第八章大陸邊緣及其地質(zhì)構(gòu)造

1、 發(fā)散型大陸邊緣又稱為大西洋型大陸邊緣 。是大西洋、印度洋周邊普遍存在的類型。由寬闊的大陸架、平緩的大陸坡（13度）和分布廣泛的大陸裾三個單元組成。它是海底擴(kuò)張過程中形成的。 聚斂型大陸邊緣又稱為太平洋型大陸邊緣，他由大陸架、陡峭的大陸坡（23度）和深海溝三個單元構(gòu)成。太平洋型大陸邊緣又可以分出島弧亞型和安第斯亞型兩種。 島弧亞型大陸邊緣： 安第斯亞型大陸邊緣：主要分布在南美洲西海岸，并向北延伸到北美西南沿岸。 南美西海岸瀕臨“秘魯智利”海溝，海溝深達(dá)50006000m，陸架及海岸平原極其不發(fā)育，代替他們的是陡峭的基巖岸線和海拔50006000m以上的安第斯山鏈，有強(qiáng)烈的地震和“鈣堿”性火山活

2、動。海溝內(nèi)靠岸側(cè)的坡地上是巨厚的濁流沉積。 轉(zhuǎn)換斷層型大陸邊緣占世界大陸邊緣總長度的24，如北美太平洋東側(cè)加利福利亞灣的大陸邊緣，由圣安德烈斯平移斷層和阿拉斯加灣東南的費(fèi)爾韋瑟平移斷層參與塑造。加利福利亞半島以裂離半島形成出現(xiàn)，兼蓄發(fā)散與平移性質(zhì)；阿拉斯加灣外有阿留申島弧與海溝存在，兼蓄發(fā)散與平移性質(zhì)。現(xiàn)代大陸架淺海沉積模式埃默里（1952）將現(xiàn)代沉積分為： 1.碎屑沉積（風(fēng)、水、冰川帶來的） 2.生物沉積（貝殼等生物骨骼 ） 3.火山沉積（火山附近的火山碎屑） 4.自生礦物沉積（磷灰石和海綠石等）星野通平 （1973）根據(jù)沉積環(huán)境不同，將現(xiàn)代沉積分以下四類： 1.開闊陸架區(qū)：一般在水深20-

3、30m以內(nèi)淺水區(qū)為沙質(zhì)沉積；這個深度以下出現(xiàn)泥質(zhì)沉積，54m水深以下全為泥質(zhì)沉積。54m又稱泥線深度。 2.河口區(qū)：河口區(qū)現(xiàn)代沉積一般組成三角洲，屬于快速堆積區(qū)，比降大的河流出口區(qū)出現(xiàn)礫石分布。海水、河水相混促進(jìn)泥質(zhì)的凝聚作用和沉積下來。 3.海灣區(qū)：沉積物有礫石、砂和泥等，礫石分布在濱岸帶和部分河口區(qū)，砂質(zhì)沉積廣泛。 4.海峽區(qū)：由于海峽水動力強(qiáng)，現(xiàn)代沉積只有砂和礫，在海峽兩端，形成扇狀堆積，砂堆積在礫石的外側(cè)。 沉積物的屬性與目前所處的環(huán)境不適應(yīng)，形成于目前陸架海區(qū)完全不同的沉積環(huán)境之中，如外陸架海區(qū)出現(xiàn)砂質(zhì)沉積 ，淺海底出現(xiàn)淡水環(huán)境的沉積物等。 殘留沉積一般包括硅質(zhì)碎屑?xì)埩舫练e、生物遺體

4、殘留沉積和化學(xué)沉積物殘留沉積三類，它們形成于更新世末期，在全新世海侵后仍保留著原先的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和化石，以及沉積地形(殘留沉積地貌)，基本未被改造。其組分以砂為主，但也可以是礫石、冰磧物、介殼、泥炭和土壤組成的沉積物。主要分布在外陸架，內(nèi)陸架上沉積速率極小、或處于微侵蝕狀態(tài)的海區(qū)也可有殘留沉積出現(xiàn)。殘留沉積是海侵前的產(chǎn)物,這些沉積物沉積時，大部分處于陸上環(huán)境，以后沉溺于淺海，但被新的沉積物所掩埋或改造，依然保持它的原面貌，殘留于現(xiàn)代淺海底表面。 1、由礫石、砂和介殼等組成的殘留沉積物，在電子顯微鏡下觀察，殘留沙粒表面往往被氧化鐵污染以及因溶解而出現(xiàn)凹坑，在中緯度的一些大陸架區(qū)，出現(xiàn)冰磧碎屑

