珠 江 三 角 洲晚第四纪地质演化及现代过程研究武汉地质调查中心二零一零年十月汇 报 人： 董 好 刚一、项目概况二、立项依据和背景三、以往工作研究程度四、目标任务及实现可行性论述五、技术路线、技术方法六、工作部署七、经费预算八、预期成果九、组织管理与质量保障体系提 纲一、项目概况项目实施单位：中国地质调查局天津地质调查中心 所属计划项目：中国第四纪地质环境及现代地质过程研究工作项目名称：珠江三角洲晚第四纪地质环境演化及现代过程研究工作起止年限：2011年2013年项目所属计划项目工作周期：2011年2015年项目承担单位：中国地质调查局武汉地质调查中心1是揭示经济区地 质环境问题形成 发展规律，探索 地质研究服务经 济建设，指导防 灾减灾工作的需 要。2是制定国土开发 规划，为经济区 可持续发展提供 科学依据的需要 。3珠三角作为华南 区域代表，是计 划项目实现总体 目标（中国第四 纪地质环境演化 及近现代过程研 究）的重要支撑(一）立项的必要性二、立项依据和背景“9 + 2”泛珠三角合作框架协议、珠江三角洲城镇群协 调发展规划（20042020）的出台，加快了城镇化进程和 社会经济发展，该区面临的资源、环境压力进一步增大。 近二十年来的高速 发展消耗了大量的 资源。珠江三角洲地处我国南海陆架边缘，海陆相互作用强烈，第四纪沉积发 育。这些海陆相互作用形成的沉积物记录着丰富的区域、全球环境演化 信息，是恢复区域的环境演变及其全球变化研究的良好信息载体。但就 其沉积模式、海侵旋回、气候波动、海平面升降等依旧存在争议。广州市江门市 深圳市珠海市中山市东莞市香港佛山市1973年19731990年增加面积海岸线平均每年向海推进在唐代以前小于10.2m，唐、宋期间 15m，宋、明以后约20m。1880年代-1980年代，达到63.3-121.7m。 1960-70年向海推进面积619.23 km2，改革开放以来珠江口向海推进 面积552.95km2。海岸带变迁与海平面变化关于海平面变化问题。1990-2030这40年海 平面上升1040cm不等，黄镇国估计， 2233cm。如果2030年海面上升1m，珠江 三角洲将有1470km2土地被淹；如果上升 0.6m，也有800km2土地受淹，700km2土 地受淹没的影响。 区内深大断裂以北东向、北西向为主,其中13条 断裂至今仍在活动，平均位移速率0.17-0.4mm/a（二）地质地理背景二、立项依据和背景1 区 域 地 质 构 造 背 景二、立项依据和背景2 地 形 地 貌地质地理背景二、立项依据和背景3 水 系 特 征 地质地理背景二、立项依据和背景4 气 候 因 素 地质地理背景二、立项依据和背景5 海 洋 水 文 动 力 条 件 地质地理背景三、以往工作研究程度三、以往工作研究程度1：20万水文地质调查1：25万生态环境地质调查1：25万珠江三角洲农业地质 及多目标地球化学、地下水污 染调查评价1：20区域地质调查覆盖全区的工作1/5万区域地质调查完成率66%广州市、佛山市城市地质调查总 面积约9320.6km21:5万地下水污染重点调查总面 积4200km21:5万水工环地质调查部分覆盖的工作开展了的主 要地质工作1/10万海洋地质调查晚第四纪地质 环境演化过程2、在珠江三角洲气候研究方面 ；李平日孢粉全新世经历了“ 凉干热湿暖热波动”的变化过程；黄镇国等用磁化率分析3、海平面变化研究正日趋深入 。