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南黃海地形地貌特征及其成因探討

2023-01-10 07:34孔祥淮陸凱徐曉達楊慧良張勇尚魯寧
關(guān)鍵詞:淺灘黃海水深

孔祥淮,陸凱,徐曉達,楊慧良,張勇,尚魯寧

1.中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所,青島 266237

2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點國家實驗室海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術(shù)功能實驗室,青島 266237

南黃海位于中國大陸和朝鮮半島之間,范圍大致為 31°45′~38°N、119°~127°E,南北長約 750 km,東西寬約650 km,最窄處(成山頭與朝鮮長山串連線)約 190 km[1],海域面積約 30×104km2[2]。南黃海是一開闊的內(nèi)陸淺海盆地,西鄰山東半島和蘇北海岸,東瀕朝鮮半島,北面與北黃海相接,南面以江蘇省啟東嘴至韓國濟州島西南角連線與東海分界。北部海域變狹,與北黃海相連;南部海域開闊,與東海相通。南黃海地勢東西呈不對稱分布,西緩東陡,地勢由西部和東部向中部傾斜。在南黃海中部偏東的位置有一南北走向的寬淺谷地,縱貫整個南黃海,就是人們常說的“黃海槽”[1]。南黃海海底地形地貌復(fù)雜多樣,既有堆積作用形成的水下三角洲、平坦的淺海平原、水下淺灘,也有侵蝕作用形成的沖刷槽、沖蝕谷;既有目前還在活動的潮流沙脊,也有殘留的古河道、古洼地和古潮流沙脊,還有構(gòu)造作用為主導(dǎo)形成的臺地和臺坡。復(fù)雜的海底地形地貌受構(gòu)造、物源、海洋水動力、生物活動以及近岸頻繁的人類活動等多種因素綜合作用,其變化過程相當(dāng)復(fù)雜。海底地形地貌信息是海洋科學(xué)研究的基礎(chǔ)資料,對海洋漁業(yè)、海洋資源開發(fā)等具有重要意義[3]。

1 材料和方法

水深數(shù)據(jù)主要來自中國地質(zhì)地調(diào)局青島海洋地質(zhì)研究所獲取的1∶100萬和1∶25萬海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查實測數(shù)據(jù),包括單頻測深、多波束、淺地層剖面、側(cè)掃聲納等相關(guān)資料。此外,還收集了歷史上和近年來中國海區(qū)其他相關(guān)調(diào)查資料、海圖資料、海底沉積物調(diào)查資料和圖件等。不同類型、不同坐標(biāo)系與投影的數(shù)據(jù)融合處理過程中出現(xiàn)了若干技術(shù)問題,通過對比、融合的方法對資料進行合理的使用,融合采用的基本原則是,以高精度的測深數(shù)據(jù)為參考,改正低精度測深數(shù)據(jù),使其與高精度測深數(shù)據(jù)描述的海床地形一致。

海底地形單元是指海底起伏狀況相似而與其他區(qū)域有明顯差異,并且在成因上有一定聯(lián)系的一片區(qū)域,也可稱為地形區(qū)。地形單元的劃分,是在海底所處的地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)上,考慮內(nèi)外力作用對海底地形的總體影響來進行劃分的。在具體分區(qū)時,還考慮到了地形區(qū)的輪廓特征、海底起伏趨勢和形成原因等,例如,水下三角洲是扇形輪廓,扇體表面的海底比較平坦,由海岸向海呈放射狀緩傾,但在扇體邊緣地帶具有坡度較大的斜坡。盡管扇面與扇體邊緣的海底起伏狀況有明顯差異,但它們在成因上是一致的,都是河流攜帶陸源碎屑入海過程中沉積下來形成的,因此應(yīng)以扇體邊緣斜坡的坡腳線為界作為水下三角洲與其他地形區(qū)的分界線。

海底地貌是指某一海域地表的外部形態(tài)特征,與地形單元既有聯(lián)系又有區(qū)別。同一地形單元中可以根據(jù)地表形態(tài)特征劃分出不同的地貌類型。海底地貌的分類,是根據(jù)地貌形成的主次因素,采取分析組合方法劃分的。依據(jù)海底地貌發(fā)育規(guī)模,先宏觀后微觀,先群體后個體的慣例[4],將南黃海海底地貌劃分為四級。一級地貌單元具有不同的地殼結(jié)構(gòu),屬明顯受板塊構(gòu)造控制形成的巨型或大型地貌,中國海域一級地貌分為大陸地貌、過渡帶地貌和大洋地貌,南黃海一級地貌屬于大陸地貌;二級地貌是在一級地貌基礎(chǔ)上,進一步按地殼類型、地質(zhì)構(gòu)造和外營力因素劃分的大型地貌,二級地貌分為海岸帶、陸架(島架)、陸坡(島坡)和深海盆地等類型,南黃海的二級地貌主要有海岸帶和大陸架;三級地貌是在一、二級地貌的基礎(chǔ)上受內(nèi)、外營力共同作用控制,并受到徑流、潮流、波浪、沿岸流、風(fēng)力和重力等各種復(fù)雜動力體系的影響所形成,根據(jù)形態(tài)特征劃分出來的中型地貌,如陸架侵蝕平原、潮流沙脊群、水下侵蝕-堆積岸坡等;四級地貌則是在三級地貌基礎(chǔ)上進一步細分出來的獨立小型地貌實體,除陸架區(qū)比較復(fù)雜外,其余均較為簡單,即可單獨存在于一種三級地貌中,也可能發(fā)育在兩種三級地貌類型間,如沖蝕谷可以跨越幾種三級地貌類型。南黃海以三級地貌類型為主,是本文討論的重點。

