海洋地質(zhì)總結(jié)

1、名詞解釋：重力流：海洋中，在重力的作用下，沿水下斜坡或峽谷流動的，含大量泥砂并呈懸浮狀態(tài)搬運的高密度底流等深流：在相對較深水環(huán)境中由地球旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的溫鹽環(huán)流新仙女木事件:11-12ka短暫的氣候變冷事件，是末次冰期向全新世過渡的急劇升溫過程中，最后一次快速降溫變冷事件D-O事件：末次冰期內(nèi)發(fā)生的一系列千年級，快速的，大幅度的冷暖變化事件Heinrich事件：末次冰期沉積物巖芯中有數(shù)層粗顆粒含量增多，有孔蟲急劇減少的沉積物，這些時間跨度為百年或千年的氣候快速波動。Bond旋回：H事件與YD事件有密切聯(lián)系，每一個H事件之后都會伴隨溫度的上升，預(yù)示下一個D-O事件旋回的到來，這種較長周期的氣候變化。

2、問答題：一. 洋底地形：太平洋：1.東部太平洋海隆 2.東北部大型橫向斷裂帶3.中部的大洋盆地區(qū)。4.西部的島弧海溝邊緣海區(qū) 印度洋：1.呈倒置Y形的洋中脊系統(tǒng)。2.有多條南北向及南南西北北東向的海嶺和海底高原。3.大洋范圍內(nèi)散布著具有陸殼性質(zhì)的大陸島和微型大陸。4.具有大型深海扇5.真正的海溝只有大洋東北緣的爪哇海溝二.洋殼結(jié)構(gòu)：枕狀玄武巖 玄武巖墻 輝長巖 橄欖巖三.巖石圈: 50-100km地殼+上地幔 低速層以上的高速層 參與板塊運動的剛性快體洋中脊結(jié)構(gòu)： 洋中脊特征： 1.有中央裂谷2.洋中脊是產(chǎn)生大洋板塊增生與分離的策源地，是板塊的邊界3. 洋中脊擴展速率不同并造成形態(tài)不同4. 洋

3、中脊被一系列與軸線垂直或斜交的大斷裂所錯開5.洋中脊為平移斷層6. 洋中脊上存在淺源地震活動和火山活動7. 洋中脊熱流值高8. 磁異常條帶與洋中脊平行并以洋中脊作為對稱軸對比平移斷層與轉(zhuǎn)換斷層：1. 平移斷層兩段中脊之間的距離會越來越遠；但是轉(zhuǎn)換斷層兩段中脊之間的距離卻未必增大。2. 平移斷層的錯動是沿整條斷裂線發(fā)生的，轉(zhuǎn)換斷層相互錯動僅發(fā)生在這兩段中脊軸之間3. 轉(zhuǎn)換斷層兩中脊的錯動方向，恰好與平移斷層中脊錯開的方向相反現(xiàn)代海底熱液系統(tǒng)的研究意義： 1.成礦作用的天然實驗室2.生物基因資源的寶庫3.生命的可能發(fā)源地4.深部生物圈的窗口5.生物地質(zhì)作用耦合體 三十年來取得的重大科學(xué)進展 ： 1

4、.找到了洋殼熱平衡推測的熱損失，極大地推動了地球熱循環(huán)的研究2.發(fā)現(xiàn)了不同擴張速率洋中脊之間洋殼結(jié)構(gòu)的巨大差異，給地球動力學(xué)的研究開創(chuàng)了新的局面3.建立了海底熱液循環(huán)多金屬硫化物的基本成礦模式，給礦床學(xué)的研究帶來了革命性的變化4.發(fā)現(xiàn)了基于化能合成黑暗食物鏈的存在，深化了深部生物圈的研究5.生物地理學(xué)之謎6.生命起源假說 離散型大陸邊緣的特征：1.重力和地磁異常：邊緣效應(yīng)：洋殼與陸殼的過渡；地磁低緩異常帶磁寂帶；東岸地磁異常2. 構(gòu)造變形特征：拉張作用形成縱向高角度正斷裂和犁形斷裂同生斷層.大型橫向構(gòu)造發(fā)育；東西分帶南北分塊3.大陸地殼厚度減薄離散型大陸張裂過程：1.裂谷的擴張 紅海：大洋裂谷

