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文檔簡介
1、古海洋學(xué)概述古海洋學(xué)研究方法古海洋學(xué):生物指標(biāo)古海洋學(xué):物理和化學(xué)指標(biāo)古海洋記錄:第四紀(jì)海洋與冰后期海洋1 .溫躍層()是位于海面以下100200米左右的、溫度和密度 有巨大變化的薄薄一層,是上層的薄暖水層與下層的厚冷水層間 出現(xiàn)水溫急劇下降的層。2 .大洋傳送帶:將北半球高緯信息傳至全球3 .熱帶輻合帶4 .古海洋學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史過程與主要技術(shù)支撐條件?古海洋學(xué)研究的意義和價值?影響多時間尺度古海洋環(huán)境演化的主控因素有哪些,特征如何?1 .海洋沉積物來源與組成(巖源沉積物):由巖石風(fēng)化而來,以碎屑顆粒,陸源顆?;蚧鹕筋w粒形式進(jìn)入海洋(生源沉積物):由海洋生物骨骼構(gòu)成,包括 (有孔蟲), 其
2、中由3組成的,成為 (鈣質(zhì)軟泥);由2組成的,成為 (硅 質(zhì)軟泥)() (水成(自成) 沉積物):由溶液中直接析出或顆粒物與溶解接觸后形成全球大洋中70%勺陸源物質(zhì)來自西太平洋邊緣2 .在海洋沉積物的某深度處,當(dāng) 3的溶解速率等于其累積速率 時,將不再有3保存于該深度以深的沉積物中, 這個深度稱為3 補償深度()。在實際工作中,由于3溶解速率與累積速率較難以獲得,海 洋學(xué)家經(jīng)常方便地將海洋沉積物中3含量為5%勺深度定義為3 補償深度。飽和深度一溶解躍層一補償深度3 .古海洋環(huán)境十大參數(shù)古溫度古鹽度海水結(jié)構(gòu) 海平面變化古氣候物質(zhì)來源營養(yǎng)濃度生產(chǎn)力古海水2與值沉積通量古海洋學(xué):生物指標(biāo)1 .生物替
3、代指標(biāo)()浮游有孔蟲() 底棲有孔蟲()放射蟲與硅鞭藻()海洋硅藻()顆石藻()生物標(biāo)志物()不飽和烯酮古溫度計2 .浮游有孔蟲:單細(xì)胞真核生物,營浮游生活,100以1,鈣質(zhì)殼,現(xiàn)生種約40個左右,占總有孔蟲的1% 200(侏羅紀(jì))開始出現(xiàn), 新生代65開始繁盛,對環(huán)境變化敏感,是研究古海洋歷史的理 想指標(biāo);在現(xiàn)代海洋中從極區(qū)到赤道按帶狀分布(熱帶、亞熱帶、溫帶、亞極 和極區(qū))1.8 31 C;影響因素包括:溫度、鹽度、 不同水層的營養(yǎng)物質(zhì)濃度、海水密度、2、02、共生生物分布、 捕食、食物供應(yīng)等.隨溫度變暖,殼徑變大.隨生產(chǎn)力增高,殼徑變大 2越高,殼體 越輕.3 .底棲有孔蟲:單細(xì)胞真核生
4、物,營底棲生活,50以2,鈣質(zhì)殼或膠 結(jié)殼,現(xiàn)生種約10000個左 右,占總有孔蟲的99%,500(寒武紀(jì)) 開始出現(xiàn);生活在所有的海洋環(huán)境中,影響因素包括:底質(zhì)、食 物供應(yīng)、溫度、鹽度、深度、Q及其與其它生物群落的相互作用 等;分布模式:(1)水深分帶;(2)緯度分帶.碳通量對8 13C的影響?4 .放射蟲:是海洋單細(xì)胞微體浮游動物,營浮游生活 ,40以0.4, 硅質(zhì)殼,寒武紀(jì)開始出現(xiàn),現(xiàn)生種約400個左右.5 .上升流放射蟲指數(shù)(,):上升流標(biāo)志種與總?cè)郝涞谋壤?溫躍層-表層放射蟲指數(shù)(,):溫躍層標(biāo)志種(200m水深以 下)與混合層(50m水深以上)標(biāo)志種的比例。6 .海洋硅藻:硅藻是具
5、有色素體的單細(xì)胞植物,主要營浮游生活, 10200以m,硅質(zhì)殼,侏羅紀(jì)開 始出現(xiàn),現(xiàn)生種約100000個左右, 光合作用自養(yǎng)。7 .生物標(biāo)志物:海洋沉積物中的有機質(zhì);有機C、N含量和同位素四醴鍵膜類脂物()8 .有機C、N含量和同位素環(huán)境意義: 比:海相自生藻類8,陸 生植物20,比值越大陸相比例越高(,1997);氮同位素8 15N: 陸生植物及藍(lán)細(xì)菌(0%),浮游植物(+3 %+8%) , 8 15N 越輕陸相比例越高。9 .有機碳同位素8 13C:C3植物(25%o-30%o),C4植物(10 % -15%),越偏負(fù)陸源物質(zhì)輸入越高。10 .四醴鍵膜類脂物():海洋(泉古菌),古菌()的
