海洋地质学
& w5 l+ ~- k4 o5 o& W$ w第一章绪论" t% [' u9 w. W p: k5 ]4 _
●《海洋地质学》的含义
5 C6 W) ?% Y, y4 C●《海洋地质学》的主要研究内容
B f0 V" M8 S1 C$ P●《海洋地质学》的研究意义5 q! Z; D, b4 M4 b9 Y# r( z
●《海洋地质学》的研究方法
6 `3 m* \; @& j! U! q5 _6 S+ b绪论-《海洋地质学》的含义和内容. J% F3 W1 @9 p" E7 z
●《海洋地质学》是研究海水覆盖区岩石圈特征及其演化规律的学科。4 V8 @1 _+ s1 _+ Y
●海洋地形、海洋沉积、海洋构造和海洋矿产是其主要研究内容。/ i, B) M% F' M5 }3 l
绪论-《海洋地质学》的研究意义9 M+ x7 `: F! t. v
●海洋地质的研究具有重大的理论意义
) l- y4 I9 U B7 P( V6 a9 D现代海洋占地球表面积的2/3,白垩纪时达4/5;不了解海洋就不能正确认识地球,不了解海洋地质就难有全面的地球观。
: t- j& m. F/ k+ s) d1 e●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室& @# W# v, N/ \" t9 _
全世界大陆上沉积岩的分布面积约占陆地的75%,多是古海洋的沉积物。对现代海洋沉积物的及其环境和机制的研究,不仅丰富了沉积学的内容,而且是将今论古的依据。
+ C& K! `% ~" F; L●海洋具有丰富的矿产资* d& n [" M' D0 x
●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
# E9 o/ c) i- X7 V( \绪论-海洋地质学的发展史
- C7 M ~/ W$ H2 ?8 I+ R) ]5 r●海洋地质知识的积累时期
2 W, q5 p) F# Q/ j9 @●海洋地质学的独立时期
+ ?5 U$ k& Y) L0 I% R●海洋地质学的蓬勃发展时期
. u9 g( t1 W" }" ]0 @+ _ n) T●海洋地质学的新时期
5 z- E6 D# T: n* k5 O4 A3 f海洋地质知识的积累时期 L( Y2 P* e% c5 {$ | Z( n
●1.航海中海洋地质知识的积累! x' t' r" V& S- _
● 1872年12月6日-1876年5月4日,英国“挑战者”号环球航行,奠定了近代海洋学基
* d7 t) U1 l. t7 R5 Z6 c/ x4 `础,具划时代意义。$ E$ Q, F) p9 v1 z
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
0 v% F* m& n$ W0 A) C5 i0 A●大陆漂移说(Wegener,1912,1915)和Holmes(1928)的地幔对流说虽然当时未能得到大多/ }+ z! g6 ~* g
数学者的支持,却为而后的板块学说的创立奠定了一定的基础。 I1 B/ u( B+ K, y
海洋地质学的独立时期
' T! P- n i" X. u●20世纪30-40年代是海洋地质学的独立时期,大陆架油田勘探、声纳等调查技术的革新、海8 ~, r& l2 U( ^/ S
洋研究机构的建立,使海洋地质知识日益丰富。40年代末,50年代出一批重要著作的问世,表明海洋地质已成为一门独立学科。4 D6 _4 y2 R% W. z2 c
●
# ~# X. A; [0 q6 b; _* O# L$ X●三部著作的发行,标志着海洋地质学成为一门独立学科:美国Sherpard的《海底地质学》
# `6 ~2 ]8 y. G- |(1948)、苏联克莲诺娃的《海洋地质学》(1948)和荷兰Kuenen的《海洋地质学》(1950)。2 _6 _4 t( n" P4 h2 a9 @
海洋地质学的蓬勃发展时期9 _: y% M' R' F! F6 U, l8 M0 {5 x
●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期$ t& j/ F$ S7 n- `' j0 G( c: ^& Z
●1. 海底三大发现2 T4 z: M; w9 q: s0 _1 C! B
●大洋中脊系统、海底热流异常和海底磁异常是改变地球观的海底三大发现。5 W0 [" Q# D( X( @' J' ^; u
●2.海底扩张和板块构造
2 q: h/ Q8 K$ {3 ?7 A% {●3.国际海洋机构的建立和国际合作