5、的初期階段 （地幔柱上涌，導(dǎo)致大陸巖石圈發(fā)生穹形隆起并拉張，形成主動型裂谷）2. 穹窿狀隆起的形成3. 裂谷帶的形成4. 海底擴張開始5. 離散邊緣帶的沉積作用階段被動大陸邊緣的三種類型（據(jù)COSOD II, 1987）1. 火山型被動邊緣2.非火山型被動邊緣3.張裂轉(zhuǎn)換型邊緣離散邊緣的構(gòu)造原因：1. 通過斷裂運動形成裂谷帶2. 板塊冷卻引起的沉降3. 地殼減薄4. 沉積物負荷引起的沉降聚斂型大陸邊緣兩種類型：島弧-海溝系，山弧-海溝系淺源：0-70km 中源：70-300km 深源：300-700km板塊俯沖示意圖： 俯沖構(gòu)造作用的實質(zhì): 1.海洋巖石圈板塊的俯沖 2.俯沖帶根據(jù)近似的深源地

6、震面來確定 3.俯沖帶是具有一定厚度的海洋底巖石圈的一部分板塊俯沖帶深源地震發(fā)生的唯一場所俯沖構(gòu)造帶示意圖：俯沖工廠：1. 原料：俯沖的大洋板塊，包括海底沉積物、火成巖洋殼和巖石圈地幔部分2. 工藝：脫水、變質(zhì)和熔融等過程3. 產(chǎn)品：弧前區(qū)逸出的流體、氣體及蛇紋巖底辟，從弧與弧后區(qū)噴出的巖漿，以及生成的礦床和建造的陸殼物質(zhì)4. 核心問題: 俯沖再循環(huán) (來自陸地、大氣圈、水圈和地幔的物質(zhì)，通過俯沖工廠的運作再循環(huán)返回陸地、大氣圈、水圈和地幔)5. 研究意義：有助于理解有關(guān)災(zāi)害的形成機制和背景；助于理解俯沖帶上方形成富含金、銀的熱液礦床形成機制；再循環(huán)研究可以為追蹤地球環(huán)境變遷提供重要背景資料；

7、俯沖再循環(huán)驅(qū)使地球表面和地球內(nèi)部之間大規(guī)模的相互作用。俯沖工廠是地球上巖石圈、水圈、大氣圈、地幔之間相互作用最活躍的場所，是這些圈層之間物質(zhì)交換和能量交換的焦點地區(qū)弧后盆地的基本特征： 1、與海溝-島弧平行、菱形或長條狀，是在垂直于弧后盆地走向的張力作用下擴張而形成；2、弧后盆地的水深比同時代的大洋盆地水深要深約1000m;3、弧后盆地的地殼構(gòu)造接近于標準洋殼；4、大部分弧后盆地具有條帶狀地磁異常；5、擴張中的弧后盆地具有高熱量；6、弧后盆地的基底成分大部分是深海拉斑玄武巖；7、弧后盆地的巖石圈厚度大于洋底巖石圈邊緣海盆地的形成可分為四個階段：1. 初生期邊緣海盆地，島弧或大陸地殼拉張變薄2.

8、 青年期的邊緣盆地，正在活躍擴張形成大洋殼3. 壯年期邊緣盆地，擴張已經(jīng)停止4. 老年期的邊緣盆地，已經(jīng)趨于俯沖關(guān)閉西太平洋邊緣海盆地演化過程可以概括為兩個階段：1. 32-15 Ma邊緣盆地的擴張形成期2. 17-15 Ma以來邊緣海盆地停止擴張或轉(zhuǎn)向關(guān)閉期構(gòu)造轉(zhuǎn)換指的是洋中脊轉(zhuǎn)換斷層俯沖帶之間的轉(zhuǎn)換板塊構(gòu)造學(xué)基本原理：1.地球表面圈層由一系列大小不等的板塊構(gòu)成，組合在一起構(gòu)成了剛性的巖石圈（50-100km)2.巖石圈被馱載在部分融溶的、較軟的軟流圈上面，。3.巖石圈板塊沿軟流圈頂面滑動，在板塊邊界發(fā)生離散、匯聚或走滑運動。4.板塊內(nèi)部沒有或存在不明顯的塑性形變，而他們的邊界發(fā)生強烈構(gòu)造運