2 結(jié)果與討論

2.1 南黃海地形特征

2.1.1 地勢特征

大量的實測資料和以往相關(guān)的研究成果表明,南黃海是一個不對稱的海盆,海底地勢由西、北、東三面向中部和東南方向緩慢傾斜,西部坡度比較平緩,東部則相對較陡。若將黃海槽水深最深點自北向南連接成線作為海槽谷軸線(圖1),則海槽谷軸線西側(cè)的平均坡降約為0.24‰,東側(cè)平均坡降約為0.51‰。海槽谷軸線成為南黃海海底地形地勢的一條天然分界線。

南黃海西部60 m等深線以西的陸源碎屑堆積體,自北向南連成一體,是南黃海最引人注目的地形地貌(圖1)。經(jīng)計算,60 m等深線以西的堆積體分布面積在南黃??偯娣e中的占比超過了40%(近13×104km2)。如果按地勢起伏狀況來分的話,可以明顯地劃分為三部分,北部(36°N以北)、中部(34.5°~36°N)和南部(34.5°N 以南)。北部以成山頭以南海域的水下淺灘為主體,地勢由平緩轉(zhuǎn)陡傾,平均坡降約為0.79‰;中部以海州灣侵蝕平原為主體,地勢由西向東平緩降低,平均坡降約為0.25‰;南部為蘇北岸外舌狀地形體系,地勢由平緩轉(zhuǎn)變?yōu)榫弮A,平均坡降約為0.21‰。

圖1 南黃海海底地形分區(qū)圖① ——古洼地,②——古河谷,③——沖蝕溝槽,④——沖蝕谷,⑤——溺谷。Fig.1 Geographical province map of the seafloor in South Yellow Sea①-paleodepression, ②-paleo-valley, ③-erosion groove, ④-erosion valley, ⑤-drowned valley.

中部淺海平原總體地勢為向東南微傾,是南黃海最平坦的地區(qū),平均坡降約為0.13‰;中部偏東的黃海槽淺谷總體地勢特征是東西兩側(cè)向中部緩傾且北淺南深。

2.1.2 地形分區(qū)及特征

根據(jù)南黃?,F(xiàn)代海底起伏變化趨勢特征,將南黃海海底劃分成以下6個不同地形單元(圖1)。

(1)山東半島東部水下泥楔地形區(qū)(Ⅰ)

該區(qū)位于山東半島東端成山頭以南海域(圖1),從成山頭向南然后再轉(zhuǎn)向西南延伸到青島,水深20 m以內(nèi)為水下岸坡,平均坡降約1.3‰。東部為南寬北窄的彎月形淺灘,面積約5 500 km2,水深20 m左右,淺灘南部最寬處近50 km,向北逐漸變窄為15 km。淺灘的東側(cè)30~60 m等深線比較密集,形成向東南方向凸出的弧形坡地,在沿37°N的地形剖面上該坡地的坡降比為3.03‰(圖2)。這片彎月形淺灘與坡地,即為人們所稱的“山東泥楔”的一部分。在淺灘與沿岸水下岸坡之間,有一條NNESW方向延伸的溝槽,水深多變化于35~60 m,南淺北深,在成山頭附近深達80 m。

圖2 沿 37°N 的地形剖面Fig.2 Topographic profile along north latitude 37°

(2)海州灣緩傾斜地形區(qū)(Ⅱ)

該區(qū)西至青島——連云港岸線,東至水深60~65 m,面積約41 200 km2,南寬北窄,南部最寬處近300 km。海底地勢由西向東緩慢傾斜,平均坡度約0.25‰。本地形區(qū)基本上由三部分組成,由西往東為斜坡-平原-斜坡(圖1)。西部沿岸為水下岸坡,水深0~20 m,青島-嵐山段水下岸坡窄而陡,坡度變化于1‰~2‰,嵐山-連云港段0~20 m為海灣平原,比較寬緩,坡度約為0.5‰。東部斜坡帶坡度約為0.4‰。中部為剝蝕平原,比較平緩,坡度變化于0.1‰~0.2‰。平原中部有一條明顯的弧形淺谷(圖1中的②),先由西南向東北方向延伸,然后轉(zhuǎn)為向東南方向延伸至南黃海中部的平原。淺谷西部窄東部寬,谷寬由約5 km變?yōu)榧s25 km,在東部寬谷兩側(cè)各有一條脊?fàn)罡叩叵驏|南方向凸出。平原南部有一小型洼地(圖1中的①)。這些凹凸不平的形態(tài),常為古地貌的遺跡[2]。

