09海洋的地質(zhì)作用

第9講海洋的地質(zhì)作用重點(diǎn)基巖海岸的侵蝕過(guò)程和海蝕地形砂質(zhì)海岸的侵蝕作用過(guò)程基巖海岸和砂質(zhì)海岸的平衡剖面淺海的沉積作用一.海水的運(yùn)動(dòng)及海洋環(huán)境分區(qū)(一)海水的運(yùn)動(dòng)海水運(yùn)動(dòng)的主要方式有：波浪、潮汐、洋流和濁流。海水的運(yùn)動(dòng)是海洋地質(zhì)作用的主要?jiǎng)恿ΑＪ呛Ｋ罨镜倪\(yùn)動(dòng)方式，主要由風(fēng)的摩擦力帶動(dòng)。在風(fēng)與水面之間磨擦力的作用下，海水運(yùn)動(dòng)形成波浪。波浪運(yùn)動(dòng)時(shí)水質(zhì)點(diǎn)基本上繞某個(gè)平衡位置作圓周運(yùn)動(dòng)，向前位移很小。（在海水中游泳）波浪（seaweave）波浪中水質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況水面波浪起伏的最高點(diǎn)稱(chēng)波峰，最低點(diǎn)稱(chēng)波谷，兩峰之間的距離稱(chēng)波長(zhǎng)，波峰與波谷之間的垂直距離稱(chēng)波高。波長(zhǎng)及波高的大小與風(fēng)力、水深有關(guān)。在廣海深水區(qū)，風(fēng)力越大，波浪的波長(zhǎng)和波高就越大。波浪要素波浪要素當(dāng)水深達(dá)1/2波長(zhǎng)時(shí)，波浪運(yùn)動(dòng)已很微弱。一般認(rèn)為此深度是波浪作用的下限，即浪基面(wavebase)。波浪作用的下限——浪基面浪基面波浪運(yùn)動(dòng)的過(guò)程深水波：深度大于1/2波長(zhǎng)的水域，水質(zhì)點(diǎn)作規(guī)則的圓周運(yùn)動(dòng)。波浪規(guī)則對(duì)稱(chēng)，不發(fā)生變形。淺水波：水深小于1/2波長(zhǎng)，水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)受內(nèi)磨擦力和海底磨擦力的影響，表層水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)比下層水快，運(yùn)動(dòng)軌跡變形，成橢圓形，形成向前傾的不對(duì)稱(chēng)波浪。波浪運(yùn)動(dòng)的過(guò)程隨水深進(jìn)一步變淺，波浪翻卷，卷入空氣，在空氣壓力與重力的作用下形成破浪。破浪因慣性沖上海岸形成進(jìn)流，進(jìn)流在重力作用下沿斜坡回到大海形成退流（底流）。波浪運(yùn)動(dòng)過(guò)程深水波區(qū)域淺水波區(qū)域破浪帶進(jìn)流退流

在礁石海岸的較深水區(qū)，波浪突然受阻后，波長(zhǎng)迅速減小，波高急劇加大，形成拍岸浪。威力巨大的拍岸浪波浪折射現(xiàn)象在岬角及海灣發(fā)育的海岸地帶，波浪受某些因素的影響，使波浪向海岸推進(jìn)的速度產(chǎn)生差異。在海灣處波浪運(yùn)動(dòng)速度較快，從而使波脊線(xiàn)（波峰連線(xiàn)）彎曲，趨向與彎曲的海岸平行，這種現(xiàn)象稱(chēng)波浪折射。導(dǎo)致波能向岬角聚集，在海灣分散。Waverefraction海嘯在海底火山或地震發(fā)生時(shí)，海水產(chǎn)生洶涌的海浪，波長(zhǎng)幾十上百公里，波高可達(dá)幾十米，稱(chēng)海嘯tsunami。