1.底质特征
威海—胶南岸段主要为基岩海岸,海湾内的部分岸段为砂质海岸。该区出露的基岩最老地层为元古宇胶东群和胶南群变质岩系,主要岩性为片麻岩、片岩、角闪岩、板岩、千枚岩等。缺失古生代地层,中生代地层较发育。中生代地层以莱阳群砂页岩,青山群砂岩、砾岩、安山岩,王氏组砂岩为主。还有燕山期的侵入岩发育,岩性以坚硬块状的花岗岩和正长岩为主。
该海区的一个重要地质单元就是胶莱盆地。自白垩纪早期(约135~113Ma)胶莱盆地开始发育,坳陷初期盆地内为多个互不连接的断陷,在多个沉降中心沉积了莱阳群杂色碎屑岩,不同沉积中心的岩性、岩相及物质成分有较大差别。早白垩世晚期(113~95Ma)胶莱盆地强烈扩张。幔源中—基性岩浆沿北东向断裂喷溢形成青山群火山岩,早白垩世末期,酸性岩浆与中基性岩浆混染后侵位形成小珠山岩体,酸性岩浆分异侵位形成崂山花岗岩岩体。白垩纪晚期至古新世,胶莱盆地形成统一的盆地,沉积中心向西南迁移,范围变小,沉积了河湖相的王氏群。古新世末至始新世初期,莱阳盆地抬升,坳陷消亡。渐新世至中更新世,全区隆起,缺失沉积。晚更新世以来,本区形成了大面积的Q3—Q4松散沉积。部分断裂的垂向差异性升降控制了Q3—Q4的分布。
该岸段海湾较发育,海湾内的底质一般发育含砾质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、黏土质粉砂、粉砂质淤泥等。该海岸段内两个最大的海湾是胶州湾和丁字湾,湾内由于海洋动力弱,湾底主要沉积物以黏土质粉砂、粉砂质淤泥为主,湾口由于海流较强,常为中细砂或中粗砂。
2.地形地貌特征
威海—胶南岸段主要为基岩岸段,根据基岩性质、时代、抗风化程度的不同,形成的地形地貌有明显差别,主要可分为3个海岸段。
成山头至乳山岸段,基岩主要以中生代花岗岩和元古宙变质岩为主,相对来说岩性较硬,抗风化能力强,基岩海岸相对较陡,岬角较多,10m等深线离海岸仅在几十米至几千米之间,海湾多但较小,湾内沉积物相对较粗。该段隶属胶东半岛丘陵区。构造运动格局控制和影响了本区地貌的成因与形态。形成以侵蚀-剥蚀丘陵为主、侵蚀-剥蚀平原地貌为辅的地貌类型,仅在局部地段有小型的山前堆积台地、洪积扇、滩脊、沙嘴及潟湖洼地等堆积地貌形态。中元古代变质岩和燕山期侵入岩,岩石结构致密、坚硬、抗蚀能力强,在陆地上形成峰,在海湾则形成基岩岬角、海蚀岩等海蚀地貌。
乳山至即墨岸段,该段主要为莱阳盆地所处的海岸段,出露基岩主要为中生代地层,即以莱阳群砂页岩,青山群的砂岩、砾岩、安山岩及王氏组砂岩为主的地层,抗风化能力弱于花岗岩。形成以侵蚀-剥蚀平原为主、侵蚀-剥蚀丘陵为辅的地貌类型,基岩海岸相对较缓,10m等深线离海岸可达1~15km。岸线相对较平直。
即墨至胶南岸段,海岸出露基岩主要为中生代燕山期花岗岩,少部分区域出露青山群地层,岩石结构致密、坚硬、抗蚀能力强,在陆地上形成崂山、大珠山、小珠山等山峰。海岸相对较陡,10m等深线离海岸仅在几十米至几千米之间。该段的一个特点是发育了胶州湾,口窄湾大,是山东南部最大的海湾,也是优良的港口。
3.海洋动力特征
该区段属于南黄海区域,海洋动力比山东北部海岸带更强,潮差也比山东北部海岸带大。
该区主要为正规半日潮,潮差由北部向南逐渐变大。成山头的外海有一无潮点。在无潮点附近,潮流流速较大,最大可达150cm/s或以上,潮差不足1m。从而导致该区北部成山头一带的潮差较小,仅为100~150cm,向南潮差逐渐变大,乳山、海阳一带潮差为150~250cm,青岛一带潮差为250~350cm。