/ z$ u6 d8 r: H" b" x●4.人工地震和深海钻探7 v1 Q0 `" S7 V( `. O2 h y8 J
现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张
! m3 H- n9 |- W: Y1.地幔热对流# b l# k r) ^' t+ F* y
绪论-海洋地质学的研究方法
% o& ~+ v$ Y# }: H0 I●海洋地质调查方法
2 g: a G- u5 U3 S●1.海洋调查的内容、类型和方式6 i- Z5 f4 L' H0 F3 y
●海洋调查的内容:
! P' U7 Y5 P+ [; t: g4 V. s●海洋科学下设6个分支学科:海洋水文学、海洋气象学、海洋化学、海洋地质学(含地球物
4 m4 \0 W4 _: m7 ]% q理学)、海洋生物学和海洋物理学。每个分支学科的研究内容就是海洋调查的一个项目。
) _+ x( s9 W! Y% f0 z1 m% L●海洋调查的类型:调查目的:基础调查.应用调查.科学实验应用调查6 h) v4 C. [3 A- G& ]5 h$ K
调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
4 e3 o5 I0 W- C8 ^0 ] g/ k运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查; L( k7 E9 g8 `9 ~4 Y
海洋地质调查方法. y) R2 I5 ^) d/ Q. M% E& U
●海洋调查的方式:
# |/ S. W" U: e●海洋调查观测点的空间分布
3 o7 o, T: ?9 ]+ Q8 O7 t+ [●海洋调查观测时间的间隔: y9 V* Q) ~1 _$ c* V6 `
●2.运载工具和仪器设备2 a; j- I2 |4 ^0 c# v2 N+ s) T, o8 ?
●运载工具:
B1 ^. T4 w8 m3 g0 S+ p+ m●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。, [ v) E+ ~" r+ M0 h& ^
●仪器设备:7 E! Z- X+ o" v+ A/ A8 w: i A) ~" A
●3.海上定位和水深测量' w8 E, H) s, g' I" k: T% r* R% X. l+ h
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位$ O6 L% C6 w2 s# d, C' @3 K& N1 G
绪论-海洋地质学的研究方法5 O2 ?$ S& m2 w: b# Y; G/ n
●海洋地球物理勘探
! v) f% g) r5 X! S/ e4 `% }$ `! }●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
+ [' c* e8 t& b" U+ a' D. l F3 ~●4.热流测量0 M; ~3 ?$ w4 t6 m- ~+ b2 ^% w
●海底表层取样和海上钻探
% z3 n4 k; d2 U●1.海底表层沉积物取样 I$ B0 B) U F3 z+ _( s! t/ l
●取样工具:采样器(拖网、抓斗)和取样管(柱状、垂直和浅层取样管)
& R _( f! z" V/ G7 K1 G●取样技术:无缆取样和摄影取样
. w4 b7 U- J; _# V0 ]9 G" a- @, y●2.海上钻探
7 ^# W/ H8 b6 t2 z) s8 [, w●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
/ {2 q( B$ _$ { W, E第二章海洋地形8 J! ~; h% h5 y" r% t; i
●海洋形态学研究海水覆盖区地球外貌特征及其成因。海洋地形包括海岸地形和海底地, t- q2 P; k# u t! `- D
形,两者界限为低潮线。7 c. l# h8 v8 {& A# X
●第一节海岸带地形
( A* f3 w, x' F6 o7 g, n) _. K$ Y●海岸地形是指低潮线与陆地之间、海洋与陆地两种营力共同作用的地形,因呈带状
. z3 |9 @' v) y& J7 X分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。