2004年印度洋海嘯海嘯前后的對(duì)比Tide是由月球和太陽(yáng)引力引起的地球海水面周期性升降現(xiàn)象。由海水面升降導(dǎo)致的海水水平流動(dòng)則稱(chēng)潮流（tidecurrent）。海面升高，海水涌上海岸稱(chēng)漲潮，反之稱(chēng)落潮。潮汐（tide）潮汐的產(chǎn)生杭州灣與錢(qián)塘江大潮洋流（oceancurrent）oceancurrent是海洋中沿一定方向有規(guī)律移動(dòng)的海水稱(chēng)。分表層洋流和深層洋流。表層洋流主要受盛行風(fēng)的磨擦力拖帶作用產(chǎn)生，以水平運(yùn)動(dòng)為主，深度為100-200米。深層洋流由溫度和鹽度差引起，具水平和垂直兩個(gè)方向。以上兩種洋流可相互轉(zhuǎn)換，并長(zhǎng)距離遷移，對(duì)海洋沉積和生物分布有重大影響。世界洋流圖表層洋流主要受盛行風(fēng)的磨擦力拖帶作用產(chǎn)生，以水平運(yùn)動(dòng)為主，深度為100-200米。深層洋流由溫度和鹽度差引起，具水平和垂直兩個(gè)方向。以上兩種洋流可相互轉(zhuǎn)換，并長(zhǎng)距離遷移，對(duì)海洋沉積和生物分布有重大影響。turbiditycurrent是海洋或湖泊中載有大量懸浮物質(zhì)的高密度水下重力流，相當(dāng)于水下“泥石流”。密度大，攜帶大量粘土、泥沙及礫石。分布于陸架外緣、大陸坡上部或河口三角洲前緣，誘發(fā)因素主要為地震。濁流（turbiditycurrent）海底扇、濁流根據(jù)深度及海底地形可分濱海、淺海、半深海及深海。各區(qū)的水動(dòng)力特點(diǎn)、物理化學(xué)及生物特征各不相同

（二）海洋的環(huán)境分區(qū)海洋環(huán)境分區(qū)海洋環(huán)境分區(qū)及其特點(diǎn)濱海淺海半深海深海位置低潮線(xiàn)與最大高潮線(xiàn)之間低潮線(xiàn)－200m200-2000m2000m以下水深時(shí)常出露水面淺較深深水動(dòng)力強(qiáng)弱弱弱水溫日變化季節(jié)變化低極低海水運(yùn)動(dòng)波浪－海岸波浪－海底洋流，濁流洋流光強(qiáng)弱弱無(wú)生物稀少豐富貧乏，浮游為主貧乏，浮游為主二.海洋的侵蝕作用海洋對(duì)海岸及海底巖石的侵蝕破壞作用稱(chēng)海蝕作用。分機(jī)械侵蝕和溶解兩種。機(jī)械侵蝕主要是由于海水的波浪運(yùn)動(dòng)、潮流等對(duì)海岸產(chǎn)生的破壞作用，具體又可分沖蝕和磨蝕兩種。溶解是由于海水中含較多的CO2等溶劑，可對(duì)海岸及海底巖石產(chǎn)生溶解作用。(一)基巖海岸和沙質(zhì)海岸1.基巖海岸：由堅(jiān)硬的、未經(jīng)移動(dòng)的巖石所組成的海岸坡度相對(duì)較大，潮間帶窄海岸線(xiàn)不平，多岬角和港灣?；鶐r海岸基巖海岸——下龍灣沙質(zhì)海岸：由松散的沙粒所組成的海岸，地形較為平坦。改造的動(dòng)力：波浪和潮汐，進(jìn)流和潮流帶動(dòng)砂粒向海岸方向運(yùn)動(dòng)，底流又把部分沙粒帶回海中。2沙質(zhì)海岸沙質(zhì)海岸A海蝕凹槽seanotch：由于基巖海岸向陸方向海水迅速變淺，導(dǎo)致拍岸浪，海水及所帶沙石反復(fù)沖擊和磨蝕基巖海岸，使下部巖石破碎，并被掏空，形成平行海岸延伸的凹槽。