普通地質(zhì)學(xué)(謝文偉,黃體蘭,周仁元,王嵩莉) 第八章 海洋的地質(zhì)作用講解

1、第八章 海洋的地質(zhì)作用 江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院 謝文偉 謝宇飛 制作 第一節(jié) 海洋概況 海洋是地球上廣大而連續(xù) 分布的咸水體的總稱，占 整個地球面積的70.8%， 地球上的水約有97%存在 于海洋中。 一、海洋的概念 海洋 形成時間晚；出現(xiàn)于第三紀(jì)較早：中生代已出現(xiàn) 海洋底類型海底大多數(shù)為大陸型地殼洋底為大洋型地殼 深 度淺，一般3000米 面 積范圍局限，受陸地輪廓直接影響面積廣闊，不受陸地影響 沉積巖的分布面積占 陸地表面的75%，他 們中的絕大部分由海 洋沉積作用形成。 二、海水的化學(xué)組成 海水中含有大量的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，其中以可溶性鹽類為主。世 界各大洋的平均含鹽度為35，邊緣海和陸表海

2、鹽分的多少隨地 區(qū)氣候的不同而變化。 海水中含有Au、Ag、Ni、Co、Mo、Cu等數(shù)十種微量元素，很多國 家正在進(jìn)行提取開發(fā)實(shí)驗(yàn)。 海水中還含有一定量的O2、CO2氣體。 三、海水的物理性質(zhì) 1.海水的溫度 海水表層溫度：赤道附近為2528，兩極地區(qū)為0左右； 海水溫度隨深度增大而降低，到300米以下變化極小，一般為23。 2.海水的密度 略大于蒸餾水，一般為1.021.03g/cm3，隨各地海水的鹽分、溫度變化而變化。 3.海水的壓力 隨深度增加而增加，到水深1000m處，壓力為1.0013107Pa。 4.海水的透明度和顏色 大洋為藍(lán)色，透明度較好，光照可達(dá)200米。海的顏色變化較大，以

3、藍(lán)色為主， 常受懸浮物質(zhì)和藻類影響，透明度也受到影響。 四、海洋生物 海洋生物種類繁多，按其生活 方式大致分為浮游生物、游泳 生物和底棲生物。 五、海水的運(yùn)動 海水的運(yùn)動是重要的地質(zhì)作用動力，主要有波浪、潮汐、濁流和洋流四種運(yùn)動形式。 1.波浪 波浪是海洋上有規(guī)律的波狀起伏的水面。主要由風(fēng)摩擦海水而引起，也可因潮汐、海 底地震、大氣壓劇變而產(chǎn)生。 波浪由一個凸起的部分（波峰）和一個凹陷的部分（波谷）組成。 風(fēng)吹過水面形成小型張力波，波脊圓滑、風(fēng)吹過水面形成小型張力波，波脊圓滑、 波谷突銳，波形由表面張力決定波谷突銳，波形由表面張力決定 在坡度平緩的海洋，碎浪可涌上海灘或逐漸破碎在坡度平緩的海洋

4、，碎浪可涌上海灘或逐漸破碎 波浪作用的深度一般不超過波長的1/2，此時的深度界面就是波浪底部，稱為波（浪） 基面。正常浪的作用范圍大致在水深20m左右。近岸淺水區(qū)形成翻卷浪和拍岸浪。 波高一般為l2m，波長在40m范圍以內(nèi)。大風(fēng) 暴時波高可達(dá)1530m，最大波長可達(dá)800余米。 海嘯波在深海區(qū)波高一般3060cm，當(dāng)臨近海 濱時，可急速增高到15m以上，甚至可達(dá)30m， 速度可達(dá)480800km/h。 潮汐運(yùn)動示意圖 2.潮汐 海水在月球和太陽引力及地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力的共同努力下，產(chǎn)生周期性的漲落。 當(dāng)月地日三者位于同一條直線上時，即：朔望月潮差最大，稱為大潮，發(fā)生在農(nóng)歷初一、十 五之后

