普通地質(zhì)學(xué)-舒良樹14普地海洋

上一章的復(fù)習(xí)一、基本概念孔隙度；礦化度；徑流；盲谷上游下蝕，流水入洞而成、落水河相連的直立洞

與

；包氣帶水面以上、空隙中氣體與大氣相通、水不飽和的地帶、包氣帶水

可被植物吸收，但不能 們?nèi)∮?、潛?/p>

第一個(gè)隔水層上的飽和水、潛水面高低起伏、承壓水、空隙水、裂隙水、Karst水二、基本特征影響水質(zhì)的因素元素類型和雜質(zhì)影響孔隙度的因素大小混雜時(shí)粒粗者，或顆粒均勻時(shí)粒細(xì)者；形態(tài)不規(guī)則者；分選差者；膠結(jié)好者，均孔隙度小熱水的形成條件巖體、構(gòu)造通道、水循環(huán)影響巖溶（karst）發(fā)育的因素氣候、巖石、構(gòu)造、流水、環(huán)境大學(xué)地球科學(xué)與舒良樹第十四章

海洋的地質(zhì)作用Chapter

14 Oceamic

geological

action普通地質(zhì)學(xué)(GeneralGeology)第一節(jié)基本概念Section

1 Basicconceptions一.性質(zhì)海洋表面積占71%,陸地僅29%。海之寬廣，海之壯觀。海洋和陸地,是二大截然不同的地理單元。海水總體積:13.7億立方公里；如把地表夷平，仍有2745米深的海水(現(xiàn)平均>3600米)。淺海陸棚<200m,中深海200-2000m,深海>2000m。海水的物理性質(zhì)：密度（1.02-1.03，略大于蒸餾水）、溫度（底部穩(wěn)定2-3度，表面隨緯度變化而變化，洋流除外）、壓力（每下降10

m增加一個(gè)大氣壓，巖石每3.7m增加一個(gè)大氣壓）、含鹽量33‰-38‰、富含碳酸鹽、氯化物、硫酸鹽等。4.0-200米，富集三大類海洋生物:底棲類benthos(bryozoan苔蘚,coral,brachiopoda)、游泳類nekton(魚)、浮游類plankton(algae，radiolarian，conodont牙形刺,foraminifera有孔蟲)。它們在整個(gè)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)。有大量可供人類食用的生物(魚類、海帶等)。世界上每年從海洋絕境；近代海洋中捕撈650億公斤的魚。但是，濫捕濫殺使許多生物污染，使大量底棲生物、浮游生物、游泳生物難能生存。5.深水區(qū)缺O(jiān)2富CO2。深水海域難能光合作用，且動(dòng)物不斷吸入O2,

呼出CO2;生物 腐爛也要消耗O2。故深水區(qū)缺O(jiān)2富CO2。海水中的CO2隨壓力及鹽度增大而增大。海洋含有豐富的資源。NaCl

4億億噸;鈾41億噸;Au

AgCu

Fe

Sn

Al礦;石油天然氣;重氫46×1012噸，約等于3.6×1024噸煤(可供50億人使用7000億年）；潮汐可發(fā)電。海洋是一個(gè)巨大的熱交換器。沒有海洋調(diào)節(jié)作用,任何生物都不能適應(yīng)

溫度變化。二.海Sea之定義（與洋Ocean之區(qū)別）基底多為陸殼(面積小,水深小(海與

除外);海與 除外);時(shí)代新(<50Ma至今);含鹽度低、水溫略高。海與洋的面積和深度比較面積(104km2)平均水深(m)最大水(我國的海洋內(nèi)海-渤海（廟島群島），弧后海-黃海、東海（含海峽），邊緣海- (南沙群島)。東營是 ，吳淞是長江

。海之多義山：“西游記“中的 ,實(shí)為寧波普陀山;湖:

、北海,實(shí)為斷裂湖;消亡海：Tethys(古地中海);文學(xué)比喻：云海、沙海。浙江象山縣石浦鎮(zhèn)濱海舒良樹攝福建龍海海灘舒良樹攝臺(tái)南市海邊舒良樹攝Muroto海岬舒良樹攝法國尼斯市濱海沙灘舒良樹攝意大利水城舒良樹攝遷移中的鉆井平臺(tái)第二節(jié)海水運(yùn)動(dòng)及其地質(zhì)作用Section

