海洋地质学
" a2 y- b' {4 j' s- i0 U2 b5 @第一章绪论
1 ^! Q( |& G/ I2 F( T+ b; F) Y! K●《海洋地质学》的含义
; ]. Q: z! J$ A( J x. Q●《海洋地质学》的主要研究内容9 J# D5 v7 @+ R; a+ U+ X
●《海洋地质学》的研究意义
9 f+ z& u7 g) g( o●《海洋地质学》的研究方法
9 o, n) b. ~& h! Y' p* D绪论-《海洋地质学》的含义和内容
# m" p: }7 c+ e●《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。
* T0 Q7 G1 j! Y5 c- c●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。8 t/ a- b; ^0 M3 I7 ~
绪论-《海洋地质学》的研究意义
. a; M+ w0 ^8 \9 z& Y' }% l" B) o●海洋地质的研究具有重大的理论意义
4 _' ?' ~ d( g* L) N0 J8 g6 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。, f: y m9 n6 m y* u$ K- E b: m
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室
3 K: t1 ]+ I" @3 A" } m2 t. t3 m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- ~# X; V, L5 }- z●海洋具有丰富的矿产资
) y7 |4 i; I3 @: ]6 b& |●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
: a2 a( e% G4 l; n1 I. O绪论-海洋地质学的发展史
: w/ @4 t! ?* U* t! |. t●海洋地质知识的积累时期1 R- C8 a. v+ P* w3 Y9 b, _
●海洋地质学的独立时期
0 t4 |# [4 j: a●海洋地质学的蓬勃发展时期
; _1 I a' L/ ?; o2 Q' v! @●海洋地质学的新时期
3 b y4 L$ e3 T N" {1 @9 t1 h$ I海洋地质知识的积累时期, c2 u) x: e9 T0 r( ?! K
●1.航海中海洋地质知识的积累
* y o" l4 J K3 g● 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6 q% U- G |5 H9 g0 s
础,具划时代意义。! m0 N7 q" P/ z7 U; M5 _0 g
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累- w7 Z" F a, }/ J
●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
3 Y/ w `: ^4 n$ w$ m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。1 B: g" x. G% b$ {
海洋地质学的独立时期
: w4 d" ?, I5 k( g, 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6 W3 ~/ p$ s2 F4 i5 P; B+ 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。+ Q( G8 f: X$ z. h
●
$ w4 K3 k1 w2 U2 A6 R●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》
5 q5 Y; `1 l( j1 i$ W5 ^(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)。- J# L; [; G7 t, K& J* n( o
海洋地质学的蓬勃发展时期
, S+ x9 K7 U) `; R2 M) k& J/ h, z8 F' p●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期
% w" b r+ Q5 R1 z6 H/ E●1. 海底三大发现
9 U% N* g0 H+ C% k' P$ G% n●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。
8 ~* O/ J+ }, }) I/ s, a ●2.海底扩张和板块构造
/ i! U) A8 ~* l9 m* R●3.国际海洋机构的建立和国际合作
, G3 g+ b0 E2 t* {●4.人工地震和深海钻探; _! k- T" g: |5 m5 l
现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张% ^1 B' Z: H0 d, j# M3 N) c5 S
1.地幔热对流
( D) W8 d0 D! d, ]9 f2 n+ z. d绪论-海洋地质学的研究方法& M* R! z$ ]. Y* j8 i4 |" @
●海洋地质调查方法
6 s( t3 F9 w+ p4 H●1.海洋调查的内容、类型和方式
0 B* V3 l" }4 p3 p3 k) X8 d( Y: Z* q●海洋调查的内容:
6 ?* [- x6 R5 t3 B! ~5 U●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
8 A5 ?" P; {$ Y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。, K7 f5 `# l+ k( ?4 A; @
●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
& x* B; m$ e M6 X0 o5 {调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查% h6 j/ V! h; M9 W& P% A2 J
运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
" z9 {& X( k$ r! l/ ?8 ^海洋地质调查方法# V; P4 e D* H6 l
●海洋调查的方式:
) w N) A2 d& o" E2 l●海洋调查观测点的空间分布
1 s& ]0 E0 \8 \' B+ Y! `●海洋调查观测时间的间隔 i4 M/ ~ S- r) M3 U2 m9 O3 Q
●2.运载工具和仪器设备
; e. `( l S: k7 h' [8 t●运载工具:8 A( C0 K; u' {+ }# w1 V# c; s
●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。7 g3 c0 E( i/ H* y$ p( Z+ R1 K
●仪器设备:
2 D) x* t, ^% r+ |●3.海上定位和水深测量
3 z" z& N, l t; t6 J; [; k2 }2 L●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位
' s0 i4 _% ?( [6 k绪论-海洋地质学的研究方法" K- L3 N2 C; _$ E4 V
