海洋地质学
$ P `# H1 U3 d第一章绪论! i0 F! {6 o' T& h3 ?) r& y e
●《海洋地质学》的含义: u+ j* n: b3 L- i8 F
●《海洋地质学》的主要研究内容
# K* o. c# L& G1 n9 ~●《海洋地质学》的研究意义' Z7 f5 u: H4 }! Y, Y
●《海洋地质学》的研究方法( W+ L' L. W% q% u H
绪论-《海洋地质学》的含义和内容
3 Y1 b* C( E8 O+ \( 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。
; O, Q* h+ K; i7 ]●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。5 j5 m! \$ [# m) l) ]" I/ l( e3 z
绪论-《海洋地质学》的研究意义
; v" K5 c7 N' L% ^+ L4 G●海洋地质的研究具有重大的理论意义6 E% q8 z1 M0 m6 B5 D. S/ M) ~5 h
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。) o J$ O' a/ E4 g
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室/ e' D) p3 q% M: q! Z- a2 j( v
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。
' w) Z+ N5 _( b/ ~●海洋具有丰富的矿产资* v+ k e$ E3 z6 s2 n$ b
●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
( `; y0 E8 M( { f绪论-海洋地质学的发展史( o" [6 G; d6 K* [% [9 m3 Y
●海洋地质知识的积累时期$ J0 s' j* _; m% c7 O% i
●海洋地质学的独立时期0 l. i/ v4 i9 i) O3 u8 m6 c
●海洋地质学的蓬勃发展时期$ g+ X: Y, x* m# G, I* a2 z
●海洋地质学的新时期
. N+ K) C1 J" j" A3 R: F( |海洋地质知识的积累时期0 T2 e% c3 r3 x* u( I% t" G) I% L
●1.航海中海洋地质知识的积累& d# c `: h" F
● 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) ~* |8 z: B3 ]" \! W) U
础,具划时代意义。
$ ^+ e8 Y7 o3 d●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
" e( i* `3 z7 l! m●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8 L8 r- ?3 ^3 d% Y$ q; ~, R
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。
7 O" s. K- M% F K; Q海洋地质学的独立时期, A7 q5 L! M8 u; E1 u, N
●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$ v: F3 O( t6 [' }3 {' q
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。
, h' F. n9 f0 C8 H; ~- C" M●
4 p d- H! W# U0 A/ `2 [. [( ]●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 k, T, k* H8 E3 Q1 [9 n
(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)。
9 j) r$ u* \: ?. f& _海洋地质学的蓬勃发展时期
& n4 I/ k, l5 A! ]; y( y●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期
5 p @$ O1 }$ _●1. 海底三大发现
\+ S/ ~2 f" Q2 z; I0 G, z, 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。& V2 O- n7 V0 G3 c
●2.海底扩张和板块构造: G R. u+ i }9 q/ L+ }7 L. _, G
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
, D( K+ N. h! s& b●4.人工地震和深海钻探+ x0 X2 X7 }# F! o( F/ @1 t
现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张2 ^& e! l4 z5 |0 W/ p
1.地幔热对流2 X4 C. W( [/ B
绪论-海洋地质学的研究方法. H$ c/ ], x7 z; H1 e# L; O8 q2 S
●海洋地质调查方法
4 `. S9 c2 y) H$ O●1.海洋调查的内容、类型和方式
1 y c* w( w8 H●海洋调查的内容:
* v( u3 [, b- K* Y! [●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) }" P; M5 j- u! ]! ]; D6 G
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。
7 z( J' I3 b8 T* y* a2 z: W% x●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5 f% z$ g0 V' e/ Z8 n0 ?% V0 q7 E
调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
. c z% C+ _( }1 _' b0 k4 O运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查3 m+ r$ M4 L. [ O+ P* d! ?% @) t m
海洋地质调查方法# o$ E% t }0 w0 M9 A: j" L
●海洋调查的方式:
6 {" C$ ?8 a$ H8 ?8 o●海洋调查观测点的空间分布( K+ I6 b3 V- Q. n& B
●海洋调查观测时间的间隔
3 y: i5 u7 [. t( D●2.运载工具和仪器设备: @& q2 _7 x5 S" o7 T
●运载工具:
0 G5 f- C0 L5 i●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。. K" t; S w, c, c
●仪器设备:
6 x# Z0 s9 h; l●3.海上定位和水深测量, K2 C9 ]' a. V0 ^9 H
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位
g; q+ F4 N! d3 \5 P2 f绪论-海洋地质学的研究方法
