苏峰读海

20 |“东山陆桥”往事新论

时间:2025年11月25日

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小苏: 到了东山岛,绕不开“东山陆桥”的故事。在东山县政府网页里,可查到两则关于“东山陆桥”的报道。一则是2008年7月23日央视国际频道播出以采访东山县博物馆为主线的《东山陆桥探秘》电视纪录片http://www.dongshandao.gov.cn/cms/siteresource/article.shtml?id=60427072092810000&siteId=60425519006160000。另一则是“台湾海峡(东山)陆桥的发现”成功入选《中国国家地理》杂志社与中国地理学会联合评选的“中国地理百年大发现”的2009年12月23日报道http://www.dongshandao.gov.cn/cms/siteresource/article.shtml?id=20224755193310000&siteId=60425519006160000。《中国国家地理杂志》2009年第10期“中国地理百年大发现”专辑发表了出自“地理科学与资源研究所十人提案”的《台湾海峡的万年往事》专题介绍,虽然最终未能列入“中国地理百年大发现”30项重大成果名录。关于这个地理概念的产生与争鸣,能不能从科学文献记载中找出点前因后果?

老海:剑桥英语词典关于“land bridge(陆桥)”的解释是:“a piece of land connecting areas of land that are separated by water, over which people or animals are able to cross: -At times there existed a land bridge to the island. -Humans probably first crossed into North America over the Bering Strait landbridge about 60,000 years ago. (连接被水域分隔的陆地并可供人或动物通行的一块陆地。例如:有时存在通往该岛的陆桥;人类可能最早于约6万年前通过白令海峡陆桥迁入北美。)”在知网收录的文献中全文查询“东山陆桥”一词,最早出现在福建师范大学林观得先生1981年8 月在福建海洋学会、福建海洋湖沼学会主办的“台湾海峡海洋科学讨论会”上宣读,1982年12月在《台湾海峡》第1卷第2期正式发表的《台湾海峡海底地貌的探讨》一文中(图1)。在论文的海底“陆桥与分水岭”一节中,林先生谈到:“台湾海峡北窄南宽,中南部有一条浅滩带横垣着海峡,其深度一般在40米上下。这条浅滩带西起东山岛东南,向东延伸至海峡中部的台湾浅滩,再向东北经澎湖列岛而后至台西附近,作者曾把它命名为‘东山陆桥’”,并为该句加注了“1981年4月 6-12日在美国召开的全新世海平面变化国际学术讨论上发表”。

图1 林观得《台湾海峡海底地貌的探讨》论文截图(载于:《台湾海峡》1982年第1卷第2期,第58页。)。


小苏: 深度一般在40米上下的“东山陆桥”,只能在海平面低于现代至少40m的史前时期出现呀。

老海:是的。沿用早期影响很广的戴维斯侵蚀轮回学说,该论文为“东山陆桥”概念设定了两个前提条件。第一认为浅滩带顶部属于“-25—-36米”高程“二级海底阶地”的准夷平面,而分隔浅滩带的深切峡谷为与海平面变动关联的侵蚀地貌,“浅滩带由四个部分组成,即台湾浅滩、南澎湖浅滩、 北澎湖浅滩和台西浅滩”,“这四个浅滩可能曾经相连,以后被两个海底峡谷切割分开。当其连成一片时,在地形上成为台湾海峡地带的南北‘分水岭’。当海面下降40多米时,它便成为联系大陆与台湾岛之间的‘陆桥’了”。第二隐示区域海平面变动主要受水动型因素控制,“这条浅滩带在第四纪期间,随着海进和海退,陆桥时隐时现,直至最后一次间冰期,海面上升而淹没了,仅露出零星的几个小岛,点缀于海峡之中”。

小苏: 这里的台西浅滩”,台湾同行通常称为“彰云隆起”。根据他们发表的台湾海峡海底地形图(图2),东山岛与台湾浅滩之间的水道、台湾浅滩与南澎湖浅滩之间的水道,都有连接两侧浅滩并高于-40m的垭口,而南澎湖浅滩与北澎湖浅滩之间海底峡谷的垭口标高约-60m,北澎湖浅滩与彰云隆起之间海底峡谷的垭口标高仅-70m,可有观测数据证明这两处是海侵后的下切峡谷?

图2 台湾海峡海底地形图(载于:Huh, C-A, W Chen, F-H Hsu, C-C Su, J-K Chiu, S Lin, C-S Liu, B-J Huang, 2011. Modern (<100 years) sedimentation in the Taiwan Strait: rates and source-to-sink pathways elucidated from radionuclides and particle size distribution, Continental Shelf Research, 21(1):47-63.


