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珠江三角洲地質學研究進展

作者:admin 更新時間:2019年05月21日 10:16:06

  [摘要]珠江三角洲是珠江水系(包括西江、北江和東江)在海灣內堆積而成,區別于一般三角洲,其具復雜的地貌特征和沉積特征,一直以來是學術界爭論的焦點之一。自上世紀二十年代始,對珠江三角洲是否為三角洲,為何類型三角洲,控制該區域的構造活動性如何,等等問題,呈現出百家爭鳴的態勢。學術的紛爭直接促進認知和思辨的進步。本文從陳說近百年來學術界對珠江三角洲的認識入手,對各路學術思潮進行羅白,并介紹近來珠江三角洲內的部分新的發現以及其所代表的意義。


  [關鍵詞]珠江三角洲,研究進展,堆積階地


  [中圖分類號]P5[文獻碼]B[文章編號]1000-405X(2014)-2-5-2


  珠江三角洲地理上位處粵中,背靠南嶺余脈,南望南海。區域內部為國家三大經濟區之一,人口密集,GDP持續上升,是“泛珠三角經濟區”的經濟、文化及科技中心。


  地質意義上的珠江三角洲陸上部分由西江斷裂、瘦狗嶺斷裂、南崗―太平斷裂所圍攏的斷陷盆地。珠江三角洲平原大部分被西江、東江和北江共同沖積的第四系所覆蓋,構造活動證據往往被蓋層埋藏。從1915年第一篇有歷史記載的關于珠江三角洲地質研究資料[1]算起,至今已愈百年,學者在還原珠江三角洲的古沉積環境、沉積模式、判讀珠江三角洲的構造運動類型等方面奉獻出累累碩果。然而,珠江三角洲構造演化歷史較為復雜,內動力和外動力作用相互影響、相互抑制,具有獨特的形成演化模式。復雜則意味著要投進更多的人力物力,獨特則要求運用先進高效的思維解答應接出現的問題。因此,珠江三角洲雖然研究歷史長、成熟度均較高,但仍有諸多未具統一見解的問題,例如三角洲沉積旋回中下旋回年齡的歸屬、三角洲的構造歸屬、三角洲斷塊活動的規模及確切時間、斷層的活動性質等等。而這些問題是進行區域地殼穩定性評價的關鍵,關系到區域經濟規劃與珠江三角洲的地質安全。


  1研究歷史與主要學術分歧


  珠江水系沖積形成的三角洲是典型的河海交互帶及氣候變化敏感區。學術上因諸多懸而未決的問題和爭議,導致上百年來呈現百家爭鳴的局面,時至今日,珠江三角洲的研究熱潮不僅沒有退去,反而愈顯熱烈。其中關于氣候變化與岸線進退,新構造運動和海陸更迭的響應與疊加,沉積旋回的年代與劃分等問題則是諸子百家試圖論證的重點和難點。


  科學的進步得益于問題的提出和證實或證偽。二十世紀早中期地質學界對珠江三角洲的研究伊始,就出現了兩種截然不同的觀點。其一認為該區域并非真正意義的三角洲,理由是第四紀沉積蓋層與眾多殘丘低山摻雜分布,且沉積厚度很薄(限于當時技術條件,認為只有1到2米)。現代地貌為第三紀大陸準平原化整體沉降后,由西江薄層沖積物覆蓋而成[2]。持此種觀點的代表人物為時任中山大學地質學系教授、瑞士地質學者A?Heim。與此相反,蔡源明、吳尚時等學者則持反對觀點[3]:基于廣州市海珠區七星崗所發現的海蝕遺跡,以及從化流溪河一組具交錯層理的砂層和泥炭層所組成的沉積序列剖面,該學派認為海水曾經深入珠江三角洲內部,進而論證該區域沉積相為海陸交互三角洲[4]。現在看來,是時真偽三角洲的爭辯雙方雖然均缺乏全方位多角度的證據,但在窺斑見豹中仍為真理的揭露鋪開了坦途。建國后,大量的鉆孔資料和沉積層測試結果均顯示更新世和全新世的海侵,這才為這場辯論畫上一個句號。


