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长江河口三角洲问题评述




  长江三角洲研究者众多,其研究的深度和广度引人瞩目,但也存在一些有争议的问题,值得进一步研究和讨论。

  1 古冈身问题

  长江三角洲南北两翼均有宽数公里至二十余公里、长百余公里的古滩脊平原(俗称冈身)发育。滩脊平原由古潮滩湿沼和含贝殻的沙脊相间构成。早在1959年,陈吉余等就指出,苏南福山—太仓—漕泾一线分布着这种古海岸地形,并称之为“反曲沙咀”[1]。此后三十年内,不少学者从考古学、沉积学、地貌学、历史地理学和土壤学等方面对其成陆年代、沉积物特征和形成过程进行了考证和研究调查,长江三角洲古冈身问题的研究逐步深入。但古冈身研究似乎还存在如下问题。

  1.1最老古海岸位置及其时代问题  

  沙脊(或沙冈)是古滨线或古海岸位置的反映。由于古冈身最里一条沙冈中的蓝蛤有6 805±65a B.P.[2]和7 050±100 a B.P.[3]等14C测年数据,因此有人认为,长江三角洲地区在七千年前海侵范围最大,其时滨线或古海岸位置已达福山—太仓—漕泾一线。另一种意见认为,福山—太仓—漕泾一线是六千年前的古海岸线,该线以西还有一条更加古老、弯曲的7 000(或7 500)a B.P.的古“海岸线”。由此使人产生疑问:全新世海侵结束时,长江三角洲南翼最老的古海岸位置究竟在何处,最老古海岸的形成到底在什么时间?

  1.2 古冈身成因问题

  滩脊地形是怎样形成即古冈身的成因问题,目前有以下见解:河口沙咀延伸说[1],侵蚀与沉积平衡说[4],淤涨与侵蚀交替说[2],海侵砂体说[5],海面变化影响说[6]和滨面转移说[7]等。应该如何评价这些不同的学术观点?

  1.3 古冈身与太湖洼地的关系问题

  早年,陈吉余等在研究长江三角洲地貌时,认为冈身发育与太湖的形成有着密切的关系。虽然当时对于两者成因的具体看法,现在看来尚有值得商榷之处,但他们将两者作为一个有联系的整体来考虑的观点,至今仍是有意义的,反观近年来某些讨论古冈身或太湖成因的论著,大多只是孤立地谈论冈身或太湖本身,很少或全然没有考虑两者之间的关系。古冈身的发育与太湖洼地的形成,是否毫不相干或没有多少联系?

  1.4 古冈身与其东侧平原的“成陆间断”问题

  如所周知,古冈身主体部分的介殻14C测年数据在7 000~5 500a B.P.,最外一条沙冈介殻的14C年龄为4 200~4 000a B.P.,个别为3 200a B.P.。这表明整个古冈身4 000a(3000a)B.P.已经形成;而据历史资料分析,古冈身以东现代长江三角洲平原的成陆基本上是近千余年或近2 000a内的事情[4]。这样,从古冈身最外一条沙冈的形成到其东侧现代长江三角洲平原的成陆,在时间上并不连续,即大约有一、二千年的时间间断。那么,这种“成陆间断”现象如何解释?

  以上诸问题中最关键的是古冈身的成因问题。为了探讨这一问题,作者曾引入“滨面转移”的观点,认为研究长江三角洲古冈身的成因可能要考虑海侵影响下滨面泥沙向陆搬运转移的作用[7]。根据这一观点,冈身的物质由滨面侵蚀产生的泥沙补给;冈身地形是海面基本稳定后,滨面剖面调整过程中波浪侵蚀滨面产生的泥沙,滞后在海面稳定时缓慢向陆和向上转移加积海岸带形成;滨面经调整重新趋于平衡后,供沙减弱或终止,冈身停止发育。

  如按上述观点考虑问题,冈身地形形成的时间当较冈身物质(包括贝类)原来形成或生长时的年代为晚。现知最里沙冈中的蛤、贝介殻的14C年龄大多在6 500~6 000aB.P.(个别7 000~6 800aB.P.),故苏南最老古海岸的形成时间一般不会早于6 500~6 000aB.P.。看来,这条古海岸线被确认在六千年前形成是较适宜的。至于此线之内是否还有一条弯曲和更古老(7000a B.P.)的“海岸线”,目前似乎证据还不够充分。作者认为,即使有这么一条弯曲的“海陆分界线”,与其说它是“海岸线”,倒不如称它是海水的“进侵边界线”。因为在上述六千年前古海岸线形成的同时,必有海水沿该海岸的缺口(即潮汐通道)向陆进一步侵入。波浪作用下的“滨线”或“海岸线”,与海水越过海岸线沿河谷或潮汐通道向陆深入的“进侵边界线”,含义和概念是不相同的。