赵希涛近年来对珊瑚礁、海 滩岩等作了大量工作；方国祥、李平日 、黄镇国等研究了海 陆变迁，预测了19902030年的变化结果4、珠江三角洲第四纪研究的实验手段日益完善 1、珠江三角洲第四纪地层划分和沉积特征、演化模式研究 ；三、以往工作研究程度三、以往工作研究程度存在问题2、地质历史时期千年尺度的全新世气候海面波动背景分析 、百年尺度的气候海面波动与海岸响应、近百年来的海面变 化、岸线演化过程分析 研究需要加强，以加强对现代的指导3、新构造运动对珠三角地质环境的影响需要进一步深入研究1、珠三角气候变化不如温带地区敏感和明显，华南地区的气 候研究仍然存在一定的模糊和不确定性，仍需探索新的指标 ，才能研究珠三角波动不大气候的真实变化情况4、小冰期结束以来高分辨率气候研究需要加强、晚第四纪以 来的极端事件需要找到新的证据（风暴潮等）阶段性目标任务总体目标任务：本项目以晚更新世、全新世、18502000年和2000年以来不同时间尺度的地质环境演化过程重建为主线，揭示珠江三角洲晚 第四纪以来的地质环境演化，并关注于现代地质过程及其演化 趋势，进而预测地质环境演化趋势，针对珠三角不同区域开展 对策研究，为珠三角城市建设布局和功能区划、海岸带开发等 提供科学依据。 四、目标任务及实现可行性2011年目标任务：1、广泛搜集珠三角已有钻孔资料，系统梳理珠江三角洲已有 第四系地质环境和现代过程研究成果，进行二次开发，补充 必要钻孔，初步构建珠江三角洲第四系地质剖面，确定项目 的创新点和重点；2、以西江流域和北江流域近岸段为重点开展环境地质调查， 通过高分辨率岩心样品的采集， 对比分析不同地貌区的孢粉 、介形类化石，结合沉积物粒度特征和地球化学结果，并利 用一系列14C测年数据控制年代框架，重建了西江三角洲晚第 四纪地质环境演化及现代过程，分析海面波动和气候响应的 关系，预测海平面上升对西江流域将来的影响2013年目标任务：以珠江口海域为工作重点，通过海底不同地貌区的沉积物分析 结果，研究现代沉积速率以及发展趋势，分析近百年来的海面 变化、岸线演化过程。以第四纪、晚更新世、全新世、 18502000年和2000年以来不同时间尺度的地质环境演化过程 重建为主线，揭示珠江三角洲第四纪以来的地质环境演化，并 关注于现代地质过程及其演化趋势，进而预测地质环境演化趋 势，并开展对策研究。2012年目标任务：以东江和北江流域近岸段为重点开展环境地质调查，通过高分 辨率岩心样品的采集，对比分析不同地貌区的孢粉、介形类化 石特征，结合沉积物粒度特征和地球化学结果，并利用一系列 14C测年数据控制年代框架，重建了东江和北江三角洲晚第四 纪古环境演变和近现代过程，分析海面波动和气候响应的关系 ，预测海平面上升对东江和北江流域将来的影响。 四、目标任务及实现可行性研究内容分解(1)晚第四纪地层记录的海侵旋回响应； (2)晚第四纪沉积记录的极端事件（洪涝 、干旱、风暴潮等）； (3)千年尺度的全 新世气候海面波动背景分析； (4)百年 尺度的气候海面波动与海岸响应分析 (5)近百年来的海面变化、岸线演化过程 分析；(6)海面变化及沿海地区地质环境 趋势预估；(7)地质环境变化对研究区潜 在影响评估；(8)安全对策研究。 可行性论述2、大区中心地利的优势 3、人才结构合理 1、珠三角第四纪地质环境演化及现代过 程研究丰富的科研积累 4、健全的组织保证 四、目标任务及实现可行性技术路线五、技术路线与技术方法利用一系列14C测年数 据控制年代框架，通过 高分辨率岩心样品的采 集和最新气候和海平面 组合指标的分析, 解决（ 1）冰后期海平面回升的 时代、海侵次数和规模 以及全新世最大海侵的 时代规模等（海平面变 化时间和规模）；（2） 末次冰期以来和小冰期 结束后气候变化序列的 建立和古气候极端事件 （洪水、风暴潮等）调 查 （时间和气候）。在 此基础上，重建了珠江 三角洲晚第四纪古环境 ，分析海面波动和气候 响应，并提出对策建议方法手段资料开发遥感解译野外调研钻 探测试分析综合集成专题研究图件编制其 他五、技术路线与技术方法3、选取3个时相开展15万遥感地质调查。以2.530m分辨率的美国 Landsat系列和法国SPOT系列卫星遥感数据为主要数据源 ;收集1990年到 2010年珠江三角洲地区不同时间段和分辨率的LandsatMSS、TM、和 SPOT5影像数据开展11万遥感地质调查 1、解译地质构造、地形地貌、岩性、地表水体、古河道及浅层淡水、河口 变化，海岸线变迁。 （二 ）遥 感解 译2、采用人机交互解译和自动分类两种技术方法，分类误差控制在5以内 。 （一 ）资 料搜 集19801985年珠江三角洲沉积特征及沉积模式调查资料1977年南海北部内陆架沉积调查及滨海砂矿调查资料第四纪地质填图资料珠江三角洲最新调查研究资料、钻孔资料等等3、通过野外调研和剖面测量，分析地貌成因、确定地貌形成顺序，并观察野 外出露剖面的颜色、岩性、结构、构造、产状和内含物等，以帮助确定古环境 。选择典型剖面进行测量，客观反映剖面上晚第四纪沉积物的岩性和产状、相 关的地貌、基岩主要特征和各种取样点与化石采集位置 ；1、第四纪地质调研：厚度、岩性、时代、成因类型；地貌特征、形成时代； 河流阶结构与类型，古河床、牛轭湖，新构造运动和活动构造； （三 ）第 四纪 野外 调研 2、地貌调查：地貌观察研究的主要内容为海滩岩、海岸沙丘岩、贝壳堤等沿 海独有的第四纪地质现象地貌 ；3、无水钻进，每回次不超过3m，岩芯采取率达到90以上， 钻孔斜度偏差应控制在1之内。1、综合钻探,一孔多用:第四系地质、活动构造研究（对沉积速 率影响）。（四 ）钻 探2、钻孔口径不小于110mm，采取原状岩土样的钻孔口径 130mm。钻孔应深入基岩地层以下0.53m。1、第四纪地质年代测试：光释光、热释光测年（ 550万年）； 14C（5万年）；电子自旋共振（60100万年）。（五 ）实 验测 试2、古环境重建测试：要有创新性。孢粉、粒度、环境磁学、同位 素、微体化石、扫描电镜、常量微量元素、稀土元素、最新测试 方法研究。本次以14C年代框架，其他综合指标研究气候变化1、三种：钻孔柱状图、古环境图、剖面图等。（六 ）图 件编 制2、执行区域地质图地理底图编绘规范（150000）、用1:5万地形图做地 理底图，其坐标系类型为投影平面直角，高程系统为1985国家高程基准，投影 采用兰勃特等角圆锥投影。 本次工作中执行与地质行业相关的其他可兼容性技术要求 和规范标准。（八 ）其 他规 范4、百年尺度气候海面波动与海岸 响应分析 1、晚第四纪地层记录的海侵旋回响 应（七 ）专 题研 究 3、千年尺度全新世气候海面波动 背景分析 2、晚第四纪沉积记录的极端事件5、近百年来的海面变化、岸线演化 过程分析 6、海面变化及沿海地区地质环境趋 势预估 7、地质环境变化对研究区潜在影响 评估估 8、安全对策研究 六、工作部署六、总体工作部署 (-) 15万遥感地质调查以2.530m分辨率的美国Landsat 系列和法国SPOT系列卫星遥感数据为主要数据源，部署 在环珠江口、东部及西部海岸带及近岸等3个工作区。覆 盖部分填海造地区域，面积4000km2。选取3个时相开展 。2011年 2012年 2013年 1：1万遥感地质.收集1990年到2010年珠 江三角洲地区不同时间段和分辨率的 LandsatMSS、TM、和SPOT5影像数据分 析近十年以来岸线变迁六、总体工作部署 （二）第四纪地质环境调研及钻孔布设2011年 2012年 （三）海洋地质调查区六、总体工作部署 2013年 （四）综合研究六、总体工作部署 对样品进行高分辨率测试分析，利用一系列14C测年数据控制年代框 架，采用多重气候指标（孢粉磁化率、13C、C/N等）开展珠江三角 洲地区第四纪古气候环境变化研究，重点是末次冰期以来和小冰期结 束后气候变化序列的建立和古气候极端事件（洪水、干旱、风暴潮等 ）调查。采用综合手段，进行第四纪古海岸线调查，重点是末次冰盛 期以来海平面变化以及开展近十年以来的海平面变化；研究新构造运 动对海平面变化的影响 。研究内容可从以下课题展开，分年度进行。4、百年尺度气候海面波动与海岸 响应分析 1、第四纪地层记录的海侵旋回响应3、千年尺度全新世气候海面波动 背景分析 2、晚第四纪沉积记录的极端