海洋地质学
, w, c7 D; F1 y. B6 P/ G第一章绪论
) G a3 k6 G; M' u) l$ D4 a3 F●《海洋地质学》的含义' R& ]: ^+ c3 u F1 [! C6 L
●《海洋地质学》的主要研究内容* U* o6 a! R5 e# Y( ^8 e
●《海洋地质学》的研究意义; Z* V. V' V2 p" u1 G
●《海洋地质学》的研究方法
) x5 X+ M3 a/ C8 A) O* B1 q绪论-《海洋地质学》的含义和内容
- |, |! \/ f7 |+ ]$ s7 d8 V% C: X% n●《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。* e4 ]- b, k$ G
●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。6 a$ A0 i; b, c2 ~: X* O, w
绪论-《海洋地质学》的研究意义8 a: ?8 p, y$ ~& k/ o5 {7 j% M
●海洋地质的研究具有重大的理论意义
6 k* O, P A8 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。
0 t8 @- B: H" T0 i( L5 C' ~●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室4 F/ Q- s! b+ |3 s2 I
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。
. P# V t2 ^: {●海洋具有丰富的矿产资
0 a1 u: ~8 E! O i9 z$ ]* o+ e u9 z. l●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。9 b$ v9 q! V- P
绪论-海洋地质学的发展史7 }6 K3 c; `3 B q; K
●海洋地质知识的积累时期/ i7 C8 R' f) K5 v' N; o
●海洋地质学的独立时期% J2 ]; H. [5 Q# g
●海洋地质学的蓬勃发展时期
& h; e, \* n: l: i- c B●海洋地质学的新时期
5 w1 j( t$ [0 H( E) Y- t1 I2 y海洋地质知识的积累时期' q1 _6 C; |+ \/ D
●1.航海中海洋地质知识的积累
% h" J/ |& w( f, u' Q5 F0 P& ~9 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: g4 `8 h+ X& w- L, P2 L
础,具划时代意义。
( s/ H# S/ {; K* [: X) v$ `" p●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累9 J8 c" p9 S. B( w
●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& B0 ^" [. C+ Y1 a
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。' m6 r1 m0 l9 t" n+ e& Q
海洋地质学的独立时期
0 u5 Z8 R% H$ l% K●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
. ~& A! m0 q/ x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。: F+ j' y) k+ y, b
●8 g3 b8 e+ g" Z5 E7 d; j
●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》
* Y4 ]1 c8 u" a* {( H% f& d(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)。
0 D1 K5 A. g3 x. C1 o海洋地质学的蓬勃发展时期& p, ]3 f# R% H5 Z5 [2 J
●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期8 j, R+ k. b/ I7 Q- l' V
●1. 海底三大发现
& d$ ?4 u# C' r4 v3 e/ ~●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。( {0 {5 Y8 w, \9 u
●2.海底扩张和板块构造# B8 i7 u2 W8 m. N& X% v0 c
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
7 _; O) E' C$ W5 }* `●4.人工地震和深海钻探
" ~" ~. V. u! Y# f. U1 o% ~9 v现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张# @% U! z4 [2 A$ m) ~
1.地幔热对流8 l! P) m0 c/ Z2 C" b5 b) e1 U
绪论-海洋地质学的研究方法5 k, d+ z8 j( P: W* n9 ~
●海洋地质调查方法
: w2 y" H; l) ^! f: @●1.海洋调查的内容、类型和方式1 I. F3 |( l& u3 ]
●海洋调查的内容:+ |# p8 S- w# [% V
●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9 j1 w7 b5 s7 [3 Y5 n+ X! l
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。" O9 x2 j$ R% I
●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
) V' Y! f6 N- d8 U3 M1 o# Q调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
; c: {8 Z% a# H( C' |! e运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
1 D4 ?" p( @/ `1 u4 B* {( f6 d" m( a海洋地质调查方法, b, k |( s+ Q: T' _3 O' f
●海洋调查的方式:
. w. I8 g. T, o( S●海洋调查观测点的空间分布8 i6 z* u5 S9 |! c2 J& u2 `; |
●海洋调查观测时间的间隔
( y& g; ?8 c* y l7 G●2.运载工具和仪器设备
4 A+ c2 T$ S2 Z6 o; n●运载工具:, B" B7 J3 H/ Q9 @, T+ t1 F
●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。
) F6 ~5 V8 S+ c# D●仪器设备:
! |7 A/ j) a! Q●3.海上定位和水深测量5 \ z- o" b5 `$ d( n0 ?! g( b
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位
3 U0 W: l( R( x/ A/ Q绪论-海洋地质学的研究方法
4 x' s( u+ b; b( \* h1 W●海洋地球物理勘探
