珠江三角洲跨构造单元古今海蚀平台对比及对全新世相对海平面变化的指示作用

The relative sea level changes since mid Holocene on the coasts of Pearl River Delta (PRD) have been recorded and debated until now. Wave cut or abrasion platforms on rocky shores can provide visually persuasive evidence of former sea-level positions. Ancient shore platforms developed on different tectonic elements cut by several basement faults, which developed in the late Mesozoic period or after, can be used as paleo-sea-level indicator. The technology of cosmogenic radionuclide surface exposure dating (SED) can be used to determine the age of the platforms in the Holocene period, because there are no biologic deposits that are usually the materials for traditional dating, such as 14C, preserved on the ancient rocky shore platform all around the area of PRD. The Holocene relative sea-level can be identified by a comparison of the ages and the elevations of the rocky shore platforms across the different tectonic elements in the area of PRD. Crustal movements and hydro-biostatic effects possibly ongoing with the sea level changes of the delta area can also be identified by the comparison.

海蚀地形是海面高度的标志，因此可用海蚀遗迹研究古海平面变化的历史和相关问题。海蚀遗迹的形成年代的测定主要依据海蚀槽穴内和海蚀平台上残留的海岸生物介壳的年龄。但珠江三角洲海蚀遗迹上没有沉积物保留，其形成的准确年代因此无法断定，用宇宙成因核素地表暴露测年技术可以解决海蚀平台测年的困难。通过大范围跨越珠江三角洲各构造单元古今海蚀平台的年代和高度对比：1）可以确定（相对）古海面的高度和出现时间，勾划出珠江三角洲相对海平面变化的曲线；2）可以过滤出珠江三角洲地区构造升降运动，避免在野外找不到构造运动证据的尴尬；3）可以检验海蚀遗迹高度是否存在海陆间的规律性变化，以确定是否存在水力均衡调整。上述研究有助于解决珠江三角洲全新世相对海平面变化以及珠江三角洲发育模式等长期争论的问题。

在国家自然科学基金的支持下，我们的研究发现，广东的沿海海岸沙坝在全新世海侵过程中越过沙坝后的泻湖沉积物，逐渐从内陆陆架向陆迁移，并达到了现在的海面高度。当全新世的海侵结束时，迁移停止。在全新世中期之后海平面下降，海岸沙坝随之转向大海方向扩张，并在沿岸形成了多道的平行沙坝脊。然而，由于缺乏陆架的沉积物来源，近千年来海滩的沉积物来源从陆架转为内陆河流。研究还发现，广东沿海地区的某些地貌在其底部往往有沟槽出现，看起来像在海蚀崖底部形成的浪蚀槽。在以前的沿海研究中，这种地貌被用于重建广东沿海地区的古海平面变化。我们的研究表明，这些沟槽的弯曲面并不面向大海，而且出现在不同的高度，因此不能用作海平面指示物。这些凹槽是通过风化形成的。另一方面，在海岸研究中我们发现的一些问题牵涉到当前地学界关于中国东部第四纪冰川存在与否的争论。很多岩石坑穴如壶穴（pothole）、风化坑（weathering pit）和风化壁龛（Tafoni）被一部分国内研究人员当成第四纪冰川产物。我们的研究使用了定量程度很高的研究方法，其中论文“A new method for determining weathering rate in weathering pits”第一次使用高精度3D激光扫描仪对风化坑建立3D模型，并依此计算风化坑60年间的风化率。目前已经发表以本基金项目第一标注的论文7篇（包括SCI收录论文4篇），已达到项目预期成果的要求，但工作尚未完成，尚有大批补充样品正在测试中，测试完成后会有更多成果；有关10Be测年文章正在投稿和撰写中。