0 B& F. y5 R: S* b* f1 i- i●海洋地球物理勘探/ e7 A6 D# q' W3 f+ Q8 g
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
; q6 |. V6 B; \. u●4.热流测量. J3 U$ X( I, v2 \1 W
●海底表层取样和海上钻探% ]( H) I: Z. ]9 i
●1.海底表层沉积物取样
0 r9 Z7 v& j7 F% v P4 T●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)" s& U: l. j6 A
●取样技术:无缆取样和摄影取样0 A4 O% w% Y# _, y: _1 w9 O* g0 G4 V
●2.海上钻探
8 \4 a7 ^4 [; \5 a- p! W0 e●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
4 \1 X0 R: W* f# j/ y: w n% G- H第二章海洋地形
- _; X2 N: Y" c4 k/ @# U; x●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
% W" R6 y$ p0 J& l: t形,两者界限为低潮线。2 b' t( G0 B) k& u+ V# t
●第一节海岸带地形
/ C+ r0 E( U5 t# W% x9 `0 |●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
- I. W6 ?/ L2 @. _ I0 K5 n分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。1 b3 i$ [# c) e5 z" l
●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
+ o$ Z+ \2 C! r p, ?8 E( M& o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
6 i+ b- I1 M j8 y) n- Z 岸。
) |4 A& V2 z3 n* h. e" g% c- e, W7 {' S& c* P8 X4 \
第一节海岸带地形! O: k' s6 m9 s& n; a* k
●一.海岸带/ K0 w5 o; C7 l y( m! C: s1 c( k
●1.无障壁海滩地形' {9 ^& }0 U5 Z+ S5 Y7 o
●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. N. T; v; _* \* D& E/ ]
时可见滩角和沙嘴。, B4 W$ ~! z+ N& k" N
●1)沿岸堤
9 F& t, Z' G4 V+ J0 B" x●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, R4 J$ N- [$ r# Z' E- j
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。! J9 S I3 Z( F6 j5 t1 q6 m
●2)滩角和沙嘴
/ O/ m( B& M' a8 k) K# }, z! k! H●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。
9 q' o: o, i! _# F滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。7 L/ x1 h+ B) q
●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
( d! _" B* e! h" p1 i向伸长,但沙嘴的前端内弯。
. X' V: o7 P. ^/ {8 H5 p4 O一.海岸带/ g7 I- t- A5 l7 c# f
●2.有障壁海滩地形3 P9 m" z$ l, N A
●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。- d4 h4 c5 w8 k6 e, h
●1)障壁沙岛地形# ?: R' \) o: C
●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* P- L$ s/ V$ ^* P4 ?
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。
0 j, |! i2 M1 \, ?6 W+ E1 p●2)泻湖地形7 a. Q& O3 E% L0 l! E3 s" K5 V i
●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。8 x w& R# i2 W( {/ [/ f
二.河口海岸3 p; P! }; l, O% u
●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+ O7 k' V2 @6 }) D' C; }5 j* E
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。; U6 \$ B3 e* n( e8 E& k3 ]
●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。2 X3 H; q* ]8 m9 B4 a/ o* ]
第二节大陆边缘地形
' {, B9 {" ]; @9 \5 ]●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。8 h1 w0 s3 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 X; m* S: g! 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。
6 O. ^. z6 a# F+ o# G一.大陆架2 Y( l% u7 ?+ S q. b2 h
●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" s3 D+ z A% ?% P6 j; y* V$ h
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。
. N ^7 D M5 w: B3 M● 1.大陆架平坦面
; E5 j# V$ ?6 ^! Q" h$ @3 e●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 \1 `( ]' d2 j5 Q
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)) O; c) u# f* ]) @
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
1 R O f. g, B% d3 i( k' ^第一节、滨海沉积( f$ z$ g: c# T# _
●一.海滩沉积
4 s5 T l6 h# h! [1 M8 z9 W●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。7 [/ K! I' r+ b( N0 |% v