9、動（地震、火山或造山作用）板塊構(gòu)造學(xué)說面臨的問題：1. 板塊的驅(qū)動機制：至今還沒有人能確切地核實是什么力量在驅(qū)使板塊運動2. .垂直運動：只當做是水平運動的分量就全然不能解釋代表下伏地幔中物理化學(xué)作用的直接垂直反映的那些地殼運動深海沉積物的來源：1.陸源物質(zhì)：河流、海岸侵蝕、風、冰川、海流2.海源物質(zhì)：生物沉積、海底風化、自生礦物3.其他物質(zhì)：火山、宇宙物質(zhì)深海沉積的類型： 深海沉積研究方法：多波速地形 聲納 地震反射 重力取樣海底重力流過程的分類：按照支撐機理分類：1.雜基支撐的碎屑流：2.顆粒支撐的顆粒流：3.超孔隙壓力支撐的液化流：4.湍流支撐的濁流：濁流是靠液體的湍流來支撐碎屑顆粒，使

10、之呈懸浮狀態(tài)，在重力作用下發(fā)生流動。巖石崩塌簡介：巖石（或固結(jié)沉積物）的崩塌可以數(shù)米到數(shù)百米 發(fā)生在陡坡或水下懸崖處 在火山碎屑環(huán)境最容易發(fā)生崩塌 大規(guī)模塊狀沉積復(fù)合體的滑塌也屬于此類 對于深水濁積系統(tǒng)有重要影響蠕動和變形簡介：蠕動是沉積物的長期變形沉積物載荷較為穩(wěn)定 發(fā)生在較緩的斜坡上 變形的速度較慢 蠕動最終導(dǎo)致沉積物形變構(gòu)造并發(fā)生滑動或滑塌重力流形成條件：1. 充沛的物源：是形成重力流的首要條件，淺水、斜坡區(qū)碎屑物質(zhì)和碳酸鹽物質(zhì)的大量堆積2. 一定的觸發(fā)機制：形成重力流的必要條件，如洪水、地震、海嘯、巨浪、風暴潮和火山噴發(fā)等因素直接或構(gòu)造運動（斷陷）間接誘發(fā)3.足夠的坡度：是造成沉積物不

11、穩(wěn)定和易受觸發(fā)而形成高密度流體并沿斜坡向下運動的必要條件，亦是重力流克服各種摩察阻力繼續(xù)運動的能量來源。4. 一定的滯水環(huán)境和足夠的水深：風暴浪基面以下鮑馬序列不完整的原因:1.較細的段比其下較粗段具有更大的展布面積；2.后一次濁流將前一次濁流的上部系列沖走；重力流形成深海濁積巖系統(tǒng)：巖石學(xué)特征: 發(fā)育典型濁積巖，以具有鮑瑪序列為重要標志。同時可伴有塊狀砂巖、顆粒支撐礫巖、疊復(fù)沖刷粗砂巖、基質(zhì)支撐礫巖等 成分、結(jié)構(gòu)特征: 以復(fù)成分礫巖和雜砂巖常見，成分成熟度低。 結(jié)構(gòu)具有反映其懸浮搬運和遞變懸浮搬運的特征。構(gòu)造特征: 具有典型的鮑馬層序；遞變層理為主; 滑塌變形、泄水構(gòu)造、重荷模; 侵蝕痕-槽

12、模、溝模、撕裂屑; 無淺水牽引流沉積構(gòu)造;生物特征：深水浮游生物為主；濁積巖體的分布與形態(tài)：沉積順序：礫、粗砂細砂、粉砂粉砂、泥展布形態(tài)：平面扇形；橫剖面透鏡；縱剖面凸透鏡濁積巖的鑒別標志：1. 潛水陸源碎屑沉積與深水頁巖共生或韻律分布2. 濁積巖具有鮑馬層序3. 有滑動及沉積物液化的證據(jù)4. 高密度流動的侵蝕痕-底面印模構(gòu)造5. 巖石色深，反應(yīng)深水缺氧環(huán)境6. 粒度資料顯示遞變懸浮的沉積特征7. 單層在大面積上分布穩(wěn)定等深流：在相對較深水環(huán)境中由地球旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的溫鹽環(huán)流。這種環(huán)流平行海底等深線作穩(wěn)定低速流動(520 cm/s),局部超過50cm/s。主要出現(xiàn)在陸隆區(qū)物質(zhì)來源：陸源碎屑、碳酸鹽

