地质学基础第十四章 海洋的地质作用.DOC

第十四章 海洋地质作用 地球与其它星球特征的区别是有浩瀚的海洋,海洋緼育了地球上的生命,现代地球上70.84/3的面积为海洋.地史中由于海陆的变迁海水增多次侵入大陆内部,在地层中留下了广泛的遗迹。例如，淮南地区保留的从云古代中晚期（Pt2）到中奥陶（０2）的地层都属海相沉积也就是说从１０亿前５亿年这个时期，淮南地区曾被海水淹没，成为了海洋的一部分，0２Ｃ２上升出海面，Ｃ２－Ｐ又处于海陆交互的滨岸地带（成煤时期）。 海洋是陆地上最大的沉积盆地，蕴藏有丰富的矿产资源（海洋中几乎含有所有的化学元素，其中铀是获得原子能的主要元素）含量达亿吨，是陆地含量的900倍。因此对海洋地质作用的研究是极其重要的，无论对地壳形成的了解及现实资源的利用都有深刻的意义。 一、 海与洋 海洋是海与洋的总称，粗略地说，近陆为海，远陆为洋 海及洋的水都是海水（含盐33３８％。） 海底 为 陆壳 洋底 为 洋壳 二 、 海洋环境分区（根据海水深度及运动情况） 1.滨海带 后滨 最高潮线 前滨带 低潮线 平均高潮线 滨外带 海陆界线附近狭长地带，一般指低潮线与最大高潮线之间的海域。属海、陆交互的环境。 潮坪 ------ 波浪作用弱,潮汐影响大的滨海地带. 2.浅海带 滨外带至水深200米的范围,一般包括大陆架地形部分 3. 半深海深海带 半深海200 2000米水深大陆坡地形 深海 2000米水深大陆盆地洋中脊 三、 海洋中的生物 底栖生物物物 固着珊瑚、腕足动物、海草 爬行三叶虫、虾、螃蟹 钻孔蠕虫、双壳 浮游生物 随水飘移，有孔虫、放射虫、笔石、藻类 海生生物 大洋中生物，一方面生活活动改造环境， 一方面许多动物壳CaCo3 Sio2成为沉积物来源，如礁体，生物灰炭、硅藻土 2. 海水的运动及其地质作用 海水的运动是海洋地质作用最重要的动力 运动形式波浪、潮汐、洋流、浊流 一、 波浪 海水作有规律的波状起伏。是海洋中海水经常性普遍存在的运动形式。 1.风摩擦海水表层 １． 波浪的形成 2.海底地震 3.水面上大气压剧变化 波峰 波长 波高 波谷 波周期 波速 2. 波浪要素 3. 波浪中水质点的运动 波浪是一种振荡波,振荡波的特点就是质点不随波形前进,而只是在原地往复的园周运动。 图略 波峰处水质点处于园周的顶点 波谷处水质点处于园周的最底点 峰谷之间，水质点处于园周的顶点及最低点之间。 水面向下水质点运动的园周直径逐渐减小，波浪则趋地平缓，这是由于随深度增加，水内磨擦也就是质点之间的磨擦力增大的原因（质点动能减小）。 当水深小于1/2波长时（近海岸处）由于海底磨擦助使质点运动轨迹成为椭园形。 波浪的变形及派生的水流. 底流 1．波浪垂直于海岸推进时 波浪岸近海时，水深变浅，由于海底磨擦前面的波浪较后来的波浪速慢，两波浪间距离减小，多余的能量使波高加大波峰前倾形成卷浪。卷浪前端悬空很快成为波浪，破浪被碎后，水质点不作园周运动，而迅速涌向海岸成为拍岸浪（激浪）拍岸是海水破坏海岸的主要动力。 拍岸浪冲击海岸的过程中，能量消耗在克服沙或岩石的磨擦阻力，海水由于重力沿斜坡流回海中，这种流向海底的回流称底流。 拍岸浪、激浪对岸边岩石极强的破坏 溶蚀冲蚀 磨蚀 2. 波浪斜交海岸推进时 斜向海岸的波浪到达岸边后，一部分以底流回到海中，另一部分成为沿岸流。 带动沉积颗粒移动。 波浪是破坏海岸的主要动力。 当浪水迅速涌进沿裂隙时裂隙中原来空气来不及排出，被压缩在极小的空间产生很大的瞬间压力，使岩石崩裂瓦解。同时激浪抛弃全部起起巨大的岩屑、石块，撞击海岸岩石。 岩石在海浪的作用下 海蚀凹槽 海蚀崖 海蚀平台 如果地壳运动相对论是海洋平面位稳定时就不再发展这时，由于海浪（激浪）到达岸边平台外缘时，能量全部消耗在与平台海底的磨擦之上，不再具有剥蚀能力。这时的海岸刻面为海蚀平衡剖面。 地壳上升 ，海面下降， 海蚀平台转为海蚀阶地 地壳下降 ，海面上升 ， 海蚀平台转为水下阶地 波浪形成沉体沙岸，沿岸底砂在激浪进流推动下一步向岸移，返回底流下带回海堆积下来形成砂坝（平行于海岸）。 