(3)蘇北岸外舌狀地形區(qū)(Ⅲ)

在蘇北岸外,北起海州灣南部(連云港附近海域),向南到長江口,分布著北窄南寬呈舌狀的堆積體,是南黃海西部最具特色的舌狀地形單元。該地形區(qū)北部的水深為20~35 m,南部相對比較深,可以達到45 m。其中5 m以淺水深的海域面積約為6 400 km2,10 m以淺水深的海域面積約為12 000 km2,20 m以淺水深的海域面積約為39 700 km2。舌狀體表面坡度較緩,約0.16‰~0.17‰,邊緣坡度較陡,可達0.29‰~1.16‰,舌狀體向南一直延伸至東海北部。該地形區(qū)由三部分組成。

第一部分為北部的廢黃河水下三角洲。水下三角洲位于連云港市東南海域,三角洲平原大部分區(qū)域水深小于20 m,地形比較平坦(圖1),但也分布有少量的沖蝕洼地和規(guī)模較小的沙脊地形。

第二部分為蘇北岸外輻射狀沙脊群,也叫蘇北淺灘。潮流沙脊群的分布總面積近30 000 km2,沙脊群基本分布于水深30 m以淺[1],以弶港為頂點,由大小70余條輻射沙脊組成[5]。單個沙脊規(guī)模較大的長70 ~120 km,寬 5~15 km,高20~30 m。北部的沙脊規(guī)模較大,脊寬槽闊,且沙脊的尾部均向西北轉(zhuǎn)向;南部的沙脊規(guī)模較小,沙脊比較低,外形較為平直,近岸沙脊與岸線斜交,邊緣離岸較近[6]。沙脊之間分布有與沙脊走向一致的潮溝,潮流沿溝槽輻聚輻散,在潮流的作用下,脊和槽會經(jīng)常發(fā)生側(cè)向移動[7],潮溝離岸方向逐漸變寬,向岸方向逐漸變窄,至弶港附近,潮溝消失,大小沙脊合并,形成大片的淺灘。淺灘區(qū)總的趨勢就是合并擴大,同時向岸推移,逐漸與潮間帶的淺灘并連,使岸灘增寬[8]。

第三部分分布在蘇北岸外輻射狀沙脊群以南,主要為古長江三角洲平原的一部分,是整個舌狀地形區(qū)的主體,向南一直伸向東海北部,舌狀體的主體表面平坦,坡度小,前緣地形起伏不平,并向海方向傾斜,40 m等深線變得曲折,反映出侵蝕地形。一般認(rèn)為,該舌狀地形體系是古長江和古黃河之間的河間高地。但也有觀點認(rèn)為是古黃河三角洲、古長江三角洲和再造的潮流輻射狀三角洲的復(fù)合體。

(4)朝鮮半島西岸斜坡-溝槽地形區(qū)(Ⅳ)

朝鮮半島西岸斜坡-溝槽地形區(qū)位于南黃海的東部,由于斜坡多島礁和溺谷[9],因此地形顯得十分破碎,但從整體看,它由平緩的臺地和較陡的臺坡組成。水下臺地坡度平緩,在群山灣附近約為0.21‰;臺坡水深一般為25~80 m,坡度較陡,群山灣附近臺坡的坡度約為0.66‰。島礁眾多,有很多水下溺谷切割臺地(圖1中的⑤)。其中,在群山灣附近尤其突出,有5條NE向的溺谷(圖1),最大的相對深度達到20~30 m。在古群山群島以西的臺坡上,還有幾條短的溝谷。眾多的水下溺谷分布使該區(qū)域的等深線變得十分曲折,在朝鮮半島西南岸外橫島與羅州群島之間也有水下溺谷發(fā)育。

(5)中部淺海平原地形區(qū)(Ⅴ)

中部淺海平原地形區(qū)位于南黃海中部略偏西海域,大致為南北向,北寬南窄(圖1),是南黃海地勢最平坦的區(qū)域。地勢向東南微傾,總體坡度約為0.13‰。水深較淺,基本為60~75 m,零星發(fā)育有正地形。70 m等深線比較彎曲,中部呈半圓形向東凸出,北部向北黃海方向出現(xiàn)一乳狀突起。平原南部地形坡度稍大于北部,地勢朝東部的黃海槽傾斜,坡度約0.26‰。中部平原主要由現(xiàn)代小環(huán)流(渦流)堆積而成,沉積物幾乎全由懸浮物質(zhì)組成,顆粒極細,以泥和砂質(zhì)泥為主[10]。

(6)黃海槽地形區(qū)(Ⅵ)

