濰北平原地區全新世以來的海侵與海岸線變遷

劉海峰

(山東省地質調查院，山東 濟南 250014)

0 引言

末次冰期以來，全球海岸線發生了巨大的變化，在全新世大暖期背景下，受一系列融水脈沖事件影響，我國東部陸架淺海區海平面總體呈上升趨勢[1-5]，至7ka B.P.前后，海平面基本達到高位[2]，同時，不同地區受沉降差異的影響，海平面變化情況存在差異，渤海灣地區在6ka B.P.才到達最高海平面[6-7]。

全新世以來的全球海平面的快速上升對全球海陸變遷和海岸帶沉積環境都具有重要影響，研究該時期海平面與海岸線變化，對探索古海陸變遷和預測未來海岸線變化具有重要意義[8-9]。渤海沿岸作為受海面上升影響嚴重區域，相關問題一直受到許多學者的廣泛關注，并在鉆孔分析、貝殼堤和牡蠣礁、海平面變化、地面沉降、下切河谷與地質構造等方面積累了豐富的研究成果[10-30]。渤海灣西岸和萊州灣東岸的全新世以來海侵界線已有大量研究[30-36]。萊州灣南岸的濰北平原地區在全新世發育多條近源性河流，海陸相互作用更為復雜，古海岸線變遷也更為頻繁，對該地區的研究成果則較為粗略，前人僅利用全新世發育的貝殼堤、牡蠣礁、古文化遺跡等大致圈定了海侵的最大海岸線范圍[29，34-37]。本文依托近年來開展的濰北平原地區1∶5萬區域地質調查項目新獲得的實物資料及新發現的2處牡蠣礁及測年結果，對該地區全新世以來的海岸線變遷試做進一步討論。

1 研究區概況

研究區橫跨低山丘陵和濱海平原兩大地貌單元，北部地處典型的海陸交互帶，受濰河、膠萊河兩大河流改造作用及氣候波動、海平面升降的影響，第四紀沉積物類型復雜，巖性巖相多變，地層結構復雜。北部地區受第四紀以來幾次大規模海侵作用影響形成海相與陸相地層的交互沉積，南部遍布古河道、古湖泊，還存在風積作用形成的沙丘、砂壟；第四紀沉積作用類型與沉積結構復雜。總體上看，第四系的分布大致受到大地構造位置的控制，坳陷區沉積較全，隆起區則出現地層缺失；山地丘陵區的山間盆地、河谷中發育不同厚度的沖洪積層，山丘的坡麓地帶則有各種程度的坡洪積層發育；平原區則形成河流沖積相及湖沼相沉積，晚更新世以來受渤海灣數次海侵的影響形成濱-淺海相沉積(圖1)。

1—基巖殘丘；2—殘坡積；3—晚更新世風積；4—全新世風積；5—一級階地、高河漫灘；6—古三角洲；7—全新世決口扇；8—現代河道、低河漫灘；9—現代三角洲、潮坪

2 全新世海侵地層標志

通過研究區內30余鉆孔編錄資料，明確了濰北平原區海相地層分布范圍，受全新世海侵影響，研究區內發育一套大面積分布的海相地層，由青灰色或灰黃色含貝殼碎肩的泥質粉砂和細砂質粉砂組成，質地均一，常見水平層理和淺色網紋，其內含大量海生生物化石，以各種未經搬運的貝類、牡蠣化石為主，并多含反映近岸淺海相及淺海灣環境的有孔蟲及介形蟲。其在研究區內的分布范圍在昌邑縣岔路口—卜莊—平度縣新河—萊州市灰埠—土山一線以北，基本上沿5m等高線延伸，這基本代表了全新世最大海侵線位置。

全新世海侵的最大邊界，留下了一條古海岸線。按地貌、地層標志和其他海侵遺跡所恢復的本區古海岸線大致可分南、北兩段，以虎頭崖為界，南段屬于萊州灣東岸古海岸線，古今岸線基本一致，以斷續展布的古海蝕崖和沙壩瀉湖淺海相地層為特征，北段為萊州灣西岸，為本次工作的研究重點。