6、一種,無處 不在而且豐富;四醴鍵膜類脂物(,):變化的五元環(huán),膜脂組成有賴于溫度;(I)冷水;()一暖;86 (86)。11 .烯酮的不飽和度一一古海水溫度。古海洋學(xué):物理和化學(xué)指標(biāo)1 .碳循環(huán)替代指標(biāo)()與古溫度計()營養(yǎng)替代指標(biāo)()8 18O的溫鹽指標(biāo)(:8 18。放射性同位素指標(biāo)()2 . 2升高 海洋酸化:全球變暖的“邪惡學(xué)生子”工業(yè)革命以來,大氣p 2由280增加到384,海洋從8.2減小 到8.1。據(jù)預(yù)測,本世紀(jì)末海洋將再下降 0.3-0.5一一全球大洋 正面臨著酸化的重大危機。減弱海洋吸收大氣2的能力,對全球變暖產(chǎn)生正反饋。降低海水中32-濃度,對海洋生物尤其是鈣質(zhì)生物的鈣化、生
7、理 等產(chǎn)生重要影響,引起海洋生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。3.12C13C (13C = 25 %o)62 + 6H2O + C6H12O6 + 6O213C (13C = 1-2 %o)Asa water moss ,lages it accumulates more of the light carbon,5.古海洋學(xué)研究中的生物替代指標(biāo)主要有哪些?至少掌握古海洋學(xué)研究中的物理和化學(xué)替代指標(biāo)主要有哪些?至12C (130%)The deep (thermohaline) circulation of the ocean controls thehorizontal redistribution of
8、1?C.4.少掌握一種 第四紀(jì)海洋與冰后期海洋前第四紀(jì)古海洋記錄1. 古新世-始新世最熱事件():距今大約55.8年前,在不到10的時間里,突然爆發(fā)了一次嚴(yán)重的全球變暖事件,持續(xù)了170,期間深海溫度增加約5c,表層海水溫度增加48C,大氣 2 是現(xiàn)在的 3-4 倍,深海氧氣含量嚴(yán)重降低的古新世- 始新世極熱事件 ( , )。這次全球變暖事件有)2萬億 噸的碳溶入大洋,海洋上升2000 米,許多物種的消亡,造成底棲生物的大改組,最為突出的是3040%深海有孔蟲類的滅亡。2. 南極冰蓋的形成問題南極海冰漂浮最早出現(xiàn)在中始新世( 45.5 )南極陸地冰川活動出現(xiàn)在始新世 /漸新世冷事件( 33.7
9、 )南極冰蓋最終形成中新世: 2100 萬年前德雷克海道的開啟與南極洲的熱孤立3. 西太平洋暖池的形成問題中美海道關(guān)閉的早期證據(jù): 4.5 以來加勒比海碳酸鹽保存更好3.1 通氣增強 - 增強 - 中美海道關(guān)閉現(xiàn)代西太暖池建立于 3.6 ,源于印尼和中美海道的關(guān)閉。3.6 611.5 “暖池”雛形開始 印尼海道的關(guān)閉3.7 4.0 前現(xiàn)代“暖池”形成巴拿馬地峽的關(guān)閉4. 上新世暖期永久 “超級暖池”問題在早上新世暖期 (4.5-3.0 ) , 東赤道太平洋溫躍層很深, 東西赤道溫度梯度僅有1.5 度左右,非常類似現(xiàn)代事件。從而,現(xiàn)代強赤道東西溫度梯度不是穩(wěn)定而永久的特點。持續(xù)類狀態(tài),包括相對較
10、弱的環(huán)流可能是 全球變暖的一個結(jié)果并進(jìn)一步促進(jìn)全球變暖。上新世與更新世相比:大洋溫度比現(xiàn)在高3-4度;2 (350-400 ) 比工業(yè)革命前的全新世水平高 30%影響風(fēng)場和熱平衡的東西溫 度梯度減弱;太平洋溫躍層更深、上升流強度減 弱;溫鹽環(huán)流 更強(即從熱帶向北大西洋熱傳輸更強);構(gòu)造因子:巴拿馬和 印尼水道關(guān)閉。東赤道太平洋上開流地區(qū)的逐漸變冷早于北半球大冰期表明冰蓋的增長及大氣的影響單獨不能解釋上升流地區(qū)的變冷。溫躍層深度/溫度的變化 才可能是重要原因。早更新世1.61.4時,赤道東、西太平洋的不對稱格局最終形 成。5. 中更新世氣候轉(zhuǎn)型():中更新世氣候轉(zhuǎn)型():在1250-700期
11、間,全球氣候變化的主周期由 40轉(zhuǎn)變100 o冰期的海洋1. 2萬年前大冰期:陸地1/3被冰蓋覆蓋;北半球冰蓋厚 23,甚至4;海平面下降1203年平均氣溫下降8o C;大氣2濃度180。2. 間冰期/冰期大氣2旋回形成機制海洋呼吸2假說:冰期海洋儲存2引起3在孔隙水中溶解,堿 度增加,推進(jìn)海洋對大氣2的吸收,即冰期時2的降低必然伴隨 著大洋深部32-的明顯增加。影響冰期 - 間冰期大氣2 轉(zhuǎn)移的主要因素并不能簡單地歸因于大洋深部的 32- 變化, 可能還受到諸如溫鹽環(huán)流和生物泵等效應(yīng)的影響。海洋上層水體碳酸鹽系統(tǒng) ( 、 2和32- 等)可能扮演重要角色。3. 推論:類過程與大氣2 變化之間
