海洋地质学
$ |) z2 w0 n- r; v第一章绪论
, ?/ u2 L8 C0 |3 P2 n% v, x4 \ }●《海洋地质学》的含义
, S3 B5 `; Q( y" a1 r●《海洋地质学》的主要研究内容- x# ^) c1 K" z H
●《海洋地质学》的研究意义
: ?8 e& N4 S& Y5 k* \& E% T2 U●《海洋地质学》的研究方法
8 |9 r6 b5 z6 s4 e3 O- d2 c绪论-《海洋地质学》的含义和内容
5 @, h O* r7 S/ ]3 a●《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。
3 X n2 {1 m* t, h( D8 z●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。" j. T+ B+ t6 @+ W F
绪论-《海洋地质学》的研究意义
. o# ^) w. }; Y% {●海洋地质的研究具有重大的理论意义
, k8 g( d! f6 `+ b% L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。6 ~/ O2 L B; X. z7 I. G
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室) G I) a+ p3 G: U0 e
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。
2 x1 i9 U6 {! Z* t8 C1 |/ S# F2 R1 }●海洋具有丰富的矿产资
9 e/ u6 Q: l3 ]/ i. B●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
, M0 {1 L# M3 \( O$ n绪论-海洋地质学的发展史& [3 C3 f: }3 N. k4 y
●海洋地质知识的积累时期& h, W5 j0 ~! p# }
●海洋地质学的独立时期
" L. r+ C- l1 T7 g# V! t2 g●海洋地质学的蓬勃发展时期
1 s& U$ \2 K- k7 ~●海洋地质学的新时期
. J9 s; t I8 w海洋地质知识的积累时期% L6 l | ~8 z J6 `
●1.航海中海洋地质知识的积累
4 `9 E( Y) l a% [, a( 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7 [. n3 B3 u, B* ?& O
础,具划时代意义。" _4 l5 f; u: V' |0 [4 |/ K: I. U
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累4 D% L. W i& S3 o% E# F
●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
0 s4 }, E5 ]+ _5 z L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。
: Q/ {- a- s& j2 y海洋地质学的独立时期
; Q: ]/ s$ t) Q7 k3 s●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
' K' z5 { h' a( g' W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。
8 N6 R o- g8 s7 h5 B●' y& G3 X8 d; _4 z9 X/ B# Z
●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 f9 O7 E) E$ }6 u- e5 V(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)。
+ S7 O* E& w2 N9 i海洋地质学的蓬勃发展时期
4 k9 E( H* G5 Z1 d●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期
% i3 w# ]" O/ ^: C, O4 m1 A●1. 海底三大发现
4 b8 _9 B; s4 o●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。$ E& F1 y4 \" U4 \/ U& ?