● 1.海滩沉积环境和发育机制$ L' g4 J) }5 b: j& c
●1)海滩沉积环境
, [; n9 N( Y4 L# t& [●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,6 N! p& H5 X1 V
●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
9 U5 V4 X. M5 L$ I* L8 I; u硬壳。后滨以风的作用为主。
- n3 C. E/ {5 r% `1 b# c4 A●2)海滩发育机制( l1 J( B# l. e* w9 O, |# H, Q0 l
●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。1 x0 y, N# i# Q F$ c
●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。 b2 T# Z5 i$ E! }1 t
●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
" I+ z4 D3 K: }滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。" J- R0 l& W/ q: j
一.海滩沉积* G( c; S. d) `
● 2.海滩沉积物% Q9 C. l, f) ^% c& N5 {
●1)海滩沉积物的物质成分% C) S" c6 p- R2 B. P! j( f- x. t
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
. W C3 ]) Z- A) n●2)海滩沉积物的结构$ _ N9 ^- v9 `. f9 p: q( l( S
●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( L) n2 a6 z: B2 a" Y: b7 T
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。5 N) N* s' P E+ m
● 3)海滩沉积物的沉积构造
$ c6 o/ u$ H2 z: S- i●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。# O: Y, ^9 {6 |' @5 c. r
●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。: g$ V0 I: p5 M# O0 ?1 J+ F% T
●(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、
7 x# b$ t+ U) V爬行迹。. i8 y, v; z$ o8 Z H+ t
二.障壁岛和泻湖沉积1 P# Q4 c, {( a
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。
6 B5 x) x- s. j9 b9 p* B●1.障壁岛沉积环境和发育机制, ]9 |5 _% {$ {
●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" I6 g) i* `9 F
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。
" |. U2 M: }4 {8 }3 y. a* N7 N●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,
; E! I. \* u7 G; y3 O0 \( I! @) v1 [波能不大形成进积型;砂源短缺,海平面上升,水动力增强,沙岛受到侵蚀向陆迁移,导致泻湖缩小,障壁岛覆盖在泻湖之上。
+ I3 f/ J" {" O8 h( b+ m$ L2 U● 2.泻湖沉积环境和发育机制1 a$ @1 b( _; q
●通常泻湖为低能环境,波浪、潮流的作用都不强,近潮道口附近较强,但风暴浪可以对泻湖0 y4 ~% R' J7 v+ _; W+ [( D
产生重大影响。
, W' R. \" l( T) q! X# l4 k. x●泻湖的盐度和流态受淡水、咸水的补给量和蒸发量的影响。湖底为还原环境。潮差大小和气! Q3 U, }2 H2 {9 G# w
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。4 d3 c! y% B4 D: z- W/ t
二.障壁岛和泻湖沉积2 F' V2 `& _& ?8 c% @1 C
● 3.障壁岛沉积物" ?( w6 W f7 u" E! m2 ]& Y3 `
●1)岩性
6 F& k4 X5 t* {% ` ●以砂质碎屑为主,常见重矿物富集,含有介壳,动物一般为强壮的种,主要为化学
$ R: T; Z; b& _$ \# L胶结物。6 g% G& s& Z! e
●2)结构: g% C2 `0 H: {% \) w
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。9 P1 H4 [) B3 ]1 Z
●3)沉积构造6 v o2 K S* b8 M% N7 A) F
●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& B. M5 p6 L. B* t; q3 s# E
方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。
! t' b# N% U. U+ F" X●4)大小、形状和方位9 o3 D# b1 E( }9 ]+ S
●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。
" i f8 k" i( M5 G$ m二.障壁岛和泻湖沉积
+ k/ D* D* Q, c5 ^) ?●4.泻湖沉积物
6 Q9 |& c2 b2 }5 s* E' S) m" }●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
/ B) e5 k) P/ D9 q/ H●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
+ \4 a# o5 n% [+ l! p2 E●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
: z; W1 {* w8 [+ d●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,+ E4 c- Q1 F' v+ b5 @# A2 X
●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。8 a5 n2 o" I! M4 l/ z6 K: W, Z
●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
$ n' G9 S r9 X& H/ \质沉积物中发育生物扰动构造。6 e- t+ J1 h7 T& K6 u
三.潮坪沉积* X& l9 o3 H4 I" O* }
) Y ^1 ~+ h+ e7 F: v+ i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 |