5、的殘留沉積；美國東北部，法國、以色列、波多黎各和澳大利亞等地濱外 淺海水區(qū)，出現(xiàn)風(fēng)成沙丘的殘留沉積；美國東南濱外深水區(qū)，出現(xiàn)淺水的鈣質(zhì)鮞狀碳酸鹽的殘留沉積；西歐濱外、墨西哥灣、日本和馬六甲海峽出現(xiàn)鹽沼泥炭 、淡水泥炭等殘留沉積。尼日利亞濱外還出現(xiàn)淹沒了的土壤。 ( (三三) )大陸架的構(gòu)造類型大陸架的構(gòu)造類型 潘諾夫的大陸架分類，根據(jù)陸架和相鄰陸地大地構(gòu)造的一致性，按相鄰陸地大地構(gòu)造的性質(zhì)，把陸架分為6種： 1.前古生代地臺形成的陸架：地臺邊緣由于斷裂和撓折下沉而成陸架。 2.古生代地臺的陸架：陸架的形成同樣與斷裂和撓折有關(guān)。 3.中生代地臺的陸架：陸架基底被中生代地臺沉積所覆蓋，表面地形與鄰

6、接陸上單調(diào)的海進(jìn)平原連成一片。 4.中、新生代大陸邊緣坳陷的陸架：由大陸臺地邊緣坳陷形成。 5.中、新生代褶皺構(gòu)造的陸架：中、新生代褶皺邊緣強(qiáng)烈下沉而形成的陸架。 6.現(xiàn)代地槽區(qū)陸架：現(xiàn)代褶皺帶下沉部分，具有火山和珊瑚等特殊地形。圖84大陸臺階的基本類型 (謝帕德，l973) a、b型大陸架外緣發(fā)育階梯狀斷層； c、d型大陸架外緣因堆積而不斷增寬； e、f、g、h型大陸架外緣凸起形成基底脊臺式陸架構(gòu)造形式a增筑型外緣陸架b階梯狀斷層型外緣陸架大陸架邊緣壩的構(gòu)造形式基底脊b褶曲堤c.掀斜壩d生物礁e底辟壩f火山錐或侵入體壩1.大陸撓折說： 布卡爾（Bourcart,1952）認(rèn)為大陸到大陸邊緣，

7、是一個撓折帶，這一帶的海進(jìn)和海退取決于撓折的發(fā)展 ，在海進(jìn)和海退的作用的塑造下，形成了陸架，目前發(fā)現(xiàn)一些陸架表面的沉積層略有傾斜，其傾角與陸架表面坡度是一致的，這是陸架發(fā)生過撓折的有力證據(jù)。2 2 大陸延伸說：大陸延伸說： 潘若夫潘若夫 （19591959）首先注意到陸架基底構(gòu)造與鄰）首先注意到陸架基底構(gòu)造與鄰接大陸的一致性，基底構(gòu)造又影響到陸架表面地接大陸的一致性，基底構(gòu)造又影響到陸架表面地形和沉積作用以及后期構(gòu)造運(yùn)動的一系列性質(zhì)，形和沉積作用以及后期構(gòu)造運(yùn)動的一系列性質(zhì)，因而陸架與毗鄰大陸的地形和沉積物性質(zhì)有一定因而陸架與毗鄰大陸的地形和沉積物性質(zhì)有一定的連續(xù)性，他把這些性質(zhì)稱之為繼承性，