●2.海底扩张和板块构造) G& q) q# x, H7 r$ [6 j" U
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
/ m5 E# H) g$ K●4.人工地震和深海钻探
2 C1 e0 G2 {: h" {现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张& k+ b' D3 I1 y$ |% z( L, ?
1.地幔热对流
6 [- a1 M9 {* J绪论-海洋地质学的研究方法: Q* I+ w, o. B. R, f7 @
●海洋地质调查方法
% M, m! [& Y s# I●1.海洋调查的内容、类型和方式
5 a9 n' O, e7 m6 ~●海洋调查的内容:
9 [( I: x, Z$ e& K. {# {●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
( w6 s) }4 z0 i4 U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。: q! k z( k+ K _
●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
" A. i3 C0 e8 J+ |- ]7 Z) \( T$ \调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
9 O- m+ p, {! ]9 A运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
9 n* U7 B+ O$ o W" y" i0 O( J海洋地质调查方法! j& ]$ s# f; T: {3 R3 ~
●海洋调查的方式:+ h/ R( S+ E4 n" ^
●海洋调查观测点的空间分布4 M% C8 _+ u0 x; |6 n& @
●海洋调查观测时间的间隔
0 C# t9 m+ E3 k9 q! I$ `●2.运载工具和仪器设备
* ?+ M; F+ z9 ~! r& t" \/ J# @! w●运载工具:
! ~. ]; Q3 N* L●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。8 A P, Z& @* S8 y7 H/ p- _" V$ P
●仪器设备:1 K7 [2 U4 K8 C/ K$ `
●3.海上定位和水深测量; U8 R9 R; c+ ~
●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位% v3 \( W) I; W" x: x S
绪论-海洋地质学的研究方法
4 ]6 t \& c6 G+ {" W9 H●海洋地球物理勘探- S4 h, {1 q3 M! _$ l
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
9 a9 s; U8 B" E●4.热流测量; D( e3 f1 M) f, O
●海底表层取样和海上钻探& S- S3 N9 `7 H* s% t2 l
●1.海底表层沉积物取样
$ R3 g; B/ {5 i3 f3 @; s& b●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), p7 A* W2 f6 M1 P
●取样技术:无缆取样和摄影取样# v) F7 m. C: M/ A
●2.海上钻探
7 i5 L e4 [8 I. X( e1 I+ @* {( w●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
' T1 k9 r5 I& v' E4 {) P' m/ P第二章海洋地形
. c) W, G9 h/ z3 `●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 `& G. j: Y8 H! |! `形,两者界限为低潮线。
9 W0 S) m% E7 v9 }; w; r●第一节海岸带地形0 T6 F4 G: U5 l7 H2 h) t, F
●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( L: p: P0 Y. F3 @+ b
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。
0 ~. N. p: x+ f& O●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: l: J- t7 X, c. H3 `& d B9 _
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: U6 C( r* I' O) N; |, s5 P
岸。& U$ C6 B" D7 c0 A& b* L
0 U2 l; c% F; A第一节海岸带地形7 r, |+ H" G {! h/ m0 \
●一.海岸带# K0 K; g7 o8 r
●1.无障壁海滩地形2 S, c8 \" A6 C$ u( I: |
●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0 J+ v- j5 O' u1 [, M
时可见滩角和沙嘴。; c8 E& a2 ^$ {
●1)沿岸堤
7 {- M* ~- g9 i0 y- |& B" B, R●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; S' X/ ]( a! J4 W% n作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
8 H1 p s0 d* p5 J1 H. v5 ~●2)滩角和沙嘴
$ z% |0 D" P V, ]8 _●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。
% O8 J, j W. X: b2 Z7 V6 A) X滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。
! A" g" z1 C% B+ ]0 M; q0 b●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# W1 b! P% _& A7 r: d1 R: ~
向伸长,但沙嘴的前端内弯。. z! l5 W! f8 _8 i1 x9 W
一.海岸带
3 i/ w* u Q) }( Y. w4 O0 Y0 g6 t●2.有障壁海滩地形" ^. i: l" L/ j4 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。
% J) M8 g9 @7 w$ M0 D: i●1)障壁沙岛地形. M t, L' M: K) [9 H6 @' K! b/ 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
' l% m) l6 B' V% f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 n# X; J5 X/ O" t+ G: @●2)泻湖地形
1 p4 X4 R2 y! A, D●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。; D" w9 y! E% r+ g
二.河口海岸
k( t" X: j" `- z! j# ~3 ?●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 N7 I% J1 S. a \+ {
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。
7 C5 o* _8 c# r, F z●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
& F* c: |) h; b* z3 K第二节大陆边缘地形
. o8 ~, w( u6 X●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。+ q4 Z7 e$ {& ^& d9 g
