珠三角第四纪海蚀阶地及所反映的新构造运动(终)1

珠江三角洲海蚀遗迹特征及所反映的新构造运动

学生：林凌

指导老师：张珂教授

[论文摘要]

珠江三角洲地质条件复杂，海蚀地貌丰富，是研究海平面变化和构造运动的典型地带，具有深远的研究意义。

第四纪是冰期与间冰期交替出现的一个地质单元，表现为高海面和低海面交替出现，海平面波动周期约为十万年，对抬升区而言，每一个高海面对应一个海蚀阶地。由于构造运动周期远远大于海平面变化周期，在海平面变化周期内考察构造运动，构造运动可近似地看为匀速运动。本文选取了珠江三角洲的七星岗、东莞、黄阁、小虎山、上、下横档岛等几个地区对海蚀遗迹进行考察和研究，根据海蚀阶地与构造运动的关系，计算珠江三角洲不同位置的构造运动速率，其中珠江三角洲0-400 ka B.P.以来，先有较强的构造抬升，在大约100 ka

B.P. 时开始下沉——在珠江口东部的东莞路东，抬升速率约为0.055mm/a，无下沉; 在广州七星岗地区，抬升速率约为0.16mm/a, 0-100 ka B.P.以来的下沉速率约为0.05mm/a；在木船洲地区，抬升速率约为0.095mm/a，0-30 ka B.P.以来下沉速率为0.023mm/a；暗示珠江三角洲的东北的化龙—黄阁断裂的活动性较强。

[关键词]：珠江三角洲，海平面变化，海蚀阶地，构造抬升，构造下沉

Marine Relics and their implications for Neotectonic

Movement in the Pearl River Delta

Student: Lin Ling

Supervisor: Prof. Zhang Ke

Abstract

Marine terraces, tidal notches and sediments occur widely in the Pearl River Delta, which is a typical region for the study of sea level change and tectonic movement. Up to three marine terraces were discovered, that have elevations reaching up to 45 m above mean sea level, and marine notches occur up to 11 m.

During Quaternary, glacial age and interglacial stage alternate. The periods of the glacial-interglacial were about 100 ka. Because the period of the tectonic movement was long, compared with the sea level change, the rate of tectonic uplifting was even approximately.

The goal of this paper is to investigate the application of the marine terrace data on the Pearl River Delta in order to assess to the recent tectonic history of the coastal areas. Chronology of morphologies and the deposits was obtained mainly by comparison with the Quaternary sea level derived from the oxygen isotope curve. Using the morphological features of the Last Interglacial Maximum (MIS5) as a marker, average coastal uplift rates can be found range from 0.055 mm/a to 0.16 mm/a, implying that the fault, located at west boundary of the Pearl River mouth, is very active.

Key words: Pearl River Delta, Marine Isotope Stage, sea level change, marine terrace,

uplift rate

目 录

[论文摘要].................................................................................................................... I ABSTRACT . ............................................................................................................... I I 目 录........................................................................................................................ I II 1 绪 论 ........................................................................................................................ 1 2 珠江三角洲自然地理概述与区域地质地貌背景 .................................................... 3

2.1 珠江三角洲自然地理位置.............................................................................. 3

2.2 珠江三角洲的地貌概况.................................................................................. 3

2.3 珠江三角洲的区域构造背景.......................................................................... 5

2.3.1 珠江三角洲基岩.................................................................................... 5

2.3.2 珠江三角洲第四纪分层........................................................................ 5

2.3.3 珠江三角洲断裂分布............................................................................ 7

2.4 珠江三角洲的新构造运动............................................................................ 11

2.5 全新世最高海面问题.................................................................................... 11 3 基本原理、方法和工作 .......................................................................................... 12

3.1 基本原理........................................................................................................ 12

3.1.1 第四纪气候变化及海平面变化.......................................................... 12

3.1.2 珠江三角洲地区沉积旋回和海蚀阶地的年龄分析.......................... 16

3.2 测量与计算方法............................................................................................ 19

3.3 海蚀阶地基本特征、分级、对应的时代及构造抬升速率分析................ 20

3.3.1 海蚀阶地特征...................................................................................... 20

3.3.2 东莞路东村海蚀遗迹.......................................................................... 22

3.3.3 上、下横档岛与大虎山海蚀遗迹...................................................... 23

3.3.4 广州七星岗与黄阁小虎山海蚀遗迹.................................................. 24

3.3.5 台山木船洲海蚀遗迹.......................................................................... 26

3.3.6 区域海蚀遗迹对比与统计.................................................................. 27

3.4 讨论................................................................................................................ 29 4 结 论 . ..................................................................................................................... 31

参考文献...................................................................................................................... 32

致 谢...................................................................................................................... 33

1 绪 论

珠江三角洲地区位于南海北部，新构造运动明显，海平面变化频繁，是海陆相互作用的典型地区，构造运动与第四纪海平面变化以及两者的叠加无不影响着该区海陆变迁和环境变化，其研究的理论意义十分显著。

近年来，城市人口急剧增长，交通与住房拥挤状况日益突出，城市规模不断扩大，在我国的一些大中城市中，交通隧道、地铁工程、地下商场等城市工程建设大幅度增多。地质条件很大程度上影响着城市建设的布局和实施。对珠江三角洲的研究可以在一定程度上预测地质灾害，可以对城市建设的基础工作起到很大的支持作用，为城市建设“出谋划策”。通过对海蚀遗迹的考察，研究珠江三角洲的断层活动性，也有很强的实践意义。