13、物質(zhì)、海底的再次沉積、火山成因碎屑 影響因素：溫度、鹽度、科里奧力、海底風暴、海底地形、風力沉積速率：大西洋212cm/ka，較低溫鹽底流并不總是沿等深線流動：他們可以從源頭沿坡下沉到深海，當這種流動到達一定的平衡深度，由于科氏力的作用，他們可以沿大陸邊緣的等深線水平流動，這時才真正的變成等深流。霧狀層是又深又厚（500-1500m)底部濁流層霧狀層由幾層組成，每一層向上密度都緩慢降低在一定深度出現(xiàn)密度不連續(xù)，形成等密度面（isopycnal surface)密度躍層（pycnocline),捕獲懸浮的沉積顆粒細粒顆?？梢酝ㄟ^低密度的濁流（平均數(shù)十米）順坡搬運當海底流遇到密度躍層，濁流稀釋的部

14、分就會分散開并沿等密度面水平運動（平流）底部邊界層(The benthic boundary layer,BBL): 在霧狀層的最底部，有一個幾米厚的水層，該水層的物理與化學(xué)性質(zhì)保持穩(wěn)定（由于海底地形的不規(guī)則性，這一層的水體是湍流由于湍流的混合作用，所以其物理化學(xué)參數(shù)一致）海底風暴（benthic storms):在海底存在高能量時期，這一時期以流速高、侵蝕強為特點，可以延續(xù)數(shù)天到數(shù)周特征：流速高：15cm/s-40cm/s；流向變化大；向上的渦旋；水體濁度高；侵蝕與再懸浮作用極強；形成霧狀層；進而形成等深流沉積等深流的侵蝕作用可以造成沉積間斷和不連續(xù)面等深巖具有三種共同的特征：1. 生物擾動

15、作用強：因為底棲動物生活需要一定的水流強度2.沉積構(gòu)造保存差：由于生物擾動作用強而在細粒濁積巖中沉積構(gòu)造保存好3.粒徑垂向變化不規(guī)則：可以向上變粗也可以變細，但濁積巖只向上變細等深流沉積特征：1. 產(chǎn)狀：與深水原地沉積伴生，博層狀，透鏡狀2. 粒度：泥級到砂級為主3. 分選較好4. 具有牽引流的沉積作用特征：沖刷面，交錯層理5. 巖性：陸源碎屑巖+碳酸鹽巖類+少量火山碎屑6. 流向標志：平行于斜坡走向7. 流速慢，沉積慢，生物擾動作用強，導(dǎo)致原始沉積構(gòu)造保存不好8. 垂向沉積層序：細粗細9. 發(fā)育時期：海平面上升時期，海侵體系的特征沉積類型低海平面：重力流活動為主，等深流沉積不易保存 海平面上

16、升：陸源區(qū)遠離沉積盆地，粗粒碎屑減少，重力流活動減弱，等深流沉積得以保存 高海平面：沉積物供給少，等深流沉積不發(fā)育內(nèi)波：存在于兩不同密度水層的界面內(nèi)潮汐：周期等于半日潮或日潮的內(nèi)波內(nèi)波和內(nèi)潮汐的沉積特征：1. 形成于深水沉積環(huán)境2. 具有特征的指向構(gòu)造3. 常見脈狀，波狀和透鏡狀層流4. 具有特征沉積層序：雙向遞變，單向遞變，對偶層雙向遞變5. 粒度：泥級到砂級6. 構(gòu)造：發(fā)育各種層理，波痕，典型的為雙向交錯層理，缺乏生物擾動7. 通常出現(xiàn)于海平面上升期沉積物波特征： 1.規(guī)模大：波長0.3-20km 波高：3-140m2.對稱性:大多不對稱內(nèi)駐波:形成不發(fā)生遷移，兩側(cè)對稱的大型沉積物波；封閉

17、水體前進波：形成不對稱的沉積物波；開闊水體中向上坡傳播的內(nèi)波引起沉積物向下坡方向遷移向下坡傳播的內(nèi)波引起沉積物向上坡反向遷移1.波峰和波谷出水質(zhì)點運動方向相反； 2.前進內(nèi)波作用于海底時可搬運海底沉積物 3.內(nèi)波引起的底流水平流速反比與密度界面距海底的高度 4.沉積物搬運的趨勢同內(nèi)波前進方向相反等深巖丘（等深流前引體）：長條形的等深流堆積體等深巖丘的形成過程：1. 萌生階段：低海平面時期以重力流（主要是濁流）活動為主，等深流沉積不易保存，沒形成明顯幾何形態(tài)2. 成型階段：海平面上升時期，物源區(qū)逐漸遠離沉積盆地，粗碎屑物質(zhì)的注入減少，重力流活動減弱，而等深流活動大大加強，重力流沉積物改造成為等深

