海洋地质学
: ?/ w- ^; f0 f+ q5 J第一章绪论 J1 {' i% Z. c$ i; h, V5 k9 f
●《海洋地质学》的含义
+ `6 [+ n$ [/ c9 z# c4 V, G; C●《海洋地质学》的主要研究内容
2 q+ X+ d% C, |- f& o ~●《海洋地质学》的研究意义 ^% N7 D1 g$ a: Z/ Z* z
●《海洋地质学》的研究方法% r+ ^0 r/ |# q
绪论-《海洋地质学》的含义和内容
9 g5 _ g6 F) S% i●《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。
. J/ R6 Q( w2 |2 @1 [9 D9 r4 ^●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 f x7 @: M! V; G6 A
绪论-《海洋地质学》的研究意义
2 \# ?! W3 W) F●海洋地质的研究具有重大的理论意义8 G: o+ Q& C; n2 h/ ^' X" S0 f* a& m, N
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。
7 z. Q. b$ E) @2 ~●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室* k; @$ J' H. J' I o! s- c: C, t
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。4 S+ I, m: ?2 @5 f( H. p, _+ n1 w
●海洋具有丰富的矿产资
4 g$ G% T! t: u# G( q; V●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
" a* o) D- }" y: `' O9 ~绪论-海洋地质学的发展史
: [8 F# }+ j2 F# m2 ]7 h' W+ L1 g' C●海洋地质知识的积累时期
" r9 M1 j) i6 }. ~7 ]1 L# v7 p6 m●海洋地质学的独立时期/ F* d! O: X! ]
●海洋地质学的蓬勃发展时期' |. t8 L' O9 J* Q+ G
●海洋地质学的新时期 N5 Z( `0 E+ ~* x8 e6 j
海洋地质知识的积累时期* B7 }; d( A2 o( n! F8 A
●1.航海中海洋地质知识的积累
+ \+ A! H( A0 x$ R, I2 r8 ^! c● 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& E8 ?; Q* _% y9 K
础,具划时代意义。0 z* d" R$ e S# U
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累 \$ c4 q8 U+ E( W: ?+ Z
●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 U# ]% @# V& r0 _2 _) f* ?
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。: \; e* X6 Y) k0 d
海洋地质学的独立时期7 R6 {7 B( j; K; q9 @
●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
$ g! G C# u6 a0 z9 y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。* \# R. W. O) D+ `! i, D
●0 ]) O; C7 q( C, l" @1 U
●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 R+ {0 |5 ^% J! F+ w7 }(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)。
: \8 I8 K$ E7 }+ K' q: R( v海洋地质学的蓬勃发展时期
* x+ B0 n* i+ f$ j●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期* t7 q) E N+ W$ k: W9 T* i/ G, S
●1. 海底三大发现 H* i/ \; ^2 @6 @5 l
●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。
4 R! p6 N$ w7 z0 X2 x/ M ●2.海底扩张和板块构造5 T0 m9 S4 f# [, V# U+ \% y
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
# v# L U% w+ B0 @5 o5 {3 ?+ B●4.人工地震和深海钻探
0 \: @' @. q- S' a6 U5 l现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张( f& f4 |2 H* `0 A
1.地幔热对流
' u% |! _! O- P& ?绪论-海洋地质学的研究方法
, D# C$ O4 ^) c# ?3 l4 ~) W3 u, a●海洋地质调查方法' I' f5 G- s% g: U; ?/ ]3 O6 ~
●1.海洋调查的内容、类型和方式1 L& _: `4 |# }) m; R+ D& |
●海洋调查的内容:: l! D( z) N* ?* C9 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2 K( p$ }$ l: `/ k) A0 S
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。
$ W1 p& h4 Y; } z●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
8 h* w# P( O* `2 ]# P调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查 E R/ P! v) w" U* q
运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
0 T4 r* B. B8 w; a* ~3 s海洋地质调查方法
8 |/ t8 T% i4 j& X* q●海洋调查的方式:# b8 ~+ Q: O5 v$ J; K( J
●海洋调查观测点的空间分布
$ x- x3 m/ I' ?* i& U●海洋调查观测时间的间隔
$ Q+ b( {+ p! g& v2 t1 l& T●2.运载工具和仪器设备4 e! @& t7 e7 z- a7 ~
●运载工具:- o* q$ X0 M& a
●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。
% P! w1 ?, @$ \4 B7 `) P' F( B●仪器设备:
7 \( b' c! ^7 E# P4 z●3.海上定位和水深测量) f7 l* b: `5 W- I6 g
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位
1 I K; a3 J" H$ o7 [0 r* M: B4 Y绪论-海洋地质学的研究方法