B海蝕崖seacliff：海蝕凹槽上部巖石崩塌后形成海蝕崖。(二)基巖海岸的海蝕地形C波切臺(tái)海蝕崖不斷后退，在陡崖的前方留下一個(gè)向海微傾斜的基巖平臺(tái)，稱(chēng)為波切臺(tái)。D巖脊灘由于巖性和構(gòu)造的差異，波切臺(tái)表面會(huì)殘留許多幾十厘米高的巖脊，稱(chēng)巖脊灘。seanotch&wavecutbench海蝕洞seacave：在岬角處，由于波浪的折射，在岬角兩側(cè)受能量集中的波浪沖蝕而形成的洞穴。海蝕穹seaarch：海蝕洞進(jìn)一步發(fā)育連通擴(kuò)大而成。海蝕柱seastick：海蝕穹崩塌而成孤立的石柱。波筑臺(tái)wavebuiltbench：由波切臺(tái)上的塌積物隨退流搬運(yùn)至低潮線(xiàn)以下沉積下來(lái)所形成。海蝕洞海蝕洞海蝕崖海蝕穹海蝕柱SeaarchSeastack基巖海岸海蝕平衡剖面：當(dāng)?shù)貧らL(zhǎng)期穩(wěn)定，平均海平面不變時(shí)，隨波浪侵蝕作用進(jìn)行，波切臺(tái)逐漸展寬，當(dāng)其寬度發(fā)展到波浪雖在波切臺(tái)上運(yùn)動(dòng)，但能量基本消耗在克服與波切臺(tái)的磨擦和搬運(yùn)碎屑物時(shí)，波浪不再有侵蝕能力，此時(shí)，基巖海岸的橫剖面呈上凸曲線(xiàn)，曲線(xiàn)上各點(diǎn)的侵蝕強(qiáng)度趨于零，此剖面稱(chēng)為基巖海岸海蝕平衡剖面。

總之，基巖海巖海蝕作用的結(jié)果，是使海岸趨于平直，地形坡度變緩。基巖海岸海蝕作用結(jié)果---基巖海岸海蝕平衡剖面的形成過(guò)程基巖海岸的平衡剖面三.沙質(zhì)海岸的波浪改造過(guò)程1.中立點(diǎn)：進(jìn)流和退流動(dòng)力與沙粒重力沿坡向的分力大小相等、方向相反，沙粒只繞各自的平衡點(diǎn)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2.砂質(zhì)海岸平衡剖面形成過(guò)程中立點(diǎn)以上，水淺，波浪沖擊力強(qiáng)，沙粒向岸運(yùn)動(dòng)。中立點(diǎn)以下，退流力量較大，則向海方向運(yùn)動(dòng)。長(zhǎng)期作用后，形成下凹的形態(tài)沙質(zhì)海岸平衡剖面的形成沙質(zhì)海岸的平衡剖面3.沙質(zhì)海岸波浪改造后形成的地形沿岸堤：遷移的沙粒在高潮線(xiàn)附近堆積成沿岸分布的長(zhǎng)條狀沙壟。水下沙壩：在低潮線(xiàn)附近（中立點(diǎn)以下）堆積成平行海岸分布的長(zhǎng)條狀壟崗地形。北戴河老虎石地區(qū)的沿岸堤和水下沙壩四.海洋的沉積作用重點(diǎn)濱海帶碎屑沉積物和主要沉積地形；淺海區(qū)的碎屑沉積物；淺海區(qū)化學(xué)沉積方式及主要沉積物；淺海生物碎屑堆積和珊瑚礁；了解：半深海和深海區(qū)各種軟泥、大洋粘土和錳結(jié)核沉積。和潮濕氣候區(qū)湖泊的沉積作用(一)濱海區(qū)的沉積作用主要沉積：海灘沉積；潮坪沉積；沙壩、沙嘴沉積；瀉湖沉積PebblebeachSandbeach海灘是由松散的碎屑物在海岸帶堆積形成的平坦地形?？煞值[灘、沙灘和泥灘（又可稱(chēng)潮坪）。1.海灘沉積地形和沉積物特點(diǎn)：礫灘：山區(qū)河流的河口區(qū)或基巖海岸附近，礫石具有較高的磨圓度，形態(tài)扁圓形或球形，扁圓形者常定向排列，長(zhǎng)軸基本與海岸平行，最大扁平面傾向海洋。沙灘：沙粒分選、磨圓好，成分單一，以石英最為常見(jiàn)，同時(shí)有生物碎屑。表面有不對(duì)稱(chēng)波痕，內(nèi)有交錯(cuò)層理。

