2011年8月             海洋地质与第四纪地质     Vol.31,No.4第31卷第4期       MARINE GEOLOGY &QUATERNARY GEOLOGY Aug.,2011DOI:10.3724/SP.J.1140.2011.04075
泉州湾海岸带地形地貌特征及控制因素
吴承强1,蔡锋1,2,吴建政1,赵广涛1
(1中国海洋大学海洋地球科学学院,青岛266100; 2国家海洋局第三海洋研究所,厦门361005)
摘要:利用最新测深资料绘制了泉州湾地形图、地貌图,对海岸带地形地貌特征进行了详细的分析,表明泉州湾水深为0~20m,等深线走向基本平行于海岸线,局部地形变化剧烈,地貌类型可分为潮间带地貌和海底地貌(水下岸坡),且呈滩槽(水道)相间展布的特征;认为地质构造、全新世海侵、现代水动力以及人类活动等内外营力的共同作用,控制了泉州湾海岸地形地貌的形成与演化。
关键词:地形;地貌;控制因素;海岸带;泉州湾
中图分类号:P737.1   文献标识码:A   文章编号:0256-1492(2011)04-0075-07
  泉州湾位于福建省东南沿海,北接惠安县,西临
泉州市,南缘晋江市与石狮市。湾口往东敞海与台湾海峡相连,北起惠安县下洋村外佳屿,南至石狮市祥芝岬角,属开敞式海湾[1]。该湾岸线曲折,岬湾相间,发育多个湾中小湾,海湾内岛礁众多,口门中部有大坠岛、小坠岛横亘,且为晋江、洛阳江汇合入海湾(图1)。
近年来,随着泉州湾周边经济的发展,填(围)海、水产养殖、沿海大道、港口码头等人类活动日益频繁,有必要对海岸带地形地貌特征进行研究分析,为当地经济发展服务。关于泉州湾海岸带地形地貌特征分析,仅仅是一些近海或海岸带综合调查报告①,[2]、海洋志[1,3]、或与海湾工程和沉积物等相关的研究[4-8]中涉及了少量的地形地貌,并未开展专门的研究工作。上述的研究成果中涉及的少量地形地貌大都是依托于20世纪80、90年代的测深资料或泉州湾海图资料,限于当时客观条件,调查比例尺小,导航定位误差较大,且并未形成整个海湾的数字水深,难以准确反映地形地貌特征。本文利用2007—2008年在泉州湾海域实测水深资料,形成数字水深,收集相关地质与底质资料,结合仅有的前人研究成果,绘制了地形图与地貌图,由此形象地反映泉州湾海岸带地形地貌特征,并对其控制因素进行了详细分析。
基金项目:国家“908”专项(908-ZC-I-07)
作者简介:吴承强(1984—),男,博士生,主要从事海底地形地貌研究,E-mail:ji
anninh@yahoo.com.cn
收稿日期:2011-03-10;改回日期:2011-05-16. 张光威编辑
① 张维林.台湾海峡西部海域综合调查-地质地貌调查研究报告.国家海洋局第三海洋研究所.1987.1 资料及方法
2007—2008年,我国近海海底地形地貌调查研究专项项目,在泉州湾海域采用HD-27T型数字单频测深仪进行了1∶5 000比例尺的水深测量,获取了研究区准确、可靠、系统的水深数据。
依托本次勘测水深资料,形成数字水深,采用
Sufer软件对其进行网格化处理,生成等深线和三维地形,再导入ArcGIS系统,利用其ArcMap制图子系统进行地形图精细化绘制。并从三维地形中提取地形剖面水深空间要素,绘制典型地形剖面图用于分析研究区地形变化。
基于地形图与三维地形并结合相关资料(沉积、
水动力、地质构造等),根据综合地貌分类方法,对研
究区地貌进行详细的分类和地貌体空间分布范围界
定,并采用ArcMap制图子系统,绘制研究区高精度
的海底地貌图,以此来展示和分析地貌特征。
2 地形特征
泉州湾呈近东西走向,海底地势整体自岸向海
倾斜。整个海湾主体水深在10m以浅,仅在石湖
