青岛崂山海岸基岩海蚀作用特征

　　摘要:海蚀作用会诱发各种地质灾害，为研究青岛崂山地区的海蚀作用，本研究通过野外踏勘取样、岩石手标本鉴定和偏光显微镜下薄片鉴定分析等方法，分析了岩石学和构造特征对海蚀作用的影响，并以石老人地区为例分析了海蚀地貌的特征，探讨了崂山地区的海蚀地貌分布特征及影响因素。

　　结果表明:崂山海岸基岩为I-A型复合花岗岩。抗海蚀能力最强的是白垩系莱阳群砂岩，其次为白垩系青山群火山岩和石英二长岩，再次为碱性花岗岩，黑云二长岩最弱。断裂构造破坏岩石稳定性，促进了海蚀作用;石老人地区以流纹岩为主，在海蚀崖后退过程中，安山岩的侵入体保留下来，形成了石老人海蚀柱;崂山地区发育多种海蚀地貌，受到海浪作用、气温条件、盐类结晶以及生物作用等外部因素影响。

　　关键词:海洋地质学,海蚀作用,海蚀地貌,I-A复合花岗岩,崂山

　　崂山位于山东半岛南部，地处36°05'～36°20'N，120°23'～120°50'E之间[1-2]。崂山三面环海，常年受到海蚀作用影响，海蚀地貌特征显著。崂山属胶东低山丘陵的一部分，位于胶辽地盾南部[2]。我国地质学者曾对崂山展开多方面的研究。20世纪80年代，桂训唐等(1989)研究了崂山晶洞碱性花岗岩的同位素地球化学特征，计算了部分岩石的年龄，并分析了晶洞碱性花岗岩18O和D贫化的原因[3]。

　　20世纪90年代，韩宗珠等(1991)和赵广涛等(1997、1998)针对崂山花岗岩的地球化学特征及其成因开展了研究[4-6]。2000年以来，地质学者对崂山的研究更加广泛，徐兴永等(2005)和李乃胜等(2003)研究了崂山古冰川遗迹[1，7]，尹明泉等(2010)、王继科(2011)和李玉雯等(2015)研究了崂山地质灾害[8-10]，赵广涛等(2001)和孙建伟等(2014)研究了崂山地球化学特征[11-12]，郭良等(2007)和李乃胜等研究了崂山花岗岩地貌[2，7]。

　　海岸带是海陆空三方交汇的敏感地带，很容易受到自然环境和人为活动的影响[13-14]，对海岸带侵蚀作用的研究日益引起各国科学家的广泛关注。海蚀作用会诱发各种地质灾害(如海岸侵蚀和海岸崩塌等)，严重威胁海岸带地区人类的生活和生存环境，造成巨大的经济损失[13]。关于海蚀作用的研究对预防海岸带地质灾害具有重要的意义，但前人对于崂山地区海蚀作用的研究相对薄弱。

　　本研究结合前人研究成果，根据手标本及岩石切片，确定崂山海岸基岩的岩石学特征，分析了岩石学及构造特征对海蚀作用的影响，并以石老人地区为例分析了海蚀地貌的特征，探讨了崂山地区的海蚀地貌分布特征及外部影响因素。

　　1研究区概况与方法

　　胶东地区的岩浆活动从古生代到新生代十分频繁[15]，中生代主要经历两次构造事件，即印支运动和燕山运动[16]。印支运动的特征表现为扬子板块俯冲于华北板块之下，形成苏鲁高压-超高压变质带、同造山花岗岩以及后造山高碱正长岩，为郯庐断裂带的强烈左行平移[16-17]。燕山运动开启后，由于古太平洋板块N向或NNW向的运动，华南板块斜向俯冲于华北板块之下，在研究区表现为胶北地体和胶南地体的剪切碰撞造山[2，5]，形成强烈的NE向断裂。幔源热液或中基性岩浆沿断裂带上升诱发底侵作用，使地壳变质岩部分熔融[5，15]。

　　该时期主要经历了两次岩浆活动，分别形成了挤压环境下的I型花岗岩早期分异产物(石英二长岩和黑云二长岩)和弧后拉伸环境下的I型花岗岩晚期分异产物(正长花岗岩)以及碱性花岗岩[5-6]。这样的花岗岩复合关系，与澳大利亚拉克伦褶皱带的碱性花岗岩[18]以及天津蓟县盘山的I-A型复合花岗岩[19]具有相似的特征。燕山运动奠定了崂山地区现今的构造格局、地貌形态以及海岸轮廓特征[9]。

　　崂山形成时并没有出露地表，在新构造运动时期表现为缓慢抬升剥蚀状态，上覆岩石被侵蚀剥落露出了崂山岩体[2，9]。受第四纪冰川作用影响，崂山地区发育典型的古冰川侵蚀和堆积地貌，古冰川侵蚀地貌包括角峰、古冰斗及冰臼等，古冰川堆积地貌包括冰碛丘陵、侧碛堤及冰碛扇等[1，7，20]。崂山地区属温暖季风气候，同时又受到明显的海洋调节作用，表现为冬无严寒夏无酷暑，温暖湿润，降雨充沛的气候特征[2，9]。