12、可能存在耦合關(guān)系?4. 熱帶西太平洋硅藻席扮演的碳匯角色5. 末次冰期事件事件冰消期的海洋1 .新仙女木期事件( )2 . 冰消期熱帶西太平洋升高領(lǐng)先極地冰體積消融2-3冰后期的海洋千年尺度的氣候波動,不僅出現(xiàn)在冰期, 也出現(xiàn)在間冰期和冰消期全新世千年尺度的“準(zhǔn)周期”事件,是 冰期事件的表現(xiàn)形式,只不過冰期時信號強、間冰期時信號弱而已。 ., 1997,思考題古新世 - 始新世最熱事件的海洋環(huán)境特征?南極冰蓋的成因機制?西太平洋暖池的形成過程?中更新世氣候轉(zhuǎn)型的含義?冰期的海洋環(huán)境特征?冰期-冰后期的快速(亞軌道事件)氣候波動?海洋地質(zhì)學(xué)之海洋災(zāi)害地質(zhì)海洋災(zāi)害地質(zhì)的概念海洋災(zāi)害地質(zhì)類型與成因海
13、洋災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查防災(zāi)減災(zāi)思考題:請簡要說明3種海洋災(zāi)害地質(zhì)成因及危害了解海洋災(zāi)害地質(zhì)探測技術(shù)海洋災(zāi)害地質(zhì)的概念1.概念:海洋災(zāi)害地質(zhì)主要研究海洋地質(zhì)災(zāi)害的形成條件與成因 機制,研究各類海洋地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育規(guī)律與成災(zāi)過程,從而為 海洋地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情評估和監(jiān)測、預(yù)報、防治提供科學(xué)依據(jù)。海洋災(zāi)害地質(zhì)類型與成因1.海洋地質(zhì)地質(zhì)災(zāi)害類 型構(gòu)造成因重力成因侵飩一堆積成因巖土一地層海一氣相互作用人類活動直接災(zāi)害地質(zhì)類型地震火山 地裂縫 活動斷層塌 流 野 坡塌石陷岸 滑崩泥塌海海岸侵蝕 樨岸沙丘 港灣設(shè)積 侵獨陡坎 潮流沙譽 悔底沙波沙丘 沖刷槽 海底峽谷淺層氣 泥火山海面上升 鹽漬化土地 海水入侵地面沉降海岸
14、侵蝕鹽潰化土地海水入侵易損濕地沙漠化土地水土流失地下水污染海上溢油潛在災(zāi)害地質(zhì)類型坎山層丘 崖陡火斷海 層層眠藏山 斷斷休理海海底海流 倒石堆海地崖 侵獨洼地 沿岸堤 水下三角洲 潮流三角洲 樨岸階地 淺灘 海釜古河道埋藏不整合面 古三角洲 古沙堤 軟弱層液氣體礦床 易液化砂層 起伏基巖易損濕地 古海灘強烈淡水抽水區(qū) 防護(hù)林破壞區(qū) 工業(yè)廢棄物 礦坑塌陷海岸帶地質(zhì)災(zāi)害6大類42種。2.各成因類型危害性分析構(gòu)造活動成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型:主要包括地震、活動斷層和火山等。它們不僅可能對沿岸破壞,而且地震可能引發(fā)海嘯,流、海底濁流、砂土液化等次生建筑物和海洋構(gòu)筑物造成直接 還可能誘發(fā)崩塌、泥石流、濁
15、地質(zhì)災(zāi)害。重力(斜坡)作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型:主要包括崩塌、泥石流、濁流等,往往是在地震或暴風(fēng)浪作用下觸發(fā)成災(zāi),可能對海岸建筑物和海洋工程造成直接破壞。侵蝕-堆積作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型:為海岸和海底侵蝕、堆積作用及其形成的地質(zhì)體,包括海岸與海床侵蝕、河口與海灣淤積及沙波沙脊等活動砂體,它們都可能對海岸建筑物和淺基礎(chǔ)的海底構(gòu)筑物造成破壞。主要包括海海岸(海洋)動力作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型:岸侵蝕、海面上升、海水入侵、風(fēng)暴潮、海嘯等。海岸侵蝕使土地?fù)p失, 引起海岸環(huán)境惡化; 海面上升使沿海低地受到海水侵淹的威脅,洪水和風(fēng)暴潮加重,海岸侵 蝕加??;海水入侵使沿海地區(qū)淡水水質(zhì)惡化, 土地鹽漬