3 全新世牡蠣礁與貝殼堤

在渤海灣和萊州灣沿岸，于地下數米常常發現密集的牡礪殼堆積，寬數百米，厚數米，長數千米或十幾千米，成緞帶狀分布。根據現代牡礪生態環境的調查研究(如壽光羊口小清河口)，上述牡蠣殼堆積或稱“牡礪礁”，代表泥沙較少的河口濱海相環境。這種牡蠣礁堆積往往發現于第一海相層頂部，表明海退剛剛開始，海岸線就在附近。牡礪礁的頂板，往往與低潮面相當。應當指出，在半封閉的海灣和瀉湖環境中，牡礪也能大量繁殖，雖然與河口濱海段密集分布的牡礪礁有所不同，但其與古海面的關系大體是一致的[38]。

貝殼堤主要分布于研究區北部，由于幾十年來北部拓荒、興建鹽池，地表大部被改造，區內未見貝殼堤原始露頭，僅能依據已有文獻推測大體位置。而牡蠣礁為埋藏狀態，人工開挖后垂向剖面保存較好，且大規模的牡蠣礁具有一定的經濟價值，實地走訪調查后可較為準確地獲知牡蠣礁的埋藏地點與狀態。

調查過程中在研究區內新發現后柳家、常家村2處牡蠣礁，結合已有研究成果可知，研究區內牡蠣礁及貝殼堤主要分布于昌邑縣至萊州的東部地區，如昌邑市常家莊、夏店、東冢火道、平度市新河、苗家和回里閻家等地。從時代上來說，平度新河北膠萊河口地下1m近江牡蠣14C測年結果為(4795±120)a B.P.[38]。昌邑縣常家莊為(5130±30)a B.P.(本文自測)，昌邑縣東冢火道的貝殼堤生成于(3050±90)a B.P.[38]。

昌邑夏店鎮后柳村東牡蠣礁埋藏深度在2m左右，地表為三角洲—低平原相的灰黃—棕黃色黏土質粉砂，開挖魚塘揭露。魚塘壁高約180cm，自上而下依次為：上部0.3m為耕植土層，中部為土黃色黏土質粉砂，下部為棕黃色含黏土質粉砂。在魚塘底部見小坨子組主要由貝殼及其碎屑組成，含少量粉細砂、植物碎屑，多呈黃白或灰白色，為牡蠣礁(灘)，向下未見底。牡蠣礁內除大量生長近江牡蠣、長牡蠣和極少數褶牡蠣外，還多見文蛤、毛蚶、青蛤、中國不等蛤、扁玉螺、縊蟶、紅螺、多角荔枝螺等多種貝類、螺類生物(圖2)。

a，b—牡蠣礁露頭宏觀狀態；c，d—牡蠣礁堆積狀態；e—主要牡蠣種類(外視)；f—主要牡蠣種類(內視)

該牡蠣礁東西展布350m左右，中間斷續分布，大致可分為2處牡蠣集中分布地帶，南北延長大于100m，經追索該點NW330°方向1100m位置磚廠采土坑處可見散布的牡蠣殼，推測該處牡蠣礁的展布方向為NNW向。牡蠣殼尾椎測年結果為(6030±30)a B.P.。應為前述6000年左右全新世海侵到達最大范圍時發育于古濰河口處。

另外在昌邑市卜莊鎮常家村東亦見因開挖魚塘揭露的牡蠣礁原始露頭，東西展布50m左右，SN向展布約150m，露頭展示狀態為近SN向，與新河牡蠣礁展布形態一致，應為沿膠萊河古河口發育。牡蠣殼尾椎14C測年結果為(5130±30)a B.P.，年代上看較新河牡蠣礁為新，推測為5000a B.P.前后海平面經持續下降后經過相對長時間的穩定期，在營養豐富的河流入海口形成大規模的牡蠣礁。