是南黃海陸架平原上一個長條形寬淺的洼地,而非地貌學(xué)上通常所指的大陸坡上的大型負地形海槽。黃海槽地形區(qū)位于南黃海中部偏東海域,平均水深約75 m,最深處位于濟州島北部,深度達到130 m。谷地基本為南北向延伸的負地形,東西方向地形不對稱,西緩東陡,海槽的西部寬緩、平坦,平均坡度約為0.21‰,東側(cè)相對比較陡窄,平均坡度約為0.35‰,構(gòu)成黃海整個負地形的中軸。海槽北部窄而淺,由75 m等深線勾出,海底正負地形交錯,坑坑洼洼起伏明顯;海槽的南部,水深明顯加大,如在韓國黑山列島兩側(cè),其最大水深超過100 m。在韓國小黑山島附近(34°5′N、125°7′E),黃海槽走向由南北轉(zhuǎn)為東南并分叉(圖1),一支經(jīng)過濟州海峽,另一支經(jīng)過濟州島西南部,最后兩個分支均通往沖繩海槽的北部。黃海槽是末次冰期黃海平原上水系水流運動的主要通道,也是全新世海水由南向北侵入的主要通道。

在黃海槽中分布著兩大片潮流沙脊地形,其一位于韓國大黑山群島西北海域,沙脊地形主要分布于水深65~85 m,沙脊沿NE-SW 方向延伸,沙脊和槽溝相間分布,沙脊大小不等,長度9~64 km,高差3~21 m,表面坡度約為0.5°,沙脊的脊線與潮流的橢圓長軸方向大致平行,受潮流的控制作用明顯。另一片潮流沙脊地形位于濟州島的西部和西北部海域,等深線沿NW向腸狀曲折分布,數(shù)十條沙脊和溝槽沿等深線呈梳狀間隔分布,水深多為90~100 m,沙脊長50~150 km,高度為10~20 m。沙脊兩側(cè)基本對稱或者西南坡略陡[11],沙脊及沖刷槽的走向與黃海槽的走向基本一致。

2.2 地貌特征

根據(jù)前述的海底地貌分級分類方法,南黃海一級地貌屬于大陸地貌,二級地貌主要有海岸帶地貌和大陸架地貌,三級地貌劃分為11類,四級地貌主要有6種(見表1)。

表1 南黃海地貌類型分級分類Table 1 Classified list of geomorphological types in the South Yellow Sea

2.2.1 海岸帶地貌

(1)水下侵蝕-堆積岸坡(Ⅰ)

山東半島東南沿岸水深20 m以淺的海域,海底由岸向海方向緩傾斜(圖3),等深線平行于海岸,是侵蝕-堆積作用形成的水下斜坡,沉積物除部分由大河補給外,主要源于沿岸中小河流和沿岸侵蝕物質(zhì)。由于侵蝕和堆積作用的程度不同,不同岸段的岸坡坡度也有所不同[10]。蘇北廢黃河口以南沿岸地帶,以弶港為中心,岸灘呈條帶狀向西北和東南方向展布,平坦寬闊,一般都有十幾千米,平均坡降0.3‰,并發(fā)育有沙波和潮水溝[12]。

(2)水下侵蝕-堆積淺灘(Ⅱ)

位于山東半島東部海域,為NE-SW走向的狹長高地,南寬北窄,水深20~30 m,長約150 km,西南部寬度約50 km,至成山頭附近尖滅。淺灘西北部與沿岸水下岸坡交界處有一條NE-SW方向延伸的沖刷溝槽(圖3中的③),東部外側(cè)水深約30 m處與陸架斜坡帶相連,構(gòu)成坡降為2.3‰的斜坡,西南部坡度較小。淺灘沉積物組成較細,主要為黏土質(zhì)粉砂,堆積速度較快,在垂直取樣和淺地層剖面記錄中均見厚度較大的沉積。根據(jù)以往研究成果,其成因可能與黃海沿岸流派生出的小型渦旋活動有關(guān),使黃海沿岸流攜帶的黃河入海物質(zhì)在此沉積所致,是許多學(xué)者所稱謂的“山東半島近岸海區(qū)全新世泥楔”的一部分(圖4)。

圖3 南黃海地貌分區(qū)圖①——古洼地,②——古河谷,③——沖蝕溝槽,④——沖蝕谷,⑤——溺谷Fig.3 Geomorphological province map of the seafloor in South Yellow Sea①——paleodepression, ②——paleo-valley, ③——erosion groove, ④——erosion valley, ⑤——drowned valley

圖4 水下侵蝕-堆積淺灘3D示意圖Fig.4 3D map for erosion-accumulation shoal

(3)海灣堆積平原(Ⅲ)

位于海州灣頂?shù)倪B云港附近海域,由岸向海緩傾,坡降約為0.5‰。水深在20 m以內(nèi),水動力較弱,海底平緩,表層為黏土質(zhì)粉砂,向深處逐漸變?yōu)榉凵百|(zhì)黏土。這里原是舊黃河前三角洲的一部分,后被晚期沉積物覆蓋[12]。沿岸有繡針河、龍王河、興莊河、新沭河、薔薇河等眾多中小河流入海,每年夏季豐水季節(jié),這些河流攜帶陸源碎屑入海,而潮流場的分布也有利于細顆粒懸浮物向西南方向即海州灣頂一帶運移[13]。因此,海州灣頂海域被塑造成海灣堆積平原。

