海洋地質(zhì)學(xué)復(fù)習(xí)

1、古海洋學(xué)概述 p古海洋學(xué)研究方法 p古海洋學(xué)：生物指標(biāo) p古海洋學(xué)：物理和化學(xué)指標(biāo) p古海洋記錄：第四紀(jì)海洋與冰后期海洋 1. 溫躍層（Thermocline）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. ITCZ熱帶輻合帶4. 古海洋學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的歷史過(guò)程與主要技術(shù)支撐條件？ p 古海洋學(xué)研究的意義和價(jià)值？ p 影響多時(shí)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(lái)源與組成 vLithogenous Sediment（巖源沉積物）：由巖石風(fēng)

2、化而來(lái)，以碎屑顆粒, 陸源顆?；蚧鹕筋w粒形式進(jìn)入海洋 v Biogenous Sediment（生源沉積物）：由海洋生物骨骼構(gòu)成，包括diatom，radiolaria， forminifer（有孔蟲(chóng)），其中由CaCO3組成的，成為 calcareous ooze （鈣質(zhì)軟泥）；由SiO2組成的，成為 siliceous ooze（硅質(zhì)軟泥） v Hydrogenous (authigenic) Sediment（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%的陸源物質(zhì)來(lái)自西太平洋邊緣 2. 在海洋沉積物的某深度處，當(dāng)CaCO3的溶解速率等于其累積速率時(shí)，將

3、不再有CaCO3保存于該深度以深的沉積物中，這個(gè)深度稱為CaCO3補(bǔ)償深度（CCD）。 p 在實(shí)際工作中，由于CaCO3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CaCO3含量為5%的深度定義為CaCO3補(bǔ)償深度。 飽和深度 溶解躍層補(bǔ)償深度3.古海洋環(huán)境十大參數(shù) p古 溫 度 p 古 鹽 度 p 海水結(jié)構(gòu) p 海平面變化 p 古 氣 候 物質(zhì)來(lái)源 p 營(yíng)養(yǎng)濃度 p 生產(chǎn)力 p 古海水Pco2與pH值 p 沉積通量 古海洋學(xué)：生物指標(biāo) 1.生物替代指標(biāo)(Biological Proxies) p浮游有孔蟲(chóng)（planktonic Foraminifera） p 底棲有孔蟲(chóng)(

4、Benthic Foraminifera) p 放射蟲(chóng)與硅鞭藻（Radiolarians and silicoflagellates) p 海洋硅藻(Marine Diatom) p 顆石藻(Coccoliths) p 生物標(biāo)志物(Biomarkers) p不飽和烯酮古溫度計(jì)2.浮游有孔蟲(chóng)：?jiǎn)渭?xì)胞真核生物,營(yíng)浮游生活, 100m-1mm,鈣質(zhì)殼,現(xiàn)生種約40個(gè)左右, 占總有孔蟲(chóng)的1%；200Ma(侏羅紀(jì))開(kāi)始出現(xiàn)，新生代 65Ma開(kāi)始繁盛,對(duì)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)),-1.831；影響因素包括：溫度、鹽

5、度、不同 水層的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、海水密度、 CO2、O2、共生生物分布、捕食、食物供應(yīng)等.p隨溫度變暖，殼徑變大.隨生產(chǎn)力增高，殼徑變大.pCO2越高，殼體越輕.3. 底棲有孔蟲(chóng):單細(xì)胞真核生物,營(yíng)底棲生活,50m-2mm,鈣質(zhì)殼或膠結(jié)殼，現(xiàn)生種約10000個(gè)左 右，占總有孔蟲(chóng)的99%,500Ma(寒武紀(jì))開(kāi)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、O2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(duì)13C的影響?4. 放射蟲(chóng):是海洋單細(xì)胞微體浮游動(dòng)物，營(yíng)浮游生活,40m-0.4mm,硅質(zhì)殼，寒武紀(jì)開(kāi)始出現(xiàn)，現(xiàn)生種約400

