海洋地质学
0 c2 W: W# k/ U% k% W/ c r9 _第一章绪论
" M$ Z% E( J2 K; ~1 ~# k* B●《海洋地质学》的含义0 K! O8 q8 U, X: w) ~" z$ `
●《海洋地质学》的主要研究内容
6 Q5 V4 I$ o; }1 N●《海洋地质学》的研究意义6 X5 r9 Q2 [: z0 u/ R* t- X6 i" E! f
●《海洋地质学》的研究方法
2 l6 e' C0 ~/ @: Q" M, O绪论-《海洋地质学》的含义和内容
* N# n( h0 P# V$ ?4 C3 B●《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。
M1 I" |( Y! p% l/ S0 _●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。
" z( _9 n: b s2 u: i7 l* M, v绪论-《海洋地质学》的研究意义' R \& E9 Q9 ?& x) l9 x8 y
●海洋地质的研究具有重大的理论意义
$ Q2 a1 B: s3 O) G* L; J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。9 ?7 A$ u5 u. b, _+ E
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室
. u) H. l2 g, c9 m& Q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。
5 `: L; D8 K- a●海洋具有丰富的矿产资
. }: a1 E1 M8 _% l●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
' M1 }' b- x/ `$ @( f绪论-海洋地质学的发展史
9 ^; n3 k( c0 M7 r●海洋地质知识的积累时期
- J9 e/ R2 a# O# j●海洋地质学的独立时期+ P6 C& k8 R% f# Z7 ?$ Q, _
●海洋地质学的蓬勃发展时期
# H. X" r3 q' K●海洋地质学的新时期- x3 t! y6 t* i1 K+ U/ S: ]
海洋地质知识的积累时期0 U+ u" v! d0 B& j F- p: x( b6 Q
●1.航海中海洋地质知识的积累9 P6 z' n! \/ v8 r: \
● 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 K7 i$ R( X q础,具划时代意义。; x' V9 {% S- R8 `: X# w
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
) c* G8 \! F) E●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7 @2 j6 `$ `8 Q9 H7 {% C
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。. V$ H9 t. W7 Q' d' p
海洋地质学的独立时期
+ r+ w& P: K; H! p% x+ q●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, p4 |6 z ^ R3 @+ D" x$ q8 D0 ^
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。
" ]7 @2 n, p; K- R4 v' v●
8 ?) {0 v0 r+ U `5 p) [9 p●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》) n( P- L3 A w7 A
(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)。! Q' K7 [: I1 ]" f4 N( a( r
海洋地质学的蓬勃发展时期
! @6 L' k( P: \- t% V2 x●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期/ }- j0 G% \ |/ S8 e6 a# b+ ~
●1. 海底三大发现
4 I1 M; q+ B u$ P2 n( H●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。& o( H! y. D* a U F
●2.海底扩张和板块构造" ]) e( e3 B" L- Y" @9 O' p
●3.国际海洋机构的建立和国际合作% z: Q ?0 v+ X. n* G k# c
●4.人工地震和深海钻探
! u% l" Q5 e: X n8 b现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张( W: l9 S) n+ F8 Y# w
1.地幔热对流/ ~% T+ \1 Z1 m' M3 P) Z1 u/ I
绪论-海洋地质学的研究方法
8 o* R; Q: y& s●海洋地质调查方法* P% i5 \" V5 ?& K' [ p$ v4 M
●1.海洋调查的内容、类型和方式) Z( @$ o: G7 l" {, X6 L; }
●海洋调查的内容:. [, L; }% S( E2 s
●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% Q, D8 k) v6 w6 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。
) I6 U( i# C( S: V8 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 @6 h8 B! b+ c5 U" V调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
# s* a+ Z& N. V; \- t" E2 L运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查* {7 w2 [5 b, w
海洋地质调查方法2 Z" ^5 G$ c0 p Y; |
●海洋调查的方式:/ w% P3 o) i: B, {; d: m$ V
●海洋调查观测点的空间分布$ H; d$ h2 X& M7 y
●海洋调查观测时间的间隔
j/ ^ p& z. l0 I4 ]" K$ V●2.运载工具和仪器设备
* ?8 u6 _3 E% B+ @●运载工具:
& p6 T* W9 p, U) K* }●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。
1 W% f. H# K, w●仪器设备:/ x; a; I/ b6 p5 h! C6 {
●3.海上定位和水深测量) Y2 ^! L4 m7 W2 w. S+ g
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位
% }. k2 G" D: n1 v( U# M e绪论-海洋地质学的研究方法$ }1 p# M! i0 }- I5 X' ?
