渤海西南岸末次冰期以来古海岸线重建及影响因素分异研究

以受构造沉降和沉积物压实下沉影响严重的渤海西南沿岸为典型研究区，整理分析区内已有钻孔测年资料，在有详细测年信息的钻孔附近，开展高频探地雷达现场试验；对缺乏测年信息的区域，补充地层探测数据；追踪部分具有连续地层分布的海相地层尖灭点，确立古海岸线位置。选择不同构造稳定类型区域，探测若干具有测年数据、地层层序较全的雷达断面，进行区域内同一地层图像的横向对比，分离末次冰期以来几个被广泛认可的海侵结束期，海平面上升和地面沉降（包括构造沉降和压实下沉）在层序地层中的层位，基于此对区内收集的已有测年数据进行统一分离校正标高。结合现代数字高程模型构建渤海西南海岸末次冰期以来古海岸线演化序列。本项目通过定量区分海平面上升与地面沉降对古地层的贡献构建古海岸线演化序列，可实现未来海平面上升对地面沉降区影响程度的准确预测，为受气候变暖威胁系数较高的渤海西南岸低洼海岸带区应对并适应海平面上升带来的影响提供科学依据。

研究第四纪古海岸线变迁对研究区域古沉积环境演化和应对未来不确定的海平面上升对海岸带地区造成的影响提供了重要基础性前提。在对这些区域的古海岸线重建时，分离构造因素与海平面变化的影响程度，对未来海平面的预测和与历史相似时期的古海岸线对比研究都是非常重要的。本项目因此选择渤海西南岸为典型研究区开展相关研究。项目首先选取莱州湾东岸具有钻孔数据和典型古海岸线地貌标志的区域为试验场，研究探地雷达(GPR)探测海侵边界的方法。实验显示，选取探测深度7-8m、图像分辨率0.3m 的100MHz 超强地面耦合( RTA) 非屏蔽天线能够较好地识别海侵体系界面，结合已有钻孔Y61 和现场探挖的浅钻，能够获得海侵沉积层由海向陆逐渐向上延伸、直至尖灭的剖面图像，揭示海侵形成的粉砂、细砂和泥的薄互层以楔形侵入至古今陆相沉积层间，在雷达图像上会形成明显的反射特征。利用该方法在沿渤海西南岸分布的8个相关钻孔附近开展了探测，获得了6处海侵尖灭点的位置、地层剖面形态以及高程等信息。基于上述研究结果，本研究先以全新世最大海侵时期的6kaB.P.为典型时期，开展古DEM构建与影响因素分离研究。收集具有完整测年的6ka B.P.左右的51个钻孔埋深数据，内插得到区域沉积层厚度图；再对已有文献中10ka B.P.以来的钻孔高程数据重新订正，根据构造分区拟合出不同区域的相对海平面变化曲线；最后结合区域陆地现代数字高程模型（DEM），构建了6ka B.P.的DEM。结果表明，全新世最大海侵时期，渤海西南岸陆地面积减少了2.08×104km2，0m等高线深入内陆最远达约129km，在构造抬升或稳定区域，到达现在海岸6m高程附近，而快速下沉区则可达到8~10m等高线附近。沿岸相对海平面变化自莱州湾东岸向渤海湾西岸逐渐降低，最高在现代海平面以上4m多，最低处略高于现代海平面，受构造升降作用影响明显。基于雷达剖面进一步估算，全球海平面变化在相对海平面变化的贡献量为上升1.52m，构造作用的影响为，莱州湾东岸3m，莱州湾南岸0.37m，现代黄河三角洲地区-0.36m，渤海湾西南岸-0.70m。进一步将该方法应用于末次盛冰期以来的另外三个典型时期（20kaB.P.、15kaB.P.和10kaB.P.）。通过本项目的开展可为受气候变暖威胁系数较高的渤海西南岸低洼海岸带区应对并适应海平面上升带来的影响提供科学依据。