2 Movement

of

seawater

&

its

geological

action重要的外動(dòng)力作用源：海水運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致海岸及海底巖石被剝蝕、搬運(yùn)與沉積。海水運(yùn)動(dòng)的四種表現(xiàn)：波浪wave（高低起伏的海水）、潮汐tide、洋流ocean

current、濁流turbidity

current。一.波浪的特點(diǎn)Wave

characteristics波浪的起因

大氣壓變化、風(fēng)摩擦海水、月球引力、海底波浪四要素Four

factors

of

wave波長Wave

length:相鄰波峰間距離;數(shù)至數(shù)十米,最大800米波高wave

high:波峰crest-波谷trough間的垂直距離;一般波高為1-4米至15-30米；波的周期Wave

period：相鄰二個(gè)波峰經(jīng)過同一點(diǎn)先后間隔的時(shí)間；波速wave

velocity：波形在單位時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離。波浪的大小與風(fēng)速、刮風(fēng)的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。波浪運(yùn)動(dòng)時(shí)，看似洶涌澎湃，滾滾向前，但如在某一峰點(diǎn)作一個(gè)記號(hào)，便可見其只是作上下運(yùn)動(dòng)。浪基面wavebase=1/2波長(波浪運(yùn)動(dòng)停止面)。故波浪向下變小且傳導(dǎo)的深度只能<1/2波長。在波浪影響的范圍內(nèi),從上而下,水質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小,以至

。

波浪的原因:水的內(nèi)摩擦作用?？堪短?因水深小于1/2波長,水運(yùn)動(dòng)受到海底磨擦,底部水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)由圓→橢圓→扁圓,水體只能前后運(yùn)動(dòng),不能上下運(yùn)動(dòng);此時(shí),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(shí)則叫激浪surf或拍岸浪。破浪（浙江象山縣石浦鎮(zhèn)）舒良樹攝拍岸浪拍

岸

浪海洋天氣預(yù)報(bào)要素：風(fēng)力、風(fēng)向、浪高。以確定什么噸位船可以出?；虿荒艹龊！６?波浪的地質(zhì)作用Geological

action

of

wave1.浪蝕wave

erosion: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(qiáng)的巖石突出成為海岬strait；抵抗力弱的巖石凹入成為海灣gulf,海岸線岬灣交錯(cuò)）；沿?cái)嗔褞t形成海蝕溝谷

marinecanyon,如普陀山海岬侵蝕與海灣堆積示意圖海岬海灣海岬在岸邊后退時(shí)， 海中的巖石可形成海蝕柱

marinestack、海蝕橋marine

bridge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

cave→海蝕凹槽trough,繼之凹槽上的陡崖崩塌,原凹槽的平底就變成海蝕平臺(tái)submarine

platform，并出現(xiàn)新陡崖cliff。波切

蝕平臺(tái)

wave

cut。波筑臺(tái)：發(fā)育在濱海地區(qū)、通過海水對岸邊的侵蝕，其崩塌的碎屑在水下堆積成的平臺(tái)稱之.wave

built

platform海蝕平臺(tái)發(fā)展停止后的海岸剖面叫海蝕平衡剖面marinebalanced

section。

、凹槽、平臺(tái)的高度代表海浪作用的高度。如它們高于該高度,則表明地殼有過上升；反之下降。海蝕崖、海蝕凹槽、波切臺(tái)（廣西潿洲島）蝕凹槽、波切臺(tái)（廣西潿洲島）波切臺(tái)上的海蝕窩穴（廣西潿洲島）海蝕窩穴（廣西潿洲島）海蝕柱海蝕洞海穹（大連金石灘）海蝕柱波浪運(yùn)動(dòng)使海水進(jìn)擊海岸，形成向陸地前進(jìn)的水流，稱為進(jìn)流intergression、后退回到海洋的水流稱回流reflux?？尚纬赡A與分選好的碎屑。粗的形成礫灘conglomerate

