深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究.pdf

李洁兰:深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究研究与探索YANJ IUYUTANSUO 工程与建设 年第 卷第期 收稿日期:;修改日期:基金项目:深圳大鹏半岛国家地质公园管理处海岸环境及其演化项目(项目编号:)作者简介:李洁兰(),女,湖南郴州人,博士,工程师深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究李洁兰(深圳大鹏半岛国家地质自然公园管理处,广东 深圳 )摘要:深圳大鹏半岛国家地质公园内的海岸带是华南地区典型海岸地貌景观的代表.公园海岸线长约 k m,海岸线呈舌状向东突出,沿线共发育海蚀崖、海蚀洞、海蚀拱桥等标志性景观十余处,构成了典型的岬湾式海岸.本文系统调查了海岸带的地质条件及典型海蚀地貌特征,探讨了海蚀地貌形成的控制因素.通过研究认为,影响本区海蚀地貌发育的主要有波浪侵蚀、构造及岩性因素,在三者综合作用下形成了典型的岬湾式海岸.关键词:深圳大鹏半岛国家地质公园;海岸带;地质遗迹;海蚀地貌;控制因素中图分类号:P 文献标志码:A文章编号:()引言海蚀地貌是地质遗迹景观中重要的类型之一,是海水运动对沿岸陆地侵蚀破坏所形成的地貌.海蚀地貌多发生在基岩海岸.在过去十多年里,国内外学者借助中长期的监测数据和岩石测年技术,在基岩海岸海蚀地貌的研究中取得了丰硕的成果.L i m等通过对英国北约克郡斯特尔兹海岸个海蚀崖长达 个月的监测数据,分析了海蚀崖受剥蚀后退的空间分布,环境对海蚀崖活动的影响,海蚀崖受剥蚀的规模和频率分布,演替发生崩落的阈值等,很好地揭示了坚硬岩石岸段海蚀崖后退发育的过程.A l v a r e z M a r r o n等在西班牙北部阿斯图里亚斯延伸近百千米的抬升海蚀平台上,根据海蚀平台的高程和抬升时间计算了该海蚀平台的抬升速率,并指出数字高程模型是研究海岸地貌的有力工具.K e n n e d y等测量了澳大利亚悉尼中部海岸段海蚀平台宽度和高程等数据,分析海蚀平台形成的影响因素,结果表明该岸段海蚀平台地貌的形成主要由岩石的结构和抗侵蚀能力决定.A n d r i a n i等在通过分析区域地质地貌背景、气象气候条件、岩石物理性质和工程学分类等因素,利用多时相站点观测数据、航片、地形图计算得到意大利穆尔贾基岩海岸侵蚀速率,解释了典型的地中海沿岸碳酸盐岩海岸地貌的普遍侵蚀演化过程.D eW a e l e等结合区域地质背景,分析了意大利萨尔迪那中西部海岸灰岩地区海蚀喀斯特地貌的发育和岩性及水动力条件之间的关系,详细描述了海蚀平台、海蚀崖、海蚀洞、海蚀溶沟、表成溶沟、管状通道等地貌类型的形成与演化过程.我国海蚀地貌景观主要分布在东南沿海地区.我国东南沿海“华南型”(也称“多字型”)山地港湾海岸兼有横向海岸(里亚斯海岸)和纵向海岸(达尔马提亚海岸)的特点,其中大鹏半岛作为区域构造作用和第四纪地质历史时期气候变化共同作用的产物,是研究全球海平面变化的重要载体,近年来,其科研价值和观赏价值日益受到关注.滕建彬等、王为等对大鹏半岛海岸带的海蚀平带进行了研究,对大鹏半岛海岸不存在全新世高海面的观点提出不同看法,提出了大鹏半岛海岸全新世存在高海面的证据,.张崧等认为大鹏半岛海岸地貌是在中全新世早期开始发育,地质构造和海平面升降是塑造该半岛海岸地貌的主要因素.