  若按滨面转移的观点解释古冈身的成因,古冈身与其东侧的长江三角洲平原,不仅形成机制不同,泥沙来源和泥沙运动形式也不一样,两者成陆的时间不连续或出现“成陆间断”现象并不奇怪。这一现象倒是说明:三、四千年前,长江三角洲南翼古冈身的滨面剖面经自身调整后已趋平衡,其时由滨面向岸的供沙作用很弱或终止,古冈身不再继续向海淤积推进,而此时长江尚未有大量的泥沙输入本岸段并对这里海岸的淤涨造成重要的影响;只是在近二千年内,长江人海泥沙明显增多后,古冈身以东的现代长江三角洲平原才迅速向海淤展。

  2 太湖洼地成因问题

  太湖的性质与成因,主要有舄湖[1]、构造湖[8]和堰塞湖[9,10]等观点及其他看法(1988年9月3日的《沈阳日报》报导,国家地震局地质研究所何永年还提出了“太湖是一个古陨石冲击坑”的猜想,最近更有人积极支持这种想法。)。“舄湖说”是关于太湖成因的较早假说。该假说认为,全新世海侵最大时,太湖地区沦为沧海,海水直拍西南部山地丘陵和大茅山山麓,以后由于长江南侧反曲沙咀的发育延伸,此区成为舄湖式海湾。这一观点三十年来广为各界所注意,它对推动学术界开展太湖问题的研究讨论起了积极的作用,而且至今在指导解释苏南古冈身内侧某些低地平原和杭嘉湖平原的部分古海湾或湖荡洼地的成因方面仍不失一定的意义。但自60年代以来,太湖流域的平原区以及太湖、阳澄湖、淀山湖和滆湖等湖底大量发现新石器时期文化遗址,这些遗址包括原始的马家滨文化(距今7100~5900a)、崧泽文化(距今5800~4900a)、良渚文化(距今5200~4000a)和湖熟文化(与良渚文化同时,下限更晚),说明全新世中期太湖地区一直为陆地环境,这使“舄湖说”在解释太湖成因方面遇到了困难。“构造说”和“堰塞说”是近年来提出的新观点。前者强调太湖形成与断裂构造的控制影响有关,主要依据是太湖基底老地层中有较多的断层构造,至于这些古老的断层构造究竟与现代地貌——湖泊的形成有何关系,尚未很好地加以说明。后者注重从现代地形和水文因素的变化方面探讨太湖的成因,指出太湖湖底坚硬黄土上的古河道被淤泥堰塞,湖泊在近期人类历史时期形成,这期间太湖水系的出海口淤塞,渲水不畅,导致湖泊相继出现和扩大,历史时期的气候变化(如降水增加)也有一定的影响。其他有关太湖及其周围古地理环境问题的论述还不少,这里难以一一列举。作者总的印象是,有关太湖成因问题的研究以考古学、第四纪地质学和沉积学居多,地形学的研究相对较少。1985年10月,作者参加在江苏省常州市召开的第二届中国第四纪海岸线学术会议时,有幸自长江岸边的沙洲县(鹿苑等地)和江阴县向西南方向穿越长江三角洲平原,经常州至金坛县的五叶和宜兴县的新建等地,观察了苏南平原由现代长江三角洲的古冈身→泛滥平原与湖荡洼地→晚更新世堆积阶地平原的沿程变化,获得了长江三角洲南翼沉积地形特点及其变化规律的较深印象。这次考察使我感到,进一步从宏观上分析长江三角洲南翼平原的地形结构特点,对于探讨太湖洼地形成的背景和原因,也许是有益的。

