渤海海岸带变迁及其环境地质效应段永侯(中国水文地质工程地质勘查院,北京　100081)摘要:渤海海岸带变迁频繁。

自第四纪以来,由于新构造活动与气候变迁,约有7～8次大规模海侵。

渤海海岸带变迁对海岸带岩相古地理、海岸带地貌的形成演化、海岸带卤水矿床与贝壳堤分布、地质灾害的类型和强度、地下水流系统划分,起着重要的控制作用。

关键词:渤海;海岸带变迁;环境效应中图分类号:P737 文献标识码:A 文章编号:100023665(2000)20320001205Abstract:T he coastline of the Bohai Sea changes frequently.A bout7～8ti m es of large2scale seaw ater invasi ons have taken p lace due to the neo tectonic movem ent and cli m ate change since the Q uaternary.T he Bohai coastline changes p lay an i m po rtant contro lling ro le on paleogeography,fo r m ati on and evo luti on of geomo rpho logy,distributi on of brine and shell ridge,type and intensity of geoharzards,and groundw ater flow system.Key words:the Bohai Sea;coastline change;environm ental effect1　渤海的形成与演化渤海及环渤海平原是在第三纪基底构造的背景下形成和演化的。

平原基底的第三纪地层与更老地层,与上覆第四纪地层为连续沉积或平行不整合接触。

平原与周边基岩山区多以断裂为界。

该区新构造活动的基本特点是断块升降活动,主要受N E、NN E构造体系控制,构造线以N E、NN E向为主,NW、NWW向断裂规模较小,但往往错断N E、NN E向断裂,成为本区最新活动构造体系,其断裂交汇部位,为现代构造活动的焦点,是现代构造应力场的累积和释放地带,也是地震的高发部位。

渤海及环渤海平原在第三纪时期,呈整体下降,在湿热气候条件下,形成以湖积、冲湖积、冲积为主的巨厚细粒堆积物,在古洼2岭为格局的古地理基础上,演化成第三纪末期的准平原地貌景观。

第四纪早更新世,第三纪末期的湿热气候变为以干冷为主的冷暖交替周期性变化的气候。

在第三纪古地理的背景基础上,周边山体继续上升,并遭受侵蚀剥蚀作用,平原进一步沉降,部分准平原开始解体。

当时翼鲁平原与下辽河平原连在一起,为统一的平原,现今之渤海尚不存在。

周边山区河流携带大量碎屑物质倾注入平原地区,在其山前形成一系列规模较大的粗粒相扇形堆积和与其毗邻的广大冲积、冲湖积平原。

在冀鲁平原的东部、下辽河平原地势低洼处,形成河湖、湖沼洼地及河湖三角洲堆积,部分地区见有1～2次小规模海侵发生。

河北沧州、赵县、山东无棣及蓬莱山前地带见有火山堆积。

中更新世,气候以暖为主,新构造活动仍以垂直升降为主,平原迅速扩大,沉积物的面积大大超覆于早更新统之上,平原中、东、南部地区原来的湖、湖沼面积大幅度缩小乃至消失。

黄河在冲破三门湖之后与下辽河等大型水系已明显影响本区,山前冲洪积扇进一步扩大。

在此时期内,冀鲁平原的东部及下辽河平原的南部,曾有1～2次由洋面升高造成的海侵发生,此时渤海已显雏形,但并未达到现今之规模。

在河北海兴、山东无棣一带见有火山堆积,大山玄武岩的连续喷发,形成高出现今地面70多米的小丘,至今未接受更新的沉积覆盖其上。

晚更新世气候变化剧烈,由初期的温暖变为中期的寒冷,至晚期又有偏暖波动,此时形成了两次大规模的海侵,渤海基本形成现今之规模。

至晚更新世末期,气候再度寒冷,造成了洋面大幅度下降,海岸标高曾达到-150m,这一事件对我国东海大陆架产生了深刻的影响,我国大陆架大部分裸露水面。

致使现今之渤海海底、辽东半岛、庙岛群岛等地形成了黄土类土堆积。

此时渤海又变为远离海岸的内陆海盆。

晚更新世的堆积范围比第四纪其它各时期堆积的范围更大,山前冲洪积扇再度扩大,冲积物覆盖了平原的大部分,原来的洼地几乎全部消亡。

晚更新世末期,在河北赵县、海兴一收稿日期:2000202218带见有火山堆积,海兴火山至今高出地面30多米,未接受全新世沉积。

全新世气候由冷变暖,洋面迅速回升扩大,原来的平原腹地重又毗邻海岸,形成与现今相似的渤海。

此时山区继续隆升,河流下切,但全新统的面积较以前为小,山前冲洪积扇后退,在扇前及扇间形成洼地堆积,平原中部除仍以冲积为主外,其间发育了一些河湖及湖沼堆积。

由于洋面的扩大,冀鲁平原及下辽河平原才分离为两个互不联接的平原,辽河、滦河、海河等形成单一的水系注入渤海并形成了最新的河流三角洲。

总之,本区古气候从新第三纪末期的暖湿转变到第四纪的冷暖交替变化,并向温干方向发展。

第三纪末期至第四纪初期的构造活动,使原准平原解体;自第四纪早更新世末期至晚更新世末期经历了三次规模不等的活动,在这些构造活动期间,均伴有火山喷发。

在全新世时由于洋面回升扩大,才形成现今之渤海,冀鲁平原与下辽河平原才分离为互不联接的平原。

2　渤海Q 3以来的三次大规模海侵渤海的雏形形成于中更新世,形成于晚更新世,至全新世由于气候变暖,洋面迅速回升,才形成现今之渤海。

自第四纪以来本区海侵达七、八次,其中15×104a 以来形成的三个海侵层分布连续、广泛,化石含量丰富,为研究本区15×104a 以来海面变化提供了重要依据。

自老至新:第 海侵层形成于晚更新世早期,距今15×104～7×104a 。

滨海地带埋深50～90m ,厚达20～25m ,海侵的范围在下辽河平原达到营口东—韭菜台—石屯卫一线,冀鲁平原达到唐海—天津—献县—惠民—博兴—莱州湾一线(图1)。

