海底地质历史演变 -海底地质构造

9 M. Q! {. u2 u

海洋地质学，地质学分支学科，是研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科。研究内容涉及海岸与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。它是地质学的一部分，又与海洋学有密切联系，是地质学与海洋学的边缘科学。

7 u. C) g$ P" U0 P$ A

美国著名的海洋地质学家F.P.Shepard对术语做了以下表述“对海洋领域所做的地质学方面的研究起初叫做‘海底地质学’(Submarine Geology)，而后来一般均称为“海洋地质学’(Marine Geology),有时也叫做“地质海洋学Geological Oceanography)，这三个名称可作为同义语使用。”(Shepard，1973)海洋地质学领域包括的内容是:研究与海洋各种作用及地壳运动有关的海岸与海滩，研究大陆边缘，包括大陆周围宽广的浅水台地和一直延伸到深海的较陡的斜坡和基部以下平缓沉积坡:以及研究深水的大洋底。研究其形态、物质组成、成因、历史及演化;研究海洋及地球动力作用对海底形成、发展、演变的影响及海底对各种动力作用的反馈;研究海陆相互地质作用:研究人类开发利用海底对环境造成的影响;以海底物质为载体，研究全球变化的历史、现在及未来。现代海洋地质学较20世纪前半期经典海洋地质学的研究领域和内容有了很大的拓展，学科之间的交叉不断派生出新的分支学科。

海洋地质学发展历史表

40年代中后期

% n8 V+ s7 X7 E, M( d3 R0 z 7 t3 l; b0 o" `# z

积累了有关大西洋、太平洋海底地形、海底沉积以及大陆边缘地质结构的大量资料。40年代末期，谢泼德的《海底地质学》，苏联克列诺娃的《海洋地质学》和奎年的《海洋地质学》先后问世。海洋地质学成为一门独立学科。

20世纪50年代初期

+ t5 l9 W1 Q7 p! J

回声测深技术大为改进，高分辨率的精密声呐投入使用，测程达万米，为编制各大洋洋底地形图提供了可靠的手段。同时，重力、磁法和地震探测等地球物理仪器也获得较大改进。这期间，奎年成功地进行了浊流的实验研究，指出浊流沉积具有递变层理。

; d# a5 w( f8 O( e

1952年

希曾和尤因研究了1929年纽芬兰附近大滩地震后的海底电缆折断事故，认为该事件是由强大的高速浊流引起。此后，浊流概念逐渐被广泛接受。

1952～1953年期间

美国地质学家梅纳德和迪茨发现东北太平洋的大型断裂带，以后发现这种断裂带在世界各大洋有广泛的分布。这是提出转换断层概念的重要依据。

$ [4 W( S, [$ l) ^. K' A7 h

1950～1958年

苏联“勇士”号调查船考察太平洋，通过测深改进了太平洋水深图，在马里亚纳海沟发现了大洋最深点，还采集海底长柱状样研究了1000万年来的气候演变和地质历史。

: z, w) g9 Y+ _+ K" H' r) }; M

一、海岸带与海滩

* ]$ B4 k( e6 m% N- u7 ~3 L/ G

海岸带是指从海滨直接向陆地延展的宽广地带。海滨是平均潮位(或平均高潮位)至海浪可以推动海底砂粒的内缘地带，即浪基面以内。浪基面是波浪向海推进与海底摩擦发生变形的地方，一般其水深为1/2波长。海滨与陆地的交界线称为滨线( shoreline)，通常定义为“陆地与海水相交处的水边线”水边线是变动的，它取决于潮汐、波浪及海滨坡度。海岸的上界是高潮及大浪所能到达的地方,包括海蚀崖、风成沙丘、岸堤及海滨内低地,是固定植被生长的地方。

, E4 ~ @/ a B2 A

海滩是指被砂或卵石覆盖的海滨上部，它的下限是平均低潮位，从平均低潮位向陆地延展直达大风暴或大浪袭击形成的滩坎为止。海滩不包括淤泥质海岸(也称海涂)，也不包括岩石海岸。平均低潮线以下至浪基面的滨海下部斜坡称为水下岸坡。浪基面以外的范围是浅海。

5 m- W) P" n p- d+ \6 S0 p7 `

海岸带是人类活动最频繁的地带，也是各种动力作用最错综复杂的地带。海岸带的多变性反映出其环境生态系统的脆弱性，因而是海洋学多学科的重点研究领域。我国大陆海岸线长约18400km,加上岛屿长达32000km;它连接着我国最发达的经济区，对它的研究不仅是自然科学的，还包括经济的社会的和人文的诸多方面。

