū)海侵強度較弱，兩次海侵最大范圍相近，表現(xiàn)出與臺山沿海相似的特征。在對珠江三角洲地區(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代歸屬有3～5 萬年的晚更新世中晚期（相當于MIS3）[7,10]和10萬年左右的晚更新世初期（相當于MIS5）[54]兩種觀點，同樣也是影響三角洲地區(qū)新構造升降速率估算的重要因素。

圖10 晚第四紀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])

我國海岸帶跨越多個亞板塊塊體[55]，由于新構造差異活動，我國海岸帶可分為山地丘陵海岸（福建沿海、臺山）和平原海岸（渤海灣西岸、長江三角洲），前者基本上屬于上升區(qū)，后者則屬于下降區(qū)[48]。從以上粗略對比可以看出：1）中國沿海不同地區(qū)由于新構造背景不同，晚第四紀海侵發(fā)生次數(shù)和最大范圍在空間上整體具有“北強南弱”的特點（表6）；2）中國沿海晚第四紀海侵發(fā)生的次數(shù)和最大范圍差異顯著，除不同構造單元存在著構造差異外，海平面高度和沉積物供給變化同樣對海侵強度有著一定的影響，導致同一地區(qū)不同時期之間海侵強度差異并未完全遵循傳統(tǒng)意義上“早弱晚強”[55]的規(guī)律（表6）；3）研究模擬表明，未來一段時間，全球海平面理論上以2.0 mm/a 作為預估的海平面上升速率較為合適[56]，加上人類對流域治理水平日趨成熟，流域沉積物供給會更加穩(wěn)定，由此可見，今后海岸地區(qū)構造運動將成為影響海侵發(fā)生的重要因素。

表6 晚第四紀中國沿海部分地區(qū)海侵強度對比Table 6 Comparison of transgression intensity in Chinese coastal areas in the Late Quaternary

5 結論

（1）珠江三角洲西緣臺山地區(qū)晚第四紀地層自下而上可劃分為4個沉積單元（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的高海面時期發(fā)生了2次主要的海侵事件，最大海侵古岸線最遠分別向陸地延伸15.4 km 和16.3 km，兩條最大海侵線距離接近，走勢相同。兩次海侵時期實際最高海平面高程之差達數(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)晚更新世以來整體處于構造抬升狀態(tài)，使得晚更新世海侵時的古地勢較低，從而導致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)晚更新世以來整體抬升速率為+0.51 mm/a，全新世中晚期轉變?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)當前2.8 m和3 m等高線相符。

（4）中國沿海晚第四紀海侵發(fā)生次數(shù)和最大范圍在空間上整體具有“北強南弱”的特點，同一地區(qū)不同海侵之間不完全遵循“早弱晚強”的特點。構造運動、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，構造升降將會在未來成為應對海平面上升對海岸帶地區(qū)的影響中不可忽視的重要影響因素。

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