岬角外、下坠岛南的深槽及祥芝岬角外海域水深超
过10m。以下从等深线分布及地形变化来分析泉
州湾地形特征(图1)。
2.1 等深线分布
等深线走向基本平行于海岸线走向,大致以秀
涂—石湖—小坠岛—线为界,可划分为3个区(图1):界线以西,主体水深2~7m,等深线呈近南北走
                    海洋地质与第四纪地质2011年
图1 泉州湾略图
Fig.1 Schematic map of the Quanzhou bay
向,大致沿洛阳江水道以封闭或半封闭的长条状展布;界线以东,水深变化较大,在0~23m之间,大坠岛、小坠岛等岛礁林立,滩槽相间的地形发育,除了口门处,围绕岛礁呈不规则的闭合圈,等深线基本顺着浅滩和水道走向呈近东西向分布,西窄东宽的特征使得等深线自西向东呈辐射状散开;界线以南,水深为0~15m,呈典型的岬湾地形特征,古浮澳内等深线平行于海岸线呈月牙状分布,祥芝角附近等深线受岛礁影响而呈多个大小不一的闭合圈或半闭合圈,水深变化剧烈。
2.2 地形变化
在内湾或湾口发育大坠岛、小坠岛、白屿、西屿、佳屿、大山屿等众多岛屿,海底礁石星罗棋布,且滩多、槽(水道)多,并有晋江和洛阳江在此入海,加之潮流的涨落冲淤与岛屿屏障的分流作用,使得泉州湾海底地形特征极为复杂,局部地形变化颇大(图2)。泉州湾海岸线曲折,岬湾相间,岛礁众多,从而形成多个口门。湾口具堆积(浅滩)地形(图3),可见0m等深线贯穿于大坠岛与秀涂之间,其间的浅滩连绵形成一体,当地称之为鞋沙。该浅滩将泉州湾分为南北两条水道,大坠岛以北的水道称为北水道,呈喇叭状自西向东展开,水深由口门向湾顶逐渐变浅,水深基本在5m以浅;大坠岛以南的水道称为南水道,自口门向西转至向西北,最后进入洛阳江,是泉州湾的主要通航水道
图2 泉州湾东西向地形剖面
Fig.2 A topographic profile in EW direction
南北两条水道在低潮时各自独立,高潮时相通。南水道深槽发育,特别是位于石湖岬角附近的深槽,
67
 第4期  吴承强,等:
泉州湾海岸带地形地貌特征及控制因素图3 泉州湾湾口(秀涂—大坠岛)三维地形Fig.3 3Dtopographic map of the estuary 
fromXiutu to Dazhui 
Island其最大水深超过20m。水道与两边的浅滩高差大,海底地形急剧起伏,凹凸不平。测深资料显示,石湖岬角外的深槽与其北侧的鞋沙水深差在150~350m的范围内超过15m,地
形坡降可达9.4%(
图4a
)。北部的洛阳江水道呈“U”型槽状,水道宽自南向北逐渐变窄,与两侧的浅滩具明显的地形高差。在200~300m的范围内,两者的水深差为4~9m,地形坡降为0.5%~3%(图4b
。图4 泉州湾湾口横切地形剖面(a)及洛阳江横切地形剖面(b)Fig.4 Topographic profiles throug
h the mouth of theBay(a)and the Luoyang 
River(b)西部的晋江河口区基本处于0m等深线以上,
主要为浅滩地形,相对变化较小。浅滩上潮沟发育,蜿蜒穿行于浅滩之中,沟深一般为1~2m。
南部的祥芝岬角附近海域,水深为0~15m,受岛礁发育的影响,地形局部变化剧烈。
3 地貌特征
泉州湾呈向东敞开、三面环陆的半封闭海湾,岸线曲折,岬湾相间,岩礁棋布,海岸带地貌类型主要包括潮间带地貌和海底地貌(图5)。其中潮间带地
貌复杂多样,可分为潮滩、海滩及岩滩3个次一级地貌类型,3个地貌类型在湾内的分布与水动力强弱环境呈很好的对应关系;海底地貌较为单一,主要为堆积型的水下岸坡,且多以潮流水道的形态向湾内伸展。3.1 潮滩
分布于晋江口外、洛阳江两侧、秀涂—垵头岸外以及大坠岛西侧海域,占近整个海湾面积的一半。晋江口外潮滩尤为宽阔,达5~7km,
