南海北部中更新世晚期以来古海岸变迁及其地质意义

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陈泓君 李文成 陈弘 彭学超

第一作者简介：陈泓君，男，1973年出生，工程师，学士，现主要从事海洋地质调查研究，E⁃mail：chenhongjun＠hydz.cn

（广州海洋地质调查局 广州 510760）

摘要 本文在研究南海北部陆架区ZQ2和ZQ4钻孔资料的基础上，对该区单道地震资料进行地震层序划分、地震⁃沉积相解释分析。根据钻孔地层、地震反射和海底地貌特征，对中更新世晚期、末次盛冰期以及冰后期这三个时期的古海岸位置进行了分析，并探讨了该区中更新世晚期以来的古海岸变迁，对进一步指导该区的第四纪环境研究具有重大意义。

关键词 南海 单道地震 中更新世 古海岸

1 前言

全球环境变化研究是本世纪地学研究的重要课题之一，环境变化与海平面变化密切相关。古海岸变迁是海平面变化的直接反映，通过了解古海岸变迁，来揭示环境变化是非常有意义的。冯文科等曾利用钻孔资料对该区的海平面变化进行了分析，但通过单道地震资料和钻孔资料相结合的方法对海岸线进行识别在国内还为数不多，本研究试图通过这一手段来认识海平面的变化规律，对南海地区新近系以来环境变化研究具有重要意义。

2 ZQ2和ZQ4孔中更新世晚期和晚更新世晚期沉积环境分析

2.1 ZQ2孔沉积环境分析

2.1.1 中更新世晚期

根据测年，ZQ2孔在31～45.3m层段为中更新统上段，岩性较粗，为灰色极细砂夹砂砾层。该层段内35.00～41.31m有一为砂砾夹层。

古生物分析资料表明，该段有孔虫化石稀少或缺失。超微化石少，为 Gephyrocapsaoceanica组合，有5个种，代表陆相沉积环境。无硅藻化石，顶部未见介形虫（冯志强等，1996）。以上资料表明该期为陆相沉积环境（图1）。

图1 研究区钻孔及地震测线位置图

Fig.1 Location of borehole and seismic lines

2.1.2 晚更新世晚期

7～16m层段属晚更新统上段。8m处ESR年龄为11400a.B.P.，11.4m处的¹⁴C年龄为11942±277a.B.P.，13m处的ESR年龄为30600a.B.P.（图2）。8～11.4m层段之间年龄相差542±277a.B.P.，推算该时期的沉积速率约在0.013～0.004m/a.B.P.之间。按此沉积速率，11.4～13m之间测年相差18658a.B.P，这段时间内的沉积厚度应为242.6～74.6m，而该孔仅揭露1.6m。显然11.4～13m层段内存在强烈的沉积剥蚀。末次冰期盛冰期大约在18000a.B.P，该层段沉积厚度缺失应为末次冰期盛冰期低海面作用的结果。

2.2 ZQ4 孔沉积环境分析

2.2.1 中更新世晚期

32.0～39.0m为中更新统上段，以深灰色细砂，粘土质粉砂为主。冯志强等人根据沉积物、古生物等资料认为ZQ3孔在中更新世晚期为滨浅海相沉积环境（冯志强等，1996）（图3）。

2.2.2 晚更新世晚期

3.5～11m为晚更新统上段，岩性主要为浅灰色粘土质粉砂。该段地层中硅藻只见淡水种Cyclotella comta。而有孔虫以数量很少，主要是Ammonia beccarii，而且有孔虫壳体破碎且很多壳体为铁锈色。有孔虫化石组合也很奇特，既有深水种有孔虫，也有浅水种有孔虫（冯志强等，1996），据此推断有孔虫为异地搬运沉积。总体反映河口沉积环境。

图2 ZQ2钻孔柱状图、沉积相图及海平面变化曲线图

（据冯志强等，1996，修改）

Fig.2 Comprehensive column，sedimentary facies sequence and sea level fluctuation of borehole ZQ2（After Feng et al.，1996）

