普通地質(zhì)學普地海洋

普通地質(zhì)學普地海洋第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

第十四章海洋的地質(zhì)作用Ocean&Sea

第一節(jié)概況

一.性質(zhì)

1.海洋和陸地,是二大截然不同的地理單元:陸地占地表面積29%,海洋71%。

2.海水總體積:13.7億立方公里；如把地表夷平，則地球上海底變淺為2745米深度(中深海;現(xiàn)平均>3600米)。

3.海水含豐富的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等，含鹽量33‰-38‰。0-200米水域富含O2(海洋植物的光合作用),較深水域動物吸入O2,呼出CO2;且有機物腐爛要消耗O2,故深水域缺O(jiān)2富CO2。海水中CO2隨壓力及鹽度增大而增大。

4.海洋是一個巨大的熱交換器;沒有海洋調(diào)節(jié)作用,任何一種生物都不能適應強烈的溫度變化。第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月5.0-200米水域有大量可供人類食用的生物(魚類、海帶等)。世界上每年從海洋中捕撈的魚6500萬噸。照此計算，海洋提供的食物可供300億人口食用。但是，濫捕濫殺使許多生物面臨絕境；近代海洋污染，使大量底棲生物、浮游生物、游泳生物難能生存。

6.海水有豐富的資源：AuAgCuFeSnAl礦；NaCl4億億噸;鈾41億噸;重氫46×1012噸，約等于3．6×1024噸煤(可供50億人類使用7000億年);石油天然氣;潮汐還可發(fā)電。第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月7.三大類海洋生物:底棲benthos類(bryozoan

苔蘚,coral,brachiopoda)、游泳nekton類

(魚)、浮游plankton類(algae,radiolarian,

有孔蟲foraminifera,conodont牙形刺）。

此三大類海洋生物在整個地史中均存在。

海洋生物骨骼成分:CaCO3和SiO2(硅藻,放

射蟲,硅質(zhì)海綿等)。

8.海水的物理性質(zhì)：密度（1.02-1.03，略大于蒸餾水）、壓力（每下降10米增加一個大氣壓，巖石每3.7米增加一個大氣壓）；海水溫度（底部穩(wěn)定2-3度，表面隨緯度變化而變化，洋流除外）。第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月9.我國的海洋：內(nèi)海渤海（廟島群島）、邊緣海黃海（東營黃河口）、東海（含臺灣海峽、吳凇長江口）、邊緣海南海(南沙群島)。

海的趣聞：1“西游記“中的南海，實為寧波普陀山；2以海命名的湖：中南海、北海，實為斷裂湖；3沒有水的海：云海、沙海；4消失的海：Tethys(古地中海)。

二.海與洋的區(qū)別

1.時代新(<50Ma至今);2.基底多為陸殼(日本海與南海除外);3.面積小,水深小(日本海與南海除外);4.含鹽度低、水溫略高。第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)海水的運動及其地質(zhì)作用

要點:1.海水運動造成海岸及海底巖石的剝蝕、搬運與沉積，是重要的外動力作用源.2.海水的運動表現(xiàn)為：波浪、潮汐、濁流、洋流。

wave,tide,turbiditycurrent,oceancurrent

一.波浪(高低起伏的海水)特點

1.波浪的4點起因：風摩擦海水、月球引力、

海底地震、大氣壓變化。

2.波浪四要素：波長（相鄰波峰間距離;數(shù)十至800多米）；波高（波峰波谷間的垂直距離;1-4至15-30米）；波的周期（相鄰二波峰傳經(jīng)同一點所間隔的時間）；波速（波形在單位時間內(nèi)前進的距離）。

波峰wavecrest,波谷trough,

波長length,波高high,波的周期period,波速velocity

第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.波浪的大小與風速、刮風的持續(xù)時間有關。

●波浪運動時，看似洶涌澎湃，滾滾向前，但如在某一峰點作一個記號，便可見其只是作上下運動。

●海洋天氣預報主要是風力、風向、浪高,以確定什么噸位船可以出海。

●在波浪影響的范圍內(nèi),從上而下,水質(zhì)點作圓周運動的半徑減小,以至消失。

原因:水的內(nèi)摩擦作用。

浪基面wavebase=1/2波長(波浪運動停止面),故波浪向下變小且傳導的深度只能<1/2波長。第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月●靠岸處,因水深小于1/2波長,水運動受到海底磨擦,底部水質(zhì)點運動由圓→橢圓→扁圓,水體只能前后運動,不能上下運動;此時,上層水流速大于下層,波長變小,波高加大,故波峰變尖，最后翻卷成破浪breaker（或卷浪，白的水花）。拍擊海岸時則叫激浪surf。

