潿洲島海蝕地貌特征及其海蝕痕跡的地質(zhì)意義

曹超，吳劍，陳慶輝，潘翔，宋志曉

（國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005）

潿洲島海蝕地貌特征及其海蝕痕跡的地質(zhì)意義

曹超，吳劍，陳慶輝，潘翔，宋志曉

（國家海洋局第三海洋研究所 廈門 361005）

潿洲島是我國最大最年輕的第四紀(jì)火山島，受多期次海進(jìn)、海退及波浪和構(gòu)造作用的共同影響，島上海蝕階地、海蝕崖、海蝕殘丘、海蝕穴、海蝕窗、海蝕橋、海蝕溝、海蝕柱等海蝕地貌發(fā)育具有極高的景觀價值。海蝕地貌中遺留的海蝕痕跡能表征海平面變化、區(qū)域構(gòu)造運動、地質(zhì)巖性特征等多種地質(zhì)意義，亦具有較高的科研價值。

海蝕地貌；海蝕痕跡；海洋地質(zhì)

1 潿洲島概況

潿洲島位于北部灣中部，北臨廣西北海市、東望雷州半島、東南與斜陽島毗鄰、南與海南島隔海相望、西面向越南；南北長約6.5 k m、東西寬約6 k m，總面積24.74 k m2，島陸最高海拔約79 m；是第四紀(jì)火山噴發(fā)堆凝而成的火山島，島上發(fā)育海蝕、海積、巖溶和珊瑚岸礁等地貌，尤其南部的海蝕火山地貌港灣（鱷魚山）更具景觀價值［1］。

潿洲島屬南海-紅河走滑斷裂構(gòu)造域、北部灣凹陷北部的次級構(gòu)造即潿洲凹陷，該拗凹帶由潿北

凹陷和潿西南凹陷組成，長約100 k m、寬約20 k m，呈N E-N N E走向。晚更新世以來，該區(qū)域歷經(jīng)4次較大的構(gòu)造運動和火山活動，在10 000～7 000年間的最后一次火山活動和構(gòu)造運動上升中，潿洲島被抬升露出海面，形成現(xiàn)今地貌［2］。海島地表所見次級構(gòu)造規(guī)模小，以小斷裂和節(jié)理為主，褶皺不發(fā)育。凹陷帶內(nèi)發(fā)育N E向的正斷層，其次為N W向斷層。

潿洲島地層屬第四紀(jì)火山活動形成的火山巖，其下發(fā)育第三系海相雜屑巖，最大厚度達(dá)1 900 m，與下伏石炭系呈角度不整合接觸。地表出露地層主要是喜山期基性火山巖，巖性有熔巖和火山碎屑巖2類。其中，熔巖主要有橄欖玄武巖、橄欖玄武玢巖、橄欖粗玄巖、玻璃質(zhì)玄武巖等；火山碎屑巖主要有火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、玄武質(zhì)沉凝灰?guī)r等，厚約310 m［3］。

2 潿洲島海蝕地貌特征

晚更新世以來，潿洲島受新構(gòu)造運動間歇性抬升的影響，基巖和生物海岸在海浪長期侵蝕的作用下，海蝕地貌異常發(fā)育，尤其在潿洲島西部和南部，海蝕地貌類型較為齊全，以海蝕平臺、海蝕洞、海蝕崖最具特色。具有旅游景觀資源的海蝕地貌主要分布于潿洲島西部的大嶺、西南部的蕉坑-滑石嘴、東南部的豬仔嶺至石盤河一帶，根據(jù)地形地貌的形態(tài)、空間分布、成因類型和水動力作用，可分為海蝕階地（海蝕平臺）、海蝕崖（含古海蝕崖）、海蝕殘丘、海蝕穴（含古海蝕穴）、海蝕拱橋、海蝕柱等地貌類型。