前人对珠江三角洲地区做了众多研究，取得了十分丰硕的成果，其中包括珠江三角洲地区的沉积[1-4]、珠江三角洲地区的新构造运动和断裂活动[5-12]、珠江三角洲地区的海平面变化及古环境演变[13-18]，这些研究无疑都是本文研究的重要基础。

然而，前人的研究也存在着一定的问题，例如，在沉积研究方面，珠江三角洲沉积划分为两个旋回虽然已取得了较多的共识，但是有关下旋回的时代归属尚有截然不同的两种意见，一种意见认为30-40ka 左右，相当于深海氧同位素阶段三（MIS3），另一种意见则认为应当大于100ka ，相当于深海氧同位素阶段五（MIS5）。在海蚀遗迹研究方面，自中山大学地理系吴尚时教授于1947年发现了七星岗海蚀遗迹以来，海蚀遗迹的发现和研究有了长足进展，陆续发现了更多的遗迹，并对这些遗迹高度做了精确测量，讨论了海蚀遗迹与海面升降、高海面高度等关系，然而，对于高出现代海平面2-3m 甚至5m 的海蚀平台、海蚀穴等海蚀遗迹是否能代表全新世比现今高的海面、所保留下的海蚀遗迹是否都属于全新世等问题仍时有争论，对于更高的海蚀遗迹关注不够、研究显得比较薄弱。在珠江三角洲新构造研究方面，多偏向于从沉积厚度角度分析构造下沉幅度和速率，没有注意到抬升区和下沉、剥蚀地貌和堆积地貌之间的对比研究，或者只把注意了集中到断层观测、测年、测气等方面。

实际上，无论沉积、剥蚀，还是抬升、下沉，都是新构造运动和海平面变化叠加的结果，所留下的记录应当是相互关联的，片面地研究某一方面而忽略其他方面很难认识到自然界发展演化的本来面目，加上沉积的时代、海蚀遗迹的时代尚未能最终确定，基于各种遗迹的研究结论可能都是有问题的。

海蚀遗迹包括海蚀崖、海蚀槽穴、海蚀平台，作为古海面高度和古岸线标志的主要是海蚀崖上的海蚀槽穴和海蚀平台。形成海蚀槽穴的作用包括物理与生物的侵蚀作用和化学与生物的溶蚀作用，因此，在各类岩石海岸中，以石灰岩海岸的海蚀槽穴发育最好。珠江三角洲的海蚀地貌发育，广布广泛，目前广东沿海已发现的海蚀遗址有67处[18]，，这些都反映了晚第四纪以来珠江三角洲的海岸线变化。

本论文考察了已知的海蚀遗迹，并发现了一些新的海蚀遗迹，例如七星岗、东莞路东、中山黄圃、黄阁、小虎山、大虎山、上、下横档岛等地，除海蚀平台、海蚀崖、海蚀穴等遗迹外，还发现了多级海蚀阶地。

本文运用第四纪地质学、新构造学的基本理论，重点研究珠江三角洲地区的海蚀遗迹，特别是高位海蚀遗迹的地质时代、所反映的构造运动及海平面变化，并综合前人对沉积、断裂、断块以及水系发育等研究成果，进而分析珠江三角洲地区第四纪晚期以来的古环境演化及其控制因素。诚然，这项研究还只是十分初步的，但却是一次有益的探索，有待今后进一步补充完善。

本文的工作属于目前中山大学地球科学系陈国能教授主持的广州市城市地质调查项目--《广州市主要断裂活动性和区域稳定性研究》的一部分。

2 珠江三角洲自然地理概述与区域地质地貌背景

2.1 珠江三角洲自然地理位置

珠江三角洲地区位于广东省的中南部，南海北部，地理座标：东经111°59′42″～115°25′18″，北纬21°17′36″～23°55′54″。行政辖区包括广州市、深圳市、珠海市、东莞市、中山市、江门市、佛山市、顺德市和惠州市的惠城区、四会，陆地总面积约42000㎞2，占全省总面积的23.4%。区内交通发达、资源丰富、人口众多。珠江三角洲属于亚热带气候，终年温暖湿润。年均温21～23℃，最冷的1月均温13～15℃，最热的7月均温28℃以上。6～10月，常有台风影响，降雨集中 ，天气最热。年均降水量1500毫m 以上。多雨季节与高温季节同步，土壤肥沃，河道纵横，对农业有利。水稻单位面积产量在中国名列前茅。热带、亚热带水果有荔枝、柑橘、香蕉、菠萝、龙眼、杨桃、芒果、柚子、柠檬等 50 多种 。 发展了桑基鱼塘、果基鱼塘、蔗基鱼塘等立体农业结构形式，成为中国生态农业的典范。有制糖、丝织、食品、造纸、机械、化工、建筑材料、造船等工业，有南海明珠之称。

2.2 珠江三角洲的地貌概况

珠江三角洲东、西、北三面都有山地、丘陵围绕，南面向海，构成一个马蹄形的港湾形势。东边的大岭山、羊台山等是莲花山山脉的余脉，北边的白云山、摩星岭等是罗浮山--九连山山脉的余脉，西边尚有皂幕山、古兜山等。这些山地、丘陵的走向多与北东向构造线一致，又被北西向构造线所交切，地形破碎。一般海拔高度500m ，相对高度100-300m ，分布有300-350m 及200m 的两级剥蚀面，还存在40-50m 、20-25m 及5-10m 的三级阶地或台地。