二.波浪的地質(zhì)作用

1.浪蝕waveerosion:岸邊巖石在巨大能量的海水作用下，節(jié)節(jié)后退。抵抗力強的巖石突出成為海岬strait；抵抗力弱的巖石凹入成為海灣gluf,海岸線岬灣交錯）；沿斷裂帶則形成海蝕溝谷marinecanyon,如普陀山觀音洞。第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月●在岸邊后退時，伸入海中的巖石可形成海蝕柱

marinestack、海蝕橋marinebridge等地貌景觀。

●在水平方向上，激浪和石塊對陡崖的沖擊，

先形成海蝕洞穴～cave→海蝕凹槽～trough,

繼之凹槽上的陡崖崩塌,原凹槽的底變成海

蝕平臺submarineplatform和新陡崖cliff。

●海蝕平臺稱為波切臺wavecut，崩塌的碎屑在水

下堆積成的平臺叫波筑臺wavebuiltplatform。

●海蝕平臺發(fā)展停止后的海岸剖面叫海蝕平

衡剖面marinebalancedsection。

●洞穴、凹槽、平臺應位于海浪作用的高度。如它

們高于該高度,則表明地殼有過上升；反之下降。第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月●波浪運動使海水在岸邊反復前進稱進流

intergression～、后退稱回流reflux,形成磨圓

度與分選性好的碎屑。粗的形成海灘beach、

礫灘；細的形成砂壩sandbar、砂堤～barrier。

●如果波浪運動與海岸斜交，可形成與岸平

行的沿岸流longshorecurrent;在海岸凹入處,

沿岸流攜帶的物質(zhì)沉淀成沙嘴sandspit。被

沙嘴隔離在近陸的封閉海域稱為瀉湖lagoon。

三.潮汐及其地質(zhì)作用

1.潮汐tide：月球引力作用下造成的海平面

周期性升降現(xiàn)象。第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月●潮汐作用使海水大規(guī)模水平運動，形成潮流tidalcurrent。潮汐影響小的地方河口形成三角洲delta；潮汐作用大的地方，河口強烈沖刷，形成三角港triangularharbour。

●海寧縣鹽官鎮(zhèn),錢塘江潮,寬10公里。中秋節(jié)后2-3天，浪高3-5米，推進10米/秒；大潮極其壯觀。

●潮汐條件:a.狹窄的河道；b.向海張開的漏斗狀河口；c.河口處的水下砂堤（抬升浪高）；d.強東南風。

●沿海地區(qū)利用海進、海退來運輸。

●潮汐帶沉積物中含有豐富的石油。第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四.洋流及其地質(zhì)作用

1.洋流oceancurrent:定向流動的廣海海水。

●控制因素：定期的信風tradewind(中緯度

的西風流)、海水的溫差、含鹽度的不同(密

度流)、科里奧利效應、大陸和島嶼的位置、

海底地貌。

●表層洋流影響深度<100m;深部洋流可達海底。

●按溫度有暖流、寒流。

●洋流流速:0.5-1.5米/秒，對海底有輕微沖刷、搬運、沉積能力。

●沿陸坡等深線低速流動的深部洋流稱等深流。

contourcurrent,3-30cm/s,見于大西洋陸隆。第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.濁流TurbidityCurrent

(1)定義:發(fā)生在大陸架斜坡上的高密度(1.5-2.0g

/cm3)、高速度向下流動的水體,屬密度流。

●產(chǎn)物：海底泥石流、濁積巖(具有很大厚度的沙、

泥、礫沉積,含淺水生物碎片)。沉積物與海水攪

拌在一起，以19.1米的高流速向下運動，能量大、

破壞力強,可將陸緣物質(zhì)搬運至深海，重塑海底

地貌；可沖斷海底電纜。

●規(guī)模:在北大西洋西部水深5400m處,一個海底滑

塌扇展布面積達40000km2，滑塌體長度達54km?！裨颍旱卣甬a(chǎn)生的海底滑坡。第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)濁流的地質(zhì)作用

●濁流的侵蝕可形成海底峽谷submarinecanyon:

與大陸架、大陸坡方向相垂直并終止于陸

隆的濁流通道。

●海底峽谷的前鋒是巨型扇狀沉積體稱海底沖積堆或深海扇,分布在陸坡-陸隆交界帶。

submarinealluvialcone,deepseaturbidityfan

●陸隆是濁流的終結(jié)處(由陡的陸坡變緩的陸隆處必然沉積)，因此認為陸隆是濁流沉積形成的；陸隆上的濁流沉積體為向洋變薄的楔狀體（可用來判別海陸位置極性）。

●更細的物質(zhì)可漂至深海平原。圖14-9第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三節(jié)海底沉積物