18、流沉積物，大量堆積在陸隆或盆地邊緣而形成具有一定規(guī)模和幾何形態(tài)的沉積體等深積巖丘3. 衰退階段：高海平面時期沉積物供給少，等深流沉積不發(fā)育遠洋工廠：1.遠洋沉積生活在開放大洋表層水體中的浮游和游泳生物產(chǎn)生的沉積2.光合作用重要3.浮游植物作為海洋食物鏈的基礎(chǔ)控制了整個海洋的生物生產(chǎn)力4.浮游生物的生長和礦化主要在透光環(huán)境：光線、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)是控制因素沉積顆粒的沉降：1. 根據(jù)沉積顆粒的粒徑、密度和形狀，沉降速率<1m到>1000m/天2.只有大于100m的大顆粒（如一些硅藻和有孔蟲）沉積速率足夠快能沉積到海底3.在水柱下沉時間越長、在海底待的時間越長、硅質(zhì)和鈣質(zhì)殼體發(fā)生溶解作用越

19、強、有機質(zhì)的重新礦化作用也越強4.小的顆粒不能很快沉到海底，他們需要增加密度才能下沉：糞粒；集合體；勃發(fā)垂直沉降作用：1. 斯托克斯規(guī)律2. 顆粒形狀不規(guī)則將減緩下沉速度3. 水體紊流或洋流等使得顆粒在水平方向流動也將減緩下沉速度，并使得他遠離原生部位4. 如果是粘土礦物或殼體外附著有粘土礦物，在海水中產(chǎn)生絮凝作用會減緩沉降速度。5. 鈣質(zhì)殼體的溶解作用也將影響沉降速度，受CCD面影響，一般鈣質(zhì)殼體下沉到CCD面以下深處，便被全部溶解。有機質(zhì)降解：u 溶解有機質(zhì)：海洋環(huán)流和混合搬運u 顆粒有機質(zhì)：遠洋沉降、在表層海水有機質(zhì)的輸出中起主導(dǎo)作用，決定沉積物中有機碳的含量u 異養(yǎng)生物的降解導(dǎo)致氧的消

20、耗、溶解有機質(zhì)和顆粒有機質(zhì)的濃度隨水深增加逐漸降低u 微光帶（twilight zone)(透光帶以下到1000米）是有機質(zhì)降解的主要層u 氮、磷等無機營養(yǎng)物質(zhì)可以從有機質(zhì)再生產(chǎn)并隨溶解CO2進入次表層水u 微光帶的生物降解主要由細菌和古菌引起u 溶解有機質(zhì)多數(shù)在微光帶的上部將降完，只有快速沉降的顆粒有機質(zhì)才能免受降解進入海底u 有機顆粒的食物性質(zhì)也是影響降解的一大因素生物硅溶解的控制因素1.海水溫度2.海水硅酸鹽濃度3.屬種成分4.任何破環(huán)硅藻和放射蟲有機壁的過程替代性指標：n 替代性指標都是多因素、因而也都具有多解性 n 替代性指標都有其適用范圍，超出范圍都屬于錯用n 替代性指標都有其測量

21、和解釋的誤差，沒有誤差的定量解釋就是錯用n 替代性指標隨著分析技術(shù)的進步而不斷發(fā)展，是古環(huán)境創(chuàng)新的重要源頭替代性指標常見陷阱：1.本身變量的定義不清，proxy不可能精確2.超越proxy 適用范圍 超出適用時間 超出適用空間3.測量對象缺乏代表性4.分析手段的準確性和穩(wěn)定性5.預(yù)處理的問題：樣品污染6.學(xué)風問題：選擇性使用 不顧精度與誤差SST: 標志性化石 化石大小形態(tài) 古生態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù) 氧同位素Mg/Ca Uk37 TEX 86古生產(chǎn)力:有機碳法 底棲有孔蟲堆積速率法 碳同位素法 古生物法海洋火山灰年代學(xué):礦物學(xué)分析 掃描電鏡分析 電子探針 古地磁（磁化率）粒度分析 氧同位素分析沉積間斷形成的原因:1. 物質(zhì)來源缺乏2. 物理剝蝕：底層洋流沖刷作用 海嘯等引起的再懸浮3. 化學(xué)剝蝕: 底層海水對海底沉積物特別是生物沉積的溶解作用化石帶（Zone) ：以某種或某個化石組為特征