6 O- {7 [" ]" @4 x1 T3 D●海岸上有无河流入海是海岸地形和滨海沉积的首要特征。因此可以分为两种基本类型2 p0 Z; @& c5 l
的海岸:河口海岸和非河口海岸,后者为狭义的海岸带,通常又分为有障壁海岸和无障壁海
% W, g$ ^5 \& E b8 a7 | 岸。
% K1 E1 h; F4 O. K( w1 x+ p' ~6 I0 M' y2 f2 f2 j3 S: X- F/ J
第一节海岸带地形
) u5 `7 Y( T# L: ]2 d1 M7 q●一.海岸带+ R8 ?; E' _2 B& J: h& D: g
●1.无障壁海滩地形
" j! c! ?; d5 {" u9 U E9 L0 P●按坡向海滩分为两类:向海倾斜的单坡向海滩和双坡向海滩。沿岸堤是海滩上主要地形,有
$ [- _8 @* d& ~1 b+ y时可见滩角和沙嘴。
0 B- h% M/ q" ^8 p1 w●1)沿岸堤
; F* A% B' N/ Z% O●沿岸堤(滨岸堤、滩脊)是海滩上平行海岸线延伸的岗丘,由上冲流、回流和冲越流的沉积
+ w3 I! _7 [0 |5 J作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。1 r! z- `$ W d" |8 _8 Q, D
●2)滩角和沙嘴* Y0 B) r: B- L# z$ r/ }
●滩角是海滩上得一种韵律地形,载波能中等、沿岸流较弱的条件下发育,以高潮位滩角为主。: _6 ?& a9 d6 ]+ D0 e
滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。
$ _, _7 F! W, K) ?" Q6 \6 D p●沙嘴发育在沿岸流强,水边线向陆弯的岸段,在惯性力作用下,沙嘴延弯曲的海岸线延长方# ~2 t5 }; }2 u3 c
向伸长,但沙嘴的前端内弯。( x$ Y9 V9 w9 A
一.海岸带
. X3 E$ V: \ O( \6 z●2.有障壁海滩地形# C" X. d1 }+ C: ]. y
●障壁沙岛平行海岸线延伸,其与大陆之间形成泻湖,两者构成了障壁沙岛-泻湖体系。
1 S2 L8 o. y2 z: I8 J5 S/ B●1)障壁沙岛地形7 z8 V! W y8 Y( |7 x3 | l0 k5 w6 E
●障壁沙岛有时露出高潮位形成滩堤,横切沙岛的潮道将泻湖与大海的水体沟通。潮差大3 m( ~! s6 G8 z/ q. s }4 e
小影响障壁沙岛的发育。弱潮海岸沙岛长,中潮海岸沙岛短,强潮海岸不发育沙岛。
& ]/ n8 R) Q( F+ U% u●2)泻湖地形
- K) L9 k& Q# g! `6 x●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。7 {' o/ M o. y: _( P& k
二.河口海岸/ \ T9 W( u: ~" O$ t
●通常将河口区分出河口段和近口段,口门是河口区的下界,潮区界是河口区的上界。潮流界
$ r- L, U( ~- A. ?( ?9 I 是两段的分界,以上为近口段,以下为河口段。有人将口门外浅海也归入河口区。
8 d. H$ }' b/ r6 H$ d●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
9 r1 k+ d+ J4 g9 ~2 F, O8 L/ r第二节大陆边缘地形
& t7 j, G9 g3 ^% M1 q●海底地形包括大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊三大地形单元。
5 L& j& R6 p( g●大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带。大陆边缘内有若干次级地形单元,按组合特征分为两4 y2 w0 ~3 j4 Y* M1 a6 M
类:大西洋型-由大陆架、大陆坡和大陆裙组成;太平洋型,分为两个亚型,东太平洋型(安底斯亚型)-由大陆架、大陆坡和海沟组成;西太平洋亚型(东亚亚型)-由大陆架、大陆坡、边缘海盆地、岛弧和海沟组成。
; O" z% W" |3 `1 J2 B一.大陆架+ d4 Q% N2 i. g$ C( f
●大陆架通常指低潮线以下,向海延伸的环大陆平坦地带,平均坡度0°07′,外缘有坡5 |$ G5 L8 }1 A Z' |
折,常以200米水深作为陆架外缘。通常以50米水深分内陆架和外陆架。平坦面、沟谷、边缘坝是大陆架的三个次级地形单元。3 J4 T) \2 ]) p; w; w& ?