老海:我们可先复盘最新一幕的全新世海平面变化与沉积地貌响应关系。图3是《Nature》最近发表的中国东南沿海全新世海平面重建数据集:划归全新世早期的11700-8200年前(以公元1950年为基准年)为上升阶段,海平面从-52m快速上升到-2m;全新世中期(8200-4200年前)为过渡阶段,海平面从-2m缓慢上升至2m后转回落;全新世晚期(4200年前至今)海平面渐渐稳定到0m附近。根据台湾大学俞何兴团队2003年发表的澎湖水道海底地形与浅地层剖面调查成果,-80m以深的谷底均有下切的侵蚀沟槽(图4),而-60m以浅的谷底相当平缓,谷坡和坡顶上多见水下沙波群。刘敬圃等2008年也发表了用浅地层剖面仪探测到的澎湖水道北端至乌坵水道一带全新世沉积底界,表现为比现代地形平缓的,标高在-60m至-80m之间的不整合面【参见《苏峰读海18》的图3】。显然,全新世早期海平面迅速上升到海峡南北两路潮波得以贯通的进程中,台湾海峡出现过大规模的强潮动力侵蚀改造过程,其侵蚀基底标高约在-70m。伴随着海平面逐渐过渡并稳定在现代海平面后,在此基底之上重新塑造了包括台湾浅滩至彰云隆起等以潮流沙脊与水下沙波群为特征的潮流沙体沉积、浊水河口向台湾海峡中部进积的水下三角洲沙体沉积,以及后来沿海峡西岸向南延伸的长江口远端泥沉积等相适配的全新世沉积体系。这是一套空间分异受控于现代海洋动力环境,但沉积物挟带很多“老”沉积残余信息的改造型沉积建造。

图3 中国东南沿海全新世早期、中期及晚期三个阶段的海平面重建数据和海平面与年代数据2σ不确定度区间(b)及其292个样本的空间(a)与时间(c)分布图(载于:Liu, J., Liu, C., Xu, K., Milliman, J., Chiu, J., Kao, S. and Lin, S., 2008. Flux and fate of small mountainous rivers derived sediments into the Taiwan Strait. Marine Geology, 256(1-4): 65-76.


图4 3.5 kHz浅地层剖面显示,澎湖海峡谷底被海流侵蚀成高度不规则的侵蚀潮沟,沟槽起伏10-30m(载于:Huang, Z-Y, H-S Yu, 2003. Morphology and geologic implication of Penhu Channel off southwest Taiwan, Terrestrial Atmospheric And Oceanic Sciences, 14(4):469-485.)。

小苏: 哦,全新世早期下切峡谷及强潮动力改造型沉积建造!联想到海洋三所陈承惠等1990年在《台湾海峡西部海域晚第四纪地层》一文所报道的,依据台湾海峡西部海域7个柱状岩芯测得碳14年龄为11000-25000年前,微古生物化石却揭示为“在水深大于30m的浅海环境下形成的”的海相沉积层,如果将其解释为挟带“老碳”残余的全新世早期强潮动力改造型沉积建造,肯定比论文猜测的因“构造差异运动所致”之“晚武木冰期海侵”产物更为合理。

老海:是的,最显眼的“老碳”残余是属于晚更新世华南“大熊猫—剑齿象动物群”的陆生哺乳动物大化石。厦门大学蔡保全2002年发表的《晚玉木冰期台湾海峡成陆的证据》,依据台湾海峡打捞出来的大量哺乳动物化石的研究结果,并结合沉积物特征、海面变化和年代测定资料,从第四纪哺乳动物化石和旧石器时代考古研究的视角,确认“至少在产哺乳动物化石的台湾海峡南部由40m水深围成的‘台湾浅滩—澎湖台地—台中浅滩’是这样,它们把台湾岛和大陆连成一片这是不争的事实”,“该时期台湾海峡全为浅海的观点与现有的证据不符”。其实,全新世早期下切峡谷及强潮动力改造型沉积建造在中国东南沿海内陆架并不少见,最有故事的案例出现在杭州湾。在同位素年代学工具尚未广泛应用的时期,主要根据岩性与微古生物化石群划分的全新世海相地层厚度,杭州湾北岸晚更新世陆相沉积的标志层—暗绿色硬粘土层连片发育,上海的地质队很轻松地划出厚度数米至十余米的全新世海相地层;但杭州湾南岸大多缺失暗绿色硬粘土层,浙江的地质队仅能根据全新世海相沉积体周边的局部显示,将全新世海相地层厚度划到几十米。到了1980年代江浙沪三地汇编长三角第四纪地质图时,杭州湾南北地层对比关系的矛盾集中爆发,浙沪两地代表争议纷纷。最后南岸部分只好迁就上海方面的强势意见,尽力在连续的海相记录中寻找次级相变事件,将一些全新世早期沉积层违心地调归晚更新世。然2002年杭州湾跨海大桥工程地质勘查工作完成后,南京大学林春明团队运用横跨杭州湾68口钻孔的岩性结构记录,加上岩芯的微古生物化石和同位素年代学数据,揭示了整整一套沉积物碳14年龄均小于15000年前,沉积埋深在50. 5~124. 6 m,宽度为 43 km的下切“河”谷,其充填物由谷底自下而上发育河床、河漫滩、古河口湾、近岸浅海、现代河口湾5期沉积类型,晚更新世河间地相硬粘土层仅在谷坡边缘阶地上见到,埋藏深度亦降至33 ~ 46 m。杭州湾南北两岸谷坡以强制性海退体系域为特色的晚更新世地层对比关系,已经被全新世早期下切峡谷及强潮动力改造型沉积建造的低位体系域、海侵体系域,以及后期的高位体系域完全截断。回想起当年长三角第四纪地质图汇编时的调整,恐有刻舟求剑之嫌。


小苏: 那么,“东山陆桥”所在的浅滩带,全新世早期强潮动力改造型沉积建造的侵蚀基底层位是多少?