beach；細(xì)的形成砂壩sand

bar、砂堤～barrier。如果波浪運(yùn)動(dòng)與海岸斜交，可形成與岸平行的沿岸流longshore

current;在海岸凹入處,沿岸流攜帶的物質(zhì)沉淀成沙嘴sand

spit。被沙嘴

在近陸的封閉海域稱為瀉湖lagoon。三.潮汐及其地質(zhì)作用Tide

&

its

works1.潮汐tide：月球引力作用下造成的海平面周期性升降現(xiàn)象。日月引力迭加→大潮日-地與日-月垂直→小潮大潮spring

tide

初一、十五；

小潮

neap

tide

初八、二十二漲潮

rising

tide,

落潮

falling

tide沙嘴形成的示意圖海灣陸地沙嘴潮汐作用使海水大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)，形成潮流Tidal

current。潮汐影響小的地方河口形成潮汐三角洲D(zhuǎn)elta；潮汐作用大的地方，河口強(qiáng)烈沖刷，形成潮汐三角港Tri-angular

harbour。我國潮汐形成的4個(gè)條件

a.向海張開的漏斗狀河口；

b.狹窄的河道；c.河口處有水下砂堤（抬升浪高）；d.平行潮流行進(jìn)方向的強(qiáng)風(fēng)錢塘江潮在海寧縣鹽官鎮(zhèn)最為壯觀,寬10km。中秋節(jié)后2-3天浪高達(dá)3-5m，速度10m/sec。潮汐帶沉積物中含有豐富的石油。錢塘江觀潮普陀山潮汐上一課的重點(diǎn)內(nèi)容一、術(shù)語波浪四要素、浪基面、浪蝕、波切臺(tái)（浪蝕平臺(tái)）、波筑臺(tái)、海蝕平衡剖面、進(jìn)流、回流、沿岸流、沙嘴、瀉湖、潮汐、潮汐三角洲、潮汐三角港、二、基本特征海與洋的區(qū)別基底多為陸殼、面積小,水深小、時(shí)代新(<50Ma至今)、含鹽度低、水溫略高海水運(yùn)動(dòng)的4種表現(xiàn)波浪、潮汐、洋流、濁流波浪的4點(diǎn)起因氣壓變化、風(fēng)摩擦海水、月球引力、海底破浪形成原因靠岸水深小于1/2波長,水體與海底磨擦,水體只能前后運(yùn)動(dòng),不能上下運(yùn)動(dòng)。此時(shí),上層水流速大于下層,波長變小,波高加大,波峰變尖，最后

翻卷而成破浪（或卷浪）。我國潮汐形成的4個(gè)條件：向海張開的漏斗狀河口、狹窄的河道、河口處有水下砂堤（抬升浪高）、平行潮流行進(jìn)方向的強(qiáng)風(fēng)四.洋流及其地質(zhì)作用Ocean

current

&

its

works1.洋流:定向流動(dòng)的廣海海水?？刂频牧蛩兀憾ㄆ诘絹淼男棚L(fēng)Trade

wind、海水的溫差、含鹽度差異(密度流)、科里奧利效應(yīng)、大陸和島嶼的位置、海底地貌。按溫度分為暖流(赤道區(qū)-高緯度區(qū))，寒流(高緯度區(qū)-赤道區(qū))。洋流流速:0.5-1.5米/秒，對海底有輕微沖刷、搬運(yùn)、沉積能力。沿陸坡- 等深線低速流動(dòng)的深部洋流稱等深流。Contour

current。3-30cm/s,見于

。2.濁流Turbidity

current定義:發(fā)生在大陸架斜坡上的高密度(1.5-2.0g/cm3)、高速度向動(dòng)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?dāng)嚢柙谝黄穑?9.1米的高流速向下運(yùn)動(dòng)，能量大、破壞力強(qiáng),可將陸緣物質(zhì)搬運(yùn)至深海，重塑海底地貌；可沖斷海底電纜。規(guī)模:在西洋西部水深5400m處,一個(gè)海底滑塌扇展布面積達(dá)40000km2，滑塌體長度達(dá)54km。原因：(1)產(chǎn)生的海底滑坡;(2)干冰氣爆巨大沖擊波海底濁流(2)濁流的地質(zhì)作用Geological