● 1.大陆架平坦面/ e0 I5 X6 k5 J1 u, i- s/ I+ Y
●大陆架由许多平坦面组成,全球大陆架有6个平坦面。水深分别是15m,32m,52m,68m,87m,100m.0 p9 w3 j. p/ n8 u( t; {0 i
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)( L+ Q) p0 I G0 I. ]3 S3 \
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
; X2 _6 e# h5 V第一节、滨海沉积8 D% r& L8 ]% b
●一.海滩沉积 e2 q9 D+ W% H4 R
●海滩是指以波浪作用为主,由粗粒(>63μm)硅质碎屑组成的疏松堆积体及其地形。
) }, \2 \9 o8 m) z5 o● 1.海滩沉积环境和发育机制# B) d7 N- y4 r6 O% \! ]
●1)海滩沉积环境
9 C+ z* a7 |4 T; l e" u R●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,1 b- i! e+ @0 ~- u# ]) g! y7 [" T
●中-高波能。以河流输砂为主,部分由海岸侵蚀供应。生物碎屑较少,来自海滩内栖息动物
6 a6 B) k3 C. q% i0 Z. ], X( o/ ]硬壳。后滨以风的作用为主。3 F+ s% X3 Z. P0 ] e
●2)海滩发育机制
! {1 a* w3 E0 }6 W! d●海滩发育主要受波浪控制。沙砾长期反复跃移、推移,使海滩碎屑物具有良好得分选性。
+ l, h) W7 Y; d, b( H" @●潮位变动使海滩周期性冲淤,平潮位时间长,有较多的碎屑堆积,形成沿岸堤。3 \ F D7 @8 }) A
●海滩碎屑的纵向运动是沿岸流驱使的。沿岸流上游动能大,海滩遭受侵蚀,下游动能小,海
8 l3 G# i: {0 K5 \3 i滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。6 A' g# ?) u+ e8 O2 c
一.海滩沉积1 n" A# E1 X; m9 w
● 2.海滩沉积物- z( s; i ?' B! F8 B8 m% s
●1)海滩沉积物的物质成分% Y! `1 u& O+ x* L/ i
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
* v+ \+ T* d% b2 ^ X. d: A●2)海滩沉积物的结构0 O* T( Z+ t) Y2 @& Z1 d
●海滩一般由砂砾组成,在横向上在高潮线附近粒度粗,向岸、向海粒度变细,这是波浪能量
2 c8 h) r0 |, Q分配的反映。纵向上粒度沿海岸线递变,波能强处颗粒粗弱处变细。通常海滩沉积物分选好。2 f# o! R) j' C9 {4 R
● 3)海滩沉积物的沉积构造
7 U0 j+ f/ }9 H0 O% f1 N9 ^% r●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。, E, @/ u$ b) i: a+ C ?; g4 {
●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。
; `5 t2 O! [# ~2 q●(3)生物构造海滩环境中的生物主要是底内动物,形成居住迹、觅食迹、排泄迹、生殖迹、3 h: x5 T& h1 |
爬行迹。! l8 S H0 j7 z5 P7 j3 {( W- C" t
二.障壁岛和泻湖沉积
2 {) Z# }" j8 x$ F& T7 c: y障壁岛平行于海岸线延伸,其与大陆之间形成泻湖,两者构成障壁岛-泻湖体系。
