一、海南島的地理位置 海南島位于中國南端,為熱帶區(qū)域。海南省行政區(qū)域包括海南島、西沙群島、南沙群島、中沙群島的島礁及其海域,是我國最大的海洋省。陸域總面積3.54萬平方千米,海域總面積約200萬平方千米(方發(fā)之等,2019)。 海南島及南中國海周緣的海底地貌示意圖 (左圖據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料,右圖據(jù)蘇振禮繪圖) 西太平洋地區(qū)地貌及板塊構造圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 海南島鄰區(qū)的海底深度圖及其鄰區(qū)大陸的地貌高程圖 (左圖據(jù)Chen等,2015) 海南島地形圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 海南島地處亞熱帶,屬熱帶海洋氣候和熱帶季風氣候,主要氣候特征為高溫多雨。全島多年平均氣溫23.8℃,極端最低氣溫0.1℃,極端最高氣溫可達39℃。年平均降雨量為1639mm(變化于1000~2348mm)(朱耀河等,2018)。 海南島熱帶風光素描(張德育,瓊海,2017)(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 二、海南島的河流水系 島內(nèi)溝谷縱橫,水系發(fā)育,海南島河流眾多,大小河流有154條,水系受穹窿構造并經(jīng)襲奪作用后,自海島中央向四周呈輻射狀,由中南部山區(qū)向四周流入大海。其中,集水面積在10平方公里以上的獨流入海河流38條、一級支流50條、二級支流10條,共98條;流域面積大于3000平方公里的,北有南渡江,西有昌化江,東有萬泉河,素稱海南三大河流(向旭,1981;朱耀河等,2018)。南渡江、昌化江和萬泉河,是海南島的三大河流,流域面積占全島面積的47%(周祖光,2007)。 海南島水系分布圖(左圖據(jù)向旭,1981,右圖據(jù)白子培等,1990) 海南島的徑流來自降雨,兩者在地區(qū)和時間上的分配都不均勻。如降雨量東部多西部少,蒸發(fā)量西部大東部??;洪水(模)西部大東部小,逞流(模)東部大西部小。巖石河床,上陡下緩,以短促著稱;往往是一出狹谷即入臺地、平原,沒有顯著的中游;洪水峰高歷時短(一般是2-3天),中水期也不顯著。常水期幾乎沒有含沙量,清澈見底;但洪水期含沙較多,故河流下游多有淤積(向旭,1981)。 海南島河流眾多,但是由于山林茂密,水流含沙量不大,僅在河口附近形成堆積,因此,河流沖積平原主要分布在南渡江、萬泉河、陵水河、昌化江、珠碧江等大河流下游接近河口處的兩側,主要為第四紀松散堆積(袁建平等,2006)。 海南島河流多年平均物理侵蝕率為,多年平均化學侵蝕率為,其物理侵蝕率和化學侵蝕率,均為東部高于西部(陳靜生等,1991)。 海南省水系圖(http://www.ecosystem.)