●海洋地球物理勘探6 V+ l; A/ P v- B t9 D
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
' k7 F: G% U% b●4.热流测量
. [. Y7 R7 q# O+ {7 }( v- o●海底表层取样和海上钻探
6 K5 q7 t4 N$ H" p& s) i( Z●1.海底表层沉积物取样
+ ^0 ~ B$ |* Y! F/ v5 Y●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)7 z. m8 Q q' Z t+ P; R
●取样技术:无缆取样和摄影取样2 S) ]* D# o, r& R
●2.海上钻探
1 n$ M3 I5 l' O4 \6 O5 d●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探8 y: ` |6 x+ C1 r* F! p
第二章海洋地形) i) ^" l# x9 F4 R6 ]
●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9 N5 p+ O# _. @9 d) y4 d2 X2 g
形,两者界限为低潮线。9 A0 T& A p B
●第一节海岸带地形 _, e& a! i% a. M( N
●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6 _, t. r# x5 Y2 s, X. M
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。' I1 @) S1 z* p6 |1 z3 Z/ J2 r+ K
●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( T8 T0 X; k* S$ a9 n3 q
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
9 m4 v3 c2 o1 C) M- u( ?9 b) F6 a 岸。
) g1 @$ Q0 m) R3 I6 d9 K* L6 ?+ z0 E6 Z; S) |6 |' c
第一节海岸带地形
2 \) C: c" \. Z& R●一.海岸带- F2 u/ J2 F9 }3 D
●1.无障壁海滩地形
+ Z) F9 J% t4 D●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$ a$ r2 `* @" M
时可见滩角和沙嘴。
7 r$ n6 f5 T/ Z! ]/ \2 V●1)沿岸堤
3 X# I( s% x* g4 |: y& T$ 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, P$ f3 z) f, }8 \5 ]
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。2 y$ a1 O; ]& @8 a% u. `3 d8 S
●2)滩角和沙嘴
9 W+ H9 I$ g9 K) N# [0 w●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。( ~1 E! K/ g) l, H
滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。
' w: ?" M9 R7 [+ P8 G) Z●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( I, g& T! p8 g/ d+ A7 I: v
向伸长,但沙嘴的前端内弯。- J6 `! I8 T% i) L- z" A _
一.海岸带- E6 l }4 X' j( M
●2.有障壁海滩地形" P) |! \( }( D- w6 m
●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。! C! Y3 w) R+ |" e: S7 f7 a. _
●1)障壁沙岛地形* {- j' t3 P" e& p& k: 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' I0 p9 A7 s1 W+ O
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。
' k/ i0 t! e- R* \●2)泻湖地形
' M K$ S8 p* D/ F9 ~! l) m●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。5 L5 T: ]9 s1 W& f9 S6 q
二.河口海岸
7 @9 P7 T7 u* s' D0 V3 O- z$ ]* `●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
9 h" p; J' O$ G6 C 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。
: z$ y4 t3 |$ R T$ s2 P●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
5 [6 |3 [3 a0 `3 ]" R2 m第二节大陆边缘地形
; i* c: W/ V/ o/ 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。; ]% a* q _ ?: q* c
●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
6 @: d( J; ]6 Z) x8 V9 U; J$ L, s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。
+ t! _$ |( D0 o4 E8 z一.大陆架& Z6 [4 \8 C% m, E6 Q$ w' W
●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2 s2 `9 e* v9 l; M
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。( k9 @) j& } C6 K/ t7 d: b
● 1.大陆架平坦面
4 y. k4 {( g& F! F. }●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 f9 `5 [- W4 x% D. ~& t) V8 }我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)
d" ?( K2 i/ J1 S●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。5 |. q1 y! p1 h$ n- e5 Y% }5 K
第一节、滨海沉积
6 \- l- L9 G2 Y5 a; R4 C●一.海滩沉积, Q l! A0 J3 q2 V- n
●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。
, |( ]( d5 m% @! h. r& T● 1.海滩沉积环境和发育机制
* u- x; K% j& f" w7 X9 T●1)海滩沉积环境, W2 \9 P) o% G4 g