●海洋地球物理勘探0 K9 B6 Y: j! S% s# q6 \. O1 b
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量3 Q2 j# [' @- c: A1 v' ]
●4.热流测量' _: |2 B! T8 Z( i2 s! b
●海底表层取样和海上钻探% S& _+ ]6 x' k
●1.海底表层沉积物取样
/ x. e& |9 Z& b9 S- \/ q4 d●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)
! k- A8 O' L6 S! v! G4 u. R$ a; _●取样技术:无缆取样和摄影取样1 Q( }% N' q" P
●2.海上钻探
6 t+ V4 j4 E/ M+ y8 G●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探4 [" t! n- Y. z3 b- z/ b- W
第二章海洋地形
9 h: m. L: F4 T% b, X8 }●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
6 ^4 a# U5 S$ W' e+ z6 p形,两者界限为低潮线。0 i6 X) G5 K% j* K9 E# O
●第一节海岸带地形: }# N3 Z/ j2 T. O
●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1 \8 R+ Q B* M' Z) m5 k
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。. p$ b, W* h0 i( T) V% W
●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7 f$ A9 q3 z# e/ A
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
' x' {7 ^5 Y9 K7 T. P 岸。
& F: \) a( v$ C; m" u! s3 Y- D) Q& l t: X* W% G/ V" ~
第一节海岸带地形9 o/ X* K! {8 f5 l0 }. Z8 t7 G
●一.海岸带
0 m b! W8 h, f6 _* i2 i●1.无障壁海滩地形
* L/ s) t4 M& a, ?+ e( {●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
4 ^( K" N# i, i: d/ i1 H时可见滩角和沙嘴。9 M4 H* A! Y- \7 F v9 N, |/ b
●1)沿岸堤 `5 X: \5 P% ]5 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$ V; R% W( ^8 g3 W/ n$ k
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
R. A- x, m5 w; Z, a3 G8 O0 l●2)滩角和沙嘴
4 N r7 V$ \0 {+ f●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。
* m6 Q1 U9 m5 v/ w% |滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。( e: S. t& U$ b' r8 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
6 h6 h# K/ b. }向伸长,但沙嘴的前端内弯。
$ r- d7 A/ u) K) [0 n$ U( F一.海岸带
' P/ u& F( P) |/ p) B5 k●2.有障壁海滩地形. H/ f) u! z" p3 g6 @3 X, T" j& J( I" K
●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. J7 ]8 z# h; s; ?9 o6 S2 C
●1)障壁沙岛地形
3 n$ q2 g& L2 c L; L●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
. e5 w, K3 S0 F0 u2 Y2 ~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。1 T6 W( q' B1 v, E, P
●2)泻湖地形2 @& o ]! [9 V; ?- d; ]6 f% ~" ]
●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。0 s5 v7 b4 L& G- t! v
二.河口海岸
M' g" z9 e6 w$ p●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- ^- Y6 g) r2 c7 R, H9 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。# s$ B+ l P* z, Q
●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
4 s# Y! u: y. g6 ]4 v0 x. y4 z7 t第二节大陆边缘地形
- B+ B. t+ h- c3 k$ w# k* U% U5 V●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。
" q; } b8 v* {. G, L●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 u- w. P. q" x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 j% z) |+ w4 Y! m, X3 Q2 E一.大陆架
0 x5 N L p' T: Z f& x' {: R- a●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4 \! W- s6 O2 ^6 y' 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。! F$ a$ Y& G# E
● 1.大陆架平坦面7 i6 o4 s" ^+ F, _( | Q# A% X/ m
●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.
