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(gè)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(shí)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(guó) 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(dòng) 海水的運(yùn)動(dòng)是重要的地質(zhì)作用動(dòng)力，主要有波浪、潮汐、濁流和洋流四種運(yùn)動(dòng)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(gè)凸起的部分（波峰）和一個(gè)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(zhǎng)的1/2，此時(shí)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(zhǎng)在40m范圍以內(nèi)。大風(fēng) 暴時(shí)波高可達(dá)1530m，最大波長(zhǎng)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(shí)，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(dòng)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(shí)，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(zhǎng)達(dá)數(shù)千千米。 流速較慢，一般僅為每小時(shí)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(dòng)，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(dòng)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(dòng)，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(dòng)是重要的地質(zhì)作用動(dòng)力，對(duì)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(dòng)力對(duì)海岸帶和海底的破壞作用，稱為海水 的剝蝕作用（簡(jiǎn)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(dòng)，即對(duì)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(zhǎng)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(shí)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(dòng)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(dòng)的特點(diǎn)， 濱海可分為三個(gè)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(cuò)層理 可發(fā)展成為濱海沼澤，并形成大規(guī)模的煤田，我國(guó)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(zhǎng)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(cuò)層理和不對(duì)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(dòng)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(dòng)較強(qiáng)烈，有 時(shí)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(chǎng)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(dòng)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(jià)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(dòng)，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(chǔ)量， 遠(yuǎn)

14、遠(yuǎn)超出大陸上同類金屬的儲(chǔ)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(chǔ)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(dòng)、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(shí) 期則引起海水量的減少。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及板塊擴(kuò)張速度的變化更是地質(zhì)歷史時(shí)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