王丰年等对大鹏半岛海岸及火山资源景观做了定性与定量综合评价,提出大鹏半岛的旅游开发应突出其独特的地质景观特征,形成集科研、科考、科普、滨海休闲、度假、探险于一体的旅游胜地.龚思诗结合自然教育需求,针对大鹏半岛海岸带景观资源提出环海岸海蚀地貌景区的规划.目前大鹏半岛海蚀地貌景观分布最集中、保存最完好的一段海岸带主要位于深圳大鹏半岛国家地质公园管理范围内.深圳大鹏半岛国家地质公园于 年经原国土资源部正式批准成立,公园以中生代晚侏罗世早白垩世时期火山喷发形成的火山遗迹和距今万万年以来海洋地质作用形成的海岸地貌景观为主体.公园东南部的海岸带长为 k m,坡面宽在k m以上,是海岸过渡带与海蚀作用带的重要组成部分,该海岸带上广泛发育了海蚀洞、海蚀崖、海蚀柱等海蚀地貌,类型齐全,是研究海蚀地貌的“天然博物馆”.本文在文献调研和实地考察的基础上,聚焦于对研究区海蚀地貌的类型和形成机理进行探讨,希望为保护地质遗迹、合理规划地学旅游线路提供科学依据.区域地质背景大鹏半岛位于我国东南沿海“岬角海湾”海岸地貌的大格局之中,是介于大鹏湾和大亚湾之间的一个岬角,以侵蚀海岸地貌特征为主,并且侵蚀强度以岬角顶端最强、两侧较弱.大研究与探索YANJ IUYUTANSUO李洁兰:深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究 工程与建设 年第 卷第期鹏半岛海岸同样呈现小规模的岬角与海湾相间的格局,共有大小岬角 处,海湾 处.地貌类型主要包括沙滩、沙堤、潟湖、砾滩、巨砾滩等海积地貌,以及海蚀崖、海蚀平台、海蚀柱、海蚀洞(穴)等海蚀地貌图.从侵蚀地貌角度看,半岛南侧侵蚀最强,西侧次之,东侧因受到大亚湾中央列岛的遮挡而表现最弱.大三门岛和大甲岛等海岛则以海蚀崖为主,表现出强烈的侵蚀特征.这也与南侧面对外海、东西两侧处于海湾内的水动力条件相一致.研究区位于大鹏半岛海岸鹿咀东涌岸段.区内主要发育两套地层,其一为泥盆系中上统以鼎湖山群,该套地层主要分布在研究区东北部,属于陆相浅海滨海相沉积粗碎屑岩,以厚层状,黄褐色石英质砂砾岩、石英粗砂岩等为主,具有显著的沉积韵律特征;其二为侏罗系白垩系火山沉积岩系,自下而上将其划分为侏罗系上统南山村组,构成火山喷发的两个旋回,下旋回主要由火山角砾凝灰岩、流纹岩、斑状凝灰熔岩等组成,上旋回主要由火山集块岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、球粒流纹岩等组成 .所有地层中化石稀少.图大鹏半岛海岸地貌类型分布图海蚀地貌类型与特征 海蚀崖研究区发育海蚀崖多处,高度一般数米至十余米,坡度大多数陡峭近于笔直,以鹿咀海蚀崖(图)最为典型.其地形险峻、视野开阔,地质现象特征突出,稀有少见,山色与海景的融合十分奇妙,山海 辉映,碧水 连 天,具 有 较 高 的 科 学 和 美 学价值.海蚀洞多见于研究区海蚀崖底部,洞穴高且深,洞穴延伸方向一般垂直于海岸线.研究区规模较大者属鹿咀海蚀崖底部的洞穴,高 m、深约 m、宽为m.部分在李伯坳坑、鹿咀形成连续的海蚀洞群.图鹿咀海蚀崖图东涌穿鼻岩 海蚀拱桥研究区内仅见处海蚀拱桥地貌(图).其位于东涌海边岩仔崖下,桥高约 m,长 m有余,宽 m,拱桥两壁陡直,桥孔呈菱形,发育于上白垩统上旋回第四韵律的爆发相火山碎屑岩中.顶上为一条近东西向的断层穿过,并在此处形成了断层崖、断层裂缝,同时伴随劈理化变形,后经历了海水海浪的侵蚀作用,形成现在奇特的海蚀拱桥.