16、化, 生態(tài)環(huán)境惡化; 風(fēng)暴潮、 海嘯可以引起海岸強烈的侵蝕或堆積, 摧毀海堤、 房屋, 可引發(fā)崩塌、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害。特殊地質(zhì)體(巖土體)成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型: 是指泥底辟、易液化砂層、軟土夾層、生物巖礁、氣體液體礦床、古河道、古侵蝕面、 淺埋起伏基巖等特殊的地質(zhì)體或巖土體, 它們本身不具有直接的破壞能力,屬潛在災(zāi)害地質(zhì)類型。人為成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型: 如海岸侵蝕、海水入侵、地面沉降、港口、航道淤積沙漠化、土地鹽漬化等,是人為因素為主成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類型, 多數(shù)發(fā)生在人類活動頻繁的沿岸地區(qū)。 如大量抽取地下水可能引起的地面沉降、 海水入侵災(zāi)害; 又如人工海灘采砂,可 能引起或加劇的海岸
17、侵蝕災(zāi)害,等等。3 . 活動性斷層通常將在第四紀(jì)有活動的斷層稱為活動斷層,并按活動時代不同分為4類:早更新世活動斷層、中更新世活動斷層、晚更新世活動斷層和全新世活動斷層。根據(jù)斷層距海底的深度不同,將斷層分為:海底、淺層(距海底30m以內(nèi))、中層(距海底30-100m)、深層(埋藏深度大于100m )形成原因:地殼活動和沉積作用引起地層的錯動。危 險性:斷層引起的地面錯動及其伴生的地面變形,往往會損害跨斷層修建或建于附近的建筑物,同時斷層還會導(dǎo)致海底產(chǎn)生過大的差異沉降,對海洋工程危害巨大。4 .地震與海嘯海底地震:是地下巖石突然斷裂而發(fā)生的急劇運動。巖石圈板塊沿邊界的相對運動和相互作用是導(dǎo)致海底
18、地震的主因。貝尼奧夫帶(俯沖帶):通常自海溝內(nèi)側(cè)下傾,上部平緩,向下 逐漸變陡,平均傾角45 ,在不同地區(qū)可變動于1590之 間。貝尼奧夫帶的深度有些僅 200300公里深,有些可延至 600700公里深處。大洋中脊地震帶:為分離型板塊邊界,只有淺源地震,地震帶狹窄,寬度僅數(shù)十公里,釋放的地震能量占全球總量的5%大地震易發(fā)生在光滑洋殼俯沖的區(qū)域大地震易引發(fā)海嘯5 .海底滑坡:指海底斜坡上的松軟沉積物在重力作用下沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動的現(xiàn)象。國際上常把海底滑坡、滑塌和沉積物流動作為一個不穩(wěn)定因素系統(tǒng)進(jìn)行研究,其共同特征是在一定的外界應(yīng)力觸發(fā)下能夠產(chǎn) 生大塊的地層滑動或大量的沉積物群體運動,海底滑坡
19、除直接危害鉆井平臺、海底光纜、港口、碼頭等設(shè)施外,大型海底滑坡 可引起巨浪甚至海嘯,造成嚴(yán)重的破壞損失。地震和斷層作用、 快速堆積、 淺層氣和天然氣水合物、 海浪、潮汐、人類活動等都會引起海底失穩(wěn)。6 . 淺層氣: 在國際上,海底淺層氣通常是指在海底面以下 1000 m之內(nèi)的沉積物中所聚集的氣體,組分主要包括甲烷、二氧化碳、硫化氫、乙烷等,其中一般以甲烷含量最高。沉積層土質(zhì)的力學(xué)性質(zhì), 使其強度降低, 結(jié)構(gòu)變松, 破壞了土質(zhì)原始穩(wěn)定性, 減小了基底支撐力。 在外載荷重下, 含氣沉積物會發(fā)生蠕變,可能導(dǎo)致下陷,側(cè)向或旋轉(zhuǎn)滑動,最終失去平衡,發(fā)生傾斜倒塌。7 . 埋藏古河道: 在晚更新世冰期的低海
20、面時期,海平面比現(xiàn)在低120m, 陸架出露成為廣闊的陸域平原, 發(fā)育了縱橫交錯的古水文網(wǎng)系。 這些古水文網(wǎng)系的發(fā)育演變消亡造就了大量河流沉積體系 , 被后期沉積地層所覆蓋的古河道,稱為埋藏古河道。有些古河道, 因其海侵地層較薄, 或沒有新的沉積, 至今在海底仍保留著沉溺河谷地形,成為殘留古河道。8 . 海岸侵蝕: 海岸侵蝕是指在自然力(包括風(fēng)、浪、流、潮)的作用下, 海洋泥沙支出大于輸入, 沉積物凈損失的過程, 即海水動力的沖擊造成海岸線的后退和海灘的下蝕。海岸侵蝕主控因素自然因素:河流改道引起海岸供沙不足導(dǎo)致海岸蝕退 ;海平面上升;風(fēng)暴潮。海岸侵蝕主控因素人為因素:人為采砂猖獗、一些不合 理