+ x. Y! V: U+ |# Q●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量9 ~6 n8 |* t0 x. @8 y
●4.热流测量4 }+ a$ L5 R' L% T+ O2 v$ l3 i" z! \
●海底表层取样和海上钻探# H5 o2 O; J( j8 f0 I- W0 Y
●1.海底表层沉积物取样) S2 _: O/ L" a: o5 }, 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)
! {9 N3 m, |% a6 w0 { E/ k {●取样技术:无缆取样和摄影取样
1 p$ D* N* I) I6 f9 X, u% D9 M# V●2.海上钻探4 Z5 I7 z* [/ `2 T2 O4 f# Y2 D
●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
! s- M% Z- n' d5 o& O第二章海洋地形5 R7 Z; P" l# G1 Q
●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2 R/ x5 M7 g2 H% ^* r* o
形,两者界限为低潮线。5 q2 G- F2 [3 F, J8 g
●第一节海岸带地形
# w# O! Z4 H: a6 ?6 j●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
/ m+ j7 j6 _) |分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。8 r1 @" e4 I* z$ J* {
●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8 ^7 J+ q/ @* m2 P/ J
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! o+ [0 k5 P0 U& f& s! i
岸。0 t3 i' j. }4 O Z4 O
, m* W" N/ l$ p ?8 e/ w
第一节海岸带地形! A4 l, x) @2 m+ Y" x
●一.海岸带 Y$ k3 V" l5 `( {! u8 h1 @
●1.无障壁海滩地形
$ b7 r: f- K. J5 @●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6 X) F. M/ K" ?$ W% E
时可见滩角和沙嘴。
; c9 `$ u+ d; u6 `8 V' {% y8 C●1)沿岸堤
) M3 `& _! }$ ]4 }) k2 h$ B. e7 _% i●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4 l/ u* D- C. }4 W n/ V+ x0 d
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。4 S3 K2 J5 s. r& [1 n
●2)滩角和沙嘴' v- P' m8 P3 E" A: ?
●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。
& B# O7 O5 y0 x/ r! i' G, K2 i滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。( b2 ~# S6 y8 {/ 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
7 B t7 m( K7 u9 u/ J3 b向伸长,但沙嘴的前端内弯。
, K* w6 d/ n) T! X& i; R- F一.海岸带
" X0 w2 O- H) c0 z4 t" L6 [●2.有障壁海滩地形6 U7 M3 z3 K9 K$ I( D+ f t1 V
●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。' s9 u; v( I: |. A& _
●1)障壁沙岛地形
: K% t* C( F, b* }6 Q& q●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
+ G. r$ X/ d: s$ X* p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。
# |9 L; q+ K9 v9 |2 j+ U●2)泻湖地形
6 H h4 K/ k {$ k& r& A●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。
5 Q1 H9 l0 O0 G) S* b* n1 S h7 X二.河口海岸
3 R9 o9 I/ B: J! R V# Y- C●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 a9 Z6 {- |) i$ f+ ~+ K7 y8 j
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。- S5 V, E$ k" z4 \+ C# |& `
●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
7 Y2 _# J+ r+ g' W% }4 Y; J第二节大陆边缘地形 \6 ^( w) o4 U* r' ~
●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。
$ o4 h) v. b. X( O/ I: }●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/ U; o& E' w1 Y5 Q' A' l1 ~1 P
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。! _" u( K5 h9 O1 h% b' e* T5 F
一.大陆架
* A2 o5 ?2 E1 @& z2 T' e●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 S! ?. p9 ^& A1 e
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。4 B3 }' g- U: N$ t. [( e, f
● 1.大陆架平坦面: Y: g6 R5 B) E8 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 w- w) x) q ^7 U我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)
' M2 N4 r0 x6 z3 T4 h* G P●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
9 T7 W& x1 Z- k" G第一节、滨海沉积- P' y# p1 Y* V; P: J
●一.海滩沉积
2 ]! Z2 ^/ W! O8 K" Y$ 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。
4 a" h. n# x$ a; _# N, h+ ?# d● 1.海滩沉积环境和发育机制