6、個(gè)左右.5. 上升流放射蟲(chóng)指數(shù)（URI, upwelling radiolarian index）: 上升流標(biāo)志種與總?cè)郝涞谋壤?p溫躍層-表層放射蟲(chóng)指數(shù)（TSRI，thermocline/surface radiolarian index）： 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:硅藻是具有色素體的單細(xì)胞植物,主要營(yíng)浮游生活, 10200m,硅質(zhì)殼，侏羅紀(jì)開(kāi) 始出現(xiàn)，現(xiàn)生種約100000個(gè)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(jī)質(zhì);有機(jī)C、N含量和同位素;四醚鍵膜類(lèi)脂物（GDGT）8. 有機(jī)C、N含量和同位素環(huán)境意義：C/N比

7、: 海相自生藻類(lèi) <8，陸生植物>20，比值越大陸相比例越高 (Meyers,1997)；氮同位素15N：陸生 植物及藍(lán)細(xì)菌 ( 0)，浮游植物 (+3+8)，15N 越輕陸相比例越高。9. 有機(jī)碳同位素13C：C3植物(25-30)，C4植物 (10-15),越偏負(fù)陸源物質(zhì)輸入越高。10. 四醚鍵膜類(lèi)脂物（GDGT）：海洋Crenarchaeota(泉古菌）,古菌（Archae）的一種,無(wú)處不在而且豐富；四醚鍵膜類(lèi)脂物(glycerol dialkyl glycerol tetraether，GDGT)：變化的五元環(huán)，膜脂組成有賴于溫度；GDGT(I)冷水；GDGT(II-IV)

8、暖；TEX86（The TetraEther Index of lipids with 86 carbon atoms）-SST。11. 烯酮的不飽和度古海水溫度。古海洋學(xué)：物理和化學(xué)指標(biāo) 1. 碳循環(huán)替代指標(biāo)（Carbon cycle Proxies） Mg/Ca與Sr/Ca古溫度計(jì)(Mg/Ca and Sr/Ca paleothermometry) p 營(yíng)養(yǎng)替代指標(biāo)（Nutrient Proxies） p 18O的溫鹽指標(biāo)（Temperature and Salinity proxies: 18O） p 放射性同位素指標(biāo)（Radioisotope Proxies）2. pCO2升高

9、4;海洋酸化: 全球變暖的“邪惡孿生子” 工業(yè)革命以來(lái)，大氣 p CO2由280ppmv增加到384ppmv, 海洋pH從8.2減 小到8.1。據(jù)預(yù)測(cè)，本世紀(jì)末海洋pH將再下降0.3-0.5全球大洋正面臨著酸化的重大危機(jī)。 p 減弱海洋吸收大氣CO2的能力，對(duì)全球變暖產(chǎn)生正反饋。 p 降低海水中CO32-濃度，對(duì)海洋生物尤其是鈣質(zhì)生物的鈣化、生理 等產(chǎn)生重要影響，引起海洋生態(tài)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 3. The Carbon Isotope Proxy Plants prefer to incorporate 12C into their tissue and will exclude 13C (13

10、C = -25) Within the ocean: 6CO2 + 6H2O + light <-> C6H12O6 + 6O2 Surface water is enriched in 13C (d13C = 1-2) Deep water becomes enriched in 12C (d13C=0) 4.5. p古海洋學(xué)研究中的生物替代指標(biāo)主要有 哪些？至少掌握一種 p 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（PETM）： 距今大約55.8Ma年前，在不到10ka的時(shí)間里，突然爆發(fā)

11、了一次嚴(yán)重的全球變暖事件,持續(xù)了 170ka，期間深海溫度增加約5 ，表層海水溫度增加48，大氣CO2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(Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM) 。 這次全球變暖事件有2萬(wàn)億 噸的碳溶入大洋，海洋CCD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(chóng)類(lèi)的滅亡。2. 南極冰蓋的形成問(wèn)題 南極海冰漂浮最早出現(xiàn)在中始新世（45.5Ma）南極陸地冰川活動(dòng)出現(xiàn)在始新世/漸新世冷事件（33.7Ma） 南極冰蓋最終形成中新世：2100萬(wàn)年前德雷克海道的開(kāi)啟與南極洲的熱孤立