海南島水系及其流域分布圖(李高聰?shù)龋?016) 海南島發(fā)育數(shù)量眾多的小河流域,均為入海河流,具有徑流短、落差大特點。其中河流流域面積大于100km2的流域有40個,面積大于500km2的流域有13個,而面積大于1000km2的小流域有5個。南渡江、昌化江和萬泉河流域是海南島地區(qū)最大的3個流域,占全島總面積的46.80%。南渡江、昌化江、萬泉河、陵水河、寧遠河、珠碧江、文瀾江、望樓河、北門江、龍首-龍尾河、春江、太陽河和文教河流域均為大于500km2的河流流域,入海方向東、南、西、北向均有,且總面積占海南島面積的69.61%(李高聰?shù)龋?016)。 海南島降水量分布圖(http://www.ecosystem.) 海南島近海海域表層沉積物類型分布(高抒等,2016) 海南島位于中國最南端,四面環(huán)海,地處熱帶,是我國最具熱帶海洋氣候特色的熱帶島嶼,全年暖熱,干濕季節(jié)明顯,常風較大,臺風頻繁,氣候資源多樣,水汽充足,雨量豐沛。海南島為獨立熱帶海島水系,面積為34124km2,水資源較為豐富,多年平均降水量為1780mm,多年平均水資源總量為320.0×108m3(基于1956—2015年資料)(李龍兵,2019)。 三、海南島的氣候及氣象災害 根據(jù)海南島18個市縣氣象站1981~2010年共30年的氣象資料,海南島可以劃分為2個溫度帶、3個干濕區(qū)、8個氣候區(qū)。西部南部邊緣地區(qū)屬中熱帶,中部山區(qū)以北屬邊緣熱帶;中部山區(qū)以西以南屬半濕潤和半干旱地區(qū),北部屬濕潤地區(qū)(車秀芬等,2014)。 海南島陸架和近海夏季和冬季環(huán)流格局(高抒等,2016) 海南島氣候區(qū)劃圖(車秀芬等,2014) ⅠATa北部邊緣熱帶濕潤區(qū);ⅠATb中部山地邊緣熱帶濕潤區(qū);ⅡATa東南部沿海中熱帶濕潤區(qū);ⅡATb南部內(nèi)陸中熱帶濕潤區(qū);ⅡBTa-a1西部內(nèi)陸中熱帶半濕潤區(qū);ⅡBTb西南部中熱帶半濕潤區(qū);ⅡBTa-a2南部 沿海中熱帶半濕潤區(qū);ⅡCTa西部沿海中熱帶半干旱區(qū) 海南島各地降雨相差懸殊且降雨季節(jié)分配不均。5月至10月為雨季,11月至翌年4、5月為旱季。據(jù)海南島30a氣象統(tǒng)計資料,多年平均暴雨中心位于中部山區(qū)及以東地區(qū)。海南島是我國臺風登陸最多的地區(qū)。登陸海南島的臺風一般都產(chǎn)生強暴雨。海南島多年平均臺風暴雨量分布圖顯示,全島絕大多數(shù)地區(qū)在200mm以上,而臺風暴雨中心在瓊中超過250mm的暴雨,位于海島的中部山區(qū)及其東、西兩側。強度大的連續(xù)暴雨,對海南島中部山區(qū)造成一定的災害(陳春福等,2003)。 海南島降水量分布與主要河流流域HI值(李高聰?shù)龋?016) 海南島河流多年平均物理侵蝕率為13.99mg/cm2a,化學侵蝕率為15.97mg/cm2a,海南島主要河流流域較低的HI值說明其流域產(chǎn)沙強度處于較低水平。沉積物入海通量主要受流域面積和高程因素的控制,但是在亞洲和大洋洲地區(qū),氣候、徑流和人類活動對其也有較大影響。侵蝕模數(shù)對比表明,海南島在東南亞河流入海通量環(huán)節(jié)中處于極低值區(qū)域,遠小于東南亞其他島嶼(李高聰?shù)龋?016)。