海蚀柱海蚀柱是基岩海岸外侧孤立的柱状或塔锥状地貌,是海岸岬角或海蚀阶地遭受海浪冲击掏蚀,完全与基岸分离,残留在水下海蚀台地上的石柱.在高排附近海面南东端,有多个相互独立的海蚀柱,其中最大的距离海岸约 m,柱高 m,柱底面宽 m,呈锥柱状,远望似屹立在海洋中的灯塔(图).图高排海蚀柱李洁兰:深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究研究与探索YANJ IUYUTANSUO 工程与建设 年第 卷第期 海蚀地貌的控制因素讨论 海岸动力作用 海岸动力条件海岸地貌形成发育的动力因素主要包括波浪、潮汐、海流、入海河流以及风的作用.其中波浪和潮汐是最主要的海岸地貌塑造动力,或侵蚀海岸,或搬运、沉积沿岸物质.风力则一方面影响波浪方向和强度,另一方面对沿岸的海积砂进行二次搬运和改造.研究区东临大亚湾、南邻南海,这些海域的海岸动力条件形成了形态各异的海岸地貌类型,不同海域的动力条件差异也是造成不同岸段海岸地貌差异的重要原因.大亚湾海区波浪较小,常浪浪高H/在 m,以中小浪为主,常浪向为E S向.大亚湾水动力条件具有如下特征:以霞涌中央列岛为界,西部海域水动力强度略强于东部;受地形影响,中央列岛东侧即中央水道附近水动力较强;沿岸m以前为波浪作用带,波浪变形破碎,产生一定强度的沿岸流.总体来说,大亚湾水动力较弱,潮流流向较为单一.大亚湾水体悬沙含量很少,并具有湾口高、湾内低、西部高、东部低、夏季 高、冬 季 低、底 层 高、表 层 低 的 特 点,含 量 范 围 一 般 在 k g/m.研究区南临南海,其波浪比外海小,主导波向为S E,年平均波高为 m,实测最大波高为 m.潮汐类型为不规则半日潮,平均潮差为m,潮流流速为 m/s.粤东桂南 m一线沿岸水流总方向终年自东向西,流速为 k n.海蚀地貌的发育过程波浪是海岸地貌最为主要的塑造力源.大鹏半岛整体向南海突出,形成岬角.由于波浪折射作用,波射线在岬角处汇聚,波能集中,以侵蚀作用为主.东涌海柴角岸段位于大鹏半岛岬角的东段,该段海岸带受波能辐聚的影响,主要发育海蚀地貌.鹿咀海柴角岸段属于大鹏半岛岬角的东部海湾岸段,受波能辐散的影响,主要发育堆积地貌.而在大鹏半岛海岸线存在次一级岬角和海湾,再次出现波能的集中与分散,因此鹿咀东涌岸段呈现海蚀与海积地貌相间的格局.在岬角位置,由于波浪能量集中,基岩海岸遭受侵蚀而逐渐后退,形成海蚀崖;侵蚀脱落的岩块被波浪进一步破碎并带走,在海蚀崖前形成具有一定坡度的平坦的海蚀平台;由于岩性的差异,局部坚硬、完整的岩石得以保留在海蚀平台上,形成海蚀柱、海蚀残丘等特殊形态的海蚀地貌.从研究区现有海蚀崖的形态分析,海蚀崖的后退方式主要为:波浪掏蚀形成海蚀洞后,上部岩体在重力作用下发生崩塌和滑坡而脱落,并被海浪进一步破碎、带走,使海蚀崖逐渐后退.这种方式形成的海蚀崖脚大多发育海蚀洞(穴)和海蚀槽,局部突出的基岩两侧分别发育海蚀洞,当海蚀洞贯穿时就形成了海蚀拱桥,而海蚀拱桥顶部坍塌后,外侧残留的部分就是海蚀残丘,进一步侵蚀后就会形成海蚀柱.构造的控制作用断裂构造往往控制着海岸带基岩的侵蚀,不同规模的断裂构造往往控制着不同尺度的海岸地貌轮廓.深圳地区的主要地貌格局主要受北东向断裂控制,形成半岛和海湾、海岸山脉、低山和谷地三个地貌带的分异.北西向断裂与北东向主干断裂相交切,使三个地貌带各自分异成若干个断块地貌区.大鹏半岛位于以王母断裂沙田海断裂以南的半岛和海湾地貌带中,被北西向的霞涌断裂、官湖水头断裂控制,形成大亚湾、大鹏湾两个断陷夹大鹏湾断隆的地貌格局.