  2.1 晚更新世末期至全新世早期的阶地平原

  晚更新世末期或冰后期海侵前的低海面时期,苏南地区是一个黄土质的、地势高亢和遭受轻微切割的阶地式平原。该平原自西南向东北倾斜,平原上的河流(溪)循此方向向东或东北注入东海或长江[9]。因当时海面位置低,河流(溪)呈切割状态。据研究[11],太湖区域切割深度达15~20m。再往东至上海地区,最大切割深度达50~ 60m[12]。全新世早期,虽然海面回升,海侵过程已经开始,部分切割谷地被淤积充填,但其时广大阶地平原面仍出露地表。

  2.2 全新世早期至中期溯源沉积的发展与下游阶地平原的埋藏

  全新世海侵时,太湖流域各河流或溪谷的下游河段应发育溯源沉积体系。据我们研究珠江三角洲沉积形成过程的体会认为:海侵开始时,各河流或溪谷的河口只受海水顶托影响发生回水(淡水倒流);海侵扩大时,海水沿河谷向里侵入,回水区向上游方向扩展移动,河流比降逐渐减小。因此海侵过程中,各河流或溪谷的沉积作用主要发生在其河口回水区以及受回水影响使河流比降减小的河段。这种沉积作用以溯源堆积方式纵向向陆和垂向向上淤积发展,最初只是加积充填海侵前的切割谷地,进而淤积向上和向源扩大,掩及海侵前的堆积平原,使海侵前的地面被埋藏,由此形成的沉积体呈楔状,沉积厚度自海向陆逐渐减小,垂向沉积层序自下而上具有物质由粗变细、沉积相由陆相过渡到河口湾相(下游河段)或甚至整体为陆相(上游方向河段)的特点,这种沉积体系称为“进侵型溯源充填沉积体系”。研究表明,冰后期或全新世早中期海侵过程中,长江三角洲顶部的镇江地区[13,14]和尾部上海地区[12]呈侵蚀切割状态的长江支谷中,均有这种溯源充填沉积体系或“溺谷相沉积层”发育,在上海地区,这种沉积体系使晚更新世末期的地面——暗緑色硬粘土被埋于今地面下20~27m。苏南长江三角洲顶部和尾部都有这种沉积过程和沉积体系存在,其间太湖流域地区应当亦不例外。实际情况也是如此:太湖平原现常州—无锡—苏州—嘉兴一带的区域,原倾斜的晚更新世地面或阶地平原被埋于现地表下1~6m不等,且埋藏深度自西向东逐渐加大。如景存义指出[9],更新世晚期沉积物在茅山以东和金坛、丹阳西部多出露地表,向东至常州埋于地表下1m许,无锡于地表下2m左右,吴县、吴江在地面下4~5m,昆山在地面下5m多,上海则埋藏深达25m。孙顺才等也有类似的描述[10]。笔者1985年在现场考察时感受到苏南平原沉积地形变化的这种鲜明特点。

  2.3 全新世晚期湖荡洼地的形成出现

  实际上,上述全新世早、中期太湖流域各河流、溪谷下游地段溯源沉积过程的发展和溯源沉积体系的发育,已为全新世晚期太湖平原腹地湖荡洼地的形成出现奠定了基础。这是因为:①这种过程的动力特点是,在海侵影响下长江各支流河口区海水(或潮水)倒灌,即所谓的回水作用(包括盐水入侵和淡水回溯),随着海面上升和海侵的扩大,倒灌作用向上游方向扩展。倒灌或回水作用本身就使各河溪泄水不畅和易于潴水;②溯源淤积过程的发展,使各河溪下游水位不断壅水抬高,河流比降不断变小,相应使平原的地下水位逐步升高,最终出现沼泽化过程。这一发展过程为以后部分地区水域扩大为湖荡创造了条件。正是这一发展过程的影响,晚更新世末期和全新世早期以来太湖流域下游地区的地形和环境,经历了由“地势高亢的阶地平原”(距今7000a以前)→“沼泽众多的泛滥平原”(沼泽泥炭的14C年龄大多在距今7000~4000a,部分延续至距今2500~2000a) →“湖荡洼地”(距今25000~2000a之后)的变化;(3)由于溯源淤积过程首先从河口和河流的下游地段开始,然后逐步向上游方向扩展,各河流或溪谷的溯源沉积作用在其河口区和靠近河口的下游地段淤积最甚,愈往上游方向淤积愈少,这就造成河口和靠近河口的下游河段河床的淤高和阻塞,从而影响上游径流的渲泄;而上游方向的河床泥沙淤积少,水位却因壅水而抬高,致使河水横溢,沿河流方向出现狭长的湖荡,太湖从其形态看,明显由几个狭长的湖荡合并扩大而成。