三角洲外围的西江、北江、东江河岸平原，以多汊道及积水洼地为特色。西江出三榕峡后分出4条汊道，北江出飞来峡后分出10条汊道，东江在博罗田螺峡后分出9条汊道。汊道沿程有众多的积水洼地。这种汊道的发育，与三角洲放射状网河汊道的发育过程不相同。后者是河流进入受水盆因射流作用而形成；前者则是洪泛的产物，干流与汊道的区分很明显，汊道（即古洪泛水道）的流路往

往就是丘陵间的低地。

珠江三角洲本身的地貌特色是平原上有160多个岛丘突起，表现为丘陵、台地、残丘地貌类型，面积约占三角洲总面积的五分之一。它们是过去的海岛，至少已发现7处较明显的海蚀遗迹。现在珠江口外的海域尚有上百个岛屿，海拔多为100-300m ，从现代的海滩到160-180m （伶仃岛大东湾）的高度尚有海蚀地貌保存。这些岛屿将是未来的三角洲平原上的岛丘。

丘陵地集中分布在本区南部的五桂山（505m ）、凤凰山（448m ）黄杨山（591m ）等地带，为断块上升的地垒型山丘，一般海拔200-400m 。主要由燕山期花岗岩构成，黄杨山顶部盖有下古生界变质岩。这两片山丘面积1141平方公里，约占珠江三角洲面积的13%。山体破碎，宽谷及山间盆地内有高度60m 、40m 、20m 、10m 四级台地。山麓有较为发育的坡度＜10°的洪积扇形地，有的成为高度20m 、10m 的洪积阶地。

台地集中分布在本区北部番禺至广州之间，主要有高度40m 、20m 两级。番禺台地由下古生界变质岩及侏罗系砂岩、页岩构成；广州一带的台地则是白垩系红岩。残丘的分布较广泛，岩性多样，西樵山（385.8m ）及三水的葫芦岗、驿岗为古火山遗迹（早第三纪粗面岩），广州南效的漱珠岗则是由早第三纪流纹岩构成。台地、残丘合计面积506平方公里，约占三角洲总面积的6%。

本区的平原由四种地貌类型组成：（1）高平原，当地称高围田及高沙田，地面高程0.5～0.9，位于三角洲的中、北部，是年代较老、围垦较早的平原。（2）低平原，当地称中沙田、低沙田，地面标高-0.2～-0.7m ，是近期围垦的平原。上述两类约占平原总面积的76.6%。（3）积水洼地，当地称朗田，主要分布本区的西北部，地面高程-0.4～-0.7m ，亦有低达-1.7m 的（三水大朗涡），面积约占平原的6%。（4）基水地，由鱼塘与桑基或蔗基组成，是低洼的平原经人工改造的地貌类型，这是珠江三角洲最有特色的一种地貌，面积约占平原的18%。

网河十分发育是珠江三角洲平原地貌的另一特征。西、北江三角洲主要水道近100条，总长1600多公里；东江三角洲主要水道5条，总长138公里。珠江三角洲的水动力条件是强径流弱潮流，不论洪季或枯季，迳流都很强大，河道的冲刷能力很强，汊道一经形成，便能保持河态并进一步加深发展。珠江的输沙量较多，但含沙量小，这也有利于汊道的稳定和发展，不致于较快地淤废。珠江三

角洲是在多岛屿的浅水湾内形成的，这些岛屿在三角洲的沉积过程中也有利于河道受阻而分流，形成众多的支汊，此外，人工筑堤也使许多主要的汊道得以稳定。联围筑闸是珠江三角洲自古以来的重要水利工程[2]。

2.3 珠江三角洲的区域构造背景

2.3.1 珠江三角洲基岩

珠江三角洲第四系与老地层不整合接触。基岩主要是白垩系至下第三系的红色岩系、震旦系变质岩、燕山期花岗岩。本区的基岩风化壳较厚，一般可达3-4m , 厚者可达10-20m 。

对珠江三角洲地貌轮廓的奠定起着重要作用的是白垩纪前后花岗岩的侵入，即著名的燕山运动。燕山运动不仅对珠江三角洲地区，而且对整个华南地区的地形都起着奠基的作用。随着花岗岩的侵入及巨大的断裂构造作用，形成高峻的断块山地和深广的断陷盆地。花岗岩在本区及外围地区分布最广泛。

白垩纪初燕山运动第三期的花岗岩侵入及断裂活动形成珠江三角洲三大盆地的雏形，接受外围山地的物质，堆积了陆相的红色碎屑岩系。本区亦堆积有晚白垩纪的红色砂砾岩、砂岩、泥岩。

早第三纪的沉积以陆源碎屑为主。盆地的造成是外围由于花岗岩侵入而抬升或由于断裂而相对上升的结果[2]。

2.3.2 珠江三角洲第四纪分层

珠江三角洲九江--广州一线以南的钻孔所打到的第四纪沉积物的C 14年龄均小于 40 ka B.P. 。这套地层自下而上分为六个组，分别是石排组、西南组、三角组、横栏组、万顷沙组和灯笼沙组，并且存在古、老和新三套三角洲沉积。（表2-1）

表2-1 珠江三角洲晚更新世-全更新世地层及沉积旋回划分

（据陈国能等，1994）

（1）石排组（Q 32～1），以东莞石排下沙剖面为代表，14C =33000～37000年，一般埋深30m ，•多为黄灰色砂砾或中粗砂，粗砂成分为石英，分选较差，为河流相沉积，不整合于基岩风化壳之上，植物反映为冷期，为低海面时的沉积。