8、說明陸的連續(xù)性，他把這些性質(zhì)稱之為繼承性，說明陸架是大陸的延伸。架是大陸的延伸。 浪蝕階地說浪蝕階地說： 迪茨迪茨（Deitz,1963Deitz,1963）對大陸架的成因與）對大陸架的成因與波浪作用的下限關(guān)系，進(jìn)行了詳細(xì)的考察，波浪作用的下限關(guān)系，進(jìn)行了詳細(xì)的考察，他認(rèn)為，不存在由波浪作用形成的大陸架，他認(rèn)為，不存在由波浪作用形成的大陸架，因為波浪作用的下限是非常有限的，但是隨因為波浪作用的下限是非常有限的，但是隨著海平面的下降，出現(xiàn)波浪作用下限移動，著海平面的下降，出現(xiàn)波浪作用下限移動，使得波浪作用遍及整個大陸架。這一概念與使得波浪作用遍及整個大陸架。這一概念與前面敘及的把前面敘及的把20

9、0200米水深作為波浪作用的下限米水深作為波浪作用的下限有很大的差別，不可混為一談。有很大的差別，不可混為一談。4. 中新世構(gòu)造形成說： 星野通平 （1970）認(rèn)為中新世末期以后，上新世初是整個地球膨脹隆起時期。大陸側(cè)發(fā)生強(qiáng)烈的隆起，通過斷裂作用，使得從濱岸線到水深2000米以上的海域，出現(xiàn)了一系列階梯狀的平坦面，如，南非、巴西、印度、西澳大利亞和日本等地。 一般比大陸架略深的稱為“邊緣臺地”，水深超過1000米的稱為“深海平坦面”。這樣，從大陸到洋底，便有“堆積準(zhǔn)平原大陸架邊緣臺地深海平坦面”等，陸架不過是這一系列平坦面中之一，僅受到晚更新世冰期低海平面的修飾而已，它和其他階地面一樣，是斷階

10、帶的產(chǎn)物，又是其中的一級。 因而星野認(rèn)為：大陸架不是冰期才出現(xiàn)的，它在第四紀(jì)以前就是堆積和沉降的平衡地區(qū)，甚至可以位于不同的深度，它的主要形成時期是中新世末期強(qiáng)烈隆起時，以斷階帶形式出現(xiàn)。(1)上限和下限 大陸坡的上限即大陸架外緣，那里有一個明顯的坡折，該處平均水深為130米左右。而大陸坡的下限水深變化較大?？菩良{（1921）在計算海陸起伏線的平均值時，取大陸坡的下限水深為2440米。 謝帕德（1948）將2000米水深作為大陸坡的下限。沃茲爾（1968）總結(jié)了大量的地球物理資料，研究大陸邊緣地殼結(jié)構(gòu)的變化，他認(rèn)為水深2000米是大陸地殼變成大洋型地殼的位置，可以作為大陸坡的下限。但是世界不少

11、海域大陸坡的下限深度大于一數(shù)值。(2)坡度： 孟納德（1964）認(rèn)為大陸坡相對高度約110km，坡度110，這是一個非常概括的數(shù)據(jù)， 希曾（1959）認(rèn)為大陸坡具有36的斜坡，各地不一。 謝帕德（1963）計算世界大陸坡的平均坡度為417，各大洋有所差異，太平洋區(qū)的大陸斜坡平均坡度大于世界平均值，為520；而大西洋為35，印度洋區(qū)為255坡度小于世界平均值。 陸坡上部和陸坡下部的變化也有所不同，太平洋區(qū)表現(xiàn)為上部緩、下部陡，大西洋和印度洋則相反。造成這種差異的原因是因為太平洋區(qū)的大陸斜坡之下往往與海溝相接，海溝溝壁的坡度一般都大于大陸斜坡。大西洋和印度洋區(qū)陸坡下部往往與坡度平緩的 大陸裾相連接

12、。因而越往下部坡度變得越平緩。可見，兩種類型的大陸邊緣，其大陸坡的地形特征是不同的。 世界上，大陸斜坡最陡的海域有：斯里蘭卡岸外大陸斜坡坡度達(dá)3545。古巴南部大西洋岸外達(dá)35 (3)寬度： 在大陸邊緣的三單元中，大陸坡的寬度最窄。 希曾（1959）基于對大西洋寬緩陸坡的認(rèn)識，他認(rèn)為大陸斜坡的寬度是20100km左右， 謝帕德（1963）著重歸納了太平洋區(qū)的資料，認(rèn)為大陸坡平均寬度只有2040km， 赫德伯格（1970）認(rèn)為大陸坡寬度一般僅1520km。 通常大西洋型大陸邊緣的陸坡寬度較大，太平洋型大陸邊緣的陸坡較窄。(4)表面特征： 多數(shù)大陸斜坡表面崎嶇不平。下圖為我國東海大陸坡地形剖面圖，