(4)水下構(gòu)造臺地(Ⅳ)

位于朝鮮半島西部和南部海岸外側(cè),水深0~20 m,島嶼、礁石星羅棋布(圖3),是朝鮮半島西海岸構(gòu)造臺地的一部分。臺面寬2~10 km,臺面坡度0.2‰~0.6‰。朝鮮半島西海岸構(gòu)造臺地基底為白堊系和古近系,常發(fā)育階狀斷裂及水下溺谷(圖3中的⑤)。上覆厚20~50 m沉積層(新近系和第四系),多見基底裸露,島嶼林立。

(5)水下構(gòu)造臺坡(Ⅴ)

水下構(gòu)造臺坡是位于構(gòu)造臺地外圍的斜坡地帶,斜坡坡頂水深約20 m,坡腳水深約70 m(圖3),臺坡坡度0.5‰~1.7‰。臺坡地形復(fù)雜,等深線分布雜亂,近岸區(qū)有眾多島礁分布。一個十分突出的現(xiàn)象是,臺坡底部的一部分被全新世的“渦旋泥”覆蓋。這個斜坡位于東面的構(gòu)造抬升區(qū)和西部的南黃海沉降區(qū)之間,以構(gòu)造控制為主導(dǎo)作用,現(xiàn)代沉積作用使陸源碎屑在此堆積形成斜坡,因此稱為水下構(gòu)造臺坡。

2.2.2 大陸架地貌

(1)陸架侵蝕平原(Ⅵ)

位于南黃海西部,主要分布在海州灣,東面至40~45 m等深線處,是古侵蝕-堆積平原的一部分。自西向東分布著兩級階地,在 119°40′E和120°40′E附近分別出現(xiàn)兩個陡坡,陡坡處發(fā)育了眾多沖蝕溝槽。水下階地區(qū)發(fā)育有晚更新世末期到全新世早期的殘留沉積和殘留地貌,沉積物類型主要以粉砂質(zhì)砂為主,零星分布有砂質(zhì)粉砂,區(qū)內(nèi)分布有大量的鈣質(zhì)結(jié)核。由于階地區(qū)現(xiàn)代物質(zhì)供應(yīng)很少,只有渤海-南黃海沿岸流攜帶的少量泥質(zhì)沉積,受其影響在該區(qū)域形成少量的混合沉積,大部分殘留沉積仍因物質(zhì)的供給不足而保留。古侵蝕-堆積平原的現(xiàn)代沉積作用較弱,平原上保留有晚更新世殘留地貌,如古河谷(圖3中的②)、古洼地(圖3中的①)、殘丘、脊?fàn)罡叩氐龋▓D3)。

(2)古三角洲平原(Ⅶ)

蘇北廢黃河快速進積形成的河控三角洲位于蘇北淺灘區(qū)北部的新洋港以北至北緯34°45′之間的海域。該區(qū)海底地貌的形成和發(fā)展與第四紀(jì)海平面的變化、黃河的變遷以及現(xiàn)代海洋動力作用有密切的關(guān)系。黃河自1855年在銅瓦廂決口,奪大清河故道由渤海入海,蘇北廢黃河口的物源供應(yīng)中斷,三角洲由快速堆積轉(zhuǎn)為侵蝕后退。廢黃河口表層沉積物幾乎都是粉砂,間或分布極少量砂質(zhì)粉砂,與外緣的沉積物形成所謂“泥線”,顯示了沉積環(huán)境的差異。由于黃河入??诘淖冞w,原來的黃河三角洲被遺棄、侵蝕,逐漸縮小,沉積物日趨變粗,大部分細粒沉積物隨蘇北沿岸流向南運移。其東部外緣斜坡常見重力滑塌,斜坡上有數(shù)條平行排列的沙堤與潮溝,南半部近岸處有平行于岸線規(guī)模不大的流蝕洼地和沙脊。廢黃河口附近波浪作用強烈,常見貝殼堤雛形,向南、向北貝殼堤逐漸增大,最大高度達1.5~1.6 m(淮北鹽場嚴(yán)港)。

另一處水下古三角洲平原位于蘇北潮流沙脊群的東南部(31°~33°30′N、122°30′~125°45′E)。地勢平坦,略向東北傾斜,坡度為0.15‰左右,水深20~45 m,是蘇北岸外舌狀地形體系的一部分。舌狀體南部一直延伸至東海北部 32°N、125°30′E 附近。該水下古三角洲的主體位于勿南沙隆起構(gòu)造之上,淺灘和潮流水道交替出現(xiàn),淺灘多被水道分割,淺灘下常分布有埋藏古河道[5]。在古三角洲外緣,分別沿中軸向北、東、南向傾斜,表現(xiàn)為圍繞古三角洲發(fā)育的斜坡帶。淺地層剖面資料顯示,此斜坡帶是在古長江三角洲前緣斜坡的基礎(chǔ)上演變而成,北端有水下階地發(fā)育,中段地形相對平緩,現(xiàn)代海底動力地貌過程以堆積為主,南端則發(fā)育有淺灘和侵蝕溝槽(圖3中的④),也有零星的沙脊發(fā)育,地形起伏明顯。表明該區(qū)域自北向南堆積作用逐漸減弱,而侵蝕作用逐漸加強。