一.海底沉積物來源：1.陸緣物質(zhì)、2.生物物質(zhì)、3.火山物質(zhì)、4.被溶濾的海底巖石(海水沿巖石裂隙下滲并被加溫→熱水溶解-淋濾途經(jīng)的物質(zhì)→溶濾物質(zhì)被折返上升，以熱泉的方式溢出海底)、5.宇宙物質(zhì)

terrigenousmaterial,biologic～，volcanic～，

solvedsubmarine-rocks,universal～，

【影響海底沉積的四因素】課堂不講，自學

1.深度：深度不同，海水物理性質(zhì)、化學成分(鹽與CO2)、生物狀況就不同，必然影響沉積物性質(zhì)和分布。CaCO3在鹼性溶液中沉淀,酸性溶液中溶解;CO2含量影響著海水的酸鹼度并控制著CaCO3的沉淀。深度加大，陸緣碎屑物必減小、粒度則由粗而細。

第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.氣候：1.溫暖時，陸上有較多的FeMnAl

可流入海洋,CaCO3易沉淀形成石灰?guī)r；代

表生物為珊瑚(生長溫度20度左右)。

2.寒冷時，有冰川沉積物形成；代表化石

為硅藻（寒冷海水中生活）。

3.陸地地形及其物質(zhì)組成

(1)海岸平坦則沉積物來源少（長江以北平

原型海岸,如蘇北與青島）。

(2)海岸起伏則沉積物來源多（長江以南山

地型海岸，如廈門鼓浪嶼）。

(3)陸地物源物質(zhì)：蘇北第四系形成泥灘；

青島花崗巖則形成沙灘。第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月4.海盆隔開（如瀉湖等）

(1)如果隔開部分淡水注入量>海水蒸發(fā)量,

則淡化，如西湖。

(2)如果隔開部分淡水注入量<海水蒸發(fā)量,

則咸化。如約旦西部地中海與紅海之間

的死海。

●咸化海為還原環(huán)境；鹽度增加,則沉積白

云石、石膏、芒硝、鹽。

●淡化海底部也是還原環(huán)境。如無垂直對

流，則嚴重缺氧，不適應鹽度變化的底

棲生物必亡。第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月二.濱海沉積

1.濱海shore:(圖14-10)為波浪及潮汐強烈活動

的近岸區(qū),可達數(shù)公里寬?？煞譃橥鉃I（潮水

下限帶)、前濱(潮間帶)、后濱(潮水上限帶)三個

帶。offshore，foreshore，backshore。

后濱帶前濱帶外濱帶

濱海帶劃分示意圖第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.外濱(潮水下限帶)、前濱(潮間帶)5特征:

a.水淺、動蕩、氧氣足、陽光充沛。

b.生物有綠藻、蘭綠藻及海洋底棲生物。

c.沉積物分選性好、磨圓度好如砂、礫。

d.具交錯層、波痕、干裂紋、雨痕、蟲跡等原生

構(gòu)造。

e.動蕩的海水導致竹葉狀灰?guī)r、鳊狀灰?guī)r的形成。

3.后濱帶(潮水上限帶):近岸,水不暢,潮濕,適

宜植物生長,易形成泥炭(marl),最后轉(zhuǎn)變成

煤coal。第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月三.淺海沉積

1.淺海：水深<200米的連續(xù)水體區(qū)。

除去濱海以外的大陸架(坡度0.1度)均是淺

海區(qū)。

為非常重要的沉積區(qū)，絕大多數(shù)的沉積巖屬

于淺海沉積產(chǎn)物。

2.淺海沉積帶的特征：

(1)水動力作用較強,有動蕩的海流作用。七

級風就可影響至海底（波長500米，浪高5

米，影響250米深）。

(2)含氧高,光線充足。在無污染的情況下,光

線可穿入200米；有利于生物生長。第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)生物豐富:該帶聚集了90%的海洋生物。

底棲生物有：腕足類、珊瑚、紅藻、硅藻；

中層水體生物有：魚類和其它游泳生物，褐藻；

頂部生物有：漂浮生物，綠藻。

(4)穩(wěn)定的鹽度:35‰。

3.三類淺海沉積物特征

1.碎屑沉積：砂巖,細砂巖,粉砂巖，風暴巖。

風暴巖沉積序列

C.紋層狀泥質(zhì)-灰泥質(zhì)層（平靜環(huán)境）

B.交錯層狀細砂粉砂巖(流向動蕩淺水環(huán)境)

