海洋地質(zhì)作用

第十四章 海洋地質(zhì)作用地球與其它星球特征的區(qū)別是有浩瀚的海洋,海洋^育了地球上的生命，現(xiàn)代地球上70.8%（4/3）的面積為海洋.地史中由于海陸的變遷海水增多次侵入大陸內(nèi)部，在地層中留下了廣泛的遺跡。例如，淮南地區(qū)保留的從云古代中晚期（Pt「到中奧陶（02）的地層都屬海相沉積也就是說從10億前一一5億年這個時期，淮南地區(qū)曾被海水淹沒，成為了海洋的一部分，0——C上升出海面，C-P又處于海陸交互的濱岸地帶（成煤時期）。 2 2 2海洋是陸地上最大的沉積盆地，蘊(yùn)藏有豐富的礦產(chǎn)資源（海洋中幾乎含有所有的化學(xué)元素，其中鈾是獲得原子能的主要元素）含量達(dá)億噸，是陸地含量的900倍。因此對海洋地質(zhì)作用的研究是極其重要的，無論對地殼形成的了解及現(xiàn)實(shí)資源的利用都有深刻的意義。一、 海與洋海洋是海與洋的總稱，粗略地說，近陸為海，遠(yuǎn)陸為洋海及洋的水都是海水（含鹽33—38%。）海底為陸殼洋底為洋殼二、 海洋環(huán)境分區(qū)（根據(jù)海水深度及運(yùn)動情況）濱海帶海陸界線附近狹長地帶，一般指低潮線與最大高潮線之間的海域。屬海、陸交互的環(huán)境。波浪作用弱，潮汐影響大的濱海地帶.底棲生物海生生物波浪作用弱，潮汐影響大的濱海地帶.底棲生物海生生物J湖坪淺海帶濱外帶至水深200米的范圍，一般包括大陸架地形部分半深海 深海帶半深海200~2000米水深（大陸坡地形）深海＞2000米水深（大陸盆地+洋中脊）三、海洋中的生物-固著：珊瑚、腕足動物、海草，爬行：三葉蟲、蝦、螃蟹，鉆孔：蠕蟲、雙殼I浮游生物：隨水飄移，有孔蟲、放射蟲、筆石、藻類大洋中生物，一方面生活活動改造環(huán)境，一方面許多動物殼CaCo3Sio2成為沉積物來源，如礁體，生物灰炭、硅藻土§2.海水的運(yùn)動及其地質(zhì)作用海水的運(yùn)動是海洋地質(zhì)作用最重要的動力運(yùn)動形式：波浪、潮汐、洋流、濁流一、波浪海水作有規(guī)律的波狀起伏。是海洋中海水經(jīng)常性普遍存在的運(yùn)動形式。廣1.風(fēng)摩擦海水表層

波浪的形成 2.海底地震3.水面上大氣壓劇變化波浪要素波浪中水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動波浪是一種振蕩波，振蕩波的特點(diǎn)就是質(zhì)點(diǎn)不隨波形前進(jìn)，而只是在原地往復(fù)的園周運(yùn)動。圖略波峰處水質(zhì)點(diǎn)處于園周的頂點(diǎn)波谷處水質(zhì)點(diǎn)處于園周的最底點(diǎn)峰谷之間，水質(zhì)點(diǎn)處于園周的頂點(diǎn)及最低點(diǎn)之間。水面向下水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的園周直徑逐漸減小，波浪則趨地平緩，這是由于隨深度增加，水內(nèi)磨擦也就是質(zhì)點(diǎn)之間的磨擦力增大的原因（質(zhì)點(diǎn)動能減?。?。當(dāng)水深小于1/2波長時（近海岸處）由于海底磨擦助使質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡成為橢園形。