% T# g7 |7 D; G! p! B% A G8 J●海洋地球物理勘探2 ]! d+ q% e* P8 e# j
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
2 G% u# K, p4 r' g& U●4.热流测量( z$ _8 J I, E
●海底表层取样和海上钻探
B! O% y4 C6 }' K8 K! j1 y# N( X●1.海底表层沉积物取样- I, ?9 S2 _! W- M
●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)" ^( D# {+ J$ U. W# {) e
●取样技术:无缆取样和摄影取样
. N/ j) p3 { i! E8 [●2.海上钻探' I5 E8 F9 P) g9 D3 X+ e. l, h: c
●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
: A) c# d+ B! y+ s& O) ]. K7 S4 n! |第二章海洋地形
9 L' Y% J% G% I# h+ z# k5 m●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; e+ J: c% d8 g7 {) @+ K
形,两者界限为低潮线。, z' l: F6 U4 L8 {4 [2 ] h# P: V- E
●第一节海岸带地形
" L4 j5 Q" |( d6 E●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" ]3 R- w! a8 X6 c9 z( X; K
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。
C# Y7 V; G6 d# O+ v●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+ E3 @ E m8 d& m5 k
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
; y3 w' U) ~2 U 岸。
# L ^! F( e+ l1 z q0 ?8 a; j+ U1 v
第一节海岸带地形
% @2 Z: C% i2 N3 U9 N! T●一.海岸带
0 Z- h, n& a0 H●1.无障壁海滩地形
" U( Q3 b6 D1 S' n●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
- j7 D. l7 q: b {4 ?8 I时可见滩角和沙嘴。+ p* C/ e( Z! v4 ~+ v: I
●1)沿岸堤
2 y! i# C' t; Y* J3 S m# U7 \" w●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
: f5 c4 G. x- X# V/ J# O. u作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
6 R: W/ {% A7 x7 a4 I' N●2)滩角和沙嘴$ s! _2 p |3 \1 r9 U4 j' l
●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。
% R p( y! h( a: s; `1 ~' f4 j4 G滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。2 R! h% G4 r# Z3 Q( L: K
●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# k( C" F7 V, B( m1 I
向伸长,但沙嘴的前端内弯。. f% Y! V' n' ~* b
一.海岸带7 y. p. Z7 T3 | B U# p& U, o
●2.有障壁海滩地形
R6 b) H; W. f% ^3 B●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。+ ~) l& O+ X7 | c$ x
●1)障壁沙岛地形0 @+ E: Z/ C3 S7 B
●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) w7 v X1 p% F1 A- K
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。
3 Y& G4 \( o- t" A; v0 @●2)泻湖地形9 x+ o7 X' L2 [' Q1 B! A! M' @
●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。0 F: j/ h5 l/ z$ I Q2 j
二.河口海岸
4 K0 p* t" O4 D3 { e) V●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
2 ~9 `; t1 V. T, @+ i; @2 G 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。
9 G" w$ g0 B1 V% N●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。) z2 d! s- G0 V: t3 [2 T5 z$ V$ M
第二节大陆边缘地形
6 Z8 r7 k& U8 v/ h* y, I# C$ P●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。
( d5 S% m6 `( l3 A+ I0 J3 M# W' A. e●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
8 l5 |# S8 A1 M4 n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。
4 B. F: `5 C: r3 w- C一.大陆架7 x4 x8 N6 z+ M( U+ z3 k" Z
●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/ _) Q9 ?# v+ b9 W7 Y/ R. j
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: h! D: P& t6 ?/ ]. T. [● 1.大陆架平坦面$ @2 o3 j2 P4 h: g
●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.7 l9 u8 ~. L8 ]' _, [
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)" n5 C0 e# y1 Z2 N
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
. q5 ~) l8 E. U c第一节、滨海沉积& X j9 h1 X" E
●一.海滩沉积% w; r! H5 U: ]2 }' A5 J' j
●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。
# c& F# C5 w/ V v! {+ z● 1.海滩沉积环境和发育机制
% b: a% F0 ~1 L: u7 e4 M2 b●1)海滩沉积环境