21、的海岸工程(突堤工程、護(hù)岸直立墻防潮壩)9 .陸架海底砂質(zhì)沉積物在海洋浪、潮、流等水動力作用下,發(fā)育 了各種起伏的地貌,有侵蝕地貌,也有堆積地貌,通稱它們?yōu)榈?床形態(tài)(),簡稱底形。10 .理論海平面:全球海平面()即理論海平面()相對海平面:世界某一地點的實際海平面變化是全球海平 面上升值加上當(dāng)?shù)仃懙厣仙蛳陆抵抵?,這便是相對海平面。11 .海平面升降12 .海水入侵:由于自然因素或人為活動的影響,濱海地區(qū)地下 含水層動力條件發(fā)生改變,使淡水與海水之間的平衡狀態(tài)遭受破 壞,結(jié)果導(dǎo)致海水或與海水有直接動力聯(lián)系的高礦化度地下水沿含水層向陸地方向侵入, 咸淡水界面不斷向陸地方向移動, 從 而使淡
22、水資源遭到破壞的過程和現(xiàn)象。我國海水入侵的重點區(qū)域一一萊州灣、遼東灣、長江三角洲海洋災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查1 .地質(zhì)構(gòu)造:地震、重磁 地形地貌:多波束、聲納; 淺地層結(jié)構(gòu):淺剖、鉆探;表層底質(zhì):取樣與分析,包括物理性質(zhì)指標(biāo):含水率、密度、孔隙 率、飽和度等水理性質(zhì) 指標(biāo):液限、塑限、塑性指 數(shù)、液性指數(shù)等;力學(xué)性質(zhì)指標(biāo): 內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等。化學(xué)指標(biāo):元素、離子2 .海底監(jiān)測一一地球觀測系統(tǒng)的三個平臺:地面與海面、空中遙 測遙感、海底探測 海洋地質(zhì)學(xué)緒論1 .海洋的中心主體部分叫做洋、大洋(),邊緣附屬部分叫做海 ()。海與洋的主要差別在于:大洋面積大,約占海洋總面積的89%海的面積只占11%大洋深度大
23、,一般在 3000米以上,海的深度一般小于2000米,有的只有十幾米或更淺 大洋遠(yuǎn)離大陸,受陸域影響小,水文要素較穩(wěn)定,有獨立和強大 的海流系統(tǒng)和潮汐系 統(tǒng)。海與陸連接,受陸域影響大,水文要 素通常隨地理、氣候等條件變化。2 .邊緣海:又稱“陸緣?!保ǎ?,是位于大陸和大洋的邊緣的海 洋,其一側(cè)以大陸為界,另一側(cè)以半島、島嶼或島弧與大洋分隔, 但水流交換通暢3 .轉(zhuǎn)換斷層的獨特之處在于其只在錯開的兩個洋中脊之間有相對運動;在洋中脊外側(cè)因運動的方向和速度均相同,斷層線并無活動特征。4 .全球深水盆地呈“兩橫兩豎”格局分:“兩豎”是指近南北走向的濱大西洋深水盆地群和濱西太平洋深水盆地群;“兩橫”是指
24、近東西向的新特提斯構(gòu)造域深水盆地群與環(huán)北極深水盆地 群。海洋沉積一、海洋沉積學(xué)概論2、 海岸沉積3、 河口三角洲沉積4、 大陸邊緣沉積5、 大洋沉積一、海洋沉積學(xué)概論1 .海洋沉積學(xué): 是研究海底淺層沉積物(含沉積巖)的特征、時空分布及其形成機制和變化 規(guī)律的科學(xué)。是研究海底構(gòu)造、海洋環(huán)境、 礦產(chǎn)資源、 古海洋學(xué)、 古氣候?qū)W及全球變化和其他與海底相關(guān)的地學(xué)問題的前提與基礎(chǔ)。2 . 海洋沉積物分類1、 按沉積物物源分類:1)陸源碎屑沉積物:主要是碎屑硅酸鹽礦物,來自陸地風(fēng)化則蝕,大部分分布在濱海環(huán)境和近海陸架。2)內(nèi)源沉積物:主要由從海水中析出的化學(xué)和生物化學(xué)物質(zhì)組成。3)生物源沉積物:直接由動
25、植物的殘骸組成,如濱海環(huán)境中的泥炭等。4)火山源沉積物:火山碎屑沉積,主要分布在板塊活動邊緣或火山活動比較活躍的地區(qū)。2、 按海洋碎屑沉積物的結(jié)構(gòu)分類 :大多數(shù)海洋沉積物具有顆粒 結(jié)構(gòu)。 顆粒沉積物在搬運和沉積過程中按顆粒大小 (粒度) 進(jìn)行 分異。按照不同粒級的碎屑組分的相對量比進(jìn)行沉積物分類,即所謂沉積物 的結(jié)構(gòu)分類, 一般采用三角圖。 1 ) 分類: 典型的描述性分類, 缺乏成因意義, 目前用得很少。 2) 分類: 強調(diào)粗粒組分的水力學(xué)意義,將細(xì)粒組分作為水體渾濁度 的標(biāo)志,具有較大的成因意義,廣泛應(yīng)用。 見 13二、 海岸沉積1 .海岸帶: 是指海陸交界處相互作用變化活躍的地帶,包括沿