西侧的九龙半岛、大鹏半岛和东侧的平海半岛是三个东高西低的叠瓦式断块,自西向东掀升.大鹏半岛的地貌轮廓主要受中部的水头西冲断裂(枫木浪断裂)控制.沿断裂发育王母谷地大鹏澳西部新圩谷地东冲谷地,断裂谷地两侧为地垒山.对于海岸地貌而言,这条断裂控制着半岛东北侧大鹏澳的西岸线,以及南岸东冲海湾的发育.研究区的海蚀地貌主要受小规模断层、节理、裂隙以及褶皱的影响.沿平行岸线节理裂隙发育海蚀拱桥及海蚀柱大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌较为发育,包括海蚀崖、海蚀平台、海蚀柱和海蚀穴等,其中海蚀柱和海蚀穴的发育主要受小尺度构造控制.在存在近乎平行于海岸线断裂的岬角附近常有海蚀柱发育,其形成有两种机制:其一为岬角处波浪沿断裂侵蚀海岸,形成海蚀穴,岬角两侧海蚀穴相通后形成海蚀拱桥(图),海蚀拱桥顶部继续受侵蚀垮塌后形成海蚀柱.其二为波浪沿断裂侵蚀岬角,不经历海蚀拱桥的阶段形成的海蚀柱.大鹏半岛国家地质公园南海岸海蚀柱发育最多,其他岸图海蚀拱桥形成过程示意图研究与探索YANJ IUYUTANSUO李洁兰:深圳大鹏半岛国家地质公园海蚀地貌特征及控制因素研究 工程与建设 年第 卷第期段及海岛周围均有分布.沿断层露头发育海蚀洞(穴)在有垂直或斜交岸线的小尺度断裂构造的海蚀崖处往往发育海蚀穴(图),由于多处构造平行出现,研究区的海蚀穴常常并排成群出现,形成海蚀穴群.图长角附近发育的平行断层 岩性的控制作用海岸带地层岩性决定了海岸的抗侵蚀能力,对海岸地貌的形成具有重要作用.研究区出露的岩类主要包括泥盆系砂岩、流纹岩、凝灰岩等火山岩以及第四系沉积物.海岸基岩主要包括火山岩和砂岩两大类.火山岩主要分布于东涌至大水坑海岸沿线,砂岩主要分布于大水坑至鹿咀一带.海岸带地层岩性决定了海岸 的抗 侵 蚀能 力,对 海 蚀 地貌的形成具有重 要 作 用.砂 岩 强 度 较 低,并 且 具 有 层 理,在波浪 冲 刷、磨 蚀 下,容 易 破 碎,因 此,其 海 蚀 平 台 平 而宽,海蚀崖较陡,接近 直 立,海 蚀 崖 脚 多 发 育 海 蚀 穴、海 蚀刻槽.其形 成 过 程 为 掏 蚀 出 海 蚀 洞 后,上 部 岩 石 崩 塌 滑落,使海蚀崖后退.容 易 为 外 力 所 破 碎,并 形 成 较 大 体 积的崩塌、滑坡;而火山 岩 相 对 致 密、坚 硬,抗 风 化 和 机 械 磨蚀、破碎的能力较强,因此海蚀崖坡度稍缓,海蚀平 台凹 凸不平,其海蚀崖的发育过程大多是伴随层理、节理、裂隙 的崩塌而后退.结束语研究区海蚀地貌景观主要为海蚀崖、海蚀洞、海蚀拱桥、海蚀柱等,海蚀地貌的发育受到波浪、构造、岩性等多因素的影响,其中海浪是本区海蚀地貌景观形成的主要因素.参考文献L I M M,R O S S E R N J,A L L I S ON R J,e ta l E r o s i o n a lp r o c e s s e si nt h e h a r dr o c k c o a s t a lc l i f f sa t S t a i t h e s,N o r t hY o r k s h i r eJ G e o m o r p h o l o g y,(/):A L VA R E Z MA R R NJ,HE T Z E L R,N I E D E RMANN S,e ta l O r i g i n,s t r u c t u r e a n