（2）西南组（Q 32～2），以三水西南剖面为代表，14C =15000～21000年，一般埋深25m ，•一般厚度5～10m ，为深灰色粉砂质粘土及含砾中粗砂或细砂，以海相沉积为主，•但也有河流相，为雨木冰期间冰阶时的沉积，分布较广。

（3）三角组（Q 33～Q 41），以中山三角剖面为代表，根据其上下14C 年龄，••推测时代为Q 33～Q 41，一般埋深20m 左右，一般厚度5m 左右，以花斑状粘土或砂砾层为特征，花斑状粘土一般发育在西南组之上，砂砾层则为河流相。

（4）横栏组（Q 42～1），中山横栏穗丰剖面为代表，14C =5000～6500年，一般埋深约15m ，•一般厚度5～10m ，为深灰色淤泥或淤泥质粉砂及中细砂，以海相为主，少量河流相，平行不整合于花斑状粘土及河流相之上。

（5）万倾沙组（Q 42～2），番禺万倾沙剖面为代表，14C =2510～4940年，一般埋深10m ，•一般厚度3～5m ，为灰黄色中细砂、砂砾，浅风化粘土及含砂质淤泥，以河流相沉积为主。

（6）灯笼沙组（Q 43），斗门灯笼沙剖面为代表，14C =1260～2050年，一般

埋深5m ，南部厚度（5～7m ）大于北部（3～4m ），为深灰色粉砂质淤泥及粉砂质粘土，河海混合相。

2.3.3 珠江三角洲断裂分布

珠江流域位于东南地洼区一级大地构造单元之中，主要流域分布在滇桂地洼系，赣地洼系及浙粤地穹系的南端。

珠江三角洲主要断裂系统有三组，即北西、东西和北东三组（图2-1）。前者主要有西江断裂、白坭-灵山断裂、化龙-黄阁断裂和南岗-太平断裂；后者主要有北江断裂、石龙-厚街断裂、古劳-广州断裂、新会-市桥断裂，及五桂山南、北麓断裂；东西向断裂主要有广州-罗浮山断裂和河口断裂。这三组断裂多属正断层，它们不仅控制整个三角洲的外部轮廓，而且还控制着河道的延伸方向、古海岸线和第四系沉积物的展布[5]。

上述三组断裂的形成时代，虽然先后不一，但大体来说，北东向和东西向断裂形成时代较早，基本是在燕山运动时期形成的，它们不仅控制着白垩--第三纪沉积物的展布，而且还控制着第四纪沉积。北西向断裂形成较晚，可能定型于喜玛拉雅山期末期。这三组断裂互相交织，把三角洲基底切割成大小不等、运动速率不一的断块。根据目前掌握的资料，可以把珠江三角洲划分为北部、西部、中部和东江四个断陷区及其相应的断隆区（图2-2）。近代沉积是迭置在早期断块格局之上，因而其沉积物的岩相变化和厚度差异均明显地受下伏断块差异升降运动的影响。

图2-1 珠江三角洲断裂系统略图

（据黄玉昆等，1983）

图2-2 珠江三角洲断块分区图

（据黄玉昆等，1983）

现将三组断裂的产状要素、第四纪时期的活动方式、近代活动状况展布范围列于表2-1

表2-1 珠江三角洲主要断裂一览表

（据黄玉昆等，1983）

2.4 珠江三角洲的新构造运动

一般认为新构造运动是新第三纪以来所发生的地壳构造运动。珠江三角洲新构造运动的特征表现为继承性的断裂并引起断块的差异升降运动[2]。

新构造运动一方面继承燕山运动以来的构造格局，北东向构造活动控制着三角洲地区若干条边界的控制，如广州-从化断裂对三角洲北部广花平原的东界，五桂山断裂带对北江三角洲南界等。另一方面，北西向和滨海一带的北东东向断裂构造的活动切截、错移了北东向构造，主导着三角洲沉积地貌体的走向，显示新构造运动的新生性。上述两组的构造线共同控制了三角洲内以北西向为长轴，北东向为短轴的棋盘状的构造地貌格局，其活动的力学性质决定了三角洲基底以北西向为谷，北东向为岭的地貌特征[10]。

2.5 全新世最高海面问题

关于全新世最高海面问题，国内外学者长期以来有不少争论。对珠江三角洲地区曾否有过最高海面，前人亦有不少看法。中山大学地理系河口研究室认为，五、六千年前，“海面已逐渐上升到接近现海面位置”，但海面仍有微弱上升。大约到4000年前海侵才达到最大范围，然后转变为海面较为稳定时期。他们不认为存在最高海面，但认为4000年前海面已达今日的高度。中国科学院南海海洋研究所海洋地质室和汁汇（1980）、张虎男等，则认为本区中全新世有过比现海面高的最高海面，他们认为一级海成阶地与南海县石碣海蚀遗迹便是高海面的例证。

3 基本原理、方法和工作

3.1 基本原理

3.1.1 第四纪气候变化及海平面变化

第四纪气候是离人类最近的一个全球性寒冷气候期。第四纪以周期性的寒暖气候波动为基本特征，即冰期与间冰期交替发生。冰期时，全球气候变冷，海平面下降；间冰期时，全球气候变暖，海平面上升。

早年A ．Penck 对阿尔卑斯山北坡的阶地冰碛物进行了研究，提出冰期-间冰期变化的阿尔卑斯模式，他认为，第四纪以来存在贡兹冰期、民德冰期、里斯冰期、雨木冰期（末次冰期）4个冰期。中国地质学家李世光也提出庐山模山，认为第四纪以来存在鄱阳冰期、大姑冰期、庐山冰期、大理冰期（末次冰期）等4个冰期，并把庐山模式与阿尔卑斯模式对比。