波浪的變形及派生的水流.1.波浪垂直于海岸推進(jìn)時波浪岸近海時，水深變淺，由于海底磨擦前面的波浪較后來的波浪速慢，兩波浪間距離減小，多余的能量使波高加大波峰前傾形成卷浪。卷浪前端懸空很快成為波浪，破浪被碎后，水質(zhì)點(diǎn)不作園周運(yùn)動，而迅速涌向海岸成為拍岸浪（激浪）拍岸是海水破壞海岸的主要動力。拍岸浪沖擊海岸的過程中，能量消耗在克服沙或巖石的磨擦阻力，海水由于重力沿斜坡流回海中，這種流向海底的回流稱底流。（溶蝕沖蝕磨蝕2.波浪斜交海岸推進(jìn)時斜向海岸的波浪到達(dá)岸邊后，一部分以底流回到海中，另一部分成為沿岸流。帶動沉積顆粒移動。波浪是破壞海岸的主要動力。當(dāng)浪水迅速涌進(jìn)沿裂隙時裂隙中原來空氣來不及排出，被壓縮在極小的空間產(chǎn)生很大的瞬間壓力，使巖石崩裂瓦解。同時激浪拋棄全部起起巨大的巖屑、石塊，撞擊海岸巖石。巖石在海浪的作用下海蝕凹槽一海蝕海蝕平臺如果地殼運(yùn)動相對論是海洋平面位穩(wěn)定時就不再發(fā)展這時，由于海浪（激浪）到達(dá)岸邊平臺外緣時，能量全部消耗在與平臺海底的磨擦之上，不再具有剝蝕能力。這時的海岸刻面為海蝕平衡剖面。地殼上升，海面下降， 海蝕平臺轉(zhuǎn)為海蝕階地地殼下降，海面上升，海蝕平臺轉(zhuǎn)為水下階地波浪形成沉體沙岸，沿岸底砂在激浪進(jìn)流推動下一步向岸移，返回底流下帶回海堆積下來形成砂壩（平行于海岸）。沿岸流在海灣處形成砂嘴二、潮汐及其地質(zhì)作用潮汐海水在太陽和月球的引力作用下發(fā)生的周期性運(yùn)動。海平面周期性升降，一一潮汐海水周期性涌向岸邊（水平運(yùn)動） 潮流潮汐的形成以月地系統(tǒng)為主，每日兩次漲潮，每月農(nóng)歷初一、十五為大潮、每年春分、秋分為最大潮。往返的潮水尤其在喇叭口處，不斷強(qiáng)烈的剝蝕，沖刷搬運(yùn)作用，形成“三角港”，如錢塘江、泰唔士河、恒河等。三、洋流及其地質(zhì)作用流速緩慢主要是搬運(yùn)作用，搬運(yùn)極細(xì)粒物質(zhì)，但洋流尤其是深海環(huán)境對海水深處攪動，帶入氧氣，把深處礦物質(zhì)帶上表層，間接地影響生物沉積作用。｛定向風(fēng)對海水的吹動（信風(fēng)）溫度（暖流、寒流）含鹽度一深海環(huán)流流速：V=0.5-1.5m/s濁流及其地質(zhì)作用1.定義：濁流含有大量懸浮物質(zhì)（礫、砂、泥質(zhì)）比重大，流速快，水下重流，一般流速＞10米/秒。r海震，推動海底碎屑，d,l?水下滑坡（大陸濁流形成的原因、河流入海重負(fù)荷濁流在海底深處難觀察，對濁流的重要證據(jù)是1929.12.18大西洋底紐芬蘭附近的一次地震后海底電纜的破壞。2.濁流的地質(zhì)作用強(qiáng)烈的沖刷海底，比重大，流速快，在大陸坡形成橫切大陸坡的海底峽谷大量的沉積物（碎屑）在大陸坡角下形成深海扇，淺水生物化石碎屑被帶入深?！?.濱海的地質(zhì)作用1.濱海沉積＜1.濱海沉積3. 碳酸鹽巖沉積、石灰?guī)r、白云巖在陸泊物質(zhì)少，干燥炎熱氣候下，CaCo3沉積，鮞狀灰?guī)r竹葉狀