普陀島地圖沙灘、礫灘泥灘2.潮坪沉積潮坪沉積特點(diǎn)潮坪：波浪作用弱，高潮時(shí)海水才能到達(dá)的平緩的海岸地帶，常由泥灘所組成。特點(diǎn)：自高潮線(xiàn)至低潮線(xiàn)方向沉積物出現(xiàn)由細(xì)（泥）變粗（沙）的反分帶現(xiàn)象。干旱氣候條件下會(huì)出現(xiàn)鹽類(lèi)結(jié)晶沉積。沉積構(gòu)造有雙向交錯(cuò)層理、泥裂、波痕等。沙壩：由波浪運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的進(jìn)流和退流遷移沙粒形成的平行于海岸的長(zhǎng)條狀壟崗地形。高潮線(xiàn)附近的沙壩稱(chēng)沿岸堤；低潮線(xiàn)附近的稱(chēng)水下沙壩。3.沙壩、沙嘴沉積沙嘴spit：一端與海岸相連，一端伸入海中的壟崗地形。通常是由沿岸流攜帶沙粒從海岸岬角部位進(jìn)入海灣，因水域變寬，流速下降導(dǎo)致沙粒堆積。同時(shí)因波浪折射，其尾部常呈弧形沙壩沙咀4瀉湖沉積瀉湖：因沙嘴、沙壩擴(kuò)大相連，使之與大海隔離的海灣，另外還有礁后瀉湖。瀉湖中海水可通過(guò)水道（潮汐口）與大海半通，即高潮時(shí)勾通，低潮時(shí)隔離。不同氣候區(qū)，因地表徑流和海水對(duì)瀉湖補(bǔ)給量的差異，可使瀉湖中的海水鹽度不正常，發(fā)生淡化（小于33‰）和咸化（大于33‰）Lagoon－Venice(二)淺海區(qū)的沉積作用主要沉積：碎屑沉積物化學(xué)沉積物生物沉積1.碎屑沉積分帶特征：近岸粗、遠(yuǎn)岸細(xì)分選磨圓：沉積物具良好的分選性和磨圓度成分：以石英砂和粘土為主，并含大量生物遺體。沉積構(gòu)造：浪基面以上地帶有對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)波痕，具交錯(cuò)層理；浪基面以下具水平層理。2.化學(xué)沉積化學(xué)沉積場(chǎng)所：主要低緯度地區(qū)（南北緯30度之間）陸源物質(zhì)少的海域。沉積原因：鹽度、溫度、壓力、PH值、等因素的變化以及生物作用。沉積方式：過(guò)飽和；膠體凝聚；微粒吸附；生物萃取。主要類(lèi)型：碳酸鹽，鋁、鐵、錳的氧化物和氫氧化物，SiO2的膠體和磷等(1).碳酸鹽沉積主要成分：CaCO3和MgCO3原因：溫度上升或壓力降低，CO2含量減少，Ca（HCO3）2過(guò)飽和，產(chǎn)生分解成CaCO3。鮞狀灰?guī)r：沉淀的CaCO3呈細(xì)碎屑狀（晶屑），在動(dòng)蕩海水中，CaCO3以此質(zhì)點(diǎn)或生物屑為核心呈同心圓狀生長(zhǎng)而成。MgCO3：溶解度較CaCO3大，只在炎熱氣候海水溫度和鹽度升高時(shí)，才沉積。分布：在碎屑沉積物外圍，更深的淺海中。Ooliticlimestone(2).鋁、鐵、錳沉積成因及過(guò)程：濕熱氣候，風(fēng)化徹底，Al、Fe、Mn的氧化物和氫氧化物以膠體形式隨河流進(jìn)入大海，在近岸遇電解質(zhì)而凝聚沉積。主要沉積物類(lèi)型：赤鐵礦、鋁土礦、褐鐵礦、水錳礦等腎狀赤鐵礦(3).