4 全新世海岸線變遷

全新世中期以來的海岸線遷移是濱海平原古海岸環境變遷的重要事件，其標志是海岸貝売堤及其貝殼砂堤帶的發育和遷移，至今已取得多條萊州灣南岸貝殼堤的資料。最老的有新河貝殼堤及研究區西側的郭井子-官臺貝殼堤，分別生成于(5715±150)a B.P.和(5680 ±110)～(5005±90)a B.P，昌邑市夏店鎮火道村的貝殼堤則生成于(3050±90)a B.P.[39]。濰坊市寒亭區固堤貝殼堤與火道貝殼堤大致在同一時代[19]。萊州市海滄沙丘為早期的扇三角洲沉積，海岸線北推出露于地表后經風力作用改造形成，其形成時代，據沙丘內出土的唐、宋時期的文物判斷，至少在1000年以前[39]。已發現渤海灣南岸的河口牡蠣礁與3條貝殼砂堤帶代表了全新世中期最大海侵后的海退成陸過程，古海岸線從陸向海方向依次遷移。

4.1 6000 a B.P.海岸線

全新世最大海侵邊界主要依據鉆孔中地層標志及斷續發育的貝殼堤與牡蠣礁來確定。鉆孔中出現的薄的全新世潮坪沉積、“過渡相”沉積或海相層(確有海相化石)存在，其向陸一側一定距離便是全新世海侵邊界。如果向陸一側近距離內的鉆孔巖心全新世地層都是陸相沉積物，就可以更準確地確定海侵邊界位置。

虎頭崖向西進入萊州灣的南岸，現代岸線一片平直，而全新世最大海侵時的岸邊卻是曲折多變的。自虎頭崖至灰埠，古岸線仍循NE—SW向迤邐西展。過虎頭崖附近數千米的巖石古海蝕崖之后，古岸線仍沿5m高度的向海緩坡而與寬闊的海積平原分開，穿過平直的沙河古扇三角洲西抵土山，土山東南地勢雖然低平，但全新世海侵時并未受到海水的侵擾，那么土山實際上成為海侵時的岬角。西過土山，古岸線在此南折，西向的泥沙流堆積了土山-海滄沙嘴，使沙嘴與灰埠間沉積了大面積的瀉湖-沼澤地層，至今仍有湖泊遺跡可尋。自土山至昌邑，古岸線向南彎曲較甚，縱深較遠，構成了膠萊古河口灣。古河口灣的東側4～10m高程的坡地邊緣，發現了6處古文物點，即萊州市的西大宋，平度的三埠李家、回里顏家、逢家、孫正和昌邑的董家流河。發掘了大量新石器石斧、石箭、鑿磨的骨器，黑陶鬶以及麋鹿、水牛、野豕、蟹子等動物化石，均系距今5000年左右的龍山文化，是人類在海岸邊捕食海產的生活遺跡[33]。古河口灣的地層以青灰色粉、細砂為主，含大量貝殼和貝殼碎屑，牡蠣礁星點狀分布于這一古河口灣口中。昌邑一帶古岸線通過濰河，從第四紀地層分布上可知全新世海侵時濰河尚有平直的三角洲，與相鄰的膠萊河河口灣大不相同，這應與古濰河輸沙量較大有關。濰河以西，古岸線的南側均為晚更新—全新世風成砂沉積，原始地形相對高起，淺層咸淡水的分界線恰與古岸線相合。