13、其上有復(fù)雜的次一級地形，如海盆，海嶺，海底峽谷和深海平坦面等。造成這種復(fù)雜地形的主要因素是斷層發(fā)育，海底塌方和滑坡等重力剝蝕。以及濁流和其他海流的侵蝕作用。此外，底辟鹽丘擠入、火山活動和珊瑚礁生長等也使斜坡地形變得復(fù)雜。這些復(fù)雜地形的產(chǎn)生與大陸坡的地質(zhì)構(gòu)造性質(zhì)是分不開的。1.成分上：大陸坡的沉積中，泥質(zhì)占60% ，砂質(zhì)占25%，礫石、巖塊占10% ，碳酸鹽5占%。 2.機(jī)理：大陸坡的碎屑沉積主體由濁流作用形成，沉積層保留有濁流沉積的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，還有部分的塌方和滑坡等重力堆積，以及介殼和碳酸鹽軟泥的夾層。海底峽谷是陸坡上一種奇特的侵蝕地形，他形如深邃的凹槽切蝕于大陸坡上，谷軸垂直于陸坡邊緣。 大

14、西洋型 : 陸坡下部平緩，峽谷一般終止于2000米。 太平洋型：陸坡下部陡峻，峽谷直通海溝。 海底峽谷作為一種通道，把陸源物質(zhì)從大陸架輸送到深海區(qū)及海溝中。 海底峽谷在陸坡上分布廣泛，但不均，而且集中在一些陸坡寬度較窄，下部比較陡峻的區(qū)段。（1）海底峽谷的地形特征： 橫剖面常為V字型，少數(shù)為U字型，但他在較大深度上仍為V字型。 海底峽谷下切深度達(dá)數(shù)百米乃至千米，谷璧最陡大40以上。一般凹岸陡，凸岸緩，與陸上河谷有相似之處（如圖）。許多海底峽谷有谷中特征（如圖），谷側(cè)有臺階狀地形，多數(shù)情況下，這種臺階發(fā)育于一側(cè)，另一側(cè)則不發(fā)育。一般說來，中下部平緩，沿谷軸能見到坡折（圖B ）。這些坡折點(diǎn)與深海平

15、坦面在同一深度上。但兩者毫無關(guān)系。海底峽谷的下端出口往往有類似河口三角洲的深海扇。海底峽谷的源頭有的與河口相接，如剛果河（如圖）海底峽谷平面多數(shù)呈蛇形彎曲，也有部分呈直線狀，有的峽谷以單一峽谷形式存在，如剛果河口外峽谷，有的峽谷分叉呈樹枝狀，如美國東海岸（如圖）。.沉積物主要為泥質(zhì)，夾有少量的粗碎屑物質(zhì) .峽谷出口處往往是濁流沉積分布區(qū) .沉積物中普遍含淺水有孔蟲及海綠石 .峽谷中發(fā)現(xiàn)更新世末冰期和冰后期沉積物（3）海底峽谷成因 海底峽谷成因假說有很多，例如：赫斯假說、約翰遜假說、布卡爾假說、布徹假說。但是為大多數(shù)所接受的是濁流說。 最早把濁流與海底峽谷聯(lián)系起來的是德利（1936），他認(rèn)為海底

16、峽谷為濁流作用形成?？辏?950、1965、1967）先后進(jìn)行多次試驗，證明渾濁水流即使只有很小的有效密度，也會順槽底流動。 反對濁流說者認(rèn)為，濁流不可能有足夠的能力來侵蝕陸坡，大部分陸坡由固結(jié)程度很弱的泥沙層組成，濁流只是能在其上可發(fā)揮作用。像加尼福利亞的圣路加斯峽谷，谷璧由花崗巖組成，則難以用濁流解釋，須先假設(shè)有斷層存在，再由濁流來加工塑造。 后來，謝帕德認(rèn)為，除濁流外，還有其他類型的海流起重要作用，往往與濁流一起作用的有下沉流，它是沿岸形成的冷水流橫越陸架向下流去。 它是大陸斜坡上表面坡度接近水平的面。該面一般不超過030，寬數(shù)百米至數(shù)公里，長數(shù)公里至數(shù)十公里。 它是陸坡發(fā)育過程的產(chǎn)物