(3)潮流沙脊群(Ⅷ)

末次盛冰期以來,隨著海平面階段性上升,海岸線向陸后退,在中國東部海域形成了不同時期的沙脊群,早期形成的沙脊群稱為“古潮流沙脊群”,后期形成并且至今仍在活動的沙脊群稱為“現(xiàn)代潮流沙脊群”。

蘇北淺灘潮流沙脊群屬于“現(xiàn)代潮流沙脊群”。以弶港為頂點,向北、東北、東、東南方向呈輻射狀的扇形伸展,扇形角的跨度約為165°(圖3)。沙脊的規(guī)模大小不等,共計有70多條。在全新世初期來自長江的泥沙從弶港附近入海,并向南運動,由于受到南黃海兩大潮波(東海的前進潮波和黃海的旋轉(zhuǎn)潮波)的共同作用,在黃海西南部的淺海內(nèi)陸架形成了大型的輻射狀潮流沙脊群,因此,潮流是控制蘇北淺灘潮流沙脊形成和形態(tài)變化的決定因素[14]。由于潮流和風(fēng)浪的作用,沙脊的分合、消長頻繁,并呈遠岸侵蝕、近岸堆積的態(tài)勢,且近岸部分有淤淺并岸成陸的趨勢。淺灘區(qū)北部的沙脊更加發(fā)育,并且還在不斷地向北延伸,而南部沙脊的發(fā)育變化并不明顯,說明蘇北淺灘南部的侵蝕和堆積作用已經(jīng)趨于一種動態(tài)平衡。造成北部淤積、南部平衡的原因與南、北部沙脊物質(zhì)來源不同有關(guān)。

另外,在黃海槽淺谷中也有兩個潮流沙脊群分布區(qū),它們屬于“古潮流沙脊群”。其一位于濟州島的西北部和西部海域,由二十余條大小不等的古潮流沙脊組成,沙脊呈NW-SE方向延伸,其形成應(yīng)是海平面上升期間在不同階段停頓的產(chǎn)物。雖然當(dāng)時的水深較淺,但因受到東南向潮波的控制,潮流非常強,且主要以往復(fù)流為主,因此形成了潮流沙脊。這些沙脊目前所處的環(huán)境潮流動力小(流速小,且以旋轉(zhuǎn)流為主),沙脊已經(jīng)停止了發(fā)育。另一古潮流沙脊群位于韓國大黑山群島西北海域,沙脊沿NE-SW方向延伸,沙脊的東北端覆蓋于朝鮮半島西部構(gòu)造臺坡的坡腳上,目前也已經(jīng)停止了發(fā)育。

(4)陸架侵蝕-堆積斜坡(Ⅸ)

在整個南黃海海域中西部分布著縱貫?zāi)媳钡年懠芮治g-堆積斜坡,斜坡坡降明顯,與兩側(cè)的地貌特征差異明顯。該斜坡在北部環(huán)繞山東半島東端的北部和東南部,水深30~60 m,等深線與岸線大致平行,斜坡的寬度變化于20~80 km,在短距離內(nèi)水深由30~40 m迅速降至60~65 m,坡度最陡處可達到3.1‰。斜坡在34°~36°N之間為近南北向,在34°N附近走向轉(zhuǎn)為東南,一直延伸至東海(32°N附近)。該斜坡西側(cè)是水下淺灘、陸架侵蝕平原、蘇北岸外輻射潮流沙脊群和古三角洲平原4個地貌單元,東側(cè)是黃海中部的陸架堆積平原。斜坡地勢西高東低,向東傾斜,傾角變化范圍為1′8″~10′34″。該區(qū)的沉積物除部分由大河補給外,主要是由沿岸的中、小河流所攜帶的陸源沉積物及沿岸侵蝕的物質(zhì)構(gòu)成。由于受到黃海沿岸流與黃海環(huán)流的共同作用,其中細粒的沉積物不斷被搬運、沉降,形成了堆積斜坡,又因為其上發(fā)育有一系列的海底淺谷,可能是早期或者現(xiàn)代侵蝕作用的產(chǎn)物,所以稱其為“侵蝕-堆積斜坡”。該斜坡雖然南北連貫,但不同的地段其成因是各不相同的。

(5)陸架堆積平原(Ⅹ)