A.遞變層+沖刷面粗砂-細砂巖（快速堆積淺

水環(huán)境）

早C.紋層狀泥質(zhì)-灰泥質(zhì)層（平靜環(huán)境）第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.化學沉積：Al→Fe→Mn沉積(依次由陸向海沉積)→碳酸鈣沉積(石灰?guī)r,具鮞狀結(jié)構(gòu);干燥條件下則有白云巖沉積)→磷酸鈣沉積(結(jié)核)。

●鮞狀結(jié)構(gòu)定義(ooliticstructure)：核心為

石英、長石、生物碎屑；包殼為AlFeMn正

膠體、SiO2負膠體；呈放射狀或同心狀;圈

越多,表明攪動次數(shù)越多,水動力強、能量高。

3.生物化學沉積:介殼灰?guī)r;生物礁Organic

Reef(明礁:露出水面或可見者;暗礁:潛在水下)。

●現(xiàn)代珊瑚礁形成條件：充足的陽光;20度±；

水清,不含泥沙；含鹽度正常；水深小于60

米（生長在基巖之上）。第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月●生物礁類型

⑴岸礁fringingreef:靠近大陸邊緣的生物礁

⑵堡礁barrierReef：與海岸平行分布，其間

有淺水（瀉湖）相隔。

【大堡礁】位于澳大利亞東北部的CoralSea，

長1800km,離岸30-50km,瀉湖深30-

60m；是世界著名的旅游區(qū)。

⑶環(huán)礁atollreef：繞著瀉湖分布的環(huán)形珊瑚

礁群。

生物礁演化三階段:1.島嶼→珊瑚繞島生長(岸礁)→2.下沉→珊瑚向上生長(堡礁)→3.下沉→珊瑚繞島生長(環(huán)礁)。(圖14-11)第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月四.半深海bathyal沉積(深200-3000米)

1.位置：大陸坡(平均4度,底深1400-3200

米)。

2.環(huán)境:還原環(huán)境,生物較少,含火山物質(zhì)。3.八種主要沉積物

a.泥質(zhì)（彩色）

b.粉砂細砂質(zhì)(懸浮質(zhì))

c.藍泥（氧化亞鐵，有機質(zhì)）

d.紅泥(來源于熱帶陸地氧化產(chǎn)生的紅土)

e.綠泥(含有海綠石)

f.火山泥(海區(qū)火山灰)

g.珊瑚泥（珊瑚礁的海蝕產(chǎn)物）第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月五.深海沉積(水深>3000m,平均4600-5500m)

1.位置：洋底

2.環(huán)境:海水平靜；生物稀少；沉積物少；

懸浮粒級小于半深海（粉沙與泥之間）。

3.沉積物：軟泥、金屬泥錳結(jié)核、濁流沉

積,等深流沉積。

3.1

軟泥：來自陸地的風化產(chǎn)物，漂得很遠

且可以沉積下來的物質(zhì)（更細的

物質(zhì)將永遠懸浮在水中）。

A．生物軟泥(含硅質(zhì)骨骼+鈣質(zhì)骨骼50%、生物

碎屑50%)

B．含火山碎屑的紅色粘土第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1.1金屬泥:洋脊中富含金屬元素的泥狀沉積物。

●成因與地幔上升有關(巖漿分泌出含金屬元素的熱

水溶液→海水與含金屬元素的巖漿相互作用)?！窈匾牡V產(chǎn)資源Cu-Pb-Zn-Cr-Mo-V

3.1.2錳結(jié)核：膠體凝聚而成；核心為生物屑、巖屑；

Mn成皮殼狀、同心圈狀；直徑可達8cm；并可

吸附其它金屬元素。

3.1.3碳酸鈣沉積補償線CCD定義:碳酸鈣全部溶解不

能沉淀的深度線，其深度>4500-5000米。

●這就是為什么鈣質(zhì)軟泥沉積在淺部，硅質(zhì)軟泥在

深部的原因：深度增加，CO2含量增高，所有碳酸

鈣質(zhì)點下沉到該深度即被全部溶解。

●太平洋4500米，大西洋5000米。

●對確定古海洋的位置,形態(tài),水深,海底升降有意義。第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2

濁流沉積：濁積巖turbidite,具A-B-C-D-

E鮑瑪序列。完整的沉積系列也稱為復理

石建造flyschformation。

濁積巖的鮑瑪層序

E.塊狀泥巖,含遠洋化石(陸隆環(huán)境）

D.水平紋層狀頁巖,含生物化石(陸坡)

C.丘狀波紋層粉