26、岸陸地和水下岸坡, 是一個兩棲地帶。 其上界為現(xiàn)代波浪作用的上限, 其下界面為波浪開始擾動泥沙的地方, 一般是在水深相當(dāng)于波長的 1/2 或者 1/3 。2 . 海岸帶的動力作用:一、波浪, 1. 垂直海岸帶的搬運:淺水的破波會把沉積物向岸搬運,但重力作用又會使物質(zhì)向下搬運。2. 平行海岸帶的物質(zhì)搬運(沿岸泥沙流) :波浪發(fā)生折射時,波浪以一定的角度向岸搬運沉積物, 在回流時重力作用起主導(dǎo)作用,沉積物不再回到原來位置,而是趨向垂直于海岸方向回落,形成平行于海岸線的沉積物搬運趨勢。二、潮汐 ,由月亮或者太陽引力引起的地球表面海水的周期性運動。波浪是一種短周期(高頻)的海洋動力;潮汐一種長周期的海
27、洋動力。三、其他動力,近岸流: 對于近岸細(xì)顆粒泥沙搬運、河口沖淡水的擴散運動有重要意義。 風(fēng): 在砂質(zhì)海岸,風(fēng)是形成海岸沙丘的重要營力。3. 海岸類型劃分1、按沉積物類型劃分:淤泥質(zhì)海岸、砂質(zhì)海岸、礫石質(zhì)海岸、基巖海岸 2 、按動力作用分類河控型海岸、波控型海岸、潮控型海岸4. 三角洲前緣: 受海水頂托以及咸淡水交匯影響,河流沉積物快速沉積的區(qū)域。 沉積物以砂質(zhì)、 粉砂質(zhì)砂為主。 沉積體包括水下沙壩、 潮流水道。 (試卷)5. 三角洲平原 :河流沉積物堆積形成的出 露水面的低地平原,由分流河道(包括廢棄的和活 動的)和河間高地組成。主要為淡水河流動力主導(dǎo), 但是受到潮汐、 波浪的影響, 在外緣
28、形成潮灘、海 灘等沉積體。6. 前三角洲: 正常天氣下的波基面以外,基本不受淺水波浪的影響, 但風(fēng)暴天氣下, 海底沉積物會被擾動。 主要以沉積河流攜帶的懸浮質(zhì)沉積物, 形成以泥質(zhì)為主的沉積類型。 水下地形坡度剖面明顯變緩。7. 潟湖-潮汐漢道8. 基巖港灣海岸: 基巖港灣海岸在岬角處主要發(fā)育基巖海岸,在灣內(nèi)形成海積海岸,包括發(fā)育海灘、沙咀、灣壩。 沙壩-潟湖式港灣泥沙供應(yīng)相對充足;一般一個沙壩-潟湖港灣自成獨立系統(tǒng), 不與鄰近海岸系統(tǒng)發(fā)生泥沙交換。 河流來沙和岬角侵蝕供沙是海岸的主要泥沙來源。 溺谷式海灣, 泥沙供應(yīng)相對較少;港灣內(nèi)水深較深;此類港灣在高緯度地區(qū)比較常見,般由冰川刨蝕形成,最深
29、可至數(shù)百米甚至上千米。(試卷)河口三角洲沉積一、河口三角洲發(fā)育與分類二、河口三角洲沉積特征三、三角洲沉積環(huán)境及相特點四、河口三角洲沉積作用五、河口三角洲沉積旋回與演化 一、河口三角洲發(fā)育與分類不同類型三角洲的比較類型供給 體系沉積 坡度相臨7元 積體系沉積物扇三 角洲沖積扇(近源河流)險陣發(fā)性水流、量 力流”盆內(nèi)水體分 選 粒度磨 天圓 細(xì)變好f辮狀平原 三角洲辯狀平原(近源河流)較陡陣發(fā)性水流重 力流、盆內(nèi)水體辮狀河 三角洲群狀河(短程河流)較緩陣發(fā)性水流、盆 內(nèi)水體三角洌曲流河(裝程河流)緩穩(wěn)定水流、盆內(nèi) 水體二、河口三角洲沉積特征三、三角洲沉積環(huán)境及相特點四、河口三角洲沉積作用1 .沉積
30、模式:陸棚/緩坡型:主要發(fā)育沉積在坡度低緩而寬闊的陸棚海邊緣斜坡/陡坡型:該模型根據(jù)牙買加耶拉斯三角洲沉積特點建立斜坡/陡坡型:以具有頂積層、前積層和底積三層構(gòu)造為特征層2 .河口作用:慣性因素一流進(jìn)盆地的河水慣性力和伴隨的素流擴散;摩擦因素一流出的河水與河口床底間的摩擦力口浮力因素一由流出的河水和盆地水之間的密度差而引起的浮力。大陸邊緣沉積一、大陸邊緣的地質(zhì)特征二、大陸邊緣的沉積特征一、大陸邊緣的地質(zhì)特征穩(wěn)定大陸邊緣大陸邊緣穩(wěn)定大陸邊緣的構(gòu)造活動比較 穩(wěn)定,又稱被動大陸邊緣、大 西洋型大陸邊緣、離散大陸邊 綠??蓜澐譃榇箨懠?大陸坡 和大陸隆三個單元活動大陸邊緣活動大陸邊緣構(gòu)造活動較頻繁,
31、又稱主動大陸邊緣、太平洋型 大陸邊緣、收斂大陸邊緣???劃分為大陸架.大陸坡海溝一 島弧體系以及海溝一島弧向陸 側(cè)的邊緣海盆1. .大陸隆由大陸坡坡麓向大洋底延伸的沉積扇形地,地跨大陸坡和洋底兩單元,寬1001000,沉積物厚度通常超過 5,平均坡 度小,水深15004000ml陸隆面積19X 1062,占洋底總面積 6%, 陸隆表面起伏不大。 陸隆可分為上下兩部分, 下陸隆一般更緩。 (試卷)2. 大陸架是圍繞大陸、地形開闊、坡度平緩的淺水區(qū)。它的范圍從低潮線開始,到海底坡度突然增大的深度為止。3. 大陸坡指緊靠大陸架外緣,水深200-2000m 的海底。平均坡度為40 17。主動型大陸邊緣