) z3 ?! I- G+ k2 W" L& h●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,
& y) [. P. Q: c7 K) Q1 @* i$ C●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 [' N" }8 m$ t8 R9 z2 v
硬壳。后滨以风的作用为主。
9 N4 v0 I5 d0 T8 \' y●2)海滩发育机制
+ B1 J8 N. \. Y6 R7 P$ R●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。8 b5 {* k. |7 Q4 S* m
●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。
/ O6 E5 l1 T# ~4 R4 Z& Y●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$ l3 K0 A8 A; i, g# e$ k
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
# ~) m/ O3 @/ [( e1 M- B7 a一.海滩沉积, r; E+ f" g, b% n" l
● 2.海滩沉积物
2 d+ U, t, s z●1)海滩沉积物的物质成分1 U: ~2 Y9 I/ x' q
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。9 V2 T4 n- r" v7 v. a
●2)海滩沉积物的结构
' X9 N$ h$ G, I7 z4 G* R2 l●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
, d* E2 F: L" `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。4 Z" d3 C' K3 }& [
● 3)海滩沉积物的沉积构造2 t" v R& ~- r
●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
* u2 ~$ q! P& a●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。' ` }( L: ]3 \4 [' P9 y7 V
●(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、4 I% ]: j k; C9 |- U
爬行迹。
7 B, @% w6 Y- j6 x( l# y二.障壁岛和泻湖沉积
: ] A) H1 g+ U( l+ }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。
1 q3 o; u9 W! i. p8 U2 S●1.障壁岛沉积环境和发育机制& C* H9 D2 G9 v5 `$ h" q5 g
●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
1 d% v/ ]; I% m/ m3 m时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。$ f: t1 J# t- d c! y/ O- c0 Q
●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,
6 e. d, Z/ `/ z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。 T8 U' v$ F' F; H6 d0 C
● 2.泻湖沉积环境和发育机制 O/ l" L. n& A% k$ W( J1 e2 I ?
●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% j i- e! |) W+ [: Y
产生重大影响。
* ^. o8 L4 a* F- a d2 u ~! I●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
+ o$ Q$ ^+ u& s* u候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。
1 W( e9 A, | m& s, j; `- p二.障壁岛和泻湖沉积
- ?; T2 w" o% b5 T4 H0 V6 d. N/ J2 G; y- q● 3.障壁岛沉积物' Z1 r |7 R" }* M, V
●1)岩性1 [0 ], D$ \" P/ g& G4 B8 x% b- G) d
●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- [) R8 Y- d2 T5 G4 O7 Y- D
胶结物。
9 S7 P8 [; O6 g+ @1 P●2)结构. Z r8 s4 m: q! S$ e
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。0 U6 v" O; {8 m" b7 q$ R
●3)沉积构造
2 k4 E5 ~) ], w) X% G( g) P●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
" x( z6 V- N# C方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。3 j8 Z( h/ [# a2 y3 |$ S
●4)大小、形状和方位! k# i r$ E6 _, p4 L# T
●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。
2 J' P7 W- ]" W/ w$ @* M8 z9 c二.障壁岛和泻湖沉积5 V6 H' I" h$ ^# V* c# j1 @6 i
●4.泻湖沉积物* s" {5 W/ `2 g
●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
! j7 b C$ j- h# ~3 E- X●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
% |+ _2 u: S6 s●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
- H/ O8 B8 x' b$ Z6 G2 C9 Z●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,0 l% [7 V6 L: Q' s2 e, Q$ }) Y
●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。
- p- g7 d$ y" Z, z" ~# W: w. r1 H●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5 n& }5 f) d8 c4 R7 W$ w: J1 N) b
质沉积物中发育生物扰动构造。5 w5 B( ?) L7 b
三.潮坪沉积
2 R- D: Q f5 ^8 `& u9 W! k! C% @" y0 ]- 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 |