海南島7月份平均氣溫分布圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 海南島是我國臺風登陸最多的地區(qū),登陸海南島臺風一般都產(chǎn)生強暴雨。海南島多年平均臺風暴雨量分布圖,顯示全島絕大多數(shù)地區(qū)在200mm以上,而臺風暴雨中心在瓊中。超過250mm的暴雨,位于島的中部山區(qū)及其東、西兩側,強度大的連續(xù)暴雨對海南島中部山區(qū)造成一定的災害(陳春福等,2003)。 海南島登陸臺風基本路徑圖(張春花等,2020) 登陸海南島的熱帶氣旋路徑多為由東向西。中部五指山脈的阻擋,使臺風移動路徑可分為兩類,一類從五指山以北穿過,另一類則相反,從五指山以南穿過。山地地形對登陸熱帶氣旋的阻擋削弱明顯,尤其是東西向和南北向穿越五指山的臺風強度衰減最明顯,在24h內(nèi)強度可減弱1/3。 海南島熱帶風暴和臺風路徑圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 每次臺風、暴雨過后,中部山區(qū)均發(fā)生不同程度的地質災害 根據(jù)調(diào)查的歷史山洪災害(洪痕點)時間及空間分布情況,將其與1980—2015年多年降雨均值進行疊加(下圖),可以看出山洪災害在空間上集中分布在東部沿海地區(qū),這些地區(qū)也是海南年降雨量最大的區(qū)域,主要是萬寧、瓊海、文昌、???,此外,西部臨高、儋州、昌江局部地區(qū),也是山洪災害頻發(fā)區(qū)。這與夏季和秋季登陸海南島的熱帶氣旋多從瓊海、文昌一帶東部沿海登陸,沿西北方向移動,進入北部灣,以及受五指山阻擋和抬升,在萬寧至瓊中一帶的五指山東側形成強降雨中心有密切關系,造成海南島東邊多雨,西邊少雨。近年來,海南全省性的暴雨和大范圍暴雨基本上為熱帶氣旋暴雨,秋季弱冷空氣和熱帶輻合帶共同影響也可造成大范圍暴雨(羅日洪等,2019)。
海南島歷史山洪災害分布示意(羅日洪等,2019) 海南島地處于熱帶季風氣候區(qū),干濕季節(jié)明顯,巖石易于解體,基巖風化作用強烈。海南島風化速度,比國內(nèi)其他氣候帶快得多。風化層巨厚。中部山區(qū)基底巖性主要為侵入巖、沉積巖和變質巖,母巖表層風化較為強烈,風化層厚度較大,一般達5~10m,巖性主要為含礫亞黏土、黏土、亞黏土-土質,結構較為均一、土體松散、顆粒間黏滯力較小。風化作用強烈,利于地質災害的發(fā)生。另外,人類活動也有重要影響。海南島中部山區(qū)主要的人類活動有,山區(qū)修建沿山公路、農(nóng)田基本建設、農(nóng)田水利建設、河岸修建房屋、采礦、墾荒、亂砍濫伐、爆破等。近年來,人類活動誘發(fā)的地質災害日益突出(陳春福等,2003) 四、海南島的地形和地貌 海南島南、北與東、西的長度比為1.67,平面呈橢圓形。海南島地形呈中間高、四周低的環(huán)形層狀分布,海南島地貌呈穹窿狀,以五指山、鸚哥嶺(主峰海拔1867m)為隆起核心,向外圍逐級下降,由山地、丘陵、臺地、平原、海涂逐級遞降,構成層狀垂直分布和環(huán)狀水平分布。 海南島地貌垂直與水平分布特征示意圖(姚清尹,1983) 垂直分帶特征:層狀地貌由中山、低山、高丘、低丘、臺地、階地、平原等類型組成 水平分帶特征:A.中部山地丘陵帶;B.山體外圍丘陵臺地帶。C.邊緣臺地階地平原帶 島內(nèi)由山地(高度大于800米,占全島面積18%)、臺地(高度15-80米,占32.6%)、平原和階地(高度小于100米,占28.7%)、它們順次組成環(huán)繞中央山地的彎窿狀層圈地貌。山地中部最高,即鸚哥嶺到五指山區(qū),海拔在1800米以上,亦為萬泉河、昌化江的分水嶺地帶,為海南島彎窿山地的中心部份,地勢從這里向四周下降,河流也向四面分流形成放射狀水系(白子培等,1990)。 海南島內(nèi)可以劃分出不同的陸地地貌形態(tài)成因類型,如海相堆積臺地、紅樹林、珊瑚礁、海積平原、河積平原、河積階地、熔巖臺地、剝蝕—侵蝕高丘和剝蝕侵蝕臺地、侵蝕剝蝕中山、丘陵、山地等(袁建平等,2006)。