滩面平缓,坡度小于0.8%。泉州湾属强潮海区,
平均潮差4m[9
],水位的高差导致水动力作用时间和强度极为相异,滩面具明显的分带性,可分为高潮滩、中潮滩和低潮滩3个地貌相带(表1)。3.2 海滩
分布于石湖—祥芝一线和湾口东北,呈带状分布,滩宽各处不等,窄者仅百米,宽者500~800m,一般坡度为0.6%~5%。滩面具明显的坡折,
坡折区常有波痕和流纹发育[1]
,组成物质以中粗砂、砂为
主。石湖—祥芝一线滩面分布着众多礁石,高潮时淹没于水面下,威胁附近船舶航行。位于石湖东侧,发育一近岸呈东西离岸转向东南走向、宽约200~700m、长达1.5km左右的大型舌状沙嘴,即当地著名的石湖咀,其组成物质主要为砂。3.3 岩滩
这里主要指基岩海岸海蚀崖脚处形成的向海缓缓倾斜的磨蚀岩滩,滩面布满大小岩礁,而滩面起伏不大,退潮时远望如一平台,也常称为海蚀平台。
主要见于祥芝、石湖、秀涂、垵头、下洋、蚶江及大坠岛等基岩岸段的前缘海边,
滩面宽窄不一,常呈礁石状岩脊滩,如祥芝岬角。岩滩常伴生有小湾,外凸的岩礁、海崖往往成为屏障,使得小湾内风浪平静,是构建港口、码头的优良场所。
                    海洋地质与第四纪地质2011年
图5 泉州湾海底三维与底质分布(a)及泉州湾海岸带地貌(b)(底质分布图引自福建省海岸带和海涂资源综合调查报告)Fig.5 Map of submarine 3Dtopography and sediment distribution(a)and geomorphology 
of coastal zone in Quanzou bay(b)(sediment distribution map 
is from the report of Fujian Coastal Zone and Tidal flat Resources)表1 泉州湾潮滩特征
Table 1 Character of tidal flat in the Quanzhou bay
类型
分布位置
组成物质
形态特征
高潮滩
-5m等深线以上,
洛阳江两侧的部分小湾顶、晋江口外的心滩顶
粉砂质黏土
宽百米至数百米,质地较为坚实,人站立之上而脚不陷入滩面之下,小潮时
滩面可见明显的龟裂纹。近年来,人类的不断开垦,高潮区面积逐年减少,应加大管理保护,将其列入河口湿地自然保护区。
submarine中潮滩
-2m~-5m等深线之间,
分布于晋江口外、洛阳江水道两侧
淤泥、中砂、中细砂一般为平坦的泥滩,滩面较为光滑,人站立之上易下陷;滩宽0.5~3km,
坡度小于0.1%;
潮沟蜿蜒穿行于潮滩之中,与大型潮流通道或水道相通,沟深1~2m,宽200~500m,
大部分已被开辟为养殖场所,滩面自然生态环境已遭到破坏;大坠岛西侧的潮滩,即鞋沙,处于较强的水动力作用下,中
潮带面积约1.7km
2,呈带状向西延伸,滩面起伏不平,具明显的脊线。低潮滩
0~-2m等深线之间,
海湾西部、湾口各处
粉砂质黏土、中砂
晋江口外呈片状分布,滩面起伏不平,发育有大型的潮沟(潮流通道),分支
较多,摆动大,沟底有较厚的浮泥,淤积作用明显,底质向东有变粗的趋势;
大坠岛西侧与秀涂-垵头一线的滩面连成一片,其连通段具明显的NW—
SE向脊线,
滩面凹凸起伏,自脊线向两侧倾斜,西南坡大于东北坡;洛阳江水道两侧宽仅80~200m,
呈条带状展布,坡度变化较大。3.4 水下岸坡
指低潮线0~20m等深线之间的海底岸坡,是陆地向海的水下延伸部分。泉州湾内主要受到潮间带地貌的分割,多以潮流水道的形态向湾内延展,底质一般为砂—粉砂—黏土。水道内地形起伏,水深变化大,有深槽发育,水深一般为5~15m。石湖岬角外的深槽长达3km,宽约500~600m,水深为15~20m,槽坡较陡,坡度可达9.4%,