5、12天；上弦月或下弦月潮差最小，稱為小潮，發(fā)生在農(nóng)歷初八及二十二后12天。 潮 汐 來源：武漢地質(zhì)學(xué)院電教室 洋流的寬度從數(shù)十千米到數(shù)百 千米，長達(dá)數(shù)千千米。 流速較慢，一般僅為每小時數(shù) 千米。 有表層洋流（一般不超過100m深），也有深部洋流。 3.洋流 海洋中一種流速穩(wěn)定、規(guī)模巨 大且有規(guī)律的定向水流。 洋流的特征 洋流的成因 表層洋流主要由定期而來的信風(fēng)產(chǎn)生，其次為海水溫差產(chǎn)生暖流和寒流 深部洋流主要是海水密度差并引起的密度流，其流向可以是水平的，也可 以是垂直的環(huán)流 4.濁流 一種特殊的局部性海水流動，是由碎屑物和水混合而成、在重力作用和其他因素觸發(fā)下， 沿大陸架和大陸坡以較快的速度向

6、下流動的渾濁沉積物流，是一種水下重力地質(zhì)作用。 由暴風(fēng)浪、地震、火山以及海底滑坡引起的，含有大量懸浮物質(zhì)（砂、粉礫、 泥質(zhì)物質(zhì)）并以較高速度向下流動，往往在大陸基堆積形成海底沉積扇。 濁流的成因 第二節(jié) 海水的侵蝕和搬運(yùn)作用 海水的運(yùn)動是重要的地質(zhì)作用動力，對海岸、海底產(chǎn)生強(qiáng)烈的 侵蝕作用，并將侵蝕產(chǎn)物及其他外來物搬運(yùn)至海底沉積下來。 一、海水的侵蝕作用 海水通過自身的動力對海岸帶和海底的破壞作用，稱為海水 的剝蝕作用（簡稱海蝕作用），包括沖蝕、磨蝕和溶蝕三種 作用方式。 （一）海水的沖蝕作用 一般發(fā)生在海岸帶，形成特有的海蝕地貌，如：海蝕穴、海蝕崖、 海蝕柱、海蝕拱橋、海蝕階地。 影視：海水

7、的侵蝕 海水的侵蝕 來源：武漢地質(zhì)學(xué)院電教室 （二）海水的磨蝕作用 主要發(fā)生在海水幾米至幾十米深的地方。拍岸浪破壞的巖塊隨著退 流帶到濱海底部來回滾動，即對海底進(jìn)行磨蝕，本身相互間磨擦磨 圓，成為磨圓度很好的礫石和砂粒。 (三)濁流的侵蝕作用 大陸坡上普遍發(fā)育的“V”字形 峽谷，既是濁流侵蝕的產(chǎn)物，又 是濁流運(yùn)行的通道。 影視：海水的磨蝕 海水的磨蝕 來 源： 武 漢 地 質(zhì) 學(xué) 院 電 教 室 二、海水的搬運(yùn)作用 指進(jìn)流將水下的砂、礫向岸上搬運(yùn)形成礫灘、砂 灘或砂壩；回流又搬回水下在離岸一定距離的水 下沉積，成長為平行海岸的砂堤或砂壩的作用。 如果波浪斜擊海岸形成沿岸流，常形成 砂嘴或砂壩將