硅質(zhì)沉積硅來(lái)源：大陸、海底火山噴發(fā)。沉積條件：水溫較低，偏堿性的環(huán)境（PH值大于8），以膠體凝聚的方式沉淀。沉積物類(lèi)型：蛋白石（SiO2.nH2O），脫水后成燧石（SiO2）蛋白石沉積(4).磷質(zhì)沉積形成過(guò)程：表層水含磷低，深層水含磷高。當(dāng)富含磷的低溫底層水隨上升洋流來(lái)到表面，溶解度減小，磷質(zhì)產(chǎn)生沉淀。沉積類(lèi)型：Ca3(PO4)2（膠磷礦），膠磷礦與碎屑物共生經(jīng)成巖成磷塊巖。3.生物沉積A介殼灰?guī)r：淺海中大量底棲生物死亡后遺體堆積在一起形成。B生物礁：由珊瑚蟲(chóng)、海藻、苔蘚蟲(chóng)、層孔蟲(chóng)等群體生物分泌鈣質(zhì)骨骼在原地建造起來(lái)的生物沉積。礁體的分布：現(xiàn)代珊瑚礁主要在水溫25度左右，水質(zhì)清澈、鹽度正常為34-36‰、陽(yáng)光充足、水深小于20米、水流通暢但不激烈動(dòng)蕩的淺海環(huán)境中。介殼灰?guī)r珊瑚礁——一種生物礁生物礁類(lèi)型岸礁：沿岸分布堡礁：與海岸間有一較寬的水道環(huán)礁：圍繞海底隆起的邊緣生長(zhǎng)形成的環(huán)狀礁體fringingreefGreatBarrierReefatoll礁的演化模式

(三)半深海深、海沉積作用

沉積環(huán)境：遠(yuǎn)離大陸，一般碎屑物較難搬運(yùn)到此。物源：淺海沉積物的二次搬運(yùn)、風(fēng)運(yùn)物、冰運(yùn)物、火山碎屑。主要類(lèi)型：各種軟泥。1.半深海區(qū)的碎屑沉積物類(lèi)型藍(lán)色軟泥：廣布于大陸坡，呈藍(lán)黑、深藍(lán)或淺藍(lán)色，有硫化氫味.紅色軟泥：局限分布在熱帶、亞熱帶的一些大河河口外.綠色軟泥：含較多的海綠石，使軟泥呈綠色.2.深海區(qū)的碎屑沉積來(lái)源：風(fēng)運(yùn)物、冰運(yùn)物及濁流搬運(yùn)物。類(lèi)型：主要有A濁積物和B紅色大洋粘土。A濁積物：在大陸坡上形成的濁流挾帶大量泥沙物質(zhì)，在進(jìn)入大陸坡腳和深海盆地時(shí)，因地形平坦、流速降低、搬運(yùn)能力劇減而發(fā)生堆積所形成的沉積物。世界深海半深海的沉積物分布濁積扇及其特點(diǎn)濁積物所構(gòu)成的扇狀地形稱(chēng)濁積扇（或深海扇）。扇體厚度向深海平原方向減小，成分有粘土、沙，還有礫石、巖塊和生物屑，具遞變層理，下粗上細(xì)。深海區(qū)的碎屑沉積

——紅色大洋粘土紅色大洋粘土：一種褐色粘土。質(zhì)純，粒細(xì)，粘土占80%以上，由鐵和錳的氧化物所組成，有機(jī)質(zhì)少，主要分布在水深大于4500米的大洋盆地中，以太平洋中分布最多，占太平洋底面積的49%，成因尚無(wú)定論。深海區(qū)的生物源沉積以生物軟泥為主。軟泥中生物含量大于50%，主要生物有硅藻、放射蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)、抱球蟲(chóng)、翼足蟲(chóng)和顆石藻按化學(xué)成分可分為鈣質(zhì)，硅質(zhì)等。硅質(zhì)軟泥硅質(zhì)軟泥：由硅藻和放射蟲(chóng)遺體構(gòu)成，兩者均為硅質(zhì)浮游生物。硅藻主要分布在高緯度海洋冰川沉積物的外圍，占硅質(zhì)沉積物分布的3/4。放射蟲(chóng)主要分布在太平洋赤道附近碳酸鈣沉積物少的深海底。