上述萊州灣東南岸200km長的古岸線與現代海岸線之間的2200km2的平原區就是全新世海侵時被海水淹沒，爾后又淤長成陸的第一海相層的沉積區。

最大海侵發生的時代主要依據貝殼、牡蠣礁結合海相沉積物的碳同位素年齡來確定，利用貝殼進行14C測年，在一定年限之內，一般差值較小。但取樣位置上的不同和地層本身的橫向相變亦會影響測年的結果。所以，往往需參考周圍地區的更多測年數據相互驗證，區內萊州灣南岸新河牡蠣礁為(5535±140)a B.P.，在其南側發育的新河貝殼堤時代為(5715±120)a B.P.，昌邑后柳行村東牡蠣礁測年(6030±30)a B.P.；區域上看研究區西北石虎嘴附近的埠西村的淺海相貝殼砂中的牡蠣測年為(5740±100)a B.P.，博興黃金寨孔深3.40～8.60m淤泥為(5600±150)a B.P.[40]，蓬萊張家莊附近的全新世海相層中貝殼的年齡為(6100±130)a B.P.，煙臺芝罘島老瀉湖泥沉積年齡為(6050±150)a B.P.[35]。結合研究區附近及區域上的測年資料及上述測年的分布位置，可以看出，大約在距今6000年左右時，海侵已達古海岸線附近，亦即全新世海侵最盛的時間，相當于歐洲的中全新世大西洋期(圖3)。

1—牡蠣礁；2—貝殼堤；3—龍山文化遺址(5ka B.P.)；4—古城遺址；5—14C年代(a B.P.)；6—6ka B.P.海岸線；7—5ka B.P.海岸線；8—3ka B.P.海岸線；9—公元11年海岸線；10—公元1978年海岸線；11—公元1989年海岸線

4.2 5000a B.P.海岸線

總體來說，萊州灣南岸全新世最大海侵時期之后的6000年以來海岸線近于平推式向海方向退出。常家村牡蠣礁的14C測年數據為(5130±30)a B.P.，區域上壽光縣郭井子貝殼堤的2個14C測年數據為(5005±90)a B.P.和(5680±110)a B.P.[40]，以這里作為5000a B.P.的粗略海岸線位置。

4.3 3000a B.P.海岸線

區域內火道村貝殼堤14C年齡為(3050±90)a B.P.，龍池與瓦城之間的古鄑城遺址的時代約為2500a B.P.[41]；區域上在萊州灣南岸濰河-彌河三角洲西部的巨淀湖埋深0.7～6.1m 至3.5～8.2m沉積物已經成為陸相湖沼沉積，14C測年數據為(3100 ± 58)a B.P.[42]。結合前述2條古海岸線位置推斷出3000a B.P.海岸線的海岸線位置。

4.4 11a A.C.海岸線

11a A.C.黃河下游河道大幅度南遷，在今山東利津附近入海，原在馬棚口-狼坨子的老黃河三角洲沉積廢棄后海岸長期入海泥沙少，這種環境一直保持到現在，使貝殼堤持續發育至今。從此處向南至萊州灣，海岸線即大致沿廢棄三角洲的邊界，再沿著現在的貝殼堤島鏈展布，萊州灣南岸地區在兩漢時期已有先民定居活動，該時期的海岸線在中國歷史圖集[43]中做了收錄，將其中的西漢(220a B.C～24a A.C.)海岸線作為研究區的11a A.C.海岸線。

孫偉富[44]利用Landsat影像提取了1978年、1989年萊州灣現代海岸線位置，本次工作通過現場踏勘與鉆孔資料，對萊州灣西岸地區的海岸線進行了修正，由此獲得了研究區全新世以來的海岸線變遷圖(圖3)。

5 結論

根據前述萊州灣南岸平原第一海相層獲取的測年數據，推斷研究區全新世海侵發生的時代在12～11ka B.P.。發生時代上，萊州灣西南岸海侵時代與渤海灣西岸滄州海侵相當，但總體上要早于渤海灣西岸海侵發生時間。海侵發生后至6000a B.P.到達最大海泛面，此時海岸線位置在土山—新河—東冢—昌邑北一線，沿古海岸線東側開始存在人類活動，分布龍山文化遺址。此后的海岸線退卻過程基本平行于6000a B.P.海岸線，局部受古濰河河道影響向海方向凸出。1970年以來，隨著大規模圍海造田活動的展開，大量濱淺海與三角洲地帶被改造為鹽田、蝦池，海岸線開始大幅后退。