8、近陸的一部分水域與外海 隔離開來使其轉(zhuǎn)變成湖泊，稱為潟湖。 海水的搬運(yùn)以波浪搬運(yùn)作用為主。一般具有明顯的分帶性：較粗、重的顆粒搬運(yùn)距離 近（在近岸沉積），較細(xì)、輕的顆粒搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，化學(xué)溶蝕物質(zhì)搬運(yùn)更遠(yuǎn)，甚至可達(dá) 廣闊的海域。因此可以根據(jù)沉積物的粗細(xì)、輕重，分析當(dāng)時距離海岸的遠(yuǎn)近。 洋流主要搬運(yùn)細(xì)小、漂浮的物質(zhì)，搬運(yùn)距離可達(dá)數(shù)千米。濁流侵蝕、搬運(yùn)作用形 成深海沖擊扇（錐）。許多深海平原上的沉積物也是由濁流搬運(yùn)而來的。 第三節(jié) 海水的沉積作用 海洋沉積物的來源 陸源物質(zhì)、生物物質(zhì)、隕石、塵埃、海底火山噴發(fā)物 一、濱海的沉積作用 濱海是波浪和潮汐運(yùn)動強(qiáng)烈的近岸 水域，其下界為浪基面。 在基巖海岸區(qū)較

9、窄，低平海岸區(qū)很寬， 可達(dá)數(shù)千米以上。根據(jù)海水運(yùn)動的特點(diǎn)， 濱海可分為三個帶：潮下帶（外濱帶）、 潮間帶（前濱帶）、潮上帶（后濱帶）。 1.機(jī)械沉積 基巖海岸的機(jī)械碎屑沉積特征 低平海岸的機(jī)械碎屑沉積特征 以泥質(zhì)和碳酸鹽沉積為主形成泥灘，常見砂質(zhì)透鏡 體，也有以砂質(zhì)為主的砂灘 具有水平紋層結(jié)構(gòu)，常見交錯層理 可發(fā)展成為濱海沼澤，并形成大規(guī)模的煤田，我國華北 CP大型煤礦多屬于此類 沉積物以砂、礫為主，形成礫石灘或砂灘，磨圓度和分選性較好 礫石的長軸大致與海岸平行，礫石扁平面向著大海傾斜，顯示出定向排列特點(diǎn) 砂質(zhì)成分較單一，通常以石英砂為主，少量貝殼砂。有些化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，密度較 大的礦物可富集形

10、成濱海砂礦，如鈦鐵礦、金、金剛石等 砂質(zhì)沉積物中常見的交錯層理和不對稱波痕等 2.潟湖沉積 濱海的潮下帶形成砂壩，在適宜的條件下，砂壩 不斷加寬、加高，使海的邊緣或海灣與外海隔離 或半隔離，則形成了潟湖。 潟湖以泥砂質(zhì)沉積為主、水平層理發(fā)育為特點(diǎn)；干旱區(qū)潟湖常形成鹽類沉積夾在其中 3.潮坪沉積 潮坪是指以潮汐為主要水動力條件的濱海環(huán)境，在坡度極緩的海岸帶形成的平坦寬 闊的坪地，其主體界于高潮線與低潮線之間，寬達(dá)數(shù)千米，常與潟湖相伴出現(xiàn) 潮坪沉積若以砂質(zhì)為主稱為砂坪，若以泥質(zhì)為主稱為泥坪 14示意砂壩和鹽類礦物的形成過程 二、淺海的沉積作用 是指水下岸坡以下（以水下砂壩為標(biāo)志），直至200米深度

11、的海域，其海底為大陸架。 1.淺海的特點(diǎn) 各地淺海帶的寬度不等，從幾千米至上千千米。波浪、潮汐運(yùn)動較強(qiáng)烈，有 時能直接影響到海底，使淺海具有良好的通氣條件及穩(wěn)定的鹽度、陽光充 足、海水溫暖，有利于生物大量繁殖； 淺海是最主要的沉積場所，接納了陸源物質(zhì)中的大量碎屑物質(zhì)和溶解物質(zhì) （絕大多數(shù)沉積巖為淺海沉積形成）。 2.淺海機(jī)械沉積特征 碎屑物質(zhì)主要來源于陸地，部分來自海蝕作用產(chǎn)物； 沉積物顆粒比濱海沉積細(xì)，礫石極少見； 由近岸到淺海處，沉積物由粗到細(xì)：粗砂中砂細(xì) 砂粉砂（粉砂質(zhì)粘土）； 具有良好的水平層理，常含有較完整的動物遺體、貝 殼等。 3.淺?；瘜W(xué)沉積特征 化學(xué)沉積物來自海水溶蝕物質(zhì)以及河