- r% A# l7 j1 ]. Z8 p8 F& z我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)8 B; {" g R. ?) c2 c- A3 C
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。# e% R4 j2 E# L" P0 e
第一节、滨海沉积
% h C" \* J$ I: m* u●一.海滩沉积
K/ k6 t! k3 x6 ^●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。
& q' _. z. Z" c4 c y N, e* W: W● 1.海滩沉积环境和发育机制$ H2 H9 ?3 f" z) P
●1)海滩沉积环境
) W6 g+ h* Z' m1 @●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, U6 K+ e& \" 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! ?) I1 a3 L2 [$ F b
硬壳。后滨以风的作用为主。
# J! l9 S4 {" `●2)海滩发育机制% ^0 P6 e0 z3 T; h2 h" e
●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。. i; i( l+ E9 \& Z7 l% a8 M( G
●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。7 Q5 ~: I7 ?4 E3 n3 ^: h
●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$ e: H: x" @6 O% C
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
) c: L( z3 I4 ^2 `4 M+ v一.海滩沉积6 z4 D. r& k' H$ K2 `* @
● 2.海滩沉积物% [3 G1 [* h/ l7 u. q7 r
●1)海滩沉积物的物质成分
. G) ?- o5 b5 a3 A: I) S& }●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
% Q$ r4 z0 d; e3 e5 m●2)海滩沉积物的结构
" h% x! \& E, L8 i& w! U●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
- r4 i0 r5 h9 b+ t/ w* ~8 F- o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。1 G5 M' i* x b# @& @; h" k* n
● 3)海滩沉积物的沉积构造
* h$ k6 X" c7 ]* e' B- R●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
, D8 S( R* E' }4 w; c* e7 {●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。
9 H' q! r5 d; A6 k* ]$ [●(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、
) j" f! r% e$ F i爬行迹。
9 e1 |5 e/ A ~0 @7 p' O/ M二.障壁岛和泻湖沉积 z5 I% l7 N' X0 E6 v: r+ p
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。/ Q3 U8 V4 P- Q2 [( \% j. B
●1.障壁岛沉积环境和发育机制! I* X, X# O! _& q" y/ L0 D* ?, Q
●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" b' z" l* ?! ?7 d3 s% E- n2 N
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。
, f# _( u( q! T* J' v5 a●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,) n. i& N- |3 `9 R i
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。
. [0 r7 u# {9 `7 [; S2 S● 2.泻湖沉积环境和发育机制
: W8 M: Q" ?) O s$ m●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; G/ T" k. C: L) O5 H0 K" G
产生重大影响。, g1 }# f: m o2 B6 k7 K6 v8 n4 `
●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: X% N) r' g. u* ]
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。- }; y; N% r X8 q" n
二.障壁岛和泻湖沉积; p/ i0 b l: T* M1 ]
● 3.障壁岛沉积物
* G a- u' ?# h9 T# c" F7 Z●1)岩性7 B, P* s# ?+ U
●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% o* m7 @1 O/ ?) o4 F, N4 [: d, B
胶结物。
4 n4 M- C8 e* k# C7 k●2)结构
8 o5 X* S4 c) f/ \$ [+ b●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。
( s) `7 S7 M# f# z2 w% v●3)沉积构造
& K3 W# X- @6 {●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9 O3 E4 P: r" D; }$ j
方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。: ?% Y3 @; j O7 g
●4)大小、形状和方位
, j. g+ c: @& E' w/ Z: n●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。
( T3 S5 {8 y% T" g二.障壁岛和泻湖沉积" g( i2 \+ Z7 \
●4.泻湖沉积物+ i# y* X- G4 r
●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 h! `) }% O2 \- i●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
( J9 a# w. {1 Y0 H, a●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
) j; N2 }; I- T9 |( q: U7 I3 _●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,- F8 o- f6 B: S- I" A" K5 `
●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。* b/ |, Q* V4 V* e! `
●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; S8 ]) P: g2 U
质沉积物中发育生物扰动构造。' K) {1 f2 p. s! L5 V
三.潮坪沉积* g, k# d+ n3 ~9 e; X
/ S! D7 h! f3 N( A5 t3 j
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 |