action

of

turbidity

current濁流侵蝕可形成海底峽谷submarine

canyon（與大陸架、大陸坡方向相垂直并終止于海底峽谷的前鋒在陸坡-的濁流通道）。交界帶，是巨型扇狀沉積體,稱海底沖積錐submarine

alluvial

cone或深海扇deep

sea或濁流扇turbidity

fan。是濁流的終結(jié)處(從陡的陸坡變?yōu)榫彽闹?，必然發(fā)生沉積)。 可能是濁流沉積形成的； 上的濁流沉積體為向洋變?yōu)楸〉男铙w（可用來判別海陸位置極性）。更細(xì)的物質(zhì)可漂至深海平原。深海扇示意圖第三節(jié)

海底沉積物Section

3 Submarine

deposition一.海底沉積物來源sources生物物質(zhì)biologic

material陸緣物質(zhì)terrigenous

material被溶濾的海底巖石solved

submarine-rocks(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)上升，以熱泉的方式溢出海底)火山物質(zhì)volcanic～宇宙物質(zhì)universal

～。二、影響海底沉積的四因素1.

深度：深度不同，海水物理性質(zhì)、化學(xué)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(xì)。氣候：溫暖時(shí)，陸上有較多的Fe

Mn

Al入海,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)。寒冷時(shí)則形成冰川沉積物；化石為寒冷海水中生活的硅藻。陸地地形及其物質(zhì)組成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）。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）。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。4.海盆隔開（如瀉湖等）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(yán)重缺氧，不適應(yīng)鹽度變化的底棲生物必亡。二.濱海沉積Shore

deposition1.濱海:為波浪及潮汐強(qiáng)烈活動(dòng)的近岸區(qū),可達(dá)數(shù)公里寬。可分為外濱offshore（潮水下限帶)、后濱backshore(潮水上限帶)、前濱foreshore(潮間帶)三個(gè)帶。后濱帶前濱帶外濱帶濱海帶劃分示意圖2.外濱(潮水下限帶)、前濱(潮間帶)5特征水淺、

、氧氣足、陽光充沛。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。具交錯(cuò)層、波痕、干裂紋、雨痕、蟲跡等原生構(gòu)造。的海水導(dǎo)致竹葉狀灰?guī)r、鳊狀灰?guī)r的形成。3.后濱帶(潮水上限帶)特征: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。線-磁石上黑色部分的上界海石沙灘（浙江普陀山）海南島濱海沙灘海水沖出海蝕洞礫石堤-大連金石灘鐵質(zhì)海灘-廈門濱海碳酸鹽沙灘濱海潮坪的泥灘波痕（連云港市海頭）舒良樹攝粉砂巖中的波痕（湖山，C1g）舒良樹攝現(xiàn)

代

沙

灘

上

的

波

痕現(xiàn)代沙灘上的 波痕現(xiàn)

代

泥

灘

干

裂濱海帶沉積物上的雨痕三.淺海沉積Shallow

sea淺海：水深<200米的連續(xù)水體區(qū)。除濱海以外的大陸架(坡度0.1度)均是淺海區(qū)。絕大多數(shù)的沉積巖屬于淺海沉積產(chǎn)物。淺海沉積帶的5點(diǎn)特征水動(dòng)力作用強(qiáng)。有 的海流作用。七級(jí)風(fēng)就可影響至海底(波長500米,浪高5米,影響250米深)。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。鹽度穩(wěn)定:35‰。生物豐富:

該帶 了90%的海洋生物。上層水體生物有：漂浮生物，綠藻;中層水體生物有：魚類和其它游泳生物，褐藻；底棲生物有：腕足類、珊瑚、紅藻、硅藻。三類沉積巖發(fā)育：碎屑巖、化學(xué)沉積巖、生物化學(xué)沉積巖。3.三類淺海沉積物特征碎屑沉積：砂巖,細(xì)砂巖,粉砂巖，風(fēng)暴巖。風(fēng)暴巖沉積序列晚C.紋層狀泥質(zhì)-灰泥質(zhì)層（平靜環(huán)境）B.交錯(cuò)層狀細(xì)砂粉砂巖(流向 淺水環(huán)境)早A.遞變層+沖刷面粗砂-細(xì)砂巖（快速堆積淺水環(huán)境）C.紋層狀泥質(zhì)-灰泥質(zhì)層（平靜環(huán)境）化學(xué)沉積：Al→Fe→Mn沉積(依次由陸向海沉積)→碳酸鈣沉積(石灰?guī)r,很淺水體者具鮞狀結(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(oolitic

structure)： 為石英、長石、生物碎屑；包殼為Al、Fe、Mn正膠體，SiO2負(fù)膠體；呈放射狀或同心狀;圈越多,表明攪動(dòng)次數(shù)越多,水動(dòng)力強(qiáng)、能量高。3.生物化學(xué)沉積:介殼灰?guī)r;生物礁anic

Reef明礁:露出水面或可見者;暗礁:潛在水下。現(xiàn)代珊瑚礁形成的5個(gè)條件：充足的陽光;水溫20度±；水清,不含泥沙；含鹽度正常；水深小于60m（生長在基巖之上）。生物礁類型⑴岸礁fringing

reef:靠近大陸邊緣的生物礁。⑵堡礁barrier

reef：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Coral

Sea，長1800

km,離岸30-50

km,瀉湖深30-60

m。是世界著名的旅游區(qū)。⑶環(huán)礁atoll

reef：繞著瀉湖分布的環(huán)形珊瑚礁群。生物礁演化三階段:島嶼→珊瑚繞島生長(岸礁)→下沉→珊瑚向上生長(堡礁)→再下沉→珊瑚繞島生長(環(huán)礁)。珊瑚礁演化圖洋底火山島形成火山熄滅暗礁生長島嶼沉降堡礁形成繼續(xù)沉降，環(huán)礁形成珊瑚環(huán)礁（西沙群島）澳大利亞的環(huán)礁澳大利亞的珊瑚島四.半深海沉積Bathyal

deposition位置：位于大陸坡(平均4度）上的水域，水深200-3000

m。在該區(qū)，波浪不能到達(dá)海底。環(huán)境:還原環(huán)境,生物較少,含火山物質(zhì)。七種主要沉積物泥質(zhì)（彩色）粉砂細(xì)砂質(zhì)(懸浮質(zhì))藍(lán)泥（氧化亞鐵，有機(jī)質(zhì)）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)火山泥(海區(qū)火山灰)珊瑚泥（珊瑚礁的海蝕產(chǎn)物）五.深海沉積Deep

sea

deposition位置：洋底。水深>3000m,平均4600-5500

m。環(huán)境:海水平靜；生物稀少；沉積物少；懸浮粒級(jí)小于半深海（粉沙與泥之間）。碳酸鈣沉積補(bǔ)償線定義CCD

: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(diǎn)下沉到該深度即

被全部溶解。太平洋4500米， 5000米。對確定古海洋的位置、形態(tài)、水深、海底升降有意義。沉積物：軟泥、金屬泥錳結(jié)核、濁流沉積、等深流沉積。軟泥

Ooze：來自陸地的風(fēng)化產(chǎn)物。因顆粒很細(xì)，可以漂得很遠(yuǎn)，最后沉積下來。部分更細(xì)的物質(zhì)將 懸浮在水中。

A.生物軟泥:由硅質(zhì)骨骼+鈣質(zhì)骨骼+生物碎屑組成。B.含火山碎屑的紅色粘土red

clay。金屬泥metal

clay:洋脊中富含金屬元素的泥狀沉積物。成因：與地幔上升有關(guān)(巖漿分異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而成)。含重要的礦產(chǎn)資源Cu-Pb-Zn-4.3錳結(jié)核：膠體凝聚而成；o-V為生物屑、巖屑；Mn成皮殼狀、同心圈狀；直徑可達(dá)8cm；并可吸附其它金屬元素。4.4濁流沉積巖，稱濁積巖turbidite。一個(gè)完整的濁流沉積層序,具A-B-C-D-E單元，稱鮑瑪序