砂嘴 砂坝 沿岸流在海湾处形成砂嘴 二、潮汐及其地质作用潮汐 海水在太阳和月球的引力作用下发生的周期性运动。 海平面周期性升降，潮汐 海水周期性涌向岸边（水平运动）潮流 潮汐的形成以月地系统为主，每日两次涨潮，每月农历初一、十五为大潮、每年春分、秋分为最大潮。 往返的潮水尤其在喇叭口处，不断强烈的剥蚀，冲刷搬运作用，形成“三角港”，如钱塘江、泰唔士河、恒河等。 三、洋流及其地质作用 流速缓慢主要是搬运作用，搬运极细粒物质，但洋流尤其是深海环境对海水深处搅动，带入氧气，把深处矿物质带上表层，间接地影响生物沉积作用。 洋流的形成 定向风对海水的吹动（信风） 温度（暖流、寒流） 含盐度深海环流 流速V0.5-1.5m/s 四.浊流及其地质作用 １． 定义 浊流含有大量悬浮物质（砾、砂、泥质），比重大，流速快，水下重流，一般流速 10米/秒。 浊流形成的原因 海震，推动海底碎屑 水下滑坡（大陆坡） 河流入海重负荷 浊流形成的原因 浊流在海底深处难观察，对浊流的重要证据是1929.12.18大西洋底纽芬兰附近的一次地震后海底电缆的破坏。 2. 浊流的地质作用 强烈的冲刷海底，比重大，流速快，在大陆坡形成横切大陆坡的海底峡谷 大量的沉积物（碎屑）在大陆坡角下形成深海扇，浅水生物化石碎屑被带入深海 1. 滨海沉积 1.海滩沉积 2. 砂咀、砂坝沉积 3. 碳酸盐岩沉积、石灰岩、白云岩在陆泊物质少，干燥炎热气候下，CaCo3沉积，鲕状灰岩竹叶状 4. 潮坪沉积（粉砂、泥质为主） 砾滩 砂滩 泥滩 2. 滨海的地质作用 海滩沉积.（波切台上、近岸边） 砾滩砾石组成的海滩，砾石成分常与海岸岩性一致，主要是岩岸海下来的砾石。 砂滩最常见的海滩，水岸地区，砂成分以石类为主。 泥滩泥质地面。 砂坝、砂咀沉积波浪、沿岸流的作用形成的由砾堆积的线状岗。 砂咀一一端入海的砂岗，常见于海湾处，它的形成主要是沿岸流的作用。 砂坝平行海岸离岸有一定距离的垅岗，可露出海面也可在海面之下，波浪与底流相遇，外滨海典型的堆积物。 3．浅海带的地质作用 一、 剥蚀、搬运能力弱 浅海环境水动能力、波浪对海底的搅动一般只限于浅水（40-50米），这里有时能冲刷搬运砂极碎屑。潮落流流速低，在这里剥蚀力小，也仅是达小碎屑。 二、 沉积作用盛 海洋是地球表面最大的沉积盆地，在海洋环境中，浅海又是沉积作用最盛的地带，沉积物来源十分丰富，即有陆源碎屑也有大量生物遗骸及化学溶解物，发育有各种沉积。 1. 碎屑岩沉积 河流搬运 90 海蚀 冰、川、风 来源 沉积物以砂和泥为主 浅海的近岸带（4000米水深的海底无钙质软泥的沉积。 三、锰结核 深圆状结核，直径0.5２０cm、个别可达１米，结核呈红褐色，软而多孔， 此重（1.82 3.1） 成因锰质以碎屑物为核心，绕其作同心层状沉淀而成。 海底锰结核分布很广，从赤道到极地的前缘广阔的海域中都有，两极一般无锰结核。锰结核是地球巨大的潜在资源，除Mm、Fe、Ni、Cu外，Mo、Ti、V、Ｓr、Zr、Ag共有３０余种金属元素，开发出来可供人类服务。 无论从浅海到深海的碎屑物或碳酸盐沉积物中，可以形成并聚积大量的对人类有重要意义的矿产资源，这是因为海洋是永久性的储水盆地，有各种供低等菌藻生物生存聚的营份。这些低等的菌藻类，，死后堆积在海底可转化为石油，同时碎屑物和碳酸盐沉积物中，存在一些空隙，可为石油的储存提供了可能。天然气体水合物是海底储量巨大的又一种新型能源，有待于人类的开发利用。 6 . 海水的进退 海进海平面上升，海水向大陆漫进，海岸线向陆地迁移。 海退海平面下降，海水向外海后撤，海岸线向外海迁移 现代陆地上大量的海相沉积岩层，证实了地质历史时期的海水曾浸入 这些地区。 海进、海退的原因 1. 地壳运动地壳上升，海平面下降，海退； 地壳平降，海平面上升，海进。 ２.海水量的变化 冰期，海退 间冰期，海进 研究地质历史中的海进，分析地质发展史，预测现代和未来的海进、海退与人类社会生活密切相关，如果冰融，海平面上升几十米，现在海拔几十米以下的城市均可能被淹没。人类与地质环境的关系是极其密切的。 13