12、流 地下水帶來的溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。 上述物質(zhì)在不同的環(huán)境下形成不同的化 學(xué)沉淀物： 呈膠體狀態(tài)的Fe、Al、Mn的氧化物首先沉積下來，可形成鮞狀、 豆?fàn)睢⒛I狀赤鐵礦、鋁鐵礦、錳質(zhì)礦等； 其次是低價鐵硅酸鹽和鐵的碳酸鹽沉淀，形成海綠石和菱鐵礦等； 最后是碳酸鹽類沉積，形成石灰?guī)r、白云巖等。 4.淺海生物沉積特征 淺海中生物大量繁殖和死亡，其骨骼和外殼就在適宜 的環(huán)境下沉淀下來，形成生物沉積巖。 主要有貝殼灰?guī)r、有孔蟲灰?guī)r、硅藻巖等，最常見的是珊瑚礁灰?guī)r。 三、半深海及深海的沉積作用 1.沉積物的特點(diǎn) 沉積物顆粒極細(xì)，主要是懸浮于水中的粘土及浮游生物遺?。崃鞒练e屬特殊沉積）， 還有少量海底火山

13、噴發(fā)及浮冰帶來的碎屑物質(zhì)。 2.主要沉積類型 （1）濁積物濁流攜帶的碎屑物，形成 深海沖擊扇和海底平原。近年來發(fā)現(xiàn)很多 油田跟濁積巖有關(guān)。 由于濁流的多次頻繁運(yùn)動，常表現(xiàn)為陸源碎屑沉積物與深海軟泥互層，形成由粗到細(xì)的韻 律性重復(fù)變化。具有清楚的遞變層理、印模等構(gòu)造，固結(jié)而成濁積巖。太平洋四周的海溝 中都充填著濁流沉積，并在深海盆地堆積形成巨大的海底平原。 （2）軟泥分布最廣，根據(jù)其中生物碎 屑的含量分為生物軟泥（生物碎屑50以 上）和深海粘土（主要為火山灰 ）。 全球深海沉積物分布圖 （據(jù)吳泰然，2003） 金屬泥富含重金屬元素的泥狀沉積物。 海底沉積物中Mn、Co、Ni、Cu金屬的儲量， 遠(yuǎn)

14、遠(yuǎn)超出大陸上同類金屬的儲量。估計(jì)可供 人類開采使用1 00010 000年。 錳結(jié)核在大洋底部廣泛分布，儲量豐富，約有十幾萬億噸，是重 要的礦產(chǎn)資源，由于開采條件限制，目前正進(jìn)行開采工藝實(shí)驗(yàn)。 （3）金屬泥和錳結(jié)核 第四節(jié)海平面變化 海平面的升降 是在地質(zhì)歷史中頻繁發(fā)生的現(xiàn)象，它與構(gòu)造運(yùn)動、海底擴(kuò)張速度變化及 海盆容積、海水量的變化相關(guān)?；鹕降拇笠?guī)模噴發(fā)可能引起海水量的增加，冰川作用時 期則引起海水量的減少。構(gòu)造運(yùn)動及板塊擴(kuò)張速度的變化更是地質(zhì)歷史時期海平面變化 的主要因素。 海平面上升，海水向大陸侵進(jìn)，海岸線向 大陸方向遷移，稱海進(jìn)；沉積物粒度下粗 上細(xì)。 海平面上升是現(xiàn)代一種持續(xù)性的地質(zhì)災(zāi) 害，造成海岸后撤、陸地面積縮小。 海退沉積序列 海進(jìn)沉積序列 海平面下