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弱潮環境現代河口三角洲淤積發展的過程與階段:以華南海岸爲例




  1 前言 

  河口三角洲地帶陸海相互作用的一個重要的問題是,現代河口三角洲如何淤積前展以及這一淤積發展過程反映了怎樣的陸海相互作用特點及變化。所謂的現代河口三角洲,是指全新世海侵結束後到現在的近5~6千年來形成發展的河口三角洲。這是河口三角洲地質歷史的最新一頁,内容極其豐富、生動,並可直接從地表對它們進行觀察。筆者考察過我國南方的許多河口三角洲,發現它們雖然千姿百態,但却同時又有一定的趨同性。本文即擬對這方面的情况做一些討論,中心内容是“現代河口三角洲淤積發展的過程與階段”問題。文中主要采用差异對比和綜合分析的方法,意在從復雜、分散的現象中,抽出有用或有規律性的東西來,以供專業工作者參考。

  2 全新世海侵結束後的河口沿岸帶面貌

  探討現代河口三角洲的淤積發展與變化,須首先從全新世海侵結束後的海岸帶面貌説起。因爲5000~6000a B.P.是一個重要的界綫,其前、其後的海平面變化狀態及河口過程很不相同:其前海平面迅速上昇,河流動力退却,海洋潮汐和波浪動力向陸擴張,河口三角洲遭受侵蝕破壞,岸綫後退;其後的海平面處於基本穩定時期,河口三角洲才逐漸轉爲向海推進發展。這是兩種性質不同且運動方向相反的河口三角洲演變過程。5000~6000a B.P.居其間而處於轉换界綫位置,其時之河口沿岸帶面貌,當與此前海平面上昇時期海洋潮汐或波浪動力改造破壞原河口三角洲物質産生的侵蝕或堆積現象有關。具體情况則視各地海洋潮汐或波浪優勢動力的差异而表現不同,如在强潮或潮差較大的地區,大多形成三角港或河口灣;而在弱潮或潮差較小的地區,波浪動力的重要性凸顯,其結果是出現沙壩(堡)島—潟湖體系。這就是説,弱潮環境現代河口三角洲淤積發展之前的原始海岸形態,應是沙壩(堡)島—潟湖景觀。

  河流入海處如果出現沙壩(堡)島—潟湖體系,這樣的河口地帶被視爲“波浪優勢”之海岸[1]。盡管沙壩(堡)島—潟湖海岸的成因衆説紛紜,但愈來愈多的證據顯示,現代沙壩(堡)島—潟湖的形成,與冰後期(或全新世)海平面上昇影響下的濱面轉移過程及其泥沙的向陸搬運和堆積作用有關[2~8]。密西西比河三角洲廢棄演變的實例與模式[9]亦證明,弱潮環境河口三角洲遭受侵蝕破壞和改造的後期表現,正是以沿岸帶出現“進侵型沙壩(堡)島弧”及其壩(堡)後潟湖爲特點。華南海岸平均潮差小於2m的粤東、粤西、瓊北、瓊東和瓊南等衆多獨流入海河流的河口地帶,全新世海侵結束至今的沿岸面貌,確都是主要由沙壩(堡)島—潟湖體系奠定的輪廓和基礎。

  3 現代河口三角洲淤積發展的過程與階段

  所謂弱潮環境現代河口三角洲淤積發展的過程與階段,實質就是近5000~6000年來,河流輸出的泥沙如何淤積充填、改造海侵結束後形成的沙壩(堡)島—潟湖體系的過程與階段。這個淤積充填、改造過程是逐步進行的。由於華南各江河的輸水輸沙情况差异較大,加之原有沙壩(堡)島—潟湖體系的規模有大有小,因此近5~6千年來各沙壩(堡)—潟湖體系的淤積充填和改造的程度可以處於不同的發展階段。例如即有以下幾種淤積狀態。