〔4.潮坪沉積（粉砂、泥質(zhì)為主）海灘沉積.（波切臺上、近岸邊）礫灘一一礫石組成的海灘，礫石成分常與海岸巖性一致，主要是巖岸海下來的礫石。砂灘——最常見的海灘，水岸地區(qū)，砂成分以石類為主。泥灘一一泥質(zhì)地面。砂壩、砂咀沉積一一波浪、沿岸流的作用形成的由礫堆積的線狀崗。砂咀 端入海的砂崗，常見于海灣處，它的形成主要是沿岸流的作用。砂壩一一平行海岸離岸有一定距離的垅崗，可露出海面也可在海面之下，波浪與底流相遇，外濱海典型的堆積物?！?.淺海帶的地質(zhì)作用一、 剝蝕、搬運(yùn)能力弱淺海環(huán)境水動能力、波浪對海底的攪動一般只限于淺水（40-50米），這里有時能沖刷搬運(yùn)砂極碎屑。潮落流流速低，在這里剝蝕力小，也僅是達(dá)小碎屑。二、 沉積作用盛海洋是地球表面最大的沉積盆地，在海洋環(huán)境中，淺海又是沉積作用最盛的地帶，沉積物來源十分豐富，即有陸源碎屑也有大量生物遺骸及化學(xué)溶解物，發(fā)育有各種沉積。碎屑巖沉積（河流搬運(yùn)90%海蝕冰、川、風(fēng)沉積物以砂和泥為主淺海的近岸帶（＜50米），水動能相對較強(qiáng)，砂粉及砂沉積。；遠(yuǎn)岸帶，主要是泥質(zhì)沉積。2、碳酸鹽巖沉積淺海碳酸鹽沉積分布廣，規(guī)模大，地層中大部分石灰?guī)r、白云巖屬于淺海沉積而成。淺海碳酸鹽沉積大都發(fā)育在缺乏陸源物質(zhì)缺乏的海域，距河流入海口遠(yuǎn)的地方。淺部：碎屑碳酸鹽、生物碎屑石灰?guī)r（鈣質(zhì)介殼生物碎片堆積成巖），鮞狀石灰?guī)r（碎片為形心形成鮞粒），竹葉狀石灰?guī)r深部：結(jié)晶灰?guī)r，泥晶灰?guī)r，亮晶灰?guī)r3。礁體沉積巖礁生物骨骼構(gòu)成的堆積體巖礁生物一一珊瑚、層孔蟲、苔蘚蟲、藻類造礁珊瑚對生活條件要求較高：水深＜50米，水溫20C°±氧，陽光充足，水質(zhì)清潔不含泥砂，含鹽度正常。只有具備這些條件的淺海環(huán)境，才發(fā)育有珊瑚礁。可根據(jù)地史中的礁體沉積判斷其所處的環(huán)境特征。海洋中有些島就是由珊瑚組成的，稱珊瑚島。世界上最大的珊瑚島就是澳大利亞北部的大堡礁長1800公里。印度洋上的馬爾代夫群島，南太平洋的群島，我國西沙群島中部發(fā)育有很好的珊瑚島。根據(jù)礁體與岸線之間的關(guān)系可分為：岸礁、堡礁、環(huán)礁化學(xué)沉積膠體沉積，F(xiàn)e、Al、Mn的氫氧化物常以膠體溶液搬運(yùn)到淺海區(qū)域，由于電解質(zhì)的作用，使膠粒電性中和沉淀下來，經(jīng)常形成一些鮞狀、豆?fàn)?、赤鐵礦、鉆土礦等，富集可成礦結(jié)晶沉積：P、Ca等真溶液發(fā)生下飽和沉積作用，礦物結(jié)晶折出，CaCO3§4.半深海帶的地質(zhì)作用無波浪、潮汐，僅有洋流蝕流作用，無植物及底棲動物。半深海帶包括大陸坡，有一定的地形波度，亦觸發(fā)海底滑坡進(jìn)而導(dǎo)致蝕流的產(chǎn)生。海底滑坡和蝕流有較強(qiáng)烈的滑坡剝蝕作用，無其浪流，可以把剝蝕的產(chǎn)物帶入更深的深圳特區(qū)海盆地中去。一、 海底滑坡大陸坡的平均坡度4.30最大20。。我們知道在陸地的斜坡上，巖層和土層可以在外界的角民下旨下滑坡，大陸處于水下，沉積物在作的充分溫浸潤中，容易產(chǎn)生類似的滑坡現(xiàn)象。