  由此看来,苏南平原腹地湖荡的形成有其特定的背景和条件,湖荡的成因确乎与“堰塞”(确切地说应称“壅塞”)作用有关,而壅塞作用的产生在很大程度上是受全新世早、中期各支谷溯源淤积作用和过程造成的影响,福山—太仓—漕泾一线古冈身的形成使太湖平原的环境趋于封闭,无疑亦是太湖水系泄水不畅的一个因素。

  3 近六千年来长江河口三角洲发展的阶段性和差异性问题

  现代长江河口三角洲是在冰后期海侵结束后的近六千年内形成发展的。不少单位和个人讨论过现代长江河口及其三角洲的形成发展过程和历史。较有代表性的研究是同济大学海洋地质系三角洲科研组(1978)[15]和与该科研组有关的学者[5,16~19]分别就全新世长江三角洲发育过程、地层、沉积相、砂体特征及其发展阶段性等问题发表的多篇论文以及陈吉余等(1979)[20]对近二千年来长江河口发展模式的论述。上述研究的主要观点或论点已广为学术界熟知,这里不一一介绍。作者认为,这些研究成果揭示了现代长江河口及其三角洲形成发展的基本趋势,把人们的认识提到一个新的高度。但毕竟长江河口水域浩瀚,动力因素和动力过程复杂,要完整、准确地认识历时长达六千年之久的河口过程及其三角洲形成发展的规律,可能还有一些问题或细节需要斟酌和进一步研究。例如,不少研究者虽然指出了海侵结束以来长江河口及其三角洲的发展存在阶段性的特点,并将之区分为“红桥期”、“黄桥期”、“金沙期”、“海门期”、“崇明期”和“长兴期”等,却较少分析各阶段的差异性,以致使人对各阶段三角洲发展模式有过于雷同之感。应当认为,在长达数千年的时间内,长江河口的动力特性不可能是始终如一的,相应地,河口过程、泥沙供给、河口砂岛(或砂坝)发育的原因和河道分汊的动力机理等情况,在不同的时期或阶段也可能不一定完全相同。笔者曾经提出这一问题并扼要谈了初步的看法(李春初,198l.长江河口演变问题的管见,第二届全国海岸河口学术会议论文。),本文进一步对这个问题进行评论。

  3.1 海侵结束后长江河口的性质和特点

  6000aB.P.的海侵结束后的长江河口是一个以镇江和扬州为顶点的三角港或河口湾。这种河口形态反映,其时河口动力和河口过程应以潮汐动力为主或称由潮汐作用控制,湾顶有庞大的河口砂坝——“红桥期”砂体发育。有关研究在解释“红桥期”砂体成因时,与当今长江河口动力条件下发育的拦门沙类比,认为该砂体是长江进入河口地区后水面比降减小,水流展宽,咸、淡水体混合,流速降低,江水携带的大部分泥沙在河口迅速沉降所致。但是一般认为,海侵结束后的相当一段时期内,流域下泄的粗粒泥沙——以推移运动为主的细砂,应阻滞在回水末端即潮流界以上的河床,这时,流域难以立即有大量的细砂物质输出口外;加之潮汐作用为主的河口湾,底流为上溯流占优势,底沙应以向陆搬运趋势为主,故“红桥期”砂体能否按今天长江口拦门沙砂体的形成模式来解释是值得商讨的。由于海侵过程中,长江河口河床中广泛发育“海侵河床充填砂体”[5],“红桥期”砂体厚达五十余米的砂层中,下部具河相沉积层序,因此所谓的“红桥期”砂坝,其基础实质上是海侵结束前后发育在河口湾顶的海侵河床充填砂体,砂体上部物质在海侵结束后受到过潮流作用的改造和再搬运。“红桥期”砂体嵌入在湾顶,明显属沙坎性质,此与今钱塘江口(杭州湾)的拦门沙坎有类似之处。

