青島嶗山海岸基巖海蝕作用特征

　　摘要:海蝕作用會誘發各種地質災害，為研究青島嶗山地區的海蝕作用，本研究通過野外踏勘取樣、巖石手標本鑒定和偏光顯微鏡下薄片鑒定分析等方法，分析了巖石學和構造特征對海蝕作用的影響，并以石老人地區為例分析了海蝕地貌的特征，探討了嶗山地區的海蝕地貌分布特征及影響因素。

　　結果表明:嶗山海岸基巖為I-A型復合花崗巖。抗海蝕能力最強的是白堊系萊陽群砂巖，其次為白堊系青山群火山巖和石英二長巖，再次為堿性花崗巖，黑云二長巖最弱。斷裂構造破壞巖石穩定性，促進了海蝕作用;石老人地區以流紋巖為主，在海蝕崖后退過程中，安山巖的侵入體保留下來，形成了石老人海蝕柱;嶗山地區發育多種海蝕地貌，受到海浪作用、氣溫條件、鹽類結晶以及生物作用等外部因素影響。

　　關鍵詞:海洋地質學,海蝕作用,海蝕地貌,I-A復合花崗巖,嶗山

　　嶗山位于山東半島南部，地處36°05'～36°20'N，120°23'～120°50'E之間[1-2]。嶗山三面環海，常年受到海蝕作用影響，海蝕地貌特征顯著。嶗山屬膠東低山丘陵的一部分，位于膠遼地盾南部[2]。我國地質學者曾對嶗山展開多方面的研究。20世紀80年代，桂訓唐等(1989)研究了嶗山晶洞堿性花崗巖的同位素地球化學特征，計算了部分巖石的年齡，并分析了晶洞堿性花崗巖18O和D貧化的原因[3]。

　　20世紀90年代，韓宗珠等(1991)和趙廣濤等(1997、1998)針對嶗山花崗巖的地球化學特征及其成因開展了研究[4-6]。2000年以來，地質學者對嶗山的研究更加廣泛，徐興永等(2005)和李乃勝等(2003)研究了嶗山古冰川遺跡[1，7]，尹明泉等(2010)、王繼科(2011)和李玉雯等(2015)研究了嶗山地質災害[8-10]，趙廣濤等(2001)和孫建偉等(2014)研究了嶗山地球化學特征[11-12]，郭良等(2007)和李乃勝等研究了嶗山花崗巖地貌[2，7]。

　　海岸帶是海陸空三方交匯的敏感地帶，很容易受到自然環境和人為活動的影響[13-14]，對海岸帶侵蝕作用的研究日益引起各國科學家的廣泛關注。海蝕作用會誘發各種地質災害(如海岸侵蝕和海岸崩塌等)，嚴重威脅海岸帶地區人類的生活和生存環境，造成巨大的經濟損失[13]。關于海蝕作用的研究對預防海岸帶地質災害具有重要的意義，但前人對于嶗山地區海蝕作用的研究相對薄弱。

　　本研究結合前人研究成果，根據手標本及巖石切片，確定嶗山海岸基巖的巖石學特征，分析了巖石學及構造特征對海蝕作用的影響，并以石老人地區為例分析了海蝕地貌的特征，探討了嶗山地區的海蝕地貌分布特征及外部影響因素。

　　1研究區概況與方法

　　膠東地區的巖漿活動從古生代到新生代十分頻繁[15]，中生代主要經歷兩次構造事件，即印支運動和燕山運動[16]。印支運動的特征表現為揚子板塊俯沖于華北板塊之下，形成蘇魯高壓-超高壓變質帶、同造山花崗巖以及后造山高堿正長巖，為郯廬斷裂帶的強烈左行平移[16-17]。燕山運動開啟后，由于古太平洋板塊N向或NNW向的運動，華南板塊斜向俯沖于華北板塊之下，在研究區表現為膠北地體和膠南地體的剪切碰撞造山[2，5]，形成強烈的NE向斷裂。幔源熱液或中基性巖漿沿斷裂帶上升誘發底侵作用，使地殼變質巖部分熔融[5，15]。