图1　环渤海地区第 海侵古地理图F ig .1　Pa leogeography of the th ird tran sgression i n the c ircu m -Boha i area1-山区;2-冲积平原;3-滨海平原;4-泻湖;5-滨海;6-浅海;7-三角洲 第 海侵层形成于晚更新世晚期,距今319×104～213×104a ,海侵层滨海地带埋深25～45m ,厚达15m ,海侵范围在冀鲁平原达到秦皇岛—玉田南—文安—献县—无棣—广饶—莱洲湾一线,下辽河平原只沿双台子河和下辽河河谷上侵,黄河三角洲地区,为浅海沉积环境,表明当时沾化—利津—东营南一线外侧为浅海作用范围(图2)。

第 海侵层形成于全新世时期,距今112×104a ,滨海地带埋深0～18m ,最深达22m ,在全新世中期(距今8000～3000a )达到最大范围,冀鲁平原达到秦皇岛—乐亭东—柏各庄—玉田南—文安—献县—海兴—博兴—寿光—莱洲湾一线,下辽河平原由小凌河口西至谢屯—沟帮子东—黄沙索—红场一线。

金县城西门外海相贝壳堤14C 年龄为6510±210a ,黄骅苗庄贝壳堤14C年龄为4500±500a,均代表了当时的海岸线。

距今6000a前后海面达到最高,海面比现今高出约4m,是第四纪以来范围最大的一次,之后海面逐渐波动下降,岸线不断向海推进(图3)。

图2　环渤海地区第 海侵古地理图F ig.2　Pa leogeography of the second tran sgression i n the c ircu m-Boha i area1-山区;2-冲积平原;3-滨海平原;4-泻湖;5-滨海;6-浅海;7-三角洲图3　环渤海地区第 海侵古地理图F ig.3　Pa leogeography of the f irst tran sgression i n the c ircu m-Boha i area1-山区;2-冲积平原;3-滨海平原;4-泻湖;5-滨海;6-浅海;7-三角洲 自1990年以来,海面波动上升,海岸发生不同程度的海侵,有的地段岸线回到1855年或第一道贝壳堤的位置。

所有这些海面变化与15×104a以来气候变化曲线完全一致,表明海面变化非常敏感地反映了气候变化。

3　海岸带变迁及其环境地质效应(1)晚更新世以来的海陆交互作用塑造了复杂的岩相古地理环境。

图1～3展示了海相层达到的范围,在此范围以内,为海陆交互沉积作用范围,并形成了滨海冲海积、海积平原和三角洲平原。

全新世以后由于气候变暖,洋面迅速回升,才形成现今之渤海,冀鲁平原与下辽河平原分离为两个互不联系的平原,在此之前,两平原为连在一起的同一平原。

渤海坳陷第四纪沉积物为周边山区冲洪积、冲积、冲湖积的延续部分,为第四纪不同时期同期异相的产物。

渤海海底地貌及古地理环境明显地反映了其形成过程及与周边平原的成因联系:渤海东北部属“辽东湾三角洲平原”,其古河道带一直延伸至渤海腹地;渤海西部为“渤海湾三角洲平原”,系由黄河、海河水系携带的冲积物迭加而成,其古河道带延伸至渤海腹地与辽东湾三角洲古河道带相衔接;渤海南部为“莱州湾三角洲平原”,其西北部以黄河水下三角洲为界与渤海湾三角洲平原为邻。

渤海腹地为三个三角洲平原相交汇的“渤海堆积平原”。

由河流携带入海的较细颗粒经由渤海海峡(庙岛列岛)输送入黄海,至今这一海峡仍为黄河三角洲细颗粒物入海的唯一通道。

黄河出河南宁咀峡谷后即进入华北断块沉降区,它是一条多泥沙强淤积性河流,淤积作用是黄河下游最主要的河流动力地质作用,也是渤海西岸海陆搬迁的主要地质营力之一。

从Q2早期开始直至现今,它在塑造华北大平原的岩相古地理中起着重要作用,河流相及其有关的沉积相是分析滨海平原与渤海海域水文地质、工程地质、环境地质的重要基础。

在历史时期,最早记述的黄河故道是禹河故道(周定王五年,公元前602年),当时黄河河道是从天津与沧州之间入海,自公元前602年迄今,黄河在以桃花峪为顶点的大冲积扇上,流路自北而南,然后自南而北计滚动迁徙了一个半周期。

二千六百年来,除1194～1855年(北宋末年至明清)为南流期外,其余二千年来,黄河入海口均在天津至莱州湾之间摆动,所以渤海西海岸海陆变迁实际上即黄河与渤海此消彼长和不断演化、相互作用的结果。

(2)岩相古地理背景决定了现今地下水流系统的分布与演化。

根据晚更新世以来的古地理分析,在晚更新世以前,滨海陆域及水域应是一个统一的大系统,辽东湾三角洲平原、渤海湾三角洲平原及其古河道的分布,反映了与陆域的成因联系。