12、 3. 西太平洋暖池的形成問(wèn)題 中美海道關(guān)閉的早期證據(jù)：4.5 Ma以來(lái)加勒比海碳酸鹽保存更好-通氣增強(qiáng)- NADW增強(qiáng)-中美海道關(guān)閉 現(xiàn)代西太暖池建立于 3.6 Ma，源于印尼和中美海道的關(guān)閉。 10.611.5“暖池”雛形開(kāi)始 印尼海道的關(guān)閉 3.64.0Ma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El Nino- “超級(jí)暖池”問(wèn)題 在早上新世暖期(4.5-3.0 Ma)，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(lèi)似現(xiàn)代El Nino事件。從而，現(xiàn)代強(qiáng)赤道東西溫度梯度不是穩(wěn)定而永久的特點(diǎn)。持續(xù)類(lèi)El Nino狀態(tài)，包括相對(duì)較弱的walker環(huán)流可能是

13、全球變暖的一個(gè)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；CO2（350-400ppmv）比工業(yè)革命前的全新世水平高30%；影響風(fēng)場(chǎng)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(qiáng)度減 弱；溫鹽環(huán)流更強(qiáng)（即從熱帶向北大西洋熱傳輸更強(qiáng)）； 構(gòu)造因子：巴拿馬和印尼水道關(guān)閉。 東赤道太平洋上升流地區(qū)的逐漸變冷早于北半球大冰期表明冰蓋的增長(zhǎng)及大氣的影響單獨(dú)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1.61.4Ma時(shí)，赤道東、西太平洋的不對(duì)稱格局最終形成。5. 中更新世氣候轉(zhuǎn)型(MPT) ：中更新世氣候轉(zhuǎn)型 (MPT)：在1250-7

14、00 ka期間，全球氣候變化的主周期由40 ka轉(zhuǎn)變100 ka。冰期的海洋 1. 2萬(wàn)年前大冰期： 陸地1/3被冰蓋覆蓋；北半球冰蓋厚23km，甚至4km； p 海平面下降120m；年平均氣溫下降8º C；大氣CO2濃度180ppm。2. 間冰期/冰期大氣pCO2旋回形成機(jī)制 海洋呼吸CO2假說(shuō)：冰期海洋儲(chǔ)存CO2引起CaCO3 在孔隙水中溶解, 堿度增加, 推進(jìn)海洋對(duì)大氣CO2的吸收, 即冰期時(shí)pCO2的降低必然伴隨著大洋深部CO32-的明顯增加。 影響冰期-間冰期大氣 CO2轉(zhuǎn)移的主要因素并 不能簡(jiǎn)單地歸因于大洋深部的CO32-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。

15、海洋上層水體碳酸鹽系統(tǒng)(pH、 pCO2和CO32-等)可能扮演重要角色。 3. 推論：類(lèi)ENSO過(guò)程與大氣pCO2變化之間可能存在耦合關(guān)系？ 4. LGM熱帶西太平洋硅藻席扮演的碳匯角色 5. 末次冰期D/O事件-Henrich事件 冰消期的海洋 1. 新仙女木期事件（Younger Dryas Event）2. 冰消期熱帶西太平洋SST升高領(lǐng)先極地冰體積消融2-3ka 冰后期的海洋千年尺度的氣候波動(dòng)，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Dansgaard-Oeschger事件的表現(xiàn)形式，只不過(guò)冰期時(shí)信號(hào)強(qiáng)、間冰期時(shí)信號(hào)弱而已。 -Bond et

16、 al., 1997，Science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(jī)制？ 西太平洋暖池的形成過(guò)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(dòng)？ 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(lèi)型與成因 p海洋災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查 p防災(zāi)減災(zāi) 思考題：請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明3種海洋災(zāi)害地質(zhì)成因及危害 p 了解海洋災(zāi)害地質(zhì)探測(cè)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(jī)制， 研究各類(lèi)海洋地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育規(guī)律與成災(zāi)過(guò)程，從而為海洋地質(zhì)災(zāi)害的災(zāi)情評(píng)估和監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、防治提供科學(xué)依據(jù)。海洋災(zāi)害地質(zhì)