南黃海陸架堆積平原位于南黃海中部,西接陸架侵蝕-堆積斜坡,東臨南黃海陸架侵蝕洼地(即黃海槽),水深為60~75 m。該區(qū)地形平緩,地勢向東部的黃海槽緩慢傾斜,平均坡度約為0.13‰,是南黃海地勢最平坦的地區(qū)。由于距離海岸較遠,陸源粗顆粒碎屑難以輸運至此,海底沉積物砂和粉砂含量漸少,而含泥量漸增。受黃海暖流和沿岸流的共同作用,其現(xiàn)代沉積物主要源于黃海沿岸流攜帶的黃河懸移物質(zhì)等陸源物質(zhì),也有部分來自老黃河三角洲的再懸浮物質(zhì)和黑潮輸送的外海物質(zhì),幾乎全由懸浮物質(zhì)組成,以泥和砂質(zhì)泥為主。該區(qū)域沉積速率較低,現(xiàn)代沉積速率為0.09~0.17 cm/a[10]。在全新世高海平面時期,黃海中部以小環(huán)流為水動力特征,所以主要是小環(huán)流堆積,或稱為冷渦堆積。

(6)陸架侵蝕洼地(Ⅺ)

陸架侵蝕洼地主體分布在南黃海,水深>75 m,地形上習(xí)慣稱之為“黃海槽”(圖3)。該洼地呈寬淺的谷狀,東西向地形不對稱,西緩東陡,基本為NWSE方向延伸的負地形,構(gòu)成南黃海整個負地形的中軸。在成因上推測為古河谷洼地,34°N以北為南北向延伸,北至38°N,在34°N以南走向轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南,經(jīng)濟州海峽和濟州島西南部,最后通往沖繩海槽北部。古河谷洼地寬度約50~150 km,谷底出現(xiàn)兩個由90 m等深線圈閉的長條形洼地,洼地的東南部,水深明顯加大。由于現(xiàn)代沉積作用較弱,部分區(qū)域的海底仍然顯現(xiàn)出河谷的形態(tài)。洼地底質(zhì)為黏土-粉砂-砂、粉砂質(zhì)砂、細砂和中細砂。洼地內(nèi),尤其是南部發(fā)育了大量的全新世早期古潮流沙脊和古潮流沖刷槽。洼地是末次冰期黃海平原上水系的主通道。

2.3 地形地貌成因探討

2.3.1 南黃海地形地貌發(fā)展演化的構(gòu)造骨架

太平洋板塊、菲律賓海板塊與歐亞板塊相互作用控制了中國東部漫長的海岸線與寬緩的大陸架,形成了中國東部復(fù)雜又獨特的大地構(gòu)造特征[15-19]。在洋-陸板塊匯聚的大背景下,由深層到淺層,發(fā)生了巖石圈破壞、陸緣性質(zhì)轉(zhuǎn)換、板塊邊界躍遷等一系列重大區(qū)域性構(gòu)造地質(zhì)過程[20]。不同構(gòu)造單元發(fā)育在不同的塊體之上,其間為深大斷裂所分隔[21]。南黃海主體位于揚子地塊(圖5),揚子地塊西側(cè)以郯城-廬江左行走滑斷層(郯廬斷裂帶)為界,東側(cè)以黃海東緣右行走滑斷層(南黃海東緣斷裂帶)為界,向北嵌入中朝地塊[22],南黃海東緣斷裂帶以東的京畿地塊和嶺南地塊是否歸屬于揚子地塊目前還存在爭議[23-24];北側(cè)則以五蓮-青島-海州斷裂為界作為中朝地塊和揚子地塊的分界線[25]。蘇魯結(jié)合帶夾持于五蓮-青島-海州斷裂和嘉山-響水-千里巖斷裂之間,是被郯廬斷裂帶左行錯移的秦嶺-大別造山帶的東延部分;江紹結(jié)合帶向東經(jīng)杭州灣入海后,過舟山大衢島增生雜巖帶,接虎皮礁增生雜巖帶,從西南日本長崎半島進入日本境內(nèi)[25]。南黃海位于蘇魯結(jié)合帶與江紹結(jié)合帶之間,與蘇北沉降帶連成一個坳陷,為新生代沉積盆地[12]。千里巖隆起、南黃海中部隆起和勿南沙隆起又將南黃海沉積盆地分割成兩個次一級的盆地(南黃海北部盆地和蘇北南黃海南部盆地),“三隆夾兩盆”構(gòu)造骨架構(gòu)成了南黃海地形地貌發(fā)展演化的構(gòu)造基礎(chǔ)。

圖5 南黃海陸架構(gòu)造圖[21, 25]Fig.5 Tectonic sketch map of continent shelf of the South Yellow Sea[21, 25]

2.3.2 南黃海地形地貌的成因

南黃?,F(xiàn)代海底地形地貌的發(fā)育,主要受區(qū)域構(gòu)造、海平面升降變化和海、陸外營力控制。區(qū)域構(gòu)造除控制著區(qū)內(nèi)斷陷型黃海寬陸架的形成外,也控制著陸架上部分次級地貌的發(fā)育。南黃海海底地貌受南黃海隆起和坳陷的影響,韓國西海岸構(gòu)造臺地則與其基底梯狀斷裂作用有關(guān)。