该孔3m处T.L.年龄为10978±549 a，3.5m 处ESR年龄为15500 a.B.P，10.00m处ESR年龄为34600a.B.P（图3），根据3～3.5m推算其沉积速率为8×10^-4m/a.B.P，那么，3.5～10m相差19100a.B.P，则相应的沉积厚度应为14.8m，而实际上该段厚度仅6.5m。因此，说明该区也受到末次盛冰期低海平面影响，此时陆架区出露海面遭受剥蚀。

综上分析，中更新世晚期ZQ2孔为陆相沉积环境，而ZQ4孔为滨浅海沉积。晚更新世晚期ZQ2和ZQ4孔均为陆相沉积环境，并受末次冰期盛冰期低海平面的影响，沉积层遭受剥蚀使得厚度减薄。

图3 ZQ4钻孔柱状图、沉积相图及海平面变化曲线图

（据冯志强等，1996，修改）

Fig.3 Comprehensive column，sedimentary faciessequence and sea level fluctuation of borehole ZQ4（After Feng et al.，1996）

3 地震反射特征

本区自上而下划分为R₀、R₁、R₂、R₃和R₄等五个反射界面。在此基础上，对单道地震剖面进行地震层序划分。识别出A、B、C、D和E共5套地震层序，结合钻孔测年资料，各个层序所对应的时代见表1。

表1 南海北部地震层序划分表 Table1 Seismic sequences division in the northern South

3.1 层B 反射特征

总体表现为变振幅、低连续⁃断续、低频反射，内部见杂乱反射结构（图4），说明该套地层岩性变化较大。地震相特征反映了较为高能的沉积环境。

图4 层B和C地震反射特征

Fig.4 Seismic reflection characters of sequence B and C

3.2 层C 反射特征

在ZQ2和ZQ4孔之间，该层有两种地震反射特征，一为变振幅、低连续、低频反射（图4），层内局部具杂乱反射，与下伏层表现为不整合⁃假整合关系。总体反映高能沉积环境。另一种特征为中⁃弱振幅，较连续、中频，席状外形，内部平行⁃亚平行反射结构（图4），该层与层B为上超接触，与下伏层D也表现为下超接触关系。总体反映了低能的沉积环境。

4 古海岸识别及其特征

通过地震相⁃沉积相分析，对地震剖面上古海岸进行判别并确定其大致位置。所谓海岸带，是指海陆之间相互作用的地带。

4.1 中更新世晚期

对该区单道地震剖面层C进行了地震相和沉积相分析（剖面位置见图1）。根据不同的反射特征代表不同的沉积环境，在地震相⁃沉积相分析的基础上作层C沉积相图（图5，6），进而划分陆相沉积，滨浅海相以及浅海相，并确定出中更新世晚期古海岸的大致位置（图9之A）。结合钻孔资料分析，该古海岸的形成时间大约在280，000～230，000aB.P.左右。总体呈EW走向，位于现代水深-50～-120m之间。

图5 古海岸线在剖面上的反映（ZD42测线）

Fig.5 Ancient coastline in the seismic profile（ZD42 line）

4.2 末次冰期盛冰期

距今180，000aB.P.左右为末次冰期的鼎盛时期。该期海平面下降幅度最大，此时南海北部大陆架广泛海退暴露为陆地（范时清等，2004）。海平面大致下降100～200m（汪品先等，1990）。位于陆架外缘坡折处的ZD44剖面（位置见图1）显示层B为末次冰期低海平面时形成的一套与河流作用有关的低水位斜坡扇（寇养琦等，1994）（图7），说明末次冰期鼎盛期海平面大幅度下降，古海岸退到陆架坡折之外。图9之B为根据剖面上低水位扇位置推测的古海岸。