  1) 基本維持原狀,即潟湖的淤積充填甚微。這主要是由於注入潟湖的河流非常短小,缺乏泥沙的淤積而造成。如粤西的水東灣和海南島的新村灣。

  2)潟湖灣有一定的淤積充填,但沙壩(堡)島—潟湖體系仍較清晰、完整。如粤東的龍江河口—神泉港和海南島的小海。

  3)潟湖灣的大部分已被現代河流輸沙淤積充填,但仍有小塊潟湖水域。如粤東的練江河口和粤西的鑒江河口。

  4)潟湖灣快要被現代河流輸沙淤積填滿而近乎消失,僅在主體充填三角洲的側翼空檔部位有殘餘潟湖水域存在。如粤東的螺河河口—烏坎港和海南島的萬泉河口—博鰲港。

  5)潟湖灣剛剛被現代河流泥沙淤積填滿不久,河流“冲决”沙壩(堡)島,在壩(堡)外海域開始了新的三角洲建造過程。如粤西的漠陽江河口。

  6)潟湖灣早已被現代河流泥沙淤積填滿,河流“冲决”沙壩(堡)島,在壩(堡)外海域已形成了大面積的三角洲平原,如韓江三角洲。

  以上6種淤積狀態放在一起,生動地演示出弱潮環境現代河口三角洲淤積發展的過程與階段,這就是首先淤積、充填壩(堡)後潟湖灣,然後“冲决”沙壩(堡)島,向壩(堡)前區域推進,在開敞海域發展新三角洲平原。

  4 現代韓江河口三角洲的發展與地貌 

  現代韓江河口三角洲是華南少有的完整經歷了上述6種淤積狀態全過程的著名河口三角洲,具典型和代表意義。故此特對其三角洲發展與地貌問題,重點做一些介紹。

  4.1 古沙壩(堡)島弧及其壩(堡)後潟湖的淤積充填

  曾昭璇(1957)[10]首先研究了韓江三角洲的地貌,並將該三角洲劃分爲頂部扇形堆積平原區、中部低地平原區和海岸沙壠區等三大區域,其稱謂的“中部低地平原區”和“海岸沙壠區”,即分别相當於我們所説的“壩(堡)後潟湖充填平原”和“壩(堡)前三角洲平原”。李平日、黄鎮國和宗永强等(1987)[11]進一步研究過韓江三角洲的地貌、搆造和沉積特徵,還重點分析了該三角洲全新世的地貌發育和濱綫演進歷史及過程,加深了對韓江三角洲沉積、地貌特點及其演變的瞭解。但如何認識全新世特别是近6千年來韓江河口三角洲的發展過程,學術界有不同的看法。如李春初認爲[12],全新世海侵結束後的韓江河口地帶,曾是古沙壩(堡)島弧—潟湖環境。古沙壩(堡)島之砂質沉積物較緊實,呈粉紅色,它們横攔河口,從東北向西南斷續分佈,即由韓江三角洲中部的樟林向西南經内底、上華、庵埠直至桑浦山東南麓。已揭示的該古沙壩(堡)島弧地帶沉積的14C年齡有距今5380±130年、5220±220年、4330±120年、3900±10年、3265±85年和3140±100年不等(廣東省海岸帶和海涂資源綜合大隊,1984.粤東海岸地貌沉積與灘地水文調查報告。),説明全新世海侵結束後的相當長的一段時期内,韓江河口濱綫位置停滯在這一沙壩(堡)島弧地帶附近,或者古濱綫位置曾在這一地帶附近有超覆向陸後退的緩慢移動和變化。該沙壩(堡)島弧缺口衆多,海水沿這些缺口向裏侵入形成壩(堡)後潟湖灣,灣中海水向北進侵可靠近潮安。從地貌學的觀點看問題,古沙壩(堡)島弧向海一側的岸綫是海侵結束時的真正古“濱綫”或古“海岸綫”位置(這裏有波浪作用的痕迹——浪蝕和浪積地貌分佈),而海水沿古沙壩(堡)島弧缺口(即潮汐通道)向陸深入達及之處,爲海水的“進侵邊界綫”(這裏没有也不可能有浪蝕、浪積地貌痕迹),它們是同一時期的不同邊界部位,各自顯示的古環境意義不同。海侵結束後的相當長的一段時期内(大約在6000a B.P.至2000a B.P.),現代韓江三角洲只是緩慢地淤積充填壩(堡)後潟湖,所成之三角洲地勢低平,多湖沼(如梅林湖等)殘存水域。當然,這些殘存水域早已淡化變成淡水湖沼。

  4.2 壩(堡)前新三角洲的類型多姿多彩

  畢竟韓江是一條輸水輸沙量相對較豐的河流,近2000年來尤其是唐宋以後流域開發轉盛,水土流失加重,河流輸沙量增大,河口三角洲的發展也開始産生决定性的新變化,這就是“冲决”古沙壩(堡)島弧,迅速在壩(堡)外海域淤進發展新三角洲平原。由於壩(堡)前海域的動力環境各地區並不完全相同,故不同地區新成之三角洲平原各具特色:

  (1)東側的河流優勢型三角洲:這裏因有南澳島屏蔽,波浪動力弱,新成之三角洲平原在這裏具有“河流優勢型”的特點,其表現是河流提供的粗、細泥沙都在這裏堆積,没有或很少受到波浪的改造和再分選、搬運作用。地貌上的表現是地形平坦,洲島與河汊(形態較直)十分發育。

  (2)南側的波浪優勢型三角洲:東溪河口至新津口之間的區域面向開闊的南海,波浪動力活躍,所成之新三角洲平原具“波浪優勢型”特點。其沉積表現是,波浪對河流供沙的再分選作用使沉積物粗化,故三角洲平原以粉砂和細砂沉積爲主。地貌表現是,平原上有多列高起的、由波浪和風力吹揚作用形成的平行於海岸的沙脊或沙壟分佈,這種平原又稱“灘脊平原”。

  (3)西南側的潮汐優勢型三角洲:指分佈於桑浦山西南側的梅溪下游和牛田洋的近岸平原。韓江東溪和西溪(含新津溪和外沙河)直接入海的懸浮泥沙以及波浪掀動南側三角洲濱岸淺灘再懸浮的細粒泥沙,可在漲潮流的作用下,進入汕頭灣内牛田洋水域沉積,故牛田洋近岸淤積形成的平原及潮灘的淤積物很細。由此形成的新三角洲平原具“潮汐優勢型”特點:以海相淤泥或粘土沉積爲主,地勢低平,平原上的潮汐水道網絡蜿蜒或彎曲。

  5 討 論

  5.1 壩(堡)後潟湖淤積、充填特點

  壩(堡)後潟湖的淤積、充填,是一個極緩慢的過程。在韓江和珠江[13]河口三角洲,這一階段的歷史都長達3~4千年之久;漠陽江、螺河和萬泉河等河流的河口甚至經歷了近5~6千年的時間,才剛剛(或接近)把壩(堡)後潟湖淤積填滿;更多的小河流的河口,壩(堡)後潟湖至今尚存或整個沙壩(堡)島—潟湖體系的面貌仍未有重大的改變。這一階段的淤積過程,實際具有過渡性質的作用及意義。河口由海侵時的“後退階段”向海侵結束後的“前進階段”轉化,需要有一個過渡轉换時期來進行適應調整[14]。在此過渡轉换時期,壩(堡)後潟湖要逐漸淡化,還要逐步實現區域動力環境的轉變,即從主要受潮汐(指壩後潟湖區域)和波浪(指潮汐通道口和壩前海域)影響轉向由河流動力作用控制。圖1-4a、圖1-4b和圖1-5看出,螺河河口、萬泉河河口和漠陽江河口的壩(堡)後充填三角洲形態及其水系分佈架勢是驚人的相似:它們呈三汊型或四汊型,上端分、下端合;右汊均爲主汊道,由逕流動力控制,且河型都彎曲即向右拐了一個大彎之後才匯入潮汐通道口;左汊均爲支汊道,由潮流動力控制,螺河口的烏坎港、萬泉河口的博鰲港和漠陽江口的北津港,都是建於各自左汊道的口子上。這反映了壩(堡)後潟湖淤積充填及動力過渡轉變的某些特點與規律:灣内潮流和逕流的主要路徑是錯開的,它們都有向右偏轉的趨勢,即潮流右偏主要沿左汊道進入,逕流右偏主要循右汊道下泄。壩(堡)後潟湖愈趨淤滿,河口位置愈延長,右汊道的水位愈抬高(特别是洪水時),落潮時則其縱比降加大,爲達平衡,右汊道只得通過使河型彎曲即用延長流路的方式來减緩比降,故上述3個河口的右汊道幾乎無一例外地都要向右繞一個大彎後才匯入通道口。然而一旦沙壩被河流“冲决”,壩(堡)後水流趨於暢通,中汊易於發展取代右汊成爲主汊道,此時右汊道有可能退化爲湖沼。韓江三角洲壩(堡)後偏西方向的梅林湖(圖1-6)的成因或與此有關。

