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珠江三角洲是我国一个极其复杂的大尺度河口系统,具有独特的河网体系和河口湾。关于珠江三角洲的发育模式,存在各种不同的观点。为了探讨全新世以来珠江三角洲的沉积演变模式,本文在重新审视这些观点的基础上,收集了92个拥有全新世14C测年的钻孔,对钻孔进行了详细的沉积物特征分析,并以此建立三角洲的等时地层格架,统计计算三角洲在4个不同阶段的平均沉积速率。重建了距今6 ka海进盛期的古珠江河口湾水下地形作为PRD-LTMM长周期‘动力-沉积-形态模型的初始边界,并应用模型计算了6 ka以来的古珠江河口湾的流场、泥沙浓度场、潮波传播、冲淤厚度和岸线演变,通过地貌动力学方法对模型输出进行了分析和概括。沉积学、地层学的分析结果与地貌动力学分析结果相互印证,揭示了珠江三角洲形成演变过程以及沉积动力机理。主要认识如下:
⑴珠江三角洲古河口湾的形态、峡口地形(“门”)和基岩岛屿重塑了海洋和河流动力的分布,对三角洲和河网形成有重要控制作用。海侵盛期以来珠江三角洲的岸线演进并不是简单的由北向南,而是存在以下几种趋势:1)自陆向海、自北而南的总体沉积方向;2)三角洲边缘沉积;3)岛屿丘陵周边沉积趋势明显;4)河网河道自河流出口和峡口两端向中间发育的趋势。
⑵根据沉积动力演变过程和地理位置,可以将三角洲划分为10个子三角洲平原系统,各子三角洲平原在时间上基本是同时发生的,而在空间上是相邻的沉积体,互不重叠。各子三角洲平原又都由若干的沉积体构成。沉积体为珠江三角洲最基本的建构单元,它与河道的形成发展过程存在耦合互动的关系。‘三角洲-子三角洲-沉积体这一分级结构是海侵盛期以来珠江三角洲这个复杂开放系统结构性、边界性和运动性的本质概括。
⑶全新世沉积层垂向堆积序列绝大部分表现为下粗上细的正向序列,而不是下细上粗的反向序列,后者被认为是进积型三角洲的经典模式序列。也不具有典型Gilbert三角洲的前积层、顶积层等沉积层序。
⑷受相对海平面及沉积空间变化的影响,珠江三角洲在全新世4个阶段中的平均沉积速率变幅较大。Q41最小,仅为1.27 mm/a;Q42-1最大,为2.34 mm/a。Q43以来的平均沉积速率为2.27 mm/a,并非全新世各期中最大,虽然该时期由于人类活动频繁使珠江来沙量增多,但由于古河湾沉积空间的减少和河湾中河道的形成、束窄,沉积物被输运到外海的比例不断增加。海侵盛期以来的高沉积区可以同时分布于三角洲的不同区域,反映了复杂边界对沉积物输运的影响改造作用和三角洲沉积发育的多向性。
⑸基于沉积、动力和地貌的分析结果,珠江三角洲在全新世的发育模式可以概括为:早全新世溯源堆积-中全新世分级结构充填-晚全新世河汊简化。独特的沉积环境是珠江三角洲在海侵盛期之后演变模式不司于其它三角洲的主要控制因素。