　　該時期主要經歷了兩次巖漿活動，分別形成了擠壓環境下的I型花崗巖早期分異產物(石英二長巖和黑云二長巖)和弧后拉伸環境下的I型花崗巖晚期分異產物(正長花崗巖)以及堿性花崗巖[5-6]。這樣的花崗巖復合關系，與澳大利亞拉克倫褶皺帶的堿性花崗巖[18]以及天津薊縣盤山的I-A型復合花崗巖[19]具有相似的特征。燕山運動奠定了嶗山地區現今的構造格局、地貌形態以及海岸輪廓特征[9]。

　　嶗山形成時并沒有出露地表，在新構造運動時期表現為緩慢抬升剝蝕狀態，上覆巖石被侵蝕剝落露出了嶗山巖體[2，9]。受第四紀冰川作用影響，嶗山地區發育典型的古冰川侵蝕和堆積地貌，古冰川侵蝕地貌包括角峰、古冰斗及冰臼等，古冰川堆積地貌包括冰磧丘陵、側磧堤及冰磧扇等[1，7，20]。嶗山地區屬溫暖季風氣候，同時又受到明顯的海洋調節作用，表現為冬無嚴寒夏無酷暑，溫暖濕潤，降雨充沛的氣候特征[2，9]。

　　嶗山地區年平均氣溫為12.1℃，最低溫度出現在1月，為-6.4℃。年平均降雨量為849.9mm，多集中于6—8月，占全年降雨量的58%[9]。充沛的降水形成了以嶗山山脈為分水嶺的放射狀河流體系，這些河流對嶗山地表形態的改造十分顯著。河流作用對嶗山巖體產生面狀侵蝕和線狀侵蝕[9]，破壞巖石穩定性。

　　本研究采用野外踏勘取樣、實地測量以及薄片鑒定分析等方法，研究路線以石老人(采樣站位為SL001、SL002、SL003和SL006，下同)地區為起點，經沙子口、流清河(LQ002)、太清宮、返嶺、華巖寺(HY001、HY002)等地區，以仰口(YK001)地區為終點。通過野外踏勘和室內鏡下薄片分析研究區內的巖石學特征和構造特征，以及它們對海蝕作用的影響。結合野外資料和衛星圖片資料，繪制了研究路線中的海蝕地貌分布圖。

　　2結果與討論

　　2.1巖石學特征

　　趙廣濤等及王世進等(2010)已經對嶗山地區的巖性進行了研究[5，21]。本研究針對嶗山海岸區域的基巖進行研究，并選取8塊典型樣品進行鏡下薄片分析。經薄片及手標本鑒定:SL001、SL003為流紋巖，SL002、HY001為閃長玢巖，SL006、YK001為石英石巖，LQ002為堿長花崗巖，HY002為細晶巖。

　　SL001和SL003流紋巖樣品取自石老人海蝕柱西側海岸。樣品SL001鐵質侵染極為嚴重，在鏡下只能看到紅色鐵質侵染和細小的礦物顆粒，結合手標本特征，推測其為流紋巖。樣品SL003中主要礦物為云母(35%，鏡下面積占比，下同)、石英(25%)和長石(10%)，還有少量的隱晶質，其中云母多為次生成因。此外，在鏡下還可見大量的不透明礦物(約20%)，無特定形態，礦物顆粒粒徑多不超過50mm，推斷其為磁鐵礦。

　　SL002和HY001閃長玢巖樣品，分別取自石老人地區和華嚴寺地區。SL002為似斑狀結構，斑晶約為30%，其中長石約為20%，云母約為5%，還有少量的角閃石和不透明礦物。長石多為斜長石，可見聚片雙晶，粒徑為0.9～1.3mm，最大可至1.6mm。