17、類(lèi)型與成因 1. 2.各成因類(lèi)型危害性分析 構(gòu)造活動(dòng)成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類(lèi)型：主要包括地震、活動(dòng)斷層和火山等。它們不僅可能對(duì)沿岸 建筑物和海洋構(gòu)筑物造成直接破壞，而且地震可能引發(fā)海嘯， 還可能誘發(fā)崩塌、泥石流、濁流、海底濁流、砂土液化等次生 地質(zhì)災(zāi)害。 p重力（斜坡）作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類(lèi)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(duì)海岸建筑物和海洋工程造成直接破壞。 p侵蝕堆積作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類(lèi)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(dòng)砂體，它們 都可能對(duì)海岸建筑物和淺基礎(chǔ)的海底構(gòu)筑物造成破壞。 海

18、岸（海洋）動(dòng)力作用成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類(lèi)型：主要包括海岸侵蝕、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?。缓Ｋ肭质寡睾５貐^(qū)淡水水質(zhì)惡化，土地鹽漬化，生態(tài)環(huán)境惡化；風(fēng)暴潮、海嘯可以引起海岸強(qiáng)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(lèi)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(lèi)型。 人為成因的海洋災(zāi)害地質(zhì)類(lèi)型：如海

19、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(lèi)型，多數(shù)發(fā)生在人類(lèi)活動(dòng)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侵蝕災(zāi)害，等等。3. 活動(dòng)性斷層 通常將在第四紀(jì)有活動(dòng)的斷層稱為活動(dòng)斷層，并按活動(dòng)時(shí)代不同分為類(lèi)：早更新世活動(dòng)斷層、中更新世活動(dòng)斷層、晚更新世活動(dòng)斷層和全新世活動(dòng)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(dòng)和沉積作用引起地層的錯(cuò)動(dòng)。 危 險(xiǎn) 性：斷層引起的地

20、面錯(cuò)動(dòng)及其伴生的地面 變形，往往會(huì)損害跨斷層修建或建于附近的建筑 物，同時(shí)斷層還會(huì)導(dǎo)致海底產(chǎn)生過(guò)大的差異沉降，對(duì)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(yùn)動(dòng)。巖石圈板塊沿邊界的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用是導(dǎo)致海底地震的主因。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(dòng)于15°90°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

21、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(dòng)的現(xiàn)象。 國(guó)際上常把海底滑坡、滑塌和沉積物流動(dòng)作為一個(gè)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(dòng)或大量的沉積物群體運(yùn)動(dòng)，海底滑坡 除直接危害鉆井平臺(tái)、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。 p 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(lèi)活動(dòng)等都會(huì)引起海底失穩(wěn)。6. 淺層氣：在國(guó)際上，海底淺層氣通常是指在海底面以下1000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

22、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(qiáng)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(huì)發(fā)生蠕變，可能導(dǎo)致下陷，側(cè)向或旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，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面時(shí)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(cuò)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(méi)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，

23、海洋泥沙支出大于輸入，沉積物凈損失的過(guò)程，即海水動(dòng)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(dòng)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)榈状残螒B(tài)（bedform），簡(jiǎn)稱底形。10. 理論海平面: 全球海平面（Global sealevel)即理論海平面(Eustatic sealevel) 相對(duì)海平面: 世界某一地點(diǎn)的實(shí)際海平面變化是全球海平面上升值

24、加上當(dāng)?shù)仃懙厣仙蛳陆抵抵?，這便是相對(duì)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(dòng)的影響，濱海地區(qū)地下含水層動(dòng)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(dòng)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(dòng)，從而使淡水資源遭到破壞的過(guò)程和現(xiàn)象。 我國(guó)海水入侵的重點(diǎn)區(qū)域萊州灣、遼東灣、長(zhǎng)江三角洲 海洋災(zāi)害地質(zhì)調(diào)查 1. 地質(zhì)構(gòu)造：地震、OBS、重磁 p 地形地貌：多波束、聲納； p 淺地層結(jié)構(gòu)：淺剖、鉆探； p 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