潮流流速一般在30~100cm/s之间。在岬角处,潮流相对较大,流速常在50~100cm/s之间,但成山头附近的最大潮流流速可达150cm/s。海湾内,潮流相对较小,流速一般在30~50cm/s之间,甚至更小。
波浪方面,由于潮差大,波高一般比山东北部海区大。该区常波向为南东向。
4.工程地质特征
该区新构造活动性弱,主要发育北东向断裂,其中牟平-即墨断裂是华北地块与苏鲁造山带的分化性断裂,活动时间一般在早中更新世,历史上地震发生很少,未发生大于5级的地震,仅在1506年青岛崂山发生过4.75级地震。该区地质条件良好,岩性主要为中生界莱阳群和青山群的砂岩、砾岩、安山岩,以及燕山期侵入岩,岩性以坚硬块状的花岗岩和正长岩为主。莱西至即墨、胶州一带,设计地震基本加速度值0.05g,地震设防烈度6度。胶南—胶州—平度—莱西一线区域,设计地震基本加速度值0.05~0.10g,地震设防烈度以6~7度为主。
第四纪以丘陵坡麓、山间河谷及滨海平原等地貌为主,在坡洪积、坡残积及冲洪积分布区,上部以粉质黏土、粉土为主,含混姜石等,多呈可塑状,中等压缩性,地基承载力特征值120~140kPa;下部以中粗砂混砂砾石、卵砾石等为主,一般呈稍密—中密状态,中等压缩性,承载力特征值140~200k Pa。滨海区第四系上部为以粉细砂为主的多层结构,中下部一般为粉土、粉质黏土,夹淤泥质土,上部砂性土以稍密为主,地基承载力特征值80~150k Pa;中下部粉土以稍密状态为主,粉质黏土一般软塑—可塑,地基承载力特征值60~150k Pa,呈中高压缩性。花岗岩风化层厚度一般小于10m,砂砾岩厚度一般5~15m,安山岩厚度大于20m。花岗岩风化层地基承载力特征值一般300~1 000k Pa,饱和单轴抗压强度80~130MPa,较坚硬的中厚层砂砾岩地基承载力特征值一般250~500k Pa,饱和单轴抗压强度20~40MPa,安山岩地基承载力特征值一般250~600kPa,饱和单轴抗压强度20~60MPa。(www.daowen.com)
胶莱平原冲积湖沼积沉积层上层黏性土一般厚8~15m,含钙质结核,以可塑状态为主,中等压缩性,局部高压缩性,地基承载力特征值100~180k Pa;下部砂性土及砾石层一般厚8~15m,呈中低压缩性,地基承载力特征值120~190k Pa。黄土以粉质黏土为主,可塑,中高压缩性,厚度一般小于5m,地基承载力特征值一般120~160k Pa,其湿陷等级以中等为主。在冲海积层分布区,上部以粉细砂为主,稍密为主,中高压缩性,地基承载力特征值一般80~130k Pa;局部为粉土、粉砂质黏土,夹淤泥质土,稍密,软塑—可塑,中高压缩性,地基承载力特征值一般60~150k Pa。较坚硬的中厚层砂砾岩易风化成砂土状,地基承载力特征值一般300~450k Pa,饱和单轴抗压强度一般20~50MPa;薄层的砂页岩风化层承载力特征值一般180~300k Pa,极限干燥抗压强度一般20~60MPa。
崂山侵入岩分布在青岛崂山及其周边城阳、即墨南部低山丘陵区。丘陵坡麓第四纪为坡残积、冲洪积层分布区,上部薄层的粉质黏土混较多砾砂,可塑—硬塑,中—低压缩性,天然地基承载力特征值140~220k Pa,下部以粗砾砂、砂砾石、碎石土为主,混少量黏性土,稍密—中密,以中等压缩性为主,承载力特征值200~350k Pa。滨海地区上部砂性土多呈稍密状态,地基承载力特征值普遍小于100k Pa,多分布有淤泥质土,黏性土以软塑—可塑为主,具高压缩性;中下部以中细砂、粉土、粉质黏土为主,稍密—中密,粉质黏土以可塑为主,以中压缩性为主,地基承载力特征值一般120~160k Pa。基岩分布区风化层承载力特征值一般300~1 000k Pa,致密坚硬的侵入岩新鲜基岩饱和单轴抗压强度一般90~140MPa。