2.1 海蝕階地

海蝕階地又稱“海蝕平臺”，是基巖海岸在海浪長期侵蝕作用下海蝕洞崩塌、海蝕崖不斷后退而形成的向海微微傾斜的平臺，也被稱為“波切臺”［4］。潿洲島海蝕階地主要分布在南部的地質(zhì)公園內(nèi)，沿海岸呈狹長條帶狀分布，長約幾百米至數(shù)千米、寬約幾米至幾百米。海蝕階地可分為兩級或多級，最上一級位于高潮線以上，各級之間高差為1～2 m。海蝕階地的形態(tài)通常因海岸巖性而異。由凝灰質(zhì)砂巖、玄武質(zhì)沉凝灰?guī)r構(gòu)成的海岸海蝕階地平坦、簡單，沒有明顯的地形起伏；由沉凝灰火山角礫巖、火山角礫巖和玄武質(zhì)火山角礫巖構(gòu)成的海岸海蝕階地高低起伏，發(fā)育有海蝕柱、海蝕溝、海蝕橋、海蝕蘑菇等微地貌。

海蝕階地上的海蝕凹坑由海浪及其所攜帶的砂、礫對平臺表面低洼處進(jìn)行沖蝕旋磨而成，大小不一、深淺不同、形態(tài)多樣，常見的有圓形、橢圓形、長條形等；高潮時被海水淹沒，退潮后露出水面，但坑內(nèi)尚有殘留海水，底部可見大小不等磨圓較好的礫石。礫石和坑壁上附著活體珊瑚，五顏六色、形態(tài)各異，時有小魚蝦往來穿梭，猶如微型的“海底世界”。

2.2 海蝕崖

海蝕崖的形成過程是基巖海岸受海浪長期侵蝕與溶蝕作用，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)薄弱處首先形成海蝕洞，隨著海蝕洞的逐漸擴(kuò)大加深，其上部因失去支撐在重力作用下發(fā)生坍塌，使巖岸后退形成陡崖，多見于基巖岬角或基巖海岸的迎風(fēng)浪一側(cè)，其前緣一般有寬闊的海蝕階地，崖腳處發(fā)育海蝕龕和海蝕穴［5］。根據(jù)海蝕崖的發(fā)育現(xiàn)狀，可將其分為活海蝕崖和死海蝕崖（古海蝕崖）2類。海蝕崖是潿洲島最醒目、最壯觀、最具特色的景觀，沿基巖海岸分布，長達(dá)10 k m，崖壁陡峭聳立，高達(dá)數(shù)十米，主要分布于潿洲島西部的大嶺、西南部的蕉坑-滑石嘴、東南部的豬仔嶺至石盤河一帶。

活海蝕崖分布于潿洲島南部和西部，高度由南向北逐漸降低，最高60 m、最低為8 m、一般為15～25 m，在不同高度?？梢姶笮〔坏取⑿螒B(tài)各異的海蝕洞穴。海蝕崖上部常有仙人掌等植物生長，崖壁底端仍遭受海浪沖蝕形成較多海蝕洞，局部因重力作用時有崩塌發(fā)生，在波浪和重力的共同作用下，活海蝕崖現(xiàn)今仍存在后蝕狀況。

死海蝕崖（古海蝕崖）是指已不再遭受波浪侵蝕而停止發(fā)展的海蝕崖，僅見于潿洲島南灣港北岸至南灣街一帶，呈東西弧形分布，長約2.5 k m、高約20～40 m，崖面近于直立，崖壁上殘存大小不等的海蝕洞、海蝕壁龕等海蝕遺跡并伴有植物生長，崖腳與海積階地后緣相連。

2.3 海蝕穴

海蝕穴又稱“海蝕洞”，是海平面相對穩(wěn)定時期

海浪對巖岸不斷沖蝕、磨蝕的產(chǎn)物。其發(fā)育程度和形態(tài)大小取決于巖岸巖性、產(chǎn)狀、節(jié)理、斷裂的發(fā)育程度，也與海浪強(qiáng)度所處的位置有關(guān)。

由于地殼抬升作用，海蝕洞可分布在海蝕崖的不同高度上，根據(jù)海蝕洞分布的高低可將其分為低位和高位2類［6］。其中，低位海蝕洞分布于高潮線附近，即海蝕階地與海蝕崖的交界處，目前仍受海浪侵蝕，正在繼續(xù)形成發(fā)展，此類海蝕洞大多只有1個洞口，海水可進(jìn)可出，少部分有2～3個洞口；高位海蝕洞即在海蝕洞形成之后由于地殼上升被抬高、不受海水作用而停止發(fā)展的死海蝕洞，在崖面上斷續(xù)呈層狀出現(xiàn)，通常又稱“層狀海蝕洞”。