25、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(cè)地球觀測(cè)系統(tǒng)的三個(gè)平臺(tái)：地面與海面、空中遙測(cè)遙感、海底探測(cè)海洋地質(zhì)學(xué)緒論1. 海洋的中心主體部分叫做洋、大洋（ocean），邊緣附屬部分叫做海（sea）。 海與洋的主要差別在于： l 大洋面積大，約占海洋總面積的89%，海的面積只占11%； l 大洋深度大，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 l 大洋遠(yuǎn)離大陸，受陸域影響小，水文要素較穩(wěn)定，有獨(dú)立和強(qiáng)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“陸緣海”(m

26、arginal sea)，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(dú)特之處在于其只在錯(cuò) 開(kāi)的兩個(gè)洋中脊之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；在洋中脊外側(cè)因運(yùn)動(dòng)的方向和速度均相同，斷層線并無(wú)活動(dòng)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1、 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1、 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

27、、時(shí)空分布及其形成機(jī)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(wèn)題的前提與基礎(chǔ)。2. 海洋沉積物分類(lèi)1、按沉積物物源分類(lèi)：1）陸源碎屑沉積物：主要是碎屑硅酸鹽礦物，來(lái)自陸地風(fēng)化剝蝕，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(dòng)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(dòng)邊緣或火山活動(dòng)比較活躍的地區(qū)。2、按海洋碎屑沉積物的結(jié)構(gòu)分類(lèi)：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(yùn)和沉積過(guò)程中按顆粒大?。６龋┻M(jìn)行分異

28、。 按照不同粒級(jí)的碎屑組分的相對(duì)量比進(jìn)行沉積物分類(lèi)，即所謂沉積物 的結(jié)構(gòu)分類(lèi)，一般采用三角圖。1）Shepard分類(lèi)：典型的描述性分類(lèi)，缺乏成因意義，目前用得很少。2)Folk分類(lèi)：強(qiáng)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(jiàn)PPT132、 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，包括沿岸陸地和水下岸坡，是一個(gè)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(kāi)始擾動(dòng)泥沙的地方，一般是在水深相當(dāng)于波長(zhǎng)的1/2或者1/3。2. 海岸帶的動(dòng)力作用：一、波浪，1.垂直海岸帶的搬運(yùn)：淺水的破波會(huì)把沉積物向岸搬運(yùn)，但重力作用又會(huì)使物

29、質(zhì)向下搬運(yùn)。2.平行海岸帶的物質(zhì)搬運(yùn)（沿岸泥沙流） ：波浪發(fā)生折射時(shí)，波浪以一定的角度向岸搬運(yùn)沉積物，在回流時(shí)重力作用起主導(dǎo)作用，沉積物不再回到原來(lái)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(yùn)趨勢(shì)。 二、潮汐，由月亮或者太陽(yáng)引力引起的地球表面海水的周期性運(yùn)動(dòng)。波浪是一種短周期（高頻）的海洋動(dòng)力；潮汐一種長(zhǎng)周期的海洋動(dòng)力。三、其他動(dòng)力，近岸流：對(duì)于近岸細(xì)顆粒泥沙搬運(yùn)、河口沖淡水的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)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(yíng)力。3. 海岸類(lèi)型劃分 1、按沉積物類(lèi)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(dòng)力作用分類(lèi)河控型海岸、波控型海岸、潮控型海岸

30、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(dòng)的）和河間高地組成。主要為淡水河流動(dòng)力主導(dǎo)，但是受到潮汐、波浪的影響，在外緣形成潮灘、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(huì)被擾動(dòng)。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(lèi)型。水下地形坡度剖面明顯變緩。7. 澙湖-潮汐汊道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

31、內(nèi)形成海積海岸，包括發(fā)育海灘、沙咀、灣壩。 沙壩-澙湖式港灣 泥沙供應(yīng)相對(duì)充足；一般一個(gè)沙壩-澙湖港灣自成獨(dú)立系統(tǒng)，不與鄰近海岸系統(tǒng)發(fā)生泥沙交換。河流來(lái)沙和岬角侵蝕供沙是海岸的主要泥沙來(lái)源。溺谷式海灣，泥沙供應(yīng)相對(duì)較少；港灣內(nèi)水深較深；此類(lèi)港灣在高緯度地區(qū)比較常見(jiàn)，一般由冰川刨蝕形成，最深可至數(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(lèi)二、河口三角洲沉積特征 三、三角洲沉積環(huán)境及相特點(diǎn)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(lèi)2、 河口三角洲沉積特征 三、三角洲沉積環(huán)境及相特點(diǎn)四、河口三角洲沉積作用1.沉積模式：陸棚/緩坡型：主要發(fā)育沉積在坡