32、表現(xiàn)為上部緩,下部陡。而被動型的大西洋和印度洋邊緣則相反, 表現(xiàn)為上部陡, 下部緩。 海底峽谷和大陸坡平坦面是大陸坡兩個主要次級地形單元。二、大陸邊緣的沉積特征2.1 陸架沉積2.2 陸坡 - 陸隆沉積2.3 淺海碳酸鹽巖沉積2.4 邊緣海盆沉積2.5 陸架沉積殘留沉積|匚=主要分布于外陸架陸架淺海沉積I型代沉積主要分布于內(nèi)陸架變余沉積受到現(xiàn)代水動力和生 物改造的殘留沉積1 .殘留沉積是指沉積物的屬性與目前所處環(huán)境不相適應(yīng)的那些 沉積物。如波羅的海海底發(fā)現(xiàn)淡水湖相粘土和冰碳物;全球陸架 面積的50%fc右為殘留沉積物所覆蓋, 沉積物以細(xì)砂為主,含鈣 質(zhì)結(jié)核,還往往有許多指示原沉積環(huán)境的生物化石
33、。(考試)2 .、現(xiàn)代沉積 是指沉積物的屬性與目前所處的沉積環(huán)境相一致, 處于一個統(tǒng)一的動態(tài)平衡系統(tǒng)之中。3 .變余沉積,原為殘留沉積物,受到現(xiàn)在所處的淺海環(huán)境的改造, 沉積物的屬性一部分與現(xiàn)代沉積環(huán)境一致,一部仍屬殘留沉積物的屬性4 .陸架沉積作用的控制因素:1)海平面變動:影響水深和自然 地理環(huán)境2 )沉積物的補給,物質(zhì)來源主要是由河流、冰川等從陸地上 搬運來的陸源物質(zhì)。3)氣候,決定了大陸上巖石的風(fēng)化、 侵蝕的類型和速度,海洋中的海流體系,海岸生物生產(chǎn)力和海水的化學(xué)性質(zhì)。4 )陸架水動力狀況:包括洋流、潮流、密度流和氣象流四種,是陸架沉積物侵蝕、搬運、沉積及海底地貌塑造的主要營 力。5
34、)生物作用,底棲生物的許多形式和生理的適應(yīng)性與底質(zhì)沉積物的物理性質(zhì)有關(guān),兩者是一種互相依存的關(guān)系 : 一方面,在不同類型沉積物底質(zhì)上,生活著不同種群組合的生物群落;另一方面,沉積物表面的生物活動又可改變沉積物表面的物理性質(zhì),從而影響到沉積過程6 )化學(xué)因素,陸架區(qū)海水的化學(xué)性質(zhì),一方面控制著某些自生礦物的形成,另一方面,化學(xué)沉積作用也會引起沉積物膠結(jié)和粘結(jié),這對于增加底質(zhì)穩(wěn)定性、減少侵蝕作用具有重要的影響。 (考試)2.2陸坡- 陸隆沉積1) 陸坡-陸隆沉積作用的影響因素2) 地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境是控制陸坡陸隆沉積作用的一級制約因素。 幼年階段陸坡僅局部或者從未發(fā)生沉積作用,陸隆未形成。
35、青年階段的陸坡沉積作用仍很微弱,陸隆未形成或僅處于胚胎階段。 壯年期陸坡已被很厚的沉積物所覆蓋,在物源充分的構(gòu)造穩(wěn)定區(qū), 陸坡向前推進(jìn); 老年階段的大陸邊緣由于聚斂板塊的構(gòu)造活動而出現(xiàn)深海溝。3) 海面變化 氣候溫暖的高海面時期 ( 間冰期 ) ,河流輸送入海的沉積物質(zhì)大多堆積在陸架內(nèi)帶, 只有很少部分被海流搬運至陸坡,因而不利于陸隆的發(fā)育。 氣候寒冷的低海面時期(冰期),陸 架大部分出露,河流可將其載荷物質(zhì)直接堆積在陸架坡折帶附 近,當(dāng)受到地震、大風(fēng)暴等營力觸發(fā)時以濁流、碎屑流或滑塌的形式搬運至陸坡、陸隆及深海平原,從而有利于陸隆的發(fā)育。3)物源 陸坡、陸隆以再沉積作用為主。低緯區(qū)的物源常是
36、來 自碳酸鹽礁及臺地的生物碎屑,但供給速率較低。4)生物活動生物生產(chǎn)力以及生命活動對陸坡、陸隆的沉積作用有重要意義,它影響著水柱中質(zhì)點的類型和濃度。從而影響著 底質(zhì)的沉積速率。2 .沉積物重力流分為隨屑流、顆粒流、液化沉積物流、濁流四 類。3 .海洋碳酸鹽沉積的一般特征: 溫暖、清潔的淺水海域是碳酸 鹽產(chǎn)生的最有利因素;有機來源和盆內(nèi)成因是海洋碳酸鹽沉積物 的顯著特點;碳酸鹽的搬運距離近,顆粒與灰泥比值常作為判斷 解釋碳酸鹽沉積物沉積時的水動力條件的重要標(biāo)志;淺海潮下帶是碳酸鹽沉積物堆積速率最高的地帶, 深水沉積低速率;碳酸鹽 沉積體的特有形態(tài)一碳酸鹽建?。荚嚕┐笱蟪练e大洋沉積環(huán)境及沉積物來