5.主要地质灾害
该区由于处于南黄海海区,海洋动力强,因此,海岸侵蚀还是比较明显的。经过一些遥感资料分析及实地考察,有些岸段处于侵蚀状态。由于是以岩石海岸为主,故侵蚀地区主要位于岩性相对软弱又处于岬角的区域,但总体来说,侵蚀速率不大。
海湾区域,例如莱洲湾、丁字湾湾内,还经常处于淤积状态,或者说是向海洋方向推进的状态,这其中人为因素是主要原因。主要的人类活动有港口建设、人工填海、围海养殖等,这些活动主要发生在海湾内,这就导致了岸线的向海推进。
海(咸)水入侵已在青岛沿海地区多处发生,并造成了较大的危害,成为青岛地区的主要环境地质问题之一。海(咸)水入侵是指在人为因素影响下,海(咸)水向内陆运移及弥散,导致淡水变咸的现象。其中与现代海水直接发生水力联系或联系密切的称海水入侵;由封存或半封存的海相沉积中的咸水引起的则称咸水入侵。
青岛的海(咸)水入侵,主要发生在地下水比较丰富、开采集中、开采量大且靠近海(咸)水的地区,也有因改变耕作方式或沿海滩涂开发不当造成的。
青岛凡入海河流,由下游至入海口处地层分布特点为:冲洪积层—海陆交互相沉积层—海相淤泥层。青岛地区的海水入侵均起源于20世纪70年代,由于过量抽取地下水,使该区地下水水位低于海面,水力坡度向内陆倾斜造成海水入侵;海水入侵最严重的是在20世纪80年代中期,导致大批机井报废,粮田荒芜,水质恶化;20世纪90年代后入侵区开采量大为减少,降水量较20世纪80年代高,使地下水水位有不同程度回升,漏斗平复,海水入侵势头得到扼制,入侵面积退缩。
目前青岛市海水入侵区均分布于沿海地带,一般呈狭窄带状,在主要河流入海口呈舌状沿河道向内陆伸展。据收集资料和本次调查,幅内海水入侵主要发生于大沽河下游的李哥庄、胶东镇、白沙河-城阳河下游的沿海地区和洋河下游入海口附近,以及青岛市鳌山卫大桥湾、即墨市金口镇等。
6.评价
威海—胶南岸段主要为基岩海岸段,海湾内的部分岸段为砂质岸段。该区出露的基岩最老地层为元古宇胶东群和胶南群变质岩系,主要岩性为片麻岩、片岩、角闪岩、板岩、千枚岩等。缺失古生代地层,中生代地层较发育。该岸段海湾较发育,海湾内的底质则发育含砾质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、黏土质粉砂、粉砂质淤泥等。该海岸段内两个最大的海湾是胶州湾和丁字湾,湾内由于海洋动力弱,湾底主要沉积物以黏土质粉砂、粉砂质淤泥为主。
该岸段属于南黄海区域,海洋动力比山东北部海岸带更强,潮差也比山东北部海岸带大。该区北部成山头一带的潮差较小,仅为1~1.5m,向南潮差逐渐变大,乳山、海阳一带潮差为1.5~2.5m,青岛一带潮差为2.5~3.5m。
该区海洋动力强,海岸侵蚀比较明显,但总体来说,由于是岩石质海岸,侵蚀速率不大。
该段也有海(咸)水入侵,主要发生在地下水比较丰富、开采集中、开采量大且靠近海(咸)水的地区,也有因改变耕作方式或沿海滩涂开发不当造成的。
该岸段距离长,发育众多海湾与岬角,主要为岩石质海岸,但在海湾中也经常发育砂质、砂砾质海岸,而岬角处皆为岩石质海岸。该岸段水深大,海洋动力强,总体来看不适合填海造地,仅在海湾内适合小规模的填海造地,但符合港口建设。
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