槽底平坦,组成物质为砂,局部有礁石凸起。大坠岛以外的岸坡主要延续了湾内陆地和岛屿的走向,并向东、东南方向缓缓倾斜,坡度约0.25%。
大坠岛、小坠岛外侧,发育了面积约12km
水下拦门沙,呈东北—西南向横亘于湾口。沙体宽窄南北不等,形似一大型镰刀,组成物质为中粗砂和中砂。拦门沙顶部水深最小2m,在5m水深附近海底地形剖面突然减缓,海底底质由粗变细,故5m等深线附近应为拦门沙的外边界。
87
 第4期  吴承强,等:泉州湾海岸带地形地貌特征及控制因素
4 地形地貌的控制因素
泉州湾岸线曲折,岬湾相间,岛礁星罗棋布,湾内滩多、槽(水道)多,海岸地貌类型复杂多样,海底地形变化剧烈、凹凸起伏。这种独特地形地貌特征的形成与其所处的地理位置及地壳、地表的内外营力作用息息相关。
4.1 地质构造基础
福建省海岸带处于濒太平洋地槽褶皱区,属华南加里东褶皱系的一部分[2],是构造活动较强的地壳薄弱带[10]。在华力西—印支拗褶的基础上,随着太平洋板块向欧亚板块俯冲,发生大规模的断陷和拗陷,产生了一系列北西、北东、北北东和北西西的断裂[11]。其中北东和北北东向为主干断裂,它控制着福建海岸线基本轮廓,北西与北西西向的断裂与之交错切割,使得港湾、岛屿与半岛顺着断裂发育。
泉州湾正位于长乐—诏安深大断裂与永安—晋江大断裂的交汇处。长乐—诏安断裂带总体上为北东向,沿海岸线分布主要沿闽江口、长乐、福清、惠安、泉州、厦门、漳浦、诏安等地南延至广东汕头,宽40~60km,全长大于400km。该断裂生成于燕山时期[8],断层性质以压扭性为主[12]。晋江—永安断裂呈北西向,北自永安,经安溪、泉州向西伸入台湾海峡,全长200km以上,宽数千米至十千米,形成于印支时期[2],以强烈张扭为特征[13]。全新世新构造继
承了两条老断裂,泉州湾及附近地区发育了众多的北西与北东向的新断裂,如惠安—后渚—罗裳山断裂、莲塘—东田断裂、黄甲—亭店断裂、双阳—洛阳江等[13]。
上述一系列的新老断裂各自平行且互相交错切割组成网状断裂格局,并把泉州湾及附近地区切割成多个断块和断陷盆地。北东向压扭性断裂带与北西向张扭性断裂构造,它们所围成的断块间发生差异性升降运动[2],使得港湾和岛礁发育顺断裂发育,并形成海岸带地势自陆向海呈阶梯状下降。正是上述的构造活动奠定了泉州湾的地质地貌基本特征。
4.2 全新世海侵的影响
构造运动奠定了海湾的地形地貌基础,而海平面变化对地貌的发育也有着重要的作用。继晚更新世末低海面之后,早全新世海面回升,本区受海进影响;中全新世,特别是6~5kaBP海进步入全盛时期[14],蚶江、白沙、城东等沿岸小湾内海积平原,与祥芝、石湖、后渚、大坠岛等岬角处海蚀崖及海蚀平台等地貌的发育,表明全新世中期海进规模更大,影响范围更广、更深入,正是海水沿着泉州湾内河流谷地和盆地入侵,形成了溺谷型海湾[8],并随之形成潮汐通道轮廓;晚全新世初期海水开始逐渐退去,但仍影响本区,直至1.5kaBP海水退至现今海岸线[15]。
4.3 现代水动力作用
海平面相对稳定后,现代水动力条件是塑造泉州湾海岸带地形地貌的主导因素。现代水动力条件主要包括潮流、波浪及河流。
潮流 泉州湾平均潮差4m,最大可达6m,属强潮型海湾。潮流运动形式以比较稳定的往复型流为主,涨落潮流的流向基本与海岸线走向一致,涨潮时流向湾内,落潮流向湾外(图6),且落潮潮流较涨潮流大[1]
图6 泉州湾潮流流系
Fig.6 Tidal current system in the Quanzhou Bay
波浪 泉州湾的波浪作用较为明显,大风天特别是台风造成的波浪,对湾内悬浮泥沙的活动产生很大的影响。泉州湾的波浪受季风和地理环境因素的共同影响,湾内波浪的各向分布较为复杂,秋冬两