17、。深海平坦面的成因目前對其成因尚無定論，主要有以下幾種說法： 1.斷裂構(gòu)造說：希曾（1959）認(rèn)為其為階梯狀斷層形成，陸坡上平行岸線的斷層，使得某一地段成為階梯狀的平坦面。 2.撓曲說：日本列島外緣海底有二級深海平坦面，大塚（1930）認(rèn)為，它是撓曲作用形成的，大西洋東側(cè)岸外的上新世晚期深海平坦面，他認(rèn)為是大陸下?lián)献饔眯纬傻摹?3.濁流說：吉布森（1953）等通過對阿留申中島弧外陸坡上階地的研究認(rèn)為，深海平坦面是濁流沉積形成的。日本左藤（1968）也發(fā)表了同樣的意見。大陸坡根據(jù)斷裂性質(zhì)進(jìn)行分類（列昂捷夫 ，1956根據(jù)斷裂發(fā)育程度和特點(diǎn)分）（如圖） (1)堆積型陸坡基底穩(wěn)定，未發(fā)生斷裂變形，接

18、受沉積(圖a)； (2)撓折型陸坡基底因巨厚沉積層的重壓而發(fā)生撓折(圖b)；(3)斷塊型陸坡基底發(fā)生斷陷，凹陷處接受沉積，凸起部分遭受侵蝕(圖c)； (4)階梯狀斷層陸坡陸坡基底發(fā)生階梯狀斷層(圖d)。大陸坡的構(gòu)造類型 赫德伯格（1970）認(rèn)為，大陸坡分為： 1.前進(jìn)沉積型 2.侵蝕型 3.斷層型 4.礁塊型按成因的分類1.三角洲前積層形成的陸坡： 比較平緩，陸坡上的等深線與三角洲前緣形態(tài)一致（如下圖）。但是也有例外，如密西西比河三角洲前緣有許多鹽丘隆起，形成起伏不平的地形。2.斷層形成的陸坡： 普遍而常見的大陸坡。 斷層與陸坡的關(guān)系有兩種：一為垂直岸線的斷層，形成斷層崖；另一為平行岸線的斷層

19、，形成階梯狀陸坡。3.地殼下?lián)系年懫拢?大西洋西岸線外陸坡上的沉積層產(chǎn)狀與陸坡的傾斜是一致的，陸坡上的沉積層產(chǎn)狀基本是水平的，二者呈下?lián)线^渡關(guān)系，中間并沒折斷。 但是也有人不同意這種大陸下?lián)献饔?，認(rèn)為北大西洋陸坡是中新世準(zhǔn)平原下沉到海底形成的。4.珊瑚礁形成的陸坡： 珊瑚礁形成的陸坡一般出現(xiàn)在中低緯度海區(qū)。 它們的陸坡坡度很陡。5.年輕山脈海岸的陸坡： 太平洋邊緣普遍存在這類陸坡。這些海區(qū)陸架狹窄，陸坡上發(fā)育海底峽谷。 在陸坡形成的機(jī)理中，由濁流和塌積作用形成的堆積是十分重要的。地震剖面顯示，在平緩的陸坡上，松散的厚層沉積物中，有著大規(guī)模的崩塌和滑坡。有些陸坡上有關(guān)重力蠕動造成滑移褶皺（如圖）5.年輕山脈海岸的陸坡： 摩爾等人通過做實驗發(fā)現(xiàn)，平緩陸坡上的強(qiáng)烈滑移是在更新世低海平面時期，河流在外陸架建造三角洲，使得陸坡負(fù)荷過重，因而引起滑移。此外，垂直方向的下沉流和回歸潛流等都能引起侵蝕，使陸坡上的沉積物遭到破壞。美洲東岸大陸邊緣地殼結(jié)構(gòu) 非洲西岸塞拉勒窩內(nèi)大陸邊緣地殼結(jié)構(gòu)示意圖 1上地幔2洋殼層3非洲大陸基底硅鋁層4洋殼層 5大陸蓋層(下) 6洋殼蓋層與大陸蓋層(上) 7海底松散堆積層西