  眾多的假設和謬誤貫穿著珠江三角洲的研究進程。隨著上述問題的解決,另一個問題迎面而來,即珠江三角洲究竟歸結于哪一類型的三角洲。吳尚時等人在論證三角洲的真偽時,認為珠江三角洲是由東江、西江和北江沖積而成,末次海侵所刻蝕出的海蝕遺跡表明第四紀后期海面高度在現今海平面10m之上;吳尚時的弟子曾昭璇認為三角洲區域原為淺水的溺谷灣,灣內分布多列北東―南西走向的山地、海島[5]。在珠江沖積過程中,各河口向溺谷灣伸延受阻于這一連串的障礙物。當河流切過山地與海島時,即沖開缺口后各自在“門前”堆積成扇狀小型三角洲,即是所謂“沖缺三角洲”。這些小型三角洲逐漸相互聯合,使陸地不斷向海推進。沖缺三角洲和灣頭三角洲學說基本統領著八十年代中期以前的領域思潮。


  八十年代是珠江三角洲研究的第一個高潮,鉆探技術和分析手段的提高以及資金的投入前所未有。海量的數據和分析結果的累積,使得許多感性認識提升到規律和理性的層面上。其中兩個重要的成果獨領風騷。第一個是黃鎮國主編的《珠江三角洲形成發展演變》一書,該書不僅在高分辨率的鉆孔和測試資料的基礎上對三角洲的地層、時代、環境以及形成演化進行了系統論述,而且糾正了前人的一些猜測和慣性錯誤[6]。在當時專著領域上,可謂是珠三角研究的集大成者,時至今日仍不失作為工具書使用的參考價值。其次是張虎男、黃玉昆、陳國能等人在對三角洲斷裂調查與研究的基礎上,提出了斷塊型三角洲的論斷[7][8],即認為珠江三角洲的形成與發育受控于北東、北西以及近東西向三組斷裂;三角洲邊界為切穿基底的區域性大斷裂,三角洲內部隱伏于第四系之下的小斷裂則控制著斷陷區與斷隆區的地貌特征,諸如歷史水系改道、沉積層厚度大小和局部沉積序列變化、層狀地貌的展布等。自學上世紀九十年初至今,針對各斷裂的活動性特征,廣東省地質調查院、中山大學地球科學系等單位開展了充分的調查研究工作。


  近年來,三角洲研究雖逐漸深入,卻更多地集中在對前人理論假設的完善和感性材料的累積上。其中,陳國能等人通過鉆孔資料和野外調查,厘定了控制三角洲沉積和發育的斷裂框架,包括對獅子洋斷裂、白坭-沙灣斷裂、西江斷裂等斷裂的活動特征研究[9-11];王建華等基于高分辨率鉆孔,使用分析黏土礦物和沉積物粒度屬性等方法來探究第四系特征及其所代表的古環境意義[12];宗永強、嚴維樞等通過剖面鉆孔和測年數據對全新世海面進行了重建[13];藍先洪等則進行了大量的沉積物地球化學研究,以其區分海陸相沉積環境及氣候變化特征[14-15];鄭卓等利用詳細的鉆孔孢粉資料恢復古植被,從而揭示古氣候變化[16]。


  近來在三角洲內部陸續發現了堆積階地,研究者們通過對該類階地進行測年研究、沉積相分析,發現其沉積時間、類型可與珠江三角洲標準沉積層的下旋回對應起來[17],以此為直接證據,學者們認為這是珠三角作為斷塊型三角洲的直接證據,能有力地佐證了三角洲內部斷陷區和斷隆區具明顯的差異升降,并以基座階地底部的網紋紅土作為切入點,計算出晚更新世晚期以來構造運動速率。


  2結語


  科學問題和矛盾、爭論、謬誤總是貫穿在真理的發現過程當中。縱觀珠江三角洲的地質學認識進程,充斥著無數次假設-驗證-證實或證偽-新的認識或假設的循環。在今天,在斷塊型三角洲學說的對立面,仍不斷有不同的聲音和假說提出。這種歷程,過去是,現在是,將來也是屬于珠三角地質學研究領域的榮耀――一個健康、正常、充滿活力的科學認知。我們相信,斷塊型三角洲不會是珠江三角洲地質學上的最終結論,隨著基礎技術的進步,更多感性材料的揭發,越來越多的思辨成果,我們一定可以更加精確地接近真理。

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