　　長石蝕變比較嚴重，基本難以看到完整的晶型，呈港灣狀;云母粒徑約0.4mm，晶型多呈破碎狀;不透明礦物推測為磁鐵礦。基質約為70%，其中包括石英(45%)、長石(20%)、云母(6%)、角閃石(2%)、磁鐵礦(2%)。HY001為斑狀-似斑狀結構，斑晶約為30%，其中長石約為25%(斜長石為20%，鉀長石為5%)，可見聚片雙晶，長石顆粒蝕變極為嚴重，可見長石顆粒的絹云母化。此外還有少量的磁鐵礦，粒徑約為0.4mm，多為菱形粒狀�；�質約為70%，其中包括石英(30%)、長石(15%)、隱晶質(20%)，還有少量的磁鐵礦。

　　SL006和YK001石英石巖樣品，分別取自于石老人地區和仰口地區。SL006中石英含量高達90%以上，含有少量云母，可見大量的放射狀氟石，粒徑為0.8～1.2mm，局部可見皂石集合體，呈放射狀或板狀，干涉色較為醒目。

　　YK001中石英含量約為90%，半自形-他形粒狀，還有少量長石、輝石和云母，不透明礦物約為2%，推測為磁鐵礦。LQ002堿長花崗巖樣品取自流清河地區，石英約為45%，粒徑為0.5～1.2mm;長石約為52%，其中大部分為條紋長石(約為45%)，有少量的鉀長石和斜長石，長石粒徑為1.2～2.4mm;可見石英和長石的文象結構。

　　此外還有少量的云母和不透明礦物。HY002細晶巖樣品取自于華嚴寺地區，該巖體被HY001閃長玢巖體穿插切割，表明其形成時代早于閃長玢巖體。鏡下可見兩種粒徑石英，一種粒徑為0.20～0.35mm，一種粒徑均小于0.10mm，這種現象可能是由于巖漿脈沖作用形成。

　　2.2巖石學特征對海蝕作用的影響

　　不同的巖性特征具有不同的巖石物理性質，因此在相同的海蝕條件下它們的抗海蝕能力也各不相同。嶗山地區以巖漿巖為主，約占總面積的90%[9]，這些巖石普遍較為致密，抗侵蝕能力較強。但這些巖漿巖在礦物組成、結構構造以及成巖后作用存在差異，因此表現出不同的抗海蝕能力。華嚴寺地區3種巖性在同樣的外力條件下的海蝕特征，通過它們的受侵蝕程度，可以判斷出輝綠巖的抗海蝕能力弱于閃長玢巖和細晶巖。

　　石老人海蝕柱巖性為白堊系青山群火山巖(安山巖)[22]，而海蝕崖以流紋巖為主，具有閃長玢巖捕擄體。流紋巖受到強烈化學風化作用，可見黃褐色的褐鐵礦條帶以及松散的白色硅質物質，巖石較為松散，極易受到海水侵蝕作用的影響。因此，也就可以解釋海蝕崖后退，而石老人海蝕柱屹立不倒的現象。

　　2.3影響海蝕作用的外部因素

　　嶗山地區發育有各種各樣的海蝕地貌，其受到的海蝕作用與巖石學和構造特征有關，但同時也受到各種外部因素的影響，這些因素包括海浪作用、氣溫條件、鹽類結晶以及生物作用。在基巖與海平面接觸部位，拍岸浪具有長期作用。當拍岸浪沖擊基巖時，海水和空氣強行擠入巖石裂隙，造成壓力正異常，海水退去時，又形成強大的負壓，再加上海水攜帶的沙礫對巖石的磨蝕，長期反復作用導致巖石破碎。而風暴潮可以在短時間內造成劇烈的海岸侵蝕作用。在1898—1997年的100a時間內，影響青島的臺風共有130個，其中有7次造成了風暴潮災害[25]。

　　氣溫對基巖的破壞主要體現在巖石熱脹冷縮和冰劈作用兩個方面。白天溫度升高，巖石導熱性較差，因此巖石內外產生溫度差，導致巖石內外膨脹率差異，生成與巖石表面大致平行的微裂紋。夜間溫度較低，巖石表面迅速散熱體積收縮，而巖石內部仍處于膨脹狀態，形成了與巖石表面垂直的微裂紋。長期作用影響下，裂紋不斷擴大增多，巖石表面層層剝落，導致巖石的崩解破碎。嶗山地區冬季溫度低于0℃，結冰期大概在12月底開始[26]。