0 R' B- L: I2 X$ s. p6 O( p●1.障壁岛沉积环境和发育机制' w7 Q) u; w/ Z# N$ u0 i2 b
●障壁岛的海侧与海滩环境相似,岛顶发育风成沙丘,陆侧受泻湖水面生将影响。风暴浪侵入
8 o# g/ e5 A0 D8 H3 P5 U0 }时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。) n1 d. U! S/ a P: `
●根据发育情况分别形成进积型、侵蚀型和稳定型障壁岛。砂源充足,海平面稳定,潮差小,
1 j# I) T; z3 Y7 B* w. A5 @. Q波能不大形成进积型;砂源短缺,海平面上升,水动力增强,沙岛受到侵蚀向陆迁移,导致泻湖缩小,障壁岛覆盖在泻湖之上。
1 Y3 u, @1 L5 k u● 2.泻湖沉积环境和发育机制
; N) `0 K: k5 `, B! }●通常泻湖为低能环境,波浪、潮流的作用都不强,近潮道口附近较强,但风暴浪可以对泻湖
3 W; y( {; Q# t F: _- ]* J产生重大影响。. X# Q% T3 u( h, v
●泻湖的盐度和流态受淡水、咸水的补给量和蒸发量的影响。湖底为还原环境。潮差大小和气' r/ |- c' D. G
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。& N5 X8 p6 C: V1 l3 N' K
二.障壁岛和泻湖沉积
8 N5 r/ m3 X' V● 3.障壁岛沉积物% }2 C. ?$ t$ ?7 b
●1)岩性
, a9 ]2 T: X: A0 b1 o1 L ●以砂质碎屑为主,常见重矿物富集,含有介壳,动物一般为强壮的种,主要为化学- l) d! f: Y! v6 j; C b3 l
胶结物。
: V6 j" s6 V u1 y& o- ], |●2)结构# b7 g7 b. p. L. v% P$ w- `# e
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。9 Y1 w* u4 R% T' p( y' F
●3)沉积构造5 U( F: C/ s- v* G% {
●发育不对称波痕、平缓斜层理。交错层理发育,可能是风成的和水成的,交错层理
, W* J' I: S4 g) e方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。 f8 @5 ^/ [+ [6 S* J
●4)大小、形状和方位
5 L% I0 Y* b* `●宽约百米至数公里,厚度6-18米,非常长,平行于岸线,砂体一般为直的或稍弯曲。
- E% y, {5 {; U6 m" h二.障壁岛和泻湖沉积
) q/ r" ?7 N, f7 D●4.泻湖沉积物) `5 [0 p1 O" C; ~# c0 K! {
●泻湖沉积物的物质成分有硅质陆源碎屑物、生物沉积物和化: Y2 U7 M. ^, U- f$ |+ w: B- t o5 J9 D
●学沉积物。砂呈斑块状分布在沙岛附近。粉沙和粘土分布在深水* n& A/ j6 ^2 V, `' Z) d
●区。干旱气候泻湖发育化学沉积物,石膏晶体分布于泥中,有时
/ I# N& R# }9 b6 s& G, v. c5 S; e1 M, A●形成岩盐。湿热气候泻湖以钙质沉积为特征,灰泥是化学沉积,. G% S" ^4 A' x$ i! |' i
●珊瑚碎屑是生物成因。湿热及温湿气候中有大量有机质沉积。
; G! q2 o9 i7 o7 `+ H+ d●纹层状水平层理是主要的沉积构造,沙岛附近可见小型交错层理。近岸富含有机质的泥
; o) s1 V0 D; I+ V质沉积物中发育生物扰动构造。
% B9 N" ^0 m l* O7 J u三.潮坪沉积1 Y5 x' }6 ?6 U" I6 v
* l% d0 U% s+ y B! ]
潮坪是指以潮汐作用为主要动力,坡度极缓(0°3′-0°17′),通常由细碎屑(粒径 |