　　崂山地区年平均气温为12.1℃，最低温度出现在1月，为-6.4℃。年平均降雨量为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崂山山脉为分水岭的放射状河流体系，这些河流对崂山地表形态的改造十分显著。河流作用对崂山岩体产生面状侵蚀和线状侵蚀[9]，破坏岩石稳定性。

　　本研究采用野外踏勘取样、实地测量以及薄片鉴定分析等方法，研究路线以石老人(采样站位为SL001、SL002、SL003和SL006，下同)地区为起点，经沙子口、流清河(LQ002)、太清宫、返岭、华岩寺(HY001、HY002)等地区，以仰口(YK001)地区为终点。通过野外踏勘和室内镜下薄片分析研究区内的岩石学特征和构造特征，以及它们对海蚀作用的影响。结合野外资料和卫星图片资料，绘制了研究路线中的海蚀地貌分布图。

　　2结果与讨论

　　2.1岩石学特征

　　赵广涛等及王世进等(2010)已经对崂山地区的岩性进行了研究[5，21]。本研究针对崂山海岸区域的基岩进行研究，并选取8块典型样品进行镜下薄片分析。经薄片及手标本鉴定:SL001、SL003为流纹岩，SL002、HY001为闪长玢岩，SL006、YK001为石英石岩，LQ002为碱长花岗岩，HY002为细晶岩。

　　SL001和SL003流纹岩样品取自石老人海蚀柱西侧海岸。样品SL001铁质侵染极为严重，在镜下只能看到红色铁质侵染和细小的矿物颗粒，结合手标本特征，推测其为流纹岩。样品SL003中主要矿物为云母(35%，镜下面积占比，下同)、石英(25%)和长石(10%)，还有少量的隐晶质，其中云母多为次生成因。此外，在镜下还可见大量的不透明矿物(约20%)，无特定形态，矿物颗粒粒径多不超过50mm，推断其为磁铁矿。

　　SL002和HY001闪长玢岩样品，分别取自石老人地区和华严寺地区。SL002为似斑状结构，斑晶约为30%，其中长石约为20%，云母约为5%，还有少量的角闪石和不透明矿物。长石多为斜长石，可见聚片双晶，粒径为0.9～1.3mm，最大可至1.6mm。

　　长石蚀变比较严重，基本难以看到完整的晶型，呈港湾状;云母粒径约0.4mm，晶型多呈破碎状;不透明矿物推测为磁铁矿。基质约为70%，其中包括石英(45%)、长石(20%)、云母(6%)、角闪石(2%)、磁铁矿(2%)。HY001为斑状-似斑状结构，斑晶约为30%，其中长石约为25%(斜长石为20%，钾长石为5%)，可见聚片双晶，长石颗粒蚀变极为严重，可见长石颗粒的绢云母化。此外还有少量的磁铁矿，粒径约为0.4mm，多为菱形粒状。基质约为70%，其中包括石英(30%)、长石(15%)、隐晶质(20%)，还有少量的磁铁矿。

　　SL006和YK001石英石岩样品，分别取自于石老人地区和仰口地区。SL006中石英含量高达90%以上，含有少量云母，可见大量的放射状氟石，粒径为0.8～1.2mm，局部可见皂石集合体，呈放射状或板状，干涉色较为醒目。

　　YK001中石英含量约为90%，半自形-他形粒状，还有少量长石、辉石和云母，不透明矿物约为2%，推测为磁铁矿。LQ002碱长花岗岩样品取自流清河地区，石英约为45%，粒径为0.5～1.2mm;长石约为52%，其中大部分为条纹长石(约为45%)，有少量的钾长石和斜长石，长石粒径为1.2～2.4mm;可见石英和长石的文象结构。

　　此外还有少量的云母和不透明矿物。HY002细晶岩样品取自于华严寺地区，该岩体被HY001闪长玢岩体穿插切割，表明其形成时代早于闪长玢岩体。镜下可见两种粒径石英，一种粒径为0.20～0.35mm，一种粒径均小于0.10mm，这种现象可能是由于岩浆脉冲作用形成。

　　2.2岩石学特征对海蚀作用的影响

　　不同的岩性特征具有不同的岩石物理性质，因此在相同的海蚀条件下它们的抗海蚀能力也各不相同。崂山地区以岩浆岩为主，约占总面积的90%[9]，这些岩石普遍较为致密，抗侵蚀能力较强。但这些岩浆岩在矿物组成、结构构造以及成岩后作用存在差异，因此表现出不同的抗海蚀能力。华严寺地区3种岩性在同样的外力条件下的海蚀特征，通过它们的受侵蚀程度，可以判断出辉绿岩的抗海蚀能力弱于闪长玢岩和细晶岩。

　　石老人海蚀柱岩性为白垩系青山群火山岩(安山岩)[22]，而海蚀崖以流纹岩为主，具有闪长玢岩捕掳体。流纹岩受到强烈化学风化作用，可见黄褐色的褐铁矿条带以及松散的白色硅质物质，岩石较为松散，极易受到海水侵蚀作用的影响。因此，也就可以解释海蚀崖后退，而石老人海蚀柱屹立不倒的现象。