老海:根据有限的三个地质钻孔揭示,该侵蚀基底标高约在-50m,比下切峡谷基底高出20m。青岛海洋地质研究所王利波等2014年在《晚更新世以来台湾浅滩西部地层结构与古环境演化》介绍的台湾浅滩西部地质钻孔的沉积相、粒度和 AMS14C年代分析及高分辨率浅地层剖面解释成果揭示,上部十余米厚的台湾浅滩水下沙波沉积由全新世高海平面以来的潮流砂体构成,沙波的基底则由末次冰消期以来十余米厚的的海侵砂体构成,其下界为有铁锈色浸染,显示暴露氧化特征的黄褐色含砾粗砂,可能是低海平面时小型沟谷切割充填沉积后经全新世早期海侵侵蚀改造的不整合面。该侵蚀基底所在标高,地质钻孔处为-53m,浅地层剖面揭示的周边起伏十米有余。福建海洋研究所赵东波等在台湾浅滩西北边缘向近岸水域过渡带打的地质钻孔也揭示,末次冰消期以来海侵砂体与晚更新世陆相侵蚀沟谷充填沉积之间,也存在标高-49m的假整合面。厦门海洋地震研究所张艺峰等最近又在台湾浅滩北部构造隆起带的钻孔中,见到薄薄1.85m厚的全新世海侵砂层底部已是晚更新世细粒沉积,界面标高-47m

小苏: 较为保守地将海峡南北两路潮波贯通后的全新世早期海侵沉积体底部不整合面视为“陆桥”时期古地面,可推测海平面低于-70m时闽台之间“陆桥”的稳定存在。按全球海平面变化曲线评估,历时超过2万年的主要窗口出现在低海面的MIS2期和MIS6期,另在海面略高的MIS3期和MIS4期各出现历时未达1万年的小窗口(图5)。此时的“陆桥”南起东山至彰云隆起的南部浅滩带,北至平潭至彰云隆起的北部浅滩带,形成一个比厦门大学蔡爱智和石谦在《台湾海峡成因初探》一书中提到的“闽中—台中古通道”还要宽广,历时更长的闽—台古通道。


图5 台湾海峡浅滩带侵蚀基底标高(红线)与南北两路潮波贯通后的海峡主泓侵蚀基底标高(蓝线)与全球相对海平面变化的关系,海平面变化曲线底图引自王利波等(载于:《沉积学报》2014年第32卷第6期,第1096页。)。


老海:若考虑到南北两股半日潮波贯通台湾海峡所需的水深条件,以及贯通之前南北两大海湾主要受波浪侵蚀和堆积过程塑造的海岸地貌发育规律,较为宽松地将浅滩带位于-50m的侵蚀基底视为“陆桥”时期的古海岸地貌基底所在,上述MIS2期、MIS3期和MIS4期三个成陆窗口就融合成一个历时6万年的晚更新世大窗口(图5)。现在的澎湖水道北端至乌坵水道一带,当时可能发育成一个闽—台连岛沙坝式的大规模泻湖—沙坝系统,南侧的沙坝链连接起自东山至彰云隆起一个个岛屿与干出滩,北侧的沙坝链连接起自平潭至彰云隆起另一群岛屿与干出滩,形成南北两条滨海“陆桥”古通道,既可为高发于MIS2期、MIS3期和MIS4期的海峡沿岸老红砂提供了稳定的滨海供沙通道【参见《苏峰读海》18的图2】,也能为缺乏林栖成份的晚更新世华南“大熊猫—剑齿象动物群”的繁衍提供了稳定的滨海湿地生境。

小苏: “东山陆桥”概念由地理学家提出,因地学证据链不完整而受地学界同行质疑,却因“蕴含着极其丰富的充满生命迹象和远古信息的哺乳动物化石”而得到考古界的证实http://www.dongshandao.gov.cn/cms/siteresource/article.shtml?id=60427072092810000&siteId=60425519006160000四十余年来,关于“东山陆桥”地理概念的讨论一直局限在“定床模型”范畴,地学界与考古界,谁也说服不了谁。今天的讨论,只在原有证据基础上略为引入关于海陆交界带动力-沉积-地貌系统的跨尺度联系的“动床模型”,好像就可看到让地学界与考古界形成共识,聚焦关键问题,共同去争取下一个“百年大发现”级重大成果的曙光啦。


参考文献】

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文| 李炎 

编辑| 李灿如