. v$ e* l5 S; k9 D●1)海滩沉积环境
- j* j k7 a7 ]4 w●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,
& o* Z1 ^9 r" Y6 `- G●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 v$ m0 |6 `( O; G
硬壳。后滨以风的作用为主。
( _' B; X9 Q6 z1 Y5 z●2)海滩发育机制
8 ?3 w) N1 z6 p; R6 U+ T# C9 b7 }●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。
" Z; ?+ L% C* G; t3 p7 f) 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。9 `7 c q8 ]1 P/ {' x
●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. G, Q. X, s8 v* s; f: w$ K
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
' U& i0 \& m8 v, c2 ~1 C一.海滩沉积
4 w/ x* p& Y3 s4 y* @9 V: i4 x● 2.海滩沉积物1 O; B" I. j3 I1 L
●1)海滩沉积物的物质成分2 U( C) L: H+ |" m) j) P7 s$ Y, g
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。) l; i% o, z( i( W8 v
●2)海滩沉积物的结构
% d3 r+ a2 w6 Q& p●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
; G3 R) o2 Z, Y8 `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。/ H' Z* _# f; h: m7 b
● 3)海滩沉积物的沉积构造
`2 P: C$ ]9 Q" w9 x2 W0 N# ?6 Z●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。3 D; }0 [6 p( K- |9 o
●(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 C' {/ [2 U' \3 p# |( h6 B0 C) 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、# F4 {' `; k& _1 i6 Y* L$ I
爬行迹。
+ r$ q# G$ D9 _ T二.障壁岛和泻湖沉积 F) ]5 r* f1 M6 q, a* U
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。, d' L7 j- H, V/ c1 ~1 z, t# M6 {
●1.障壁岛沉积环境和发育机制
W. a7 v# g2 i4 w/ A●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 v5 Q" C4 `" ~# i% i
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。 d# ^0 z; ?/ Q. T; A9 l
●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,8 R! l' b% j( H: ^+ a$ M
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。
6 g/ R% x6 z' c- ~$ j● 2.泻湖沉积环境和发育机制
2 a" x1 n" D; E- q2 O●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
& z' y5 f% b' F3 ^! `" j3 R/ L产生重大影响。
6 _$ y9 A% r6 S4 f) p7 p, R●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( H6 ~4 a# |' h
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。) ~8 D) n% Z" A2 P- }6 I* T
二.障壁岛和泻湖沉积& c/ E! K, _" h; `% H) n
● 3.障壁岛沉积物* P0 x, J+ g9 v. f7 l
●1)岩性
0 h8 ~; W, Q# h* ^ ●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4 i2 H v) c7 g9 f/ W) E
胶结物。
2 \* N. ?$ p$ m' @5 m& i●2)结构9 f! b, g) N# |; H% L
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。
. [ M" y" @, M5 r/ s# Y* x●3)沉积构造) Q- Z; R( H+ A5 r5 v3 @
●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' P0 o+ J: `0 B
方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。 S, }$ F+ P: f7 v* O# Q8 o% v
●4)大小、形状和方位8 h" i) H8 p& F) j. h e
●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。* V0 F- \5 g6 k5 B4 t, u, B
二.障壁岛和泻湖沉积% o: C/ P7 f6 M) i1 t3 s
●4.泻湖沉积物
1 ?+ l, Y% ]( T1 n●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3 @: U6 ]: H; V1 p
●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
; J1 Y6 I L. v$ O●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9 O. e: R7 y" L o8 x% L$ S9 I
●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,
# m4 e {. S! i. Z- [●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。
' j6 ~# s j' A; T7 C2 @●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
) i* [+ I- O2 D质沉积物中发育生物扰动构造。
2 {3 ?7 ~ K2 d7 M- y, l! |# z4 n三.潮坪沉积1 t; p, _. \- S5 u8 s
- ~* x, o+ Z$ [" x7 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 |