深受地質構造和熱帶氣候影響,其地貌的發(fā)育具有如下特征:多級層狀地貌顯著,火山地貌和沿海堆積平原廣布,具有我國最典型的珊瑚礁和紅樹林海岸。 海南島地貌形態(tài)略圖(袁建平等,2006) 海南島沿岸海島在海南島周邊呈環(huán)帶狀分布,文昌至萬寧的海南島東部海域海島分布較密集,其次為北部和南部,其中,儋州、文昌、三亞、瓊海、萬寧五縣市的海島面積、數(shù)量、岸線長度占優(yōu)(仝長亮,2020)。 海南島東西向地形剖面圖(孫曉峰2012) 海南島地貌數(shù)值高程圖(江威等,2019) 海南島地貌圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料) 海南島四周環(huán)海,岸線漫長,長期的海水沖蝕海岸作用,形成許多沙灘、港灣、瀉湖、孤峰、海成階地、海蝕崖、洞穴、河流入海口、奇石、海島等地貌遺跡(陳穎民,2009)。 主要有海岸景觀、山岳和熱帶原始叢林、瀑布、火山、溶洞、溫泉等。中部為山地丘陵區(qū);北部為山前剝蝕平原、火山巖臺地區(qū)。 海南島中部主要為海西期至燕山期花崗巖隆起區(qū),四周為第四紀沖積(海積)平原,寬度可達數(shù)十公里。海南島四周海洋為廣闊的南海陸架,一般水深小于100m,地勢總體平緩,只有瓊州海峽和萬寧、陵水一帶的岬角海域,水深變化較大(仝長亮,2020)。 海南島海岸地貌類型與分布現(xiàn)狀(高抒等,2016) 海南島珊瑚礁海岸分布略圖(羅章仁等,1986) 海南島海岸線長約1500公里,其中約四分之三為沙質海岸,其余主要為基巖海岸,泥質海岸甚少(羅章仁等,1986)。 46年來,海南島海岸線發(fā)生劇烈變遷,由自然因素引起的岸線后退變化逐漸減小,而人工開發(fā)引起的岸線向海推進速度明顯加劇,強烈岸進區(qū)岸線長度達到330.37km,占海南島岸線總長度的21.57%(孫士超等,2021)。 海南島海岸帶的地質災害(因素)主要有:地震、活動斷裂、海岸侵蝕、土地鹽漬化、土地荒漠化、水土流失、河口港灣淤積、崩塌、滑坡等(楊克紅等2010)。 海南島海岸帶主要地質災害分布示意圖(楊克紅等2010) 五、海南島的地質特征及其資源分布 海南島地處歐亞板塊、印度—澳大利亞板塊和太平洋板塊的交接部位,地處特提斯—喜馬拉雅構造域和太平洋構造域的交匯地帶附近,大地構造位置特殊(雷裕紅等,2005)。 海南島航磁異常特征主要呈現(xiàn)近東西向與北東向,近東西向磁異常帶主要反映古生代末期印支板塊與華南板塊碰撞、拼合的構造特征;而北東向磁異常帶則反映中生代太平洋俯沖的構造特征;近東西向磁異常帶被北東向異常錯斷和干擾,揭示近東西向構造帶要明顯早于北東向構造帶(高維等,2020)。 海南島區(qū)域地質簡圖(夏蒙蒙等,2019)
海南島地質簡圖(高維等,2020) 1.新生界;2.白堊系;3.晚三疊系;4.石炭系-二疊系;5.志留系;6.寒武系-奧陶系;7.元古宙抱板群和石碌群;8.侏羅紀-白堊紀花崗巖;9.三疊紀花崗巖;10.二疊紀花崗質片麻巖;11.蛇綠巖;12.韌性剪切帶;13.推測斷裂帶。 海南島近南北向地質剖面簡圖(高維等,2020) 海南島花崗巖地質分布略圖(許德如等,2003) 1.第四系覆蓋層;2.新生代玄武巖;3.白堊系紅層;4.中三疊系—侏羅系陸相砂礫巖-砂頁巖;5.上古生界地層;6.下古生界地層;7.前寒武紀地層和中元古代花崗巖分布區(qū);8.燕山期花崗巖;9.海西—印支期花崗巖;10.斷裂帶;11.推測斷裂。 海南島地質簡圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料)
海南島地質簡圖(據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料)