de x p o s u r eh i s t o r yo f aw a v e c u t p l a t f o r mm o r e t h a nM a i na g ea t t h ec o a s to fn o r t h e r nS p a i n:am u l t i p l ec o s m o g e n i cn u c l i d ea p p r o a c hJG e o m o r p h o l o g y,(/):K E NN E D Y D MG e o l o g i c a lc o n t r o lo nt h e m o r p h o l o g y o fe s t u a r i n es h o r ep l a t f o r m s:m i d d l e H a r b o u r,S y d n e y,A u s t r a l i aJ G e o m o r p h o l o g y,(/):AN D R I AN IGF,WA L S H NR o c k yc o a s tg e o m o r p h o l o g ya n de r o s i o n a lp r o c e s s e s:ac a s es t u d ya l o n gt h e M u r g i ac o a s t l i n eS o u t ho fB a r i,A p u l i a S EI t a l yJG e o m o r p h o l o g y,():D EWA E L EJ,MU C E D D A M,MON T ANA R OLM o r p h o l o g ya n do r i g i no f c o a s t a lK a r s t l a n d f o r m s i nM i o c e n ea n dQ u a t e r n a r yc a r b o n a t er o c k s a l o n g t h e c e n t r a l w e s t e r n c o a s t o f S a r d i n i a(I t a l y)J G e o m o r p h o l o g y,(/):曾昭璇,黄伟峰广东自然地理M广州:广东人民出版社,:曾昭璇中国的地形M台北:淑馨出版社,:滕建彬,沈建伟,P E D O J AK深圳西冲湾的海蚀地貌与海滩沉积研究J现代地质,():王为,吴超羽,许刘兵,等珠江三角洲古今海蚀地形的高度差异及影响因素J科学通报,(S):张崧,孙现领,王为,等广东深圳大鹏半岛海岸地貌特征J热带地理,():王丰年,薛文强,张崧,等深圳大鹏半岛国家地质公园旅游发展研究J惠州学院学报,():龚思诗自然教育理念下深圳大鹏半岛风景区规划研究J林业科技通讯,():梅村,唐跃林,张崧,等深圳大鹏半岛国家地质公园中生代火山地层的时代讨论J地层学杂志,():梅村,唐跃林,张崧,等深圳大鹏半岛中生代火山岩地质地貌特征:以大鹏半岛国家地质公园为例J热带地理,():梅村,康镇江,唐跃林,等基于新测年资料的蓟县运动和燕山早期运动表现探讨:以深圳西部地区及东部大鹏半岛国家地质公园地区为例J地学前缘,():刘 昭 蜀,赵 焕 庭,范 时 清南 海 地 质 M北 京:科 学 出 版社,夏真深圳大鹏湾海洋地质环境综合评价M北京:地质出版社,黄镇国深圳地貌M广州:广东科技出版社,