长江三角洲是如何形成的?

长江三角洲是如何形成的?

下文内容无意冒犯,仅为讨论学习,可能比较枯燥。

我看到一个答案讲:自从2000年前铁器的使用,加速了长江中游四川与湖北地区的农耕进程,快速的水土流失导致了长江三角洲的形成。这么讲还是有些片面,确实很多学者认为2000年以来,长江三角洲发生了加速扩张,从之前的每千年扩张38公里,加速到了每千年80公里。先不说到底是什么原因,但这只是三角洲的一部分沉积物,并非三角洲的形成机制。

而且读者看完后是否有这样的疑问:如果长江三角洲2000年内才形成,那么长江2000前才流到东海吗?不然2000年前的三角洲去哪儿了?系统的回答这样的问题,需要先意识到两件事:时间尺度,空间范围。人类活动于全新世,即一万年以内,生产力大幅度增强也是近两、三千年的事,人类改造的作用无法与长时间的地质作用相比。

下面从地质基础、演化过程、以及人类活动三个方面,来分别阐述长江三角洲是如何形成的。

1.长江三角洲的地质基础

整个长江流域面积180.7万平方公里,沉积物卸载量为4.78万吨。下图黄色部分为第四系沉积区,可以看出整条长江有三个沉积区,上游的川西平原,中下游的两湖平原,以及长江下游平原,其它区域皆为侵蚀区。

我们通常看到的长江三角洲就是全新世一万年以来,形成的稳定三角洲地貌。学者普遍认为,长江全新世向海推进速度很快,一万年前入海口在扬州、镇江一带,一万年后就向东延伸了200多公里,形成了现今的形态。

<img src="https://pic4.zhimg.com/v2-b92c0085cd76b7563c1058f162c8e37f_b.png" data-rawwidth="1076" data-rawheight="739" class="content_image" width="1076" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-b92c0085cd76b7563c1058f162c8e37f_r.png">但其实从更大的空间尺度上看,长江搬运的沉积物沉积范围很广,在靠近河口区域的主三角洲全新世沉积厚度为40~60m,而向东几百公里范围都是长江沉积物的覆盖区域,北部与黄河沉积物形成混杂沉积区(下图)。

但其实从更大的空间尺度上看,长江搬运的沉积物沉积范围很广,在靠近河口区域的主三角洲全新世沉积厚度为40~60m,而向东几百公里范围都是长江沉积物的覆盖区域,北部与黄河沉积物形成混杂沉积区(下图)。

从剖面上看(下图),海岸附近是全新世泥沙的沉降区,向东逐渐倾斜尖灭。底部为更早的更新世沉积物(距今12万年~1万年)。就是说我们现在看到的长江三角洲,其实只是整个三角洲沉积体系最年轻的、出露到海面以上的沉积物。

<img src="https://pic2.zhimg.com/v2-a4bef5ac9ae21413a89017cd235e9d61_b.png" data-rawwidth="939" data-rawheight="535" class="content_image" width="939" data-original="https://pic2.zhimg.com/v2-a4bef5ac9ae21413a89017cd235e9d61_r.png">那更早的长江三角洲是什么形态呢?我们把空间尺度再放大一些,从陆架边缘的地形和沉积物调查来看(下图),A区域为全新世1万年以来的长江三角洲体系;而北部的B区域是距今12万年晚更新世形成的古三角洲体系,这个古三角洲体系是由古黄河沉积物与古长江沉积物共同堆积形成的。那么两条大河的沉积物是怎么勾搭在一起的呢?难道胶东半岛以南曾经有古黄河的出口?这就是另一个问题了。

那更早的长江三角洲是什么形态呢?我们把空间尺度再放大一些,从陆架边缘的地形和沉积物调查来看(下图),A区域为全新世1万年以来的长江三角洲体系;而北部的B区域是距今12万年晚更新世形成的古三角洲体系,这个古三角洲体系是由古黄河沉积物与古长江沉积物共同堆积形成的。那么两条大河的沉积物是怎么勾搭在一起的呢?难道胶东半岛以南曾经有古黄河的出口?这就是另一个问题了。

2.现代三角洲演化过程

话说有沉积物,才有三角洲,那我们还是从现代的长江三角洲沉积体系出发,剖几刀看看它下面是什么样的,如下图:

<img src="https://pic3.zhimg.com/v2-19bcb95af3fbdf987c98bd8ff4665452_b.png" data-rawwidth="1075" data-rawheight="735" class="content_image" width="1075" data-original="https://pic3.zhimg.com/v2-19bcb95af3fbdf987c98bd8ff4665452_r.png">从A-A',B-B',C-C'三条黄色的地质剖面可以看出,整个沉积体系比想象的复杂,它并不是一个普通进击的三角洲,它不仅向往自由,还很有故事。我们看从层8向上才开始出现三角洲的加积过程。而且三条不同方向的剖面都显示:三角洲相的沉积物之下还有早期的河口沉积,以及更早的陆相冲积物(图中Fluvial)。

从A-A',B-B',C-C'三条黄色的地质剖面可以看出,整个沉积体系比想象的复杂,它并不是一个普通进击的三角洲,它不仅向往自由,还很有故事。我们看从层8向上才开始出现三角洲的加积过程。而且三条不同方向的剖面都显示:三角洲相的沉积物之下还有早期的河口沉积,以及更早的陆相冲积物(图中Fluvial)。