海南島地質簡圖(張晶晶,2017) 順作花崗巖,位于海南島五指山地區(qū)白堊紀火山巖的東西兩側,LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結果為254.4±2.4Ma,形成于晚二疊世,為S型花崗巖,屬于殼源重熔型花崗巖,形成于同碰撞環(huán)境。它再同碰撞構造環(huán)境下強力侵位,可能熱氣球膨脹式底侵。地殼增厚而發(fā)生深熔作用,及NW—SE向擠壓應力共同作用,形成順作花崗巖(王超等,2019)。 五指山區(qū)地質礦產(chǎn)、地熱資源相對豐富,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有鐵礦、錳礦、鉻礦等黑色金屬礦,銅、鉛、鋅、金等有色金屬)礦,鋯、鈮、鉭等稀有、稀土金屬礦,褐煤、油頁巖等能源礦產(chǎn);石灰?guī)r、白云巖、硅藻土等非金屬礦產(chǎn)及地下熱礦水、天然礦泉水等。地下熱礦水主要為基巖構造裂隙熱礦泉以及隱伏的地熱增溫型熱礦水。天然礦泉水則分布在第三系上新統(tǒng)孔隙承壓含水層、花崗巖裂隙含水層、變質巖裂隙含水層中(李鵬偉,2020)。 六、海南島的地質-地貌的演化歷史 東南亞區(qū)域是地球上構造最復雜的區(qū)域之一,是外來陸塊/地體的拼貼物,基底為太古宙至元古代可變結晶。其中,包括華南、印支、西緬、羌塘、拉薩等地塊。它們早古生代大多是岡瓦納大陸組成部分,晚古生代至中生代期間,它們分開并向北漂移,拼合與亞洲大陸南緣(Metcalfe,1996,2013)。 有學者將海南島劃分為北部瓊中地體和南部崖縣地體,兩者屬岡瓦納大陸,但直到奧陶紀(Xu et al.2014),或中白堊世(Yang et al.1989;于等,1990),才沿東西向的九鎖—陵水構造帶拼合。也有觀點認為,這些岡瓦納地體,沿東北-西南走向的白沙縫合帶晚古生代拼合。 已提出的海南島四種區(qū)域構造演化模式圖 A.Yang et al.(1989);B.Metcalfe (1994); C.Li et al.(2002a);D.Li et al.(2002). 有觀點認為,海南島中部五指山地區(qū)花崗質巖漿活動,發(fā)生在古太平洋板塊俯沖引起的大陸弧背景下。海南島印支期巖漿活動始于中二疊世,早于中生代與內(nèi)陸中—晚三疊世S型花崗巖。有觀點將二疊紀-三疊紀巖漿活動和變形作用,歸因于古特提斯洋閉合以及隨后與印支地塊的碰撞(He et al. 2018)。 海南島地貌南北部分有明顯差異,北部主要為臺地平原,第四紀才進入地貌發(fā)育階段。南部以山地丘陵為主,是該島核心,經(jīng)歷漫長的地貌發(fā)育過程。海南島地貌發(fā)育可追溯至早白堊世,可以劃分八個地貌發(fā)育期:早白堊世山盆期、晚白堊世穹形山地期、早第三紀山地丘陵平原期、晚第三紀丘陵-臺地平原期、早更新世階地與第一熔巖臺地期、中更新世洪積臺地與階地期、晚更新世平原階地與第二熔巖臺地期、全新世沙堤平原階地與第三熔巖臺地丘陵期等(姚清尹,1983)。 海南島全新世沉積層序特征示意圖(高抒等,2016) 海南島海岸及鄰近海域形成了獨特的全新世沉積體系,包括砂質海灘、海灣、湖泥質沉積、珊瑚礁生物沉積、紅樹林濕地沉積、火山灰沉積、陸架與陸坡沉積等。由于陸源沉積物供給強度較低、潮流作用較弱,全新世高海面以來經(jīng)歷了較長時期的沉積物改造,只是到2000aB.P之后才形成在海洋作用主導及頻繁臺風事件共同影響下的典型海岸和陸架沉積。 本文據(jù)(李江海、吳桐雯、范慶凱等(《中國地質之旅》,地質出版社,2019)修改補充 |
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