尤其在海震，海底火山噴發(fā)之后，經(jīng)常在大陸上出現(xiàn)滑坡，滑坡的地質(zhì)作用是剝蝕，一搬運(yùn)一沉積的統(tǒng)一過程，帶動了大量碎屑物質(zhì)，沿坡下移并在坡角堆積下來。二、海底峽谷和海扇的形成由于蝕流作用在大陸坡上沖刷剝蝕形成了深大的海底峽谷，同時在出口處，即峽谷向海的一端，所帶的碎屑堆積焉得虎子來。這種堆積類似于濁流在上角下的堆積，堆積物在平面上呈扇開分布，稱海扇。海扇沉積物中有濁流典型的遞變層常夾有淺海生物碎屑。

§5.深海帶的沉積作用一、 濁積物：濁流將大量碎屑堆積在深海盆地中。具有遞變層理生物遺骸，常與深海頁巖互層二、 軟泥沉積：常見的深海沉積，主要是由浮游生物的遺骸及少量洋流搬運(yùn)來的懸浮物質(zhì)形成的一些泥質(zhì)沉積。軟泥沉積不受地形影響，可以在不同的地形上均勻覆蓋一層。按軟泥的化學(xué)成分和所含生物種類分：①鈣質(zhì)軟泥：有孔蟲介殼會含量＞3。%的碳酸鈣軟泥常見分布于赤道附近的海底，洋流屬于上升流，將深海中的Ca、P、N帶到表層為浮游的有孔蟲提供了豐富的養(yǎng)分，因此有孔蟲特別豐富，死亡后其鈣質(zhì)介殼沉入海底形成鈣質(zhì)軟泥。4000米這里在下沉的過程中，我們知道，隨著深度增大，水壓力增大，對CaCO的溶解能力也增大，終于在某個深度上CaCO溶解速度正好等于沉積速度。這時到達(dá)這個深度的鈣質(zhì)介殼全部被溶解了。這個深度我們稱碳酸鈣補(bǔ)償深度，通常在4000米水深的地方.4000米碳酸鈣補(bǔ)償深度 海底雪線。②硅質(zhì)軟泥——硅藻和放射蟲遺骸堆積而成的，放射蟲主要是分布在赤道附近，硅藻軟泥主要分布于兩極附近海域紅色粘土一一富含F(xiàn)e、Al質(zhì)粘土沉積，生物含量小于30%的軟泥沉積常呈紅褐色。常含一些火山碎悄物質(zhì)。分布于生物少的地區(qū)及碳酸鈣補(bǔ)償度之下的海底。各種軟泥在海底分布范圍深度有一定規(guī)律鈣質(zhì)軟泥一般在4500?5000米深之下不存在碳酸鈣補(bǔ)償空度一一此深度以下，水的溶解力強(qiáng)CaCO, .... 、, 、 、 、 …- 3被溶解。所以在海洋中一般＞4000米水深的海底無鈣質(zhì)軟泥的沉積。三、錳結(jié)核深圓狀結(jié)核，直徑0.5—2Ocm、個別可達(dá)1米，結(jié)核呈紅褐色，軟而多孔，此重(1.82—3.1)成因：鎰質(zhì)以碎屑物為核心，繞其作同心層狀沉淀而成。海底鎰結(jié)核分布很廣，從赤道到極地的前緣廣闊的海域中都有，兩極一般無鎰結(jié)核。鎰結(jié)核是地球巨大的潛在資源，除Mm、Fe、Ni、Cu外，Mo、Ti、V、Sr、Zr、Ag共有3。余種金屬元素，開發(fā)出來可供人類服務(wù)。無論從淺海到深海的碎屑物或碳酸鹽沉積物中，可以形成并聚積大量的對人類有重要意義的礦產(chǎn)資源，這是因?yàn)楹Ｑ笫怯谰眯缘膬λ璧兀懈鞣N供低等菌藻生物生存聚的營份。這些低等的菌藻類,，死后堆積在海底可轉(zhuǎn)化為石油，同時碎屑物和碳酸鹽沉積物中，存在一些空隙，可為石油的儲存提供了可能。天然氣體水合物是海底儲量巨大的又一種新型能源，有待于人類的開發(fā)利用?！?.海水的進(jìn)退海進(jìn)