4.3 冰后期—全新世早期的古海岸线

图6 研究区地震层序C沉积相图

Fig.6 Sediment facie of sequence C in study area

图7 末次盛冰期形成的低水位体系（ZD44测线）

Fig.7 Low water fans formed at in the last Glacial Maximum period（ZD44 line）

冰后期，气候回暖，海平面在上升过程中，古海岸发生短暂停留。层A是为该当时形成的一套薄的三角洲沉积（图8）。其地震相特征表现为平行的上下界面，内部具平缓倾斜的斜交前积反射。该层与底界呈下超接触关系。地貌上表现为一平缓斜坡。利用已有的地震资料，根据斜坡的形态特征和位置，确定出该期的古海岸（图9 之C）。该岸线现代水深-180m左右，呈北东东走向，岸线较为平直，大致与现代海岸线平行。

图8 冰后期古海岸线（ZD12测线）

Fig.8 Ancient coastline at the end of glacial period（ZD12 line）

5 讨论和结论

以上分析得出，中更新世晚期古海岸总体呈EW走向，处于现代水深-50～-120m处。末次冰期鼎盛期海平面大幅度下降，古海岸退到陆架坡折之外。冰后期—全新世早期，古海岸线位于水深-180m左右，呈北东东走向，岸线较为平直，大致与现代海岸线平行。

中更新世晚期至末次盛冰期古海岸由陆向海后退，说明这段时期内海平面变化总体呈下降格局。末次冰期之后，气候回暖，海平面开始上升。全新世之后，短短的一万多年里，古海岸从陆架坡折之外移到水深-180m处，然后又迅速移到水深-20m处直至现今位置（陈俊仁等，1985），说明冰后期以来海平面上升的速度是很快的。

海岸线快速变化受几方面的影响：①跟陆源碎屑的注入速度（威尔格斯等，1991）；②气候变化；③本区陆升海降为特点的新构造运动（张虎男等，1990）。在这些因素的综合作用下，中更新世晚期至冰期以来古海岸线逐渐向海区后退。到了冰后期，气候变暖，且沉积物供应量减少，海岸线又逐渐向陆区迁移，直至现今位置。

由于古海岸在该区不断来回迁移，形成海侵型和海退型海岸，可以说整个海区都有古海岸分布。海侵型海岸往往容易被剥蚀，保留下来的主要是海退型的海岸，所以能够识别出来的古海岸不是很多，并且单道地震资料的分辨率有限，故只能识别出某个地震层序中相对较晚期的古海岸，随着今后调查程度的深入，相信会有更多古海岸被发现。

图9 各个时期的古海岸线分布位置图

Fig.9 Ancient coastline distribution at different period

参考文献及参考资料

陈俊仁，冯文科.1985.南海北部-20米古海岸线之研究.中国第四纪海岸线学术讨论会论文集

范时清，廖健雄.2005.中国南海北部新生代古环境的变迁.广西科学院导报，2，Vol.21，No.1；51～55

冯志强，冯文科，薛万俊等.1996.南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价.南京：河海大学出版社，81～152

寇养琦，杜德莉.1994.南海北部陆架第四纪的古河道特征.地质学报，8，Vol.68 No.3；269～277

汪品先.1990.冰期时的中国海⁃研究现状与问题.第四纪研究，No2.111～124

张虎男，陈伟光等.1990.华南沿海新构造运动与地质环境.北京：地震出版社，234～238

C.K.威尔格斯等.1991.层序地层学原理，北京：石油工业出版社.62～63

Ancient coastline transfer since late middle-Pleistocene in northern South China Sea and its geological significance

Chen Hongjun Chen Hong Li Wencheng Peng Xuechao

（Guangzhou Marine Geology Survey，Guangzhou，510760）

Abstract：three different period ancient coastlines are recognized base on borehole analyses and seismic sequences dividing，seismic⁃deposition facies analysis of the single channel seismic profile，as well as stratum unconformity，sea bottom morphology in the northern South China Sea.These three ancient coastlines were belong to the late middle⁃Pleistocene period，the Last Glacial Maximum period as well as after⁃Last glacial period separately.We also discuss the transfer mechanism of the ancient coastline according to the research result

Key words：South China Sea Single channel seismic profile Middle—Pleistocene Ancient coastline