　　2.3影响海蚀作用的外部因素

　　崂山地区发育有各种各样的海蚀地貌，其受到的海蚀作用与岩石学和构造特征有关，但同时也受到各种外部因素的影响，这些因素包括海浪作用、气温条件、盐类结晶以及生物作用。在基岩与海平面接触部位，拍岸浪具有长期作用。当拍岸浪冲击基岩时，海水和空气强行挤入岩石裂隙，造成压力正异常，海水退去时，又形成强大的负压，再加上海水携带的沙砾对岩石的磨蚀，长期反复作用导致岩石破碎。而风暴潮可以在短时间内造成剧烈的海岸侵蚀作用。在1898—1997年的100a时间内，影响青岛的台风共有130个，其中有7次造成了风暴潮灾害[25]。

　　气温对基岩的破坏主要体现在岩石热胀冷缩和冰劈作用两个方面。白天温度升高，岩石导热性较差，因此岩石内外产生温度差，导致岩石内外膨胀率差异，生成与岩石表面大致平行的微裂纹。夜间温度较低，岩石表面迅速散热体积收缩，而岩石内部仍处于膨胀状态，形成了与岩石表面垂直的微裂纹。长期作用影响下，裂纹不断扩大增多，岩石表面层层剥落，导致岩石的崩解破碎。崂山地区冬季温度低于0℃，结冰期大概在12月底开始[26]。

　　岩石裂隙中的水在温度降至冰点以下时结冰，体积增大，使岩石裂隙增大;当温度上升至冰点以上时，裂隙中的冰融化成水，渗入到新形成的裂隙中。如此往复，裂隙不断增大增多，最终使岩石崩解破碎。基岩的裂缝和孔隙中往往存在高盐度的水溶液，白天气温升高，水分蒸发，盐分过饱和从溶液中结晶析出，体积膨胀使缝隙增大;夜晚气温降低，盐分从大气中吸收水分潮解下渗，同时盐溶液又溶解了新裂隙中的盐分，然后白天水分蒸发再发生结晶作用，缝隙增大。如此反复长期进行，最终导致岩石缝隙不断扩大，最终造成岩体崩解[26-27]。

　　崂山基岩海岸地带植物生长茂盛，其根茎生长于基岩缝隙之中，产生根劈作用，使岩石裂隙不断扩大，最终造成基岩的破裂崩解。另外，一些粘附在岩石表面的水生生物，其分泌的粘液可能对岩石具有腐蚀作用，破坏岩石的结构，降低了岩石的强度，使其在海浪作用下更容易破碎。旅游业在崂山地区的经济发展中占据重要的地位，而地质灾害制约了其旅游业的发展。因此，对崂山地区地质灾害的研究和防治，对旅游业的发展具有重要的意义。而海蚀作用引起的地质灾害在崂山海岸区域占有相当大的比重，因此针对其海岸带海蚀作用的研究十分必要。基于海蚀作用的研究、防治崂山海岸带的地质灾害、合理开发崂山海岸地区是实现可持续发展的必然要求。

　　3结论

　　(1)采集样品的岩性与前人的研究成果基本一致，辉绿岩的抗海蚀能力弱于闪长玢岩和细晶岩，石老人地区主要发育流纹岩，石老人海蚀柱为安山岩侵入体，在海蚀崖后退过程中保留下来。

　　(2)研究区内白垩系莱阳群砂岩的抗海蚀能力最强，其次为白垩系青山群火山岩和石英二长岩，再次为碱性花岗岩，黑云二长岩最弱。

　　(3)崂山地区主要发育NE向断裂构造，这些断裂构造会破坏岩石稳定性，使岩石更容易受到海蚀作用的影响。崂山海岸线与构造线斜交，主要发育斜海岸，岸线较为曲折。

　　(4)崂山海岸带的凹岸多发育沙滩，凸岸发育海蚀崖和砾石海滩等海蚀地貌，这些海蚀地貌主要受到海浪作用、气温条件、盐类结晶以及生物作用等外部因素影响。

　　参考文献:

　　[1]徐兴永，肖尚斌，李萍.崂山古冰川遗迹的地质证据[J].石油大学学报(自然科学版)，2005(4):5-9.

　　[2]郭良，相石宝，徐兴永.山东崂山花岗岩地质地貌特征[J].地质论评，2007，53(8):138-142.

　　[3]桂训唐，成忠礼，虞福基，等.青岛崂山晶洞碱性花岗岩同位素地球化学研究[J].岩石学报，1989(3):37-44.

　　[4]韩宗珠，倪帮发，赵广涛，等.青岛崂山碱性花岗岩的元素地球化学研究[J].海洋湖沼通报，1991(1):16-23.

　　地质论文投稿刊物：《中国地质调查》于2014年10月创刊，以刊载地质调查重要理论和技术研究成果，介绍地质调查领域新发现和地质调查工作部署、阶段性进展及科学数据，探讨地质学理论认识和技术方法创新，搭建地质学研究和地质调查成果交流平台为宗旨，是反映中国地质调查和研究成果及国内外地学资讯动态的重要载体。

转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/jjlw/21588.html