但随大洋调查的进步，上世纪60年代Emilliani 分析了加勒比海一钻孔岩芯试样中的有孔虫壳体中的δ18O （即

18

O/16O ）比值，得出了氧同位素时间变化曲

线及所反映的气候波动（图3-1），提出海洋氧同位素阶段（Marine Isotope Stage, MIS ）的冰期-间冰期变化模式：该模式从新到老分为1,2,3,4,5,6,7„„等多个周期，其中偶数期（δ18O 值高）为冰期，奇数期为（δ18O 值低）为间冰期。冰期、间冰期变化周期约10万年，与Milankovich 天文周期（图3-2）十分接近。

图3-1中，奇数1、5、7、9、11„„为间冰期，偶数2、6、8、10、12„„为冰期，从图中可以看出，冰期的周期为大约10万年。

图3-1 氧同位素时间变化曲线与气候波动

图3-2 Milankovich 的岁差、地轴倾斜度、轨道偏

心率、太阳辐射周期曲线与冰期周期曲线

然而，大洋模式和阿尔卑斯模式（即大陆模式）存在矛盾，大洋模式比大陆模式冰期与间冰期次数更多，究竟谁是谁非，直到中国学者刘东生等提出的黄土气候变化模式[19]（图3-3），证明大陆和大洋的气候变化同步，才得到了学术界的公认，从而使海洋氧同位素模式成为全球第四纪冰期间冰期交替变化的模式。后来，黄土模式又得到了冰芯模式支持（图3-4），充分说明早年有关大陆四个冰期-间冰期的认识是错误的。

冰期间冰期的交替变化是第四纪海平面升降变化的主因，气候变化的周期约为10万年，由此引起的海平面升降变化周期也大约为10万年。

间冰期的海平面称为为高海面，冰期的海平面称为低海面。据研究，MIS2、MIS6、MIS8、MIS10„„海面比现今海面低100多米，而MIS1、MIS3、MIS5、MIS7„„海面与现今海面大致相同，但不同期次高海面的位置略有差异。MIS5海平面与现今海面相当或高出5m 左右，MIS3（距今大约为5万年）时的高海面比现今低30-50m [20]，如图3-5，当时全球气温也较其他间冰期低。MIS1、MIS5、MIS7„„之间冰期-间冰期的时间间隔大致为10万年，但MIS3与MIS1和MIS5的时间间隔只有5万年左右，因此，某种意义上说，MIS5不属于真正意义上的间冰期，如果归属于间冰阶可能更合适一些。

图3-5 250 ka BP以来海平面相对于现今海面的高度变化

图3-3 2.4Ma BP 以来陕西洛川黄土-古土壤系列间接气候指标的变化曲线图 （据刘东生等，《黄土与环境》，1985）

图3-4 400ka BP以来，气温与大气中的CO 2浓度的变化曲线

3.1.2 珠江三角洲地区沉积旋回和海蚀阶地的年龄分析

在构造抬升区，地貌高老低新；在构造下沉区，沉积下老上新，如图3-6所示。在珠江三角洲地区，通过野外考察，大致发育三级海蚀阶地，显然，高处的海蚀阶地较老，低处的海蚀阶地较新，即阶地时代T 3﹥T 2﹥T 1。同理，珠江三角洲地区的两个沉积旋回中，上旋回无疑为全新世，而下旋回为更新世。

图3-6 构造抬升区和下沉区的沉积物年龄示意图

在珠江三角洲地区，既有沉积区又有抬升剥蚀区，抬升地貌与下沉地貌的年龄关系如何？从逻辑上说，分别有两种情况：（1）剥蚀区和下沉区之间无断层，说明地壳先抬升后下沉，最低（新）剥蚀地貌要老于最低（老）沉积地貌；（2）剥蚀区和下沉区之间被断层分割，则最低（新）剥蚀地貌与最低（老）堆积地貌有可能同时。两种关系见图3-7。珠江三角洲地区上旋回属于全新世，但下旋回究竟属于MIS3还是属于MIS5尚有争议。严维枢[17]对香港及珠江三角洲地区下旋回做了14C 测年并对结果进行了统计，如图3-8，发现自40000 a BP 以来，存在许多峰值，意味着有许多次海侵和高海面，明显不符合逻辑，说明对下旋回而言，14C 测年结果存在不少问题。

图3—7 抬升剥蚀区与沉积区地貌新老关系图

图3-8 40ka BP以来香港、珠三角、深圳的14C 的测年结果频率分布

（据严维杻，1999）

根据全球香港地区的研究[17]，MIS3时期的海平面比现今低大约50m ，而珠江三角洲地区第四系平均厚度仅30m 左右，因此，从理论上说，存在MIS3时期沉积的可能性很小，下旋回有可能属于MIS5，即大约12万年左右，该年龄已经大大超出了14C 的测年范围，所以14C 测年结果不能作为下旋回年龄的依据。

海蚀阶地必然是间冰期高海面时候形成的，在构造抬升区，每一级海蚀阶地代表了一次高海面，对冰期、间冰期10万年周期而言，地壳运动可以看成是匀速的，因此，只要确定了某一级海蚀阶地的时代，就可以推算出其他阶地的时代。反之，如果测定了各级阶地的时代，并假定构造为匀速抬升，就可以计算出各次间冰期高海面的位置。图3-9是根据大洋中岛屿的阶地推算出的海平面波动曲线，显而易见，与深海氧同位素曲线波动周期完全一致。