37、源大洋沉積物的分類大洋沉積作用大洋沉積的分布規(guī)律 一、大洋沉積環(huán)境和沉積物來源1、大洋沉積環(huán)境大洋沉積發(fā)育在深海盆地,水深在 2000m以 下。平均深度為 4000m。深海底陽光已不能到達(dá),氧氣不足,底棲生物稀少,故不能形成多量的底棲生物堆積。深海底層溫度一般穩(wěn)定在 1左右?,F(xiàn)代海底許多地區(qū)的底流流速為 4 -40 , 可以搬運沉積物,形成波痕。2、大洋沉積物的來源陸源物質(zhì):河流、海岸侵蝕、風(fēng)、冰川、海流海洋源物質(zhì):生物沉積、海底風(fēng)化、自生礦物其他來源物質(zhì):火山、宇宙物質(zhì)三 、 大洋沉積作用: 垂直沉降作用; 遠(yuǎn)濁流作用; 底層流效應(yīng);等深流;霧濁層;深海暴流1. 方解石的補償深度: 隨水深增
38、加, 由于水溫降低和壓力增加,使碳酸鈣溶解的飽和度增大,方解石和文石的溶解速度也增加。在某一深度上碳酸鹽沉積物的溶解速度和供應(yīng)速度達(dá)到平衡。 在此深度之下, 碳酸鹽沉積物被溶解而不能沉積下來, 粘土質(zhì)和硅 質(zhì)便相對得到富集?,F(xiàn)代海洋的在 4500m之下。(考試)2. 等深流 指在科氏力和水體密度梯度作用下, 順同一深度形成的密度底流, 主要形成在大陸隆區(qū), 可以形成等深流席或沉積脊堆,寬數(shù)十公里至數(shù)百公里。 等深流流速較低, 沉積速率低, 在時間上是持續(xù)和穩(wěn)定的。3. 大洋底部,由于各種水流(包括底層流、等深流和遠(yuǎn)濁流等)和水團的活動, 使洋底一部分沉積物懸浮起來, 在洋底上方呈霧濁狀,稱為
39、霧濁層。 其微粒濃度可以達(dá)到 0.01 0.3 ,甚至更大。平均微粒粒徑12以mi霧濁層厚度可達(dá)1000 mo四、 大洋沉積的分布規(guī)律(大洋沉積作用特征及其分布規(guī)律)1. 大洋沉積作用存在氣候地帶性、環(huán)陸地帶性、 垂直地帶性以及構(gòu)造地帶性。氣候地帶性: 不同的氣候帶具有不同的溫度和濕度, 影響基巖風(fēng)化(物源供給) 、搬運方式等,從而與陸源沉積作用息息相關(guān)。 不同的氣候帶及其所造成的大洋環(huán)流特點也控制了海洋生物的繁衍和分布。 這樣, 氣候帶的差異必然會在海洋沉積中得到反映。 氣候地帶性不但表現(xiàn)在沉積物的種類和性質(zhì)上, 而且也表現(xiàn)在沉積物的數(shù)量上,即沉積速度和沉積厚度上也有反映。環(huán)陸地帶性: 在環(huán)
40、繞陸地的洋緣地帶, 廣泛發(fā)育了陸源沉積;而在遠(yuǎn)離陸地的遠(yuǎn)洋地帶,則沉積了深海粘土、鈣 質(zhì)和硅質(zhì)軟泥等遠(yuǎn)洋沉積物。 就沉積量而論, 在大陸及群島周圍的大陸坡麓處, 乃是巨厚沉積的分布區(qū), 隨著遠(yuǎn)離大陸向著大洋方向, 沉積數(shù)量及沉積率逐漸降低, 通常在距大陸坡麓數(shù)百公里以外, 這種沉積量的遞降現(xiàn)象不明顯。在陸源物質(zhì)大量輸入海洋的溫濕 帶, 沉積量遞減的環(huán)陸地帶性表現(xiàn)最為強烈, 其影響所及, 可達(dá)陸地以外上千公里。在印度洋北部,環(huán)陸地帶性影響范圍約達(dá)2000 公里。 但在干燥帶,由于陸源輸入量有限,環(huán)陸地帶性不甚顯著。垂直地帶性: 碳酸鹽沉積最嚴(yán)格的服從于垂直地帶性,他見于水深小于碳酸鹽補償深度的海
41、域; 相反, 深海粘土總是分布在深水區(qū)。 在水深較小的海山和海嶺的頂峰處經(jīng)常覆蓋著近于白色的鈣質(zhì)沉積物。 因為鈣質(zhì)沉積物的沉積速度大于相鄰的深海粘土十倍左右, 這種情況下海底高地上的沉積厚度反而超過了周圍的深海盆。由于海底高地上底流比較活躍,其沉積物的粒度往往較粗。 在垂直地帶性的一般圖式中, 可以劃分為 3 個相帶: 介殼保存完好的鈣質(zhì)沉積物(溶躍面以上);介殼被溶蝕破碎的鈣質(zhì)沉積物(溶躍面以下) ;非鈣質(zhì)沉積物(補償深度以下) 。構(gòu)造地帶性: 底擴張和板塊運動導(dǎo)致洋底年齡從洋中脊軸部向兩翼規(guī)律遞增。 洋底邊擴張、 邊沉降、 邊接受沉積。 在中脊頂部,構(gòu)造因素起主導(dǎo)作用,其上沉積層缺失或充填于凹地中。向兩翼, 隨著洋底年齡增大沉積厚度也逐漸增加。 構(gòu)造作用下,存在水熱作用, 使得出現(xiàn)特有的重金屬軟泥。 海底火山活動可以形成玄武質(zhì)組成的玻璃質(zhì)火山碎屑夾層。 (考試)海洋學(xué)基礎(chǔ)海水的物理化學(xué)性質(zhì)海水運動的基本形式海平面變化-、海水的物理化學(xué)
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