海蝕壁龕是大風(fēng)浪襲來時由波浪沖擊海岸或其他障礙物所引起的浪花飛濺至崖壁高處，加速峭壁基巖的風(fēng)化，從而形成的形態(tài)不規(guī)則的小凹坑，往往分布在海蝕穴上部，在海蝕崖坡腳處由海蝕作用形成的深度大于寬度的洞穴，可視為海蝕穴形成的初級階段。

不同期次發(fā)育的海蝕龕和海蝕穴標(biāo)高不同。潿洲島發(fā)育有35個海蝕穴，其寬窄、大小、高低和深淺不一，形態(tài)各異。其中，滑石咀附近的賊佬洞深度最大，達(dá)65 m；豬仔嶺北面的龜洞高約3.5 m、深約21 m、洞口寬約20.8 m，因外形酷似匍匐在沙灘上的海龜而得名；高嶺腳西側(cè)海蝕崖腳下有兩個海蝕洞，東洞高4 m、寬14 m、深15 m，西洞高3 m、寬26 m、深9 m，二洞因并列在一起形似牛鼻，故稱“牛鼻洞”。

2.4 海蝕窗、海蝕拱橋和海蝕溝

海蝕窗是海蝕作用使海蝕階地地面直接被海水穿通而形成的一種接近豎直的洞穴。海蝕洞形成以后波浪繼續(xù)掏蝕、上沖并壓縮洞中空氣，使洞頂裂隙擴(kuò)張，最后擊穿洞頂，形成與海蝕崖上部地面溝通的“天窗”［7］，主要見于鱷魚山公園一帶海岸。

海蝕拱橋又稱“海穹”，是海蝕階地在海浪的沖刷、掏蝕作用下海蝕洞逐步擴(kuò)大加深、洞頂內(nèi)部巖石崩塌后殘留形成的［7］。主要見于灣口咀南約30 m，為石質(zhì)天然拱橋，又稱“天生橋”，高約4 m、寬約8 m、長約15 m，橋面不平整。

海蝕溝是發(fā)育于海蝕階地上的沖刷溝槽，由海水進(jìn)退潮流沿構(gòu)造節(jié)理沖蝕而成，具有一定的方向性，常與海岸平行、斜交或垂直，其長度、寬度與深度各不相同［8］。海蝕溝在潿洲島滴水村東南和豬仔嶺周邊較為發(fā)育，溝寬20～40 cm、長約10 m，往往數(shù)溝平行排列且垂直海岸分布，由進(jìn)退潮流和波浪沿玄武質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰火山角礫巖的節(jié)理沖刷形成。

此外，海蝕蘑菇分布于海蝕階地外緣或平臺上，形似蘑菇狀，上部大、下部小，上部為不規(guī)則的長方形，長約8 m、寬約5 m，下部長2～6 m、高2～3 m，是在海蝕階地上由進(jìn)退潮流和波浪共同作用而形成。海蝕甬道由海蝕溝槽經(jīng)海蝕作用進(jìn)一步加深、擴(kuò)寬、加長而形成，深可達(dá)幾米，寬度和深度由海向陸逐漸變小。

2.5 海蝕柱

海蝕柱又稱“海蝕墩”，是海蝕階地上進(jìn)退潮流和波浪共同作用的結(jié)果，由互層狀的凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)角礫巖構(gòu)成，因抗風(fēng)化剝蝕能力的差異形成層狀或環(huán)狀構(gòu)造［9］，通常分布在潮間帶中部區(qū)域，形態(tài)不規(guī)則，如泥塑般多姿?；?蕉坑村、石螺口西南海蝕階地上的海蝕柱一般高1～3 m、長4～7 m、寬3～5 m；石螺口外有1個較大的海蝕柱，形似蘑菇，上部大、下部小，上部為不規(guī)則的長方形，長約8 m、寬約5 m，下部長約6 m、寬約3 m；蕉坑村西海蝕階地上的海蝕柱多呈圓柱狀且大小不一，大者直徑約1.5 m、高約1.2 m。海蝕柱多為饅頭狀或螺殼狀，底座近圓形，具有很好的觀賞價值。