南黃海海岸輪廓主要受斷裂構(gòu)造的控制,蘇北中部海岸線受NW向的濱海斷裂帶的控制,南部三余灣-啟東嘴的岸線輪廓,一方面是長江三角洲沙體的堆積,另一方面可能還受構(gòu)造影響。山東半島東南岸岸線走向受NE向的半島近岸斷裂的控制;朝鮮半島的海岸線走向則受到南黃海東緣斷裂帶的控制。

南黃海海底地形起伏仍然受中生代、新生代以來的斷陷、隆起構(gòu)造的影響,例如,浙閩隆褶帶是構(gòu)成南黃海與東海之間的海底凸起高地(現(xiàn)在為古長江三角洲及古河道高地構(gòu)成的揚子淺灘),千里巖隆起是構(gòu)成南、北黃海的自然分界。

古三角洲平原的成因:主要是古長江在更新世低海面期在陸架區(qū)建造的沖積平原及相對高海面期建造的水下三角洲;其次是黃河、淮河在全新世早期建造的黃淮河三角洲。

陸架埋藏地貌的成因:主要是末次冰期黃海陸架全部成為濱海平原,當(dāng)時發(fā)育很多古河道、古湖沼洼地。陸架上的埋藏地貌就是這時形成的。

黃海槽的成因:主要受控于南黃海東緣斷裂帶,形成寬大谷地。末次冰期時,成為中國大陸和朝鮮半島河流匯聚入海的通道,全新世時又是海水由南向北侵入的主要通道。

黃海槽沙脊群的成因:冰后期南黃海遭受全新世海侵,14 000 aBP,海平面上升到-68 m,首先出現(xiàn)海侵的是黃海槽洼地的南部,由于受地形影響,潮流很強,黃海槽洼地的古潮流沙脊群就是在這種動力環(huán)境下形成的。

海州灣古侵蝕-堆積平原的成因:約12 000~10 000 aBP,海岸線在40~50 m水深暫時停留,形成了海州灣的古侵蝕-堆積平原,由于后期海洋動力環(huán)境和泥沙供給有限,這片古侵蝕-堆積平原仍然沒有被全新世沉積物覆蓋。

大約8 000~6 000 aBP,黃海暖流、南黃海中部小環(huán)流(冷渦)、黃海沿岸流及潮流場現(xiàn)代格局形成,逐漸塑造了南黃海中部的現(xiàn)代海積平原、蘇北淺灘潮流沙脊群、以及韓國群山群島以西海域的潮流沙脊群、還有成山頭東南部的泥崗等現(xiàn)代地貌。

關(guān)于蘇北輻射狀潮流沙脊群的物質(zhì)來源,以往大部分學(xué)者認(rèn)為,蘇北淺灘是在古長江、古黃河聯(lián)合三角洲的物質(zhì)基礎(chǔ)上,在近代至現(xiàn)代潮流作用下形成的[26-27]。也有學(xué)者認(rèn)為是在古陸架沙漠上形成的[28]。少數(shù)學(xué)者認(rèn)為蘇北輻射狀潮流沙脊群的物質(zhì)來源于古長江入海的物質(zhì)[29]。近年來,南京大學(xué)、南京師范大學(xué)等單位在輻射沙脊群區(qū)進行了淺地層探測和鉆孔調(diào)查,基本查明,以弶港為頂點的蘇北輻射狀沙脊群區(qū)在全新世沙脊、沉積層之下,是古長江三角洲沉積層,現(xiàn)代沙脊沉積之下還有埋藏沙脊沉積體[5]。廢黃河三角洲沉積層僅抵達目前輻射沙脊群的北部,東沙灘水下沙脊北端以北超覆在古長江三角洲沉積層之上。因此,可以確定輻射沙脊群的沙脊發(fā)育的物質(zhì)是古長江入海物質(zhì)[5,30]。

3 結(jié)論

(1)南黃海海底地勢由西、北、東三面向中部和東南方向緩慢傾斜,西部坡度比較平緩,東部則相對較陡。地勢最低的黃海槽在南黃海中部偏東的位置,黃海槽谷軸線成為南黃海海底地形地勢的一條天然分界線。

(2)根據(jù)南黃?,F(xiàn)代海底起伏變化趨勢和成因特征,將南黃海海底劃分成6個地形單元:山東半島東部水下泥楔地形區(qū)、海州灣緩傾斜地形區(qū)、蘇北岸外舌狀地形區(qū)、朝鮮半島西岸斜坡-溝槽地形區(qū)、中部淺海平原地形區(qū)和黃海槽地形區(qū)。南黃海規(guī)模較大的三級地貌單元共劃分了11種類型,以堆積、侵蝕-堆積地貌為主,主要分布在黃海槽以西;構(gòu)造-堆積地貌的分布所占比例不大,集中分布在南黃海東部朝鮮半島西岸。

(3)區(qū)域構(gòu)造是南黃?,F(xiàn)代海底地形地貌發(fā)展演化的基礎(chǔ),海平面升降變化、海洋水動力、物源等因素綜合作用,塑造了復(fù)雜多樣的地形地貌形態(tài)。

致謝:感謝自然資源部國際合作司項目支持。

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