●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,- t+ w, S0 b7 a5 P
●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( {7 E* I' r- i0 G( p
硬壳。后滨以风的作用为主。
6 Q2 R' U; }5 ?5 X●2)海滩发育机制
8 W9 f8 Q3 z. Z/ r; n- h" Q3 @& _●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。6 K8 H2 D- Q$ |; v) x* u% M; e1 N+ l
●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。$ V$ W5 U7 M7 p4 \
●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
" K4 n1 N I, @8 P! {3 \9 j滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。 Q: I5 ~4 f* H# J5 }
一.海滩沉积
% H1 `' |+ P: ]● 2.海滩沉积物
8 U2 y% | ?5 f& `5 I3 P0 U●1)海滩沉积物的物质成分' [+ \; N) N% \8 z1 W
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。: o6 u+ ]0 {. I/ G" u& u0 F
●2)海滩沉积物的结构' m! a: R5 n8 j
●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
5 a' |% C$ N1 i2 V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 i' y; p: O5 | d5 S) n B
● 3)海滩沉积物的沉积构造. W0 A: [# Q7 m$ ]; A
●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
8 o7 E5 w6 X2 x: k) q●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。) V0 q; ~7 P' 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、9 W6 K, N0 P6 Q* M* r
爬行迹。
. Y4 @4 g* d0 h! n6 @7 ]二.障壁岛和泻湖沉积
, d4 _2 G H4 G& v q1 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。
* E. o( r* F4 j& P t1 D. m$ h; e●1.障壁岛沉积环境和发育机制
+ m, _8 M8 k1 m7 O5 |●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
7 ~( s8 G3 U6 F- y! C) s时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。/ \( l; d: M( h8 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,
- Z9 y$ F( |# C5 I7 |/ a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。
4 ]3 P* c2 R5 C, f! I) B● 2.泻湖沉积环境和发育机制
3 E+ M% |) J* H8 g& k; a●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
$ I, N/ J& R& f2 c' R9 |1 }/ z产生重大影响。3 V3 c: q4 R o% Q
●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' g8 s- ^ ]4 b. J: w& U* @8 N
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。
1 f. c4 k4 k4 G: k4 k% y7 n* p+ l) F二.障壁岛和泻湖沉积9 X. q. r5 t8 A1 j+ v# t5 l. h" j
● 3.障壁岛沉积物4 E* u- s, z! l6 o, }5 u
●1)岩性4 V) [1 f+ K5 q0 \# B
●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
7 C& f1 |' `7 j% b% S7 Y% ?胶结物。
" T/ ]; X$ i4 C% L' p" ?/ G. y●2)结构
( n9 D2 W j3 g8 f3 @1 r( \ _●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。: E) i( c4 [ k: w
●3)沉积构造2 ?3 _& B2 d4 C4 R8 q' T
●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
5 T# {6 r# ^3 J4 Q& ^+ ]. Z方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。
; z T, `0 q' r4 W●4)大小、形状和方位
8 x% C w2 M# V3 A: P/ O●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。
6 l- ^) E9 k5 @: m* q' i" A5 x二.障壁岛和泻湖沉积
" ~, G$ {& D W L- F& \0 ]●4.泻湖沉积物" r- F6 \5 K" O, M5 y1 ?5 L
●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0 h. i: @- S7 G. a
●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) }! ?+ C" k1 W6 t4 w2 u+ _
●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; x* _6 c* o! {# _% m
●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,
9 z" h% T8 O1 q; k% A' x: S$ S●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。9 S% J) @$ j: J: F
●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
9 i( \. v8 G3 x& g$ {+ X' O% G: i质沉积物中发育生物扰动构造。8 ]6 h$ Q. I A+ { O) Q
三.潮坪沉积' W% \2 }+ o& E, n1 w- x/ U% `
- q# g+ ~. z9 m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 |