图3-9 大洋岛屿阶地海平面波动曲线

所以，在没有断层分割的地方，如果下旋回的时代属MIS5，则最低海蚀阶地的时代应当相当于MIS7，更高的海蚀阶地则依次属于MIS9、11（图3-10）；在有断层分割的地方，如果下旋回的时代属MIS5，则最低海蚀阶地也可能同属于MIS5，更高的海蚀阶地则依次属于MIS7、9（图3-10）。

图3-10 海蚀阶地示意图

3.2 测量与计算方法

基于前面的分析，论文系统收集了前人的研究成果，并进行了详细的野外考察和测量。

测量方法：利用GARMIN 手持式GPS 微气压测高功能测量高差。尽管微气压对高度变化比较敏感，从理论上说，测量精度可到1m 之内，但是，由于气压随时间的变化，特别当测量路程较长时，尽管实际高度没有变化，GPS 显示的高度也会发生变化，这是误差的主要来源。为了尽可能地减少误差，测量前先进行详细考察，选择好最短的测量路线，并尽量缩短两测点间的测量时差。在天气较稳定的情况下，气压会随着时间的迁移而升高或下降，一般从早上到下午随气温的上升，气压会相应地下降，而下午到傍晚，随气温的下降，气压会逐渐升高。为了减少气压随时间变化的影响，采用往返测量的方法，例如，如果要测量A 、B 两点的高差，先测量A-B 两点的高差，在再由B 点返回A 点，测量B-A 两点高差，两者之和除2即为测量结果，因此，尽管GPS 读数为整数，但测量结果会有小数点。理想情况下，从A 点到B 点，再返回A 点时，GPS 读数不变。如果测量点较多，每个两个测点之间均采用往返测量法，最后回到起始点，若有误差，则把误差平分到各测点，这样可以用简单的仪器得到精度较高的结果。

至于高程，可以利用1/1万地形图，在确定了标志点高程后，即可把高程传递到各测量点。在实际测量中，根据前人的研究[13]，海蚀平台后缘的高度一般在2-3m ，在假定了海蚀平台后缘的高程后，即可把高程传递到各测点，尽管误差在所难免，但对于海蚀阶地而言，由于时代较老，位置较高，少量的误差并不影响成果解释。实际上，较高的海蚀阶地已经遭受一定程度的破坏，表面并非理想平面，误差也是允许的。

计算方法：如前所述，海蚀阶地能反映构造抬升和高海面的关系，又由于构造动动周期相对于海平面变化周期来说长很多，在考察海平面变化周期时，构造运动可看成是匀速运动。用高度差除以相邻两次高海面的时间间隔（大约10万年），即可算出构造抬升的速率。如示意图3-11，图中横坐标为时间，纵坐标为高程，所以直线的斜率代表高程和时间之比，即构造抬升速率，显然，斜率越大，抬升速率越大，反之亦然。

图3-11 抬升速率计算示意图

3.3 海蚀阶地基本特征、分级、对应的时代及构造抬升速率分析

3.3.1 海蚀阶地特征

本文测量了广州七星岗、东莞路东、中山黄圃、南沙黄阁、小虎山、大虎山以及狮子洋中的上、下横档岛等地的海蚀地貌，这些海蚀地貌大部分发育于白垩纪红色砂岩中，少量发育于花岗岩脉中（例如上、下横裆岛），除海蚀穴、海蚀崖和海蚀平台外，一般还有三～四级海蚀阶地，测量结果小结于表3-1，素描图见图3-12。下面分述之。

表3-1 珠江三角洲地区海蚀阶地高度对比（H /m ）

注：*Kevin Pedoja(2008)

图3-12 木船洲 、黄阁（小虎山）、东莞路东村海蚀阶地示意图

注：A ．木船洲 B ．黄阁(小虎山) C ．东莞路东村

3.3.2 东莞路东村海蚀遗迹

东莞路东村发现有明显的海蚀穴、海蚀槽以及四级海蚀阶地，其范围大概有2km ，这些海蚀地貌发育于白垩纪红色砂砾岩，并有网纹红土化现象。受人类活动的影响，海蚀地貌遭到较大的破坏，尽管如此，仍有部分地方有明显清晰的海蚀遗迹。一级和二级海蚀阶地范围较窄，三级和四级海蚀阶地较广阔，在T 3可见深度网纹红土。我们以最低处的海蚀穴底面为基准，采用相对高差，测得一级海蚀阶地（T 1）高度为6.5 m +/-1 m，二级海蚀阶地（T 2）高度为12.5 m +/-1 m，三级海蚀阶地（T 3）高度为15 m +/-1 m，四级海蚀阶地（T 4）高度为23.5 m +/-2m。以距今时间为横轴，以高度为纵轴作图，如图3-13。

图3-13 东莞路东村海蚀阶地高程图

图3-13中，原点和4个海蚀阶地的高度点大致在一条直线上，延长至现今交于0m 高程，说明海蚀阶地的判断和高度测量是准确的，与我们假设相符。T 3偏离较大，可能是因为三级海蚀阶地受人类活动的影响更大，使高度有所降低。

3.3.3 上、下横档岛与大虎山海蚀遗迹

上、下横档岛与大虎山位于狮子洋中，共有三级海蚀阶地，其中第一级海蚀阶地高度为11 m +/-2 m；第二级海蚀阶地高度为17 m +/-2 m；第三级海蚀阶地高度为23 m +/-2 m，T 3基岩已经网纹红土化，说明其暴露时间较长，时代较老。