从这个的沉积序列可以大致推测出,现代三角洲的位置经历了3个沉积过程的转换,结合地层测年结果及每个过程中地层的韵律变化,可以得到一个故事:11000年前~8000年前期间,海平面较稳定,这个区域是河流的末端,泛滥平原化过程较为普遍,发育细粒河流相沉积物;8000年前~6000年前期间,发生了较缓慢的海侵事件,此处变成了河口,沉积体系主要受潮进潮退控制,垂向具有粗→细,细→粗变化的双向韵律,并发育交错层理;6000年前之后,海平面逐渐区域稳定,三角洲沉积物开始发育,逐渐向滨海加积,形成了向海倾斜的多期古扇面(如下图)。

可以计算得出现代三角洲平原区的沉积速度约1毫米/年,而到了三角洲前缘可以达到10毫米/年。那从平面上看就出现了如下变化过程:海岸线逐渐东移,出现沙岛

<img src="https://pic2.zhimg.com/v2-51d45aec63f6d95fa8f7bccb554b1285_b.png" data-rawwidth="1403" data-rawheight="1568" class="content_image" width="1403" data-original="https://pic2.zhimg.com/v2-51d45aec63f6d95fa8f7bccb554b1285_r.png">长江三角洲的一个典型特点是,沉积作用基本受潮汐控制,这与黄河、密西西比河等大河入海特征有明显的差别,主要是形成了单河道入海的模式,河流入海前少有泛滥平原化的过程,形成了连续向海扩张、沙丘叠加的特征。

长江三角洲的一个典型特点是,沉积作用基本受潮汐控制,这与黄河、密西西比河等大河入海特征有明显的差别,主要是形成了单河道入海的模式,河流入海前少有泛滥平原化的过程,形成了连续向海扩张、沙丘叠加的特征。

<img src="https://pic4.zhimg.com/v2-c27cc59871dd77cae9341dc420b025a3_b.png" data-rawwidth="857" data-rawheight="451" class="content_image" width="857" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-c27cc59871dd77cae9341dc420b025a3_r.png">另外,从滨海的浙江-福建区域洋流可以看出,长江运移的物质持续向搬运,沿海岸覆盖了很远的范围。这可能也是塑造三角洲形态的一个外动力因素。

另外,从滨海的浙江-福建区域洋流可以看出,长江运移的物质持续向搬运,沿海岸覆盖了很远的范围。这可能也是塑造三角洲形态的一个外动力因素。

<img src="https://pic4.zhimg.com/v2-8aadcca67ad0f46a32ebbd02806af62f_b.png" data-rawwidth="1140" data-rawheight="1216" class="content_image" width="1140" data-original="https://pic4.zhimg.com/v2-8aadcca67ad0f46a32ebbd02806af62f_r.png">有人做过滨海陆架的地震反射剖面,也发现了14~11万年前之间,曾存在一定时期的河流泛滥平原过程,河流控制了入海沉积物的分布。而从7000年以来就完全受海洋潮汐控制,不同时期的沉积物都呈现向南沿海的运移方式(下图)。

有人做过滨海陆架的地震反射剖面,也发现了14~11万年前之间,曾存在一定时期的河流泛滥平原过程,河流控制了入海沉积物的分布。而从7000年以来就完全受海洋潮汐控制,不同时期的沉积物都呈现向南沿海的运移方式(下图)。

3.人类影响

普遍有学者认为2000年以来的长江三角洲加速扩张是与人类活动有关,从地质角度讲,我比较赞同杨达源老师的观点:

总结:全新世早期长江最后一个古河道形成于现今的位置,之后没有再摆动过。现代长江三角洲形成于全新世早期的陆相河流沉积基础(11000~8000年)之上,经历了缓慢的海进过程(8000~6000年),主体三角洲相沉积形成于6000以来海平面的稳定期,并且现今仍然在向海推进。其中2000年以来的加速扩张过程,很可能与长江中下游平原自唐代以来的御洪修堤有关。

参考资料

Liu, J. P., K. H. Xu, A. C. Li, J. D. Milliman, D. M. Velozzi, S. B. Xiao, and Z. S. Yang, 2007, Flux and fate of Yangtze river sediment delivered to the East China Sea: GEOMORPHOLOGY, v. 85, p. 208-224.

杨达源, 2006, 长江地貌过程, 地质出版社.

Yang, S. L., I. M. Belkin, A. I. Belkina, Q. Y. Zhao, J. Zhu, and P. Ding, 2003, Delta response to decline in sediment supply from the Yangtze River: evidence of the recent four decades and expectations for the next half-century: ESTUARINE COASTAL AND SHELF SCIENCE, v. 57, p. 689-699.

Hori, K., Y. Saito, Q. H. Zhao, and P. X. Wang, 2002, Architecture and evolution of the tide-dominated Changjiang (Yangtze) River delta, China: SEDIMENTARY GEOLOGY, v. 146, p. 249-264.

Chen, Z. Y., B. P. Song, Z. H. Wang, and Y. L. Cai, 2000, Late Quaternary evolution of the sub-aqueous Yangtze Delta, China: sedimentation, stratigraphy, palynology, and deformation: MARINE GEOLOGY, v. 162, p. 423-441.