　　巖石裂隙中的水在溫度降至冰點以下時結冰，體積增大，使巖石裂隙增大;當溫度上升至冰點以上時，裂隙中的冰融化成水，滲入到新形成的裂隙中。如此往復，裂隙不斷增大增多，最終使巖石崩解破碎�；鶐r的裂縫和孔隙中往往存在高鹽度的水溶液，白天氣溫升高，水分蒸發，鹽分過飽和從溶液中結晶析出，體積膨脹使縫隙增大;夜晚氣溫降低，鹽分從大氣中吸收水分潮解下滲，同時鹽溶液又溶解了新裂隙中的鹽分，然后白天水分蒸發再發生結晶作用，縫隙增大。如此反復長期進行，最終導致巖石縫隙不斷擴大，最終造成巖體崩解[26-27]。

　　嶗山基巖海岸地帶植物生長茂盛，其根莖生長于基巖縫隙之中，產生根劈作用，使巖石裂隙不斷擴大，最終造成基巖的破裂崩解。另外，一些粘附在巖石表面的水生生物，其分泌的粘液可能對巖石具有腐蝕作用，破壞巖石的結構，降低了巖石的強度，使其在海浪作用下更容易破碎。旅游業在嶗山地區的經濟發展中占據重要的地位，而地質災害制約了其旅游業的發展。因此，對嶗山地區地質災害的研究和防治，對旅游業的發展具有重要的意義。而海蝕作用引起的地質災害在嶗山海岸區域占有相當大的比重，因此針對其海岸帶海蝕作用的研究十分必要�；�于海蝕作用的研究、防治嶗山海岸帶的地質災害、合理開發嶗山海岸地區是實現可持續發展的必然要求。

　　3結論

　　(1)采集樣品的巖性與前人的研究成果基本一致，輝綠巖的抗海蝕能力弱于閃長玢巖和細晶巖，石老人地區主要發育流紋巖，石老人海蝕柱為安山巖侵入體，在海蝕崖后退過程中保留下來。

　　(2)研究區內白堊系萊陽群砂巖的抗海蝕能力最強，其次為白堊系青山群火山巖和石英二長巖，再次為堿性花崗巖，黑云二長巖最弱。

　　(3)嶗山地區主要發育NE向斷裂構造，這些斷裂構造會破壞巖石穩定性，使巖石更容易受到海蝕作用的影響。嶗山海岸線與構造線斜交，主要發育斜海岸，岸線較為曲折。

　　(4)嶗山海岸帶的凹岸多發育沙灘，凸岸發育海蝕崖和礫石海灘等海蝕地貌，這些海蝕地貌主要受到海浪作用、氣溫條件、鹽類結晶以及生物作用等外部因素影響。

　　參考文獻:

　　[1]徐興永，肖尚斌，李萍.嶗山古冰川遺跡的地質證據[J].石油大學學報(自然科學版)，2005(4):5-9.

　　[2]郭良，相石寶，徐興永.山東嶗山花崗巖地質地貌特征[J].地質論評，2007，53(8):138-142.

　　[3]桂訓唐，成忠禮，虞�；�，等.青島嶗山晶洞堿性花崗巖同位素地球化學研究[J].巖石學報，1989(3):37-44.

　　[4]韓宗珠，倪幫發，趙廣濤，等.青島嶗山堿性花崗巖的元素地球化學研究[J].海洋湖沼通報，1991(1):16-23.

　　地質論文投稿刊物：《中國地質調查》于2014年10月創刊，以刊載地質調查重要理論和技術研究成果，介紹地質調查領域新發現和地質調查工作部署、階段性進展及科學數據，探討地質學理論認識和技術方法創新，搭建地質學研究和地質調查成果交流平臺為宗旨，是反映中國地質調查和研究成果及國內外地學資訊動態的重要載體。

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