若T 1、T 2、T 3海蚀阶地时代分别对应于MIS5、MIS7、MIS9，作图3-14。 图3-14中，原点与1、2、3点不在同一条直线上，且原点偏离较大，故T 1、T 2、T 3海蚀阶地的形成时代并不分别对应于MIS5、MIS7、MIS9形成的。

若T 1、T 2、T 3海蚀阶地分别对应MIS7、MIS9、MIS11，作图3-15。

图3-15中，原点与1、2、3点大致在同一条直线上，延长至现今交于0m 高程，说明海蚀阶地的判断和高度测量是准确的。故上、下横档岛与大虎山的T 1、T 2、T 3海蚀阶地分别是在MIS5、MIS7、MIS9形成的。

图3-14 上下横档岛与大虎山三级海蚀阶地分别对应MIS5、

MIS7、MIS9时的示意图

图3-15 上下横档岛与大虎山三级海蚀阶地分别对应

MIS7、MIS9、MIS11时的示意图

3.3.4 广州七星岗与黄阁小虎山海蚀遗迹

（1）广州七星岗海蚀遗迹：

广州七星岗有典型的海蚀遗迹，自吴尚时教授发现至今已有60多年，被认为是距现今海岸线最远的海蚀遗迹，受到了国内外专家学者的关注，几十年来，进行了多次测量及研究，其海蚀平台、海蚀穴、海蚀崖保存完好，为了保护好这一宝贵的自然遗产，广州市政府建立了七星岗海蚀遗址公园，并立碑作为重点文物保护。照片1和照片2为七星岗附近地区的海蚀遗址。图3-16为七星岗海蚀阶地素描图。

图3-16 七星岗海蚀阶地素描

然而，前人注意力仅集中低位海蚀遗迹，经过我们的考察，在七星岗及其附近还发现有三级海蚀阶地，其中一级海蚀阶地(T1) 高度为11 m +/-2 m；二级海蚀阶地(T2) 高度为28 m +/-3m，并可见红土化现象；三级海蚀阶地(T3) 高度为 42 m +/-4m。T 1、T 2、T 3分别对应MIS5、MIS7、MIS9，作图3-17。

图3-17 七星岗海蚀阶地分别对应MIS7、MIS9、MIS11

图3-17中，原点和1、2、3点不在同一条直线上，且原点偏离非常大，直线与纵轴交于负轴。由此可以推断出，在过去的40000年里，本区并非单调构造上升，在某段时间内，本区存在构造下沉；又由于1、2、3点位于同一直线，故可推断出本区构造下沉大约发生在10000 a BP以内，并且极有可能MIS5已经下沉至现今海平面以下。

（2）小虎山海蚀阶遗迹：

黄阁小虎山的海蚀地貌非常丰富、典型，规模也很大，主基岩为红色砂砾岩，在岛的外缘，布有很多海蚀穴、海蚀峰巢和海蚀崖，如照片3-5。据考察，全新世海蚀遗迹之上还发现有三级海蚀阶地，其高度分别为T 1：12.5 m +/-2 m、T 2：27 m +/-3m、T 3：45 m +/-4 m，在T 2上，有红土化现象，在T 3上，有已被部分破坏了的海蚀穴和漩涡痕迹（壶穴）。作图3-18。

图3-17和图3-18很相似，说明七星岗和黄阁小虎山构造发展比较相似。

图3-18 小虎山海蚀阶地分别对应MIS7、MIS9、MIS11

3.3.5 台山木船洲遗迹

在台山木船洲发现有大量的古海蚀峰巢（照片6），有二级海蚀阶地，其高度分别为12 m +/-1 m、23 m +/-2 m，作图3-19。

图3-19 台山木船洲海蚀阶地分别对应MIS7、MIS9

3.3.6 区域海蚀遗迹对比与统计

将七星岗与黄阁的海蚀阶地作对比，作图3-20；将木船洲与汕尾的海蚀阶地作对比，作图3-21，汕尾有三级海蚀阶地，高度分别为T1：6m ，T2：12m ，T3：25m [21]；将东莞路东村与上下横档岛的海蚀阶地作对比，作图3-22。

图3-20 七星岗与黄阁海蚀阶地对比

图3-21 木船洲与汕尾海蚀阶地对比

注：汕尾[21]

图3-22 东莞路东村与上下横档岛的海蚀阶地对比

图中横坐标为时间，纵坐标为高程，所以直线的斜率代表高程和时间之比，即构造抬升速率，显然，斜率越大，抬升速率越大，反之亦然。

从以上三个图可以看出，七星岗和黄阁构造抬升和速率类似，本区在距今大约100ka-400ka ，有较强烈的构造抬升，在距今大约100ka 以内，本区构造下沉；木船洲和汕尾构造抬升和速率类似，本区在距今大约100ka-400ka ，有中等强度的构造抬升，在距今大约100ka 以内，本区构造下沉；东莞和大虎山属构造抬升和速率类似，距今大约400ka 以来微弱抬升。

分析图3-20，七星岗和黄阁构造抬速率约为（27 +/- 2 mm/a）/(100 ka+) =0.16 +/-2 mm/a；若距今100ka 内（即MIS5以来）构造稳定（不上升也不下沉），则MIS7的高度应为抬升速率乘以MIS 5～MIS 7的年数，即(0.16 +/-2 mm/a) * (200ka -100ka)=16 +/-2m。而今测得11 +/-2 m﹤16 m，说明距今100ka 内存在构造下沉。