鱷魚山東北部的豬仔嶺即為一較大的海蝕巖垛（海蝕墩）。其平面呈橢圓形，長軸近南北向，最高點海拔28.4 m；南部較高、北部略低，長約70 m、寬約50 m，周圍發(fā)育有海蝕坑、海蝕洞和海蝕階地，階地上發(fā)育有海蝕坑、海蝕溝、火山彈沖擊坑等，由于遠(yuǎn)觀酷似一頭小豬仔臥在海面上，豬頭微抬眺望大海，故名“豬仔嶺”。豬仔嶺的岬角曾與北部巖石海岸相連，因東西走向斷層和海浪長期對岬角兩側(cè)進(jìn)行沖蝕，使其與潿洲島主島巖岸分離，形成現(xiàn)在的離岸形態(tài)。

3 海蝕地貌的地質(zhì)意義

海蝕地貌是大自然鬼斧神工塑造的極具觀賞性的地貌，保留著大自然尤其是自然地理和地質(zhì)的

多元信息［10-12］。海蝕地貌中的海蝕遺跡對研究區(qū)域性海平面變化、巖石力學(xué)性質(zhì)、區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造運動等科學(xué)問題具有重要價值。

海平面升降是海-氣共同作用下的震蕩現(xiàn)象。海水的侵蝕和溶蝕作用在基巖海岸的巖石上留下明顯痕跡，一般顯示為明暗相間的黑白條紋。這些條紋有效地表征當(dāng)時海平面的位置，為研究海平面變化提供較為準(zhǔn)確的信息。

由于基巖海岸巖石性質(zhì)的不同，尤其是在火山灰形成的松軟沉積巖中，海水侵蝕和溶蝕作用對巖壁造成掏蝕、溶蝕并使之崩塌、滑坡，造成局部巖石塊體的錯斷和平移，形成規(guī)模較小的斷裂和節(jié)理。這些斷裂和節(jié)理為揭示區(qū)域性構(gòu)造運動留下證據(jù)。

4 結(jié)論

潿洲島是我國最大最年輕的第四紀(jì)火山島，受多期次海進(jìn)、海退及波浪和構(gòu)造作用的共同影響，島上海蝕階地、海蝕崖、海蝕殘丘、海蝕穴、海蝕窗、海蝕拱橋、海蝕溝、海蝕柱等海蝕地貌發(fā)育，是獨具特色的地貌景觀，為旅游業(yè)和科學(xué)普及提供得天獨厚的資源。海蝕地貌中遺留的海蝕痕跡能指示海平面變化、區(qū)域構(gòu)造運動、地質(zhì)巖性特征等多種地質(zhì)意義，亦具有較高的科研價值。

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Geomorphological Characteristics of Sea Erosion and Geological Significance of Sea Erosion M arks on W eizhou Island

C A O Chao，W U Jian，C H E N Qinghui，P A N Xiang，S O N G Zhixiao
（Third Institute Of Oceanography，State Oceanic A d ministration，Xiamen 361005，China）

W eizhou Island is the largest and youngest Q uaternary volcanicisland in China，w hich is influenced by m ultiple times of transgression，regression，wave and tectonic process.T he roles of sea erosion terrace，cliff，m onadnock，cave，window，bridge，trench，stack and other sea erosion landscape develop ment on the island have high landscape value.Sea erosion in the traces left by sea can indicate a variety of sea level changes in the geological sense，regional tectonics，geological lithology，w hich also has a high scientific value.

Sea erosion geo m orphology，Sea erosion marks，M arine geology

P7

A

1005-9857（2016）11-0080-04

2016-06-05；

2016-09-22

國家海洋局第三海洋研究所基本科研業(yè)務(wù)費（海三科2013028）；國家自然科學(xué)基金項目（41406059、41276058）；福建省自然科學(xué)基金項目（2016J01190）；國家海洋公益性科研專項（201505012）.

曹超，副研究員，博士，研究方向為海島與海岸帶地形地貌，電子信箱：caochao＠tio.org.cn