  5.2由壩(堡)後淤積轉爲向壩(堡)前發展的標誌 

  壩(堡)後潟湖淤滿後,河口動力環境才真正從原來的主要受潮汐(壩後)和波浪(壩前)影響,轉變爲由河流動力作用控制。至此河口過程要發生質的變化。實現這種質的飛躍變化的標誌或行爲,是河流動力對沙壩(堡)島的“冲决”作用。海南島萬泉河河口目前正處在這種轉變的關鍵性時刻,據報導[15、16],該河口脆弱的沙壩(堡)島——玉帶灘曾多次被洪水冲斷過,預估這種“冲决”作用還要發生。因此,這類河口的保護、開發龢利用,與其以堵抗冲,不如因勢利導,順應自然發展趨勢,促成“冲决”作用的形成,以利河口過程完成其階段性的轉變。

  5.3 壩(堡)前海域淤積條件與特色 

  當河口淤積作用大量擴展到壩(堡)前海域時,現代河口三角洲的發展進入新的階段。但這只有少數幾條輸水輸沙量相對較豐的河口才能做得到。壩(堡)前海域淤積的新三角洲平原,因具體動力環境的差异,可表現出不同類型三角洲的特性與特色。

  5.4 沉積架構

  以上分析及討論實際表達出,弱潮環境現代河口三角洲區域如果沉積物發育完整的話,應由兩種性質不同的沉積體系搆成:一是冰後期或全新世早—中期海平面上昇背景條件下形成的“海進型”(或“上超型”)沉積;二是近6000a來海平面基本穩定背景條件下形成的“海退型”(或“前展型”)沉積。前者即具波優型河口特性的沙壩—潟湖沉積體系[17],包括沙壩(堡)島本身之砂體及其壩(堡)下與壩(堡)後的河流冲積、灣頭三角洲和潟湖盆地的沉積等。 壩(堡)後沉積是在低海面時形成的深切河谷的基礎上發育的充填物,其特點是垂向沉積層序自下而上物質由粗逐漸變細及沉積相由陸相逐漸過渡到陸—海交互相,這就是筆者等[14](中山大學地理係河口研究組(李春初,楊干然),1977.珠江三角洲的形成發育和演變。)在研究珠江三角洲形成演變過程及其沉積特徵時,曾經指出過的海侵條件下的河口及其以内河床的“溯源充填沉積體系”。而近6000年來形成的“海退型”(或“前展型”)沉積,在壩(堡)後潟湖區域屬灣頭三角洲性質,於壩(堡)前海域則具三角洲三層結構(前三角洲相、三角洲前緣相和三角洲平原相)特點。上述兩種沉積體系之間呈不整合關係接觸,即沙壩(堡)島的濱面是一個與海侵影響有關的廢棄破壞侵蝕面。若用層序地層學的理論[18~20]來考察,前面指出的“海進型”沉積體系、廢棄破壞侵蝕面和“海退型”沉積體系,大致分别相當於層序地層學的“海進體系域”(TST)、“海進面”(TS)和“高水位體系域”(HST)等概念。

  6 結 語

  華南沿岸屬弱潮環境,平均潮差大多小於2m。冰後期或全新世早—中期海侵時,海平面迅速上昇,河流動力不斷向陸退縮而海洋的潮汐和波浪動力則乘機向陸擴張,其時河口三角洲的演變包括兩方面的内容:向陸一側河谷内的溯源淤積充填和向海一側的海岸侵蝕即原河口三角洲的廢棄破壞。後者侵蝕破壞的主要動力因素是波浪,結果在海平面上昇影響下,原河口三角洲的砂質沉積物,在波浪作用下伴隨濱面轉移過程,不斷向陸轉運和堆積,最終在沿岸帶形成沙壩(堡)島—潟湖景觀。而全新世中—晚期即近6000a來的海平面基本穩定時期,河口環境由原來的波浪動力優勢逐漸向河流動力優勢轉换,則現代河口三角洲不斷向海淤積推進發展。這分兩階段進行:首先緩慢地淤積充填壩(堡)後潟湖;然後“冲决”沙壩島,向壩(堡)前海域發展。然而,華南絶大部分小河流的河口至今仍在前一階段躊躇不前,只有珠江和韓江兩條輸水輸沙量較豐河流的現代河口三角洲,才超越沙壩(堡)島向海推進甚遠。可見,河口三角洲演變問題的研究,必須充分考慮到歷史陸海相互作用的特點及變化,才能使認識加深。

  

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  原載:李春初等,2004.中國南方河口過程與演變規律,第五章第四節.北京:科學出版社,145~150. )
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