二、大陆边缘

包括大陆架、大陆坡和大陆裾(continental rise)三个单元。

大陆架是指围绕大陆边缘的平坦的浅海平台或台阶，它的外缘以海底坡度明显向下转折而告终。这条转折线称为陆架外缘或陆架坡折线(shelfbreak)。早期的概念(D.w.Johnson)认为,陆架是由波浪侵蚀造成的,认为波浪侵蚀的下限是水深200m,于是后人把200m水深作为陆架外缘界线。实际上，波浪对陆架底床作用的范围是很小的，即使风暴浪也仅仅能使内陆架海底形成沙波。Ph H·Kuenen计算过波长180m波幅6m的涌浪在水深200m处，连细砂也不能起动。Shepard根据大量实际资料研究了世界浅海地形，陆架外缘由缓变陡的坡折处深度在世界各地差异很大，真正终止于200m水深的陆架外缘是罕见的。陆架坡折线的概念是可以明确划分大陆架的自然边界,其平均深度约 130 m。Shepard还定义:当坡面上有多于一道的坡折线时，大陆架只限于指550m以上的坡折线内的那个地带。1958年,在日内瓦召开的国际海洋法会议上，国际海底名词术语委员会提出的大陆架定义是:“陆架是围绕大陆的向浅水延伸的浅海地带，其延长深度是海底坡度向更深海底有剧烈增加之地段。这一地段即陆架外缘，陆架外缘以上浅水区为陆架区。”合理划分大陆架是为了维护各国的海洋权益。这片水域不仅带给人类各种经济实惠，而且大陆架底床以下丰富的油气资源更为诱人，以致成为争夺的焦点。大陆坡是从大陆架坡折处比较陡峭地下降到平缓的深海底的区域。大陆坡的坡度B.C.Heezen(1959) 估计是3°~6°,Shepard(1963)计算世界上1800m深度以上平均坡度为417’。在太平洋区大陆坡向下部变陡，平均坡度为5°20′，大西洋和印度洋区则下部变缓，大西洋区平均坡度为3°05′,印度洋区为2°55′。大陆坡基部深度变化很大，太平洋区平均深度大于4000m,而西太平洋大陆坡脚毗连海沟，可深达 10 000 m 之多。东太平洋北部小于3000m大西洋小于3000m，但基部连接大陆可延伸到4000m。大陆坡表面通常是崎岖不平的,这一区域地形有盆地、海脊、深水阶地(边缘台阶)和深邃的海底峡谷。

大陆谣是大陆坡坡麓缓缓倾向大洋底的扇形地，是大陆侵蚀作用导致沉积物沿着边缘海崖倾泻而下在坡麓形成巨大的海底沉积扇。它分布在2000~5000m水深处,展布达1000km，是跨越大陆坡和大洋底两大单元的巨大沉积体，由浊流、滑塌及各种海流搬运而来的陆源碎屑物组成。大陆裙发育于大西洋型大陆边缘。K.o.Emery认为，大陆裙上厚层沉积物是在贫氧的底层水中堆积的，富含有机质，具备生成油、气的条件。地震探测还证明其中富含砂层，是理想的石油储集层。

7 `8 y! q, K2 n! |1 j. z

三、深水洋底

; c' k7 w4 E1 x9 T

深水洋底是以大陆型地壳和大洋型地壳之间的边界将它与大陆边缘区分开来。实际上，在这个边界向海一侧有一个狭窄地带是由大陆型地壳或过渡型地壳组成的，但仍归入大洋区。洋底是海洋中最广大的区域，也是地质学家最感兴趣的区域之一。

! Y/ J; e# j( [, C# P' J

大洋底部的矿产资源远非陆地上的资源可以比拟。虽然开采条件复杂在陆地矿产资源日趋枯竭的将来，人类将不得不把对矿物原料的需要依托于海洋。海洋是地球上生命赖以存在的最大的碳贮库，是全球环流的巨大调节器，20世纪地球科学的革命开始于海洋，海洋地质学已经成为人类研究全球环境的主体。

1 Q! Y, K* m3 b% t1 \" d r8 ~( | B" @ ! K5 i0 x0 X; s7 S2 U9 y4 h