  3.2 五六千年前至二三千年前长江河口特性和泥沙搬运趋势

  6 000(或5 000)~3 000(或2 000)a B.P.,长江河口三角港的形态还很明显,表明其时河口的潮流作用仍很强大。有的研究指出,这期间河口湾中相继发育了“黄桥期”和“金沙期”等庞大的河口沙坝,并认为这些砂体的发育与长江流域的输沙有关,沉积速率还受到与气候波动有关的径流量和输沙量变化的影响。但据长江流域规划办公室的考证,这期间长江流域植被繁茂,水丰沙少。河口淤积发展的实际情况也证明瞭这点。如这时长江口南北两岸淤展不快:南岸岸线长期稳定在宽7~8km或2~3km的古冈身地带[4];北岸自扬州—泰州—海安一线淤展到扬州—黄桥—磨头一线,实际淤展速度平均每年亦不足10m。因此这时长江流域中上游是否有大量的泥沙经河口输出口外为“黄桥期”和“金沙期”等砂体的发育提供主要的泥沙来源,这是值得推敲的。笔者根据“红桥期”砂体呈“海侵河床砂体和海退河口砂坝迭覆”状态以及“黄桥期”砂坝和“红桥期”砂坝的发育在时间上具有“重迭相接”等特点(同济大学海洋地质系三角洲科研组, 1978.长江三角洲发育过程和砂体特征。),推断“黄桥期”砂坝是“红桥期”砂坝及其以上河口河床充填砂体推移进人河口湾内造成,换言之,是径流影响逐渐向外扩展和在下泄流作用下原河口拦门沙坎外移的结果。这一时期是长江河口由海侵后退阶段向海面稳定时期河口前伸阶段过渡转变的重要时期,此时中上游来沙虽然不多,海侵时的河口充填砂却可随河口动力的下移而不断地向下游方向推移运动,“黄桥期”、“金沙期”乃至“海门期”砂坝的相继发育,可能与这样的推移质泥沙群体运动有关。推移质泥沙群体的这种运动反映了这期间长江河口径流作用的影响渐渐增强并逐步向下游方向扩展;砂体按潮流方向展布体现这时河口湾的潮流作用仍然甚强。一个值得注意的现象是:长江河口砂坝从“红桥期”、“黄桥期”→“金沙期”、“海门期”、“崇明期”→“长兴期”、“九段沙期”,砂体体积逐渐减小,即由二、三百亿立方米减少到一百多亿立方米,再减至几十亿立方米。这说明,在河口外伸和南迁的过程中,由原海侵河床充填砂体下移形成的“红桥期”和“黄桥期”等砂坝向北并岸后不再参加长江河口的泥沙运动,则长江河口推移质泥沙(底沙)的来源总的呈减少趋势,“金沙期”及其以后各时期河口砂坝的砂体体积和规模便逐渐变小。

  3.3 近三千或两千年来长江河口发育演变特点

  这一时期长江河口发育的模式,陈吉余等概括为南岸边滩推展、北岸沙岛并岸、河口束狭、河道形成和河槽加深等几方面[20]。这一时期河流动力进一步下移,河口具有潮流强、径流亦强的动力条件,加之流域开发,河流输沙增多,淤积加快。涨、落潮流路不一造成的河口分汊现象及其伴生的砂岛浅滩,是这一时期河口发育的特点,汊道北废南兴是这一时期河口演变的趋势。

  3.4 当今长江河口特性和发展趋势

  今天的长江口除北支外已不具河口湾特点;河口过程亦主要由径流动力控制;盐淡水混合主要是缓混合型,洪水小潮时甚至发育高度分层的盐水楔;拦门沙或新的河口砂坝的物质组成不再是细砂而是以粉砂和粉砂质粘土沉积为主,其生长部位也不再是嵌入在河口湾内,而是外移至口门和口外海滨,且形成的原因主要方面不再是涨、落潮动力轴交错和消能引起(虽然还有一定的影响),而是与河口环流和盐水楔作用下的泥沙运动有关。所有这些都表明,今日长江河口的发育已进入到一个新的阶段,未来河口的演变可能要更加明显地受到口外海域水文条件如台湾暖流(夏)和南下沿岸流(冬)的影响,河口分汊作用将主要是调节、分泄洪水径流所致并有可能遵循新的演变规律(如右汊淤浅、左汊冲刷)。

  由上分析,近六千年来,长江河口三角洲的发展不但具有明显的阶段性,而且各阶段河口的动力过程、沉积过程和地貌过程存在差别,三角洲的发展并未遵循统一的演变模式。 

  

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