32、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(mǎi)加耶拉斯三角洲沉積特點(diǎn)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：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1001000km，沉積物厚度通常超過(guò)5km，平均坡度小，水深15004000m， 陸隆面積19×106km2，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(kāi)闊、坡度平緩的淺水區(qū)。它的范圍從低潮線開(kāi)始，到海底坡度突然

33、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 4°17。主動(dòng)型大陸邊緣表現(xiàn)為上部緩，下部陡。而被動(dòng)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(gè)主要次級(jí)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2.1 陸架沉積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%左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。（考

34、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(gè)統(tǒng)一的動(dòng)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(dòng)：影響水深和自然地理環(huán)境 2）沉積物的補(bǔ)給，物質(zhì)來(lái)源主要是由河流、冰川等從陸地上搬運(yùn) 來(lái)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(lèi)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(dòng)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(yùn)、沉積及海底地貌塑造的主要營(yíng)力。 5）生物作用

35、，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(lèi)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(dòng)又可改變沉積物表面的物理性質(zhì)，從而影響到沉積過(guò)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(huì)引起沉積物膠結(jié)和粘結(jié)，這對(duì)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1）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(jí)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。 青年階段的陸坡沉

36、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(dòng)而出現(xiàn)深海溝。2）海面變化 氣候溫暖的高海面時(shí)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(yùn)至陸坡,因而不利于陸隆的發(fā)育。 氣候寒冷的低海面時(shí)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(yíng)力觸發(fā)時(shí)以濁流、碎 屑流或滑塌的形式搬運(yùn)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)的物源常是來(lái)自碳酸鹽礁及臺(tái)地的生物碎屑，但供

37、給速率較低。4）生物活動(dòng) 生物生產(chǎn)力以及生命活動(dòng)對(duì)陸坡、陸隆的沉積作用有重要意義，它影響著水柱中質(zhì)點(diǎn)的類(lèi)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(lèi)。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(jī)來(lái)源和盆內(nèi)成因是海洋碳酸鹽沉積物的顯著特點(diǎn)；碳酸鹽的搬運(yùn)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(shí)的水動(dòng)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)碳酸鹽建?。荚嚕?大洋沉積大洋沉積環(huán)境及沉積物來(lái)源 n大洋沉積物的分類(lèi) n 大洋沉積作用 n 大洋沉積

38、的分布規(guī)律一、大洋沉積環(huán)境和沉積物來(lái)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(yáng)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。 現(xiàn)代海底許多地區(qū)的底流流速為4 -40 cm/s， 可以搬運(yùn)沉積物，形成波痕。2、大洋沉積物的來(lái)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(lái)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(bǔ)償深度CCD：隨水深增加，由于水溫降低和壓力增加，使

39、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(lái)，粘土質(zhì)和硅質(zhì)便相對(duì)得到富集?，F(xiàn)代海洋的CCD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(shí)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(tuán)的活動(dòng)，使洋底一部分沉積物懸浮起來(lái)，在洋底上方呈霧濁狀，稱為霧濁層。其微粒濃度可以達(dá)到0.01 0.3 mg/L，甚

40、至更大。平均微粒粒徑12m，霧濁層厚度可達(dá)1000 m。 4、 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(yùn)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(diǎn)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(huì)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(lèi)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)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

41、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?chē)拇箨懫侣刺?，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(qiáng)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(jiàn)于水深小于碳酸鹽補(bǔ)償深度的海域；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?yàn)殁}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(guò)了周?chē)纳詈Ｅ?。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(gè)相帶：介殼保存完好的鈣質(zhì)沉積物（溶躍面以上）；介殼被