分析图3-21，木船洲和汕尾的构造抬升速率为（0.095 +/-0.02） mm/a，本区大约在距今30ka —50ka 时构造下沉。

分析图3-22，东莞路东村与上下横档岛地区在大约距今400ka

以来微弱抬

升，其抬升速率约为（0.055+/-0.01）mm/a。

3.4 讨论

通过3．2与3．3的分析和计算，我们可以得到各个地区的上升和下沉速率，如表3-2

表3-2 各个地区的抬升和下沉速率

七星岗和黄阁地区的抬升速率明显比木船洲、汕尾、东莞路东村与上下横档岛的抬升速率大，其下沉速率亦比木船洲和汕尾的大，说明七星岗和黄阁地区的构造运动最强烈。

七星岗与黄阁地区先剧烈构造抬升后下沉，木船洲与汕尾地区先中等构造抬升后微弱下沉，东莞地区400 ka B.P.以来一直微弱抬升，三处地方的构造运动差异较大，则可推断，化龙-黄阁断裂的活动性较大，如图3-23。

图3-23 珠江三角洲东北部断裂分布图

4 结 论

本文对七星岗、东莞、黄圃、黄阁、小虎山、上下横档岛等地的古海蚀遗迹进行了考察和测量，测得海蚀平台高度，根据海蚀平台与构造运动的关系，计算构造运动速率，并由此作出一些推断，得到如下结论：

1）珠江三角洲内发现有大量的海蚀遗迹，在本论文进行考察的区域内，发现普遍存在两到三级的海蚀阶地，甚至有四级海蚀阶地。海蚀阶地阶面上保存有丰富的海蚀痕迹，如海蚀穴、海蚀槽、海蚀柱、海蚀涡轮等，以海蚀穴、海蚀槽为多。同时亦发现有陡峭的海蚀崖。珠江三角洲的海浪作用非常强烈。

2）在本论文进行考察的区域内，海蚀平台主要由红色砂砾岩构成，在二级和三级海蚀阶地间可见红土化现象，在东莞路东村的三级和四级海蚀阶地间还有深度网纹红土。珠江三角洲是风化作用强烈的地区。

3）在100-400 ka B.P.，珠江三角洲存在构造抬升，以七星岗与黄阁小虎山两点连线为界，如图3-21，左边构造抬升较为强烈，其上升速率为（0.16 +/-2 ）mm/a，右边构造抬升微弱，其上升速率为（0.055+/-0.01）mm/a；在0-100000 a

B.P. ，七星岗与黄阁小虎山构造下沉；在约0-30 ka B.P.，木船洲与汕尾构造下沉，下沉速率为0.023mm/a。

4）珠江三角洲在0-400 ka B.P.以来，先有较强的构造抬升，后下沉，现今珠江三角洲仍有可能正在下沉。珠江三角洲东北部的化龙－黄阁断裂活动性较大。

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致 谢

光阴荏苒，岁月如梭。一转眼，四年的春青韶华即将划上句号，在这伤感和依依的时刻，回首在康乐园留下的痕迹，感慨万千。这里的人，这里的事构成了一串串美好的记忆，在此，我要感谢康乐园给了我展现青春的舞台，给了我描绘人生梦想的画笔；我要感谢我的同学和朋友，是他们给了我难忘的往事，四年里，我们同舟共济，相互扶持，从他们身上我学到了很多自己身上没有的东西；我要感谢我的老师，他们以渊博的学识、丰富的人生经验为我在人生道路上的前进提出了诚恳的建议，使我的人生之路更加明朗。

本论文是在导师张珂教授的悉心指导下完成的。张老师严谨的治学作用、认真负责的教学态度、广阔的视野、独到的见解和敦敦的教诲使我受益匪浅，他用自己的行动践行着“学为人师，做为世范”的人生信条。张老师对待学生和蔼中不乏严厉，悉心教导，从不马虎。在论文的选题、研究思路和内容组织方面，以及5次的野外考察，张老师都花费了大量的时间和心思，给予了认真细致的指教，最终论文得以顺利完成。从张老师身上，我不仅学到了专业知识，更学到了科研精神和做事方式，希望以后我能用这种精神和态度来贯彻我的行动。在此，我要郑重地向张珂教授表示衷心的感谢！

在其中的3次野外考察中，陈国能教授也给予了我莫大的帮助。他渊博的专业知识和丰富的野外经验给我了很深的印象。与陈国能老师出野外考察，使我学到了很多专业知识，更使我在课堂上学到的知识能有机地结合到实践中，使我对地质学有了更深一层的认识。在此，向陈国能教授表示衷心的感谢！

在论文撰写过程中，汇集资料时还得到了地球科学系硕士研究生张献河、丘善森的帮助。在此，向他们表示诚挚的谢意！

感谢133-309宿舍各具特色的舍友，感谢地球科学系的所有同学，感谢他们在学习上、生活上对我的帮助和支持！

特别感谢我的父母、亲人和朋友。他们长期以来对我的鼓励和支持，使我最终顺利完成学业，我非常感激！

最后，谨向所有关心、支持和帮助我的人表示衷心的谢意！

照片1 广州七星岗海蚀阶地 照片2 广州七星岗海蚀阶地

照片3 小虎山北面的海 照片4 小虎山南面的海 照片5 黄阁的巨型海蚀穴

照片6 木船洲古海蚀蜂巢