●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$ {) W( s# h7 X) p ~3 j% y' \
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。1 E. g: \2 {: ^% v
一.大陆架
* B0 A5 {) y6 r0 k- c●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* w2 u0 z1 @" H8 B9 i( _. b( d
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。
. v. c5 A2 B1 S' u● 1.大陆架平坦面
b" ^; G' [5 i- k+ |●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.3 g# S x/ i- d1 O, W
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)
/ B# q/ }! e2 o4 M5 Q* @! A. U! R4 Z●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。+ f! _- `2 ^3 I0 u6 ~& O; `0 V' e
第一节、滨海沉积
. ?3 A# K' N0 P3 t9 U1 y* q●一.海滩沉积
+ H: ] f* g, W7 R* _ 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。) s; W9 g: }7 E, {
● 1.海滩沉积环境和发育机制
9 n0 w$ T) _ U% |' U●1)海滩沉积环境+ k* ? d; m- v. a( b
●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,/ Z+ e+ O! A+ S- E- L- Y t 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! M5 a- l: f- D; q3 e
硬壳。后滨以风的作用为主。
- }, E) Y& [1 N3 R& T' ^●2)海滩发育机制
2 w4 s: |/ H l2 }2 K- Z9 p●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。
3 `, J9 @8 E& k5 S5 Z4 D$ { d( c●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。3 u3 M! F* [8 f3 V6 u
●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; X" Z" C p. e% W6 e
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。5 h @- o: Q3 o' B' q
一.海滩沉积% h# D: E# {( x. [4 e% t. M" t9 \
● 2.海滩沉积物
5 h; b5 V$ g4 E) m7 R●1)海滩沉积物的物质成分
: Y5 o" F& ?1 B! x* z●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。( Z u' ?0 t7 h3 U% W7 t* h- E
●2)海滩沉积物的结构
: o _" y) [! B# a●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
; J( T- ~4 Q6 h/ k" y5 d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。
/ Z) `4 L+ P6 v6 d9 l● 3)海滩沉积物的沉积构造
j5 h- _0 X# \4 O: t* P* g●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
( Z0 z f* w! I% \/ C5 b0 S! \) u! g●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。
/ f, m! _+ D9 ~9 ]& Q# p& N●(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、( |% I7 i$ Y, P A% }* Z
爬行迹。+ K% u' B/ k( K
二.障壁岛和泻湖沉积9 H, ^+ B) q$ \9 B
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。4 o( {8 Y4 p8 d- _& q; x
●1.障壁岛沉积环境和发育机制: w& j& i" l; V; h# ]
●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& j2 K$ R: U4 D# Z% k% i" @" l: ~1 f
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。
) l8 w' | ^2 \0 j●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,
4 M. n+ s' J& P- p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。9 ~8 u/ q/ N, e& i
● 2.泻湖沉积环境和发育机制! M O, s. M8 J" [/ e9 V
●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5 Q- c/ ^/ V3 z& _) N
产生重大影响。 T0 U$ E5 w; u7 [2 ?) Y2 ] |
●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
: H; Z; W% ]0 R n8 U, Z候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。
l6 z5 m# V$ N& s二.障壁岛和泻湖沉积
/ [8 ?) I1 ^0 A$ f' ?) U( G● 3.障壁岛沉积物
6 c+ J k1 D/ `8 }●1)岩性& R2 N1 L6 ^* v7 `8 L% I/ 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( ~' O& B: Y( M" y
胶结物。
3 J/ S2 y! U( g5 g9 s●2)结构8 T: I" k/ }) I& x4 I% K2 ~
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。4 C5 p$ _* I' j- \ l. P! K" o
●3)沉积构造3 O0 o( m; ~) |
●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" V* R5 x7 A1 A' c& B8 O
方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。$ x. x- b$ z$ I
●4)大小、形状和方位
' B. X+ Z! k8 }1 F●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。4 J) ]4 }9 Q9 y# w
二.障壁岛和泻湖沉积8 b, T9 O$ z, |; v
●4.泻湖沉积物3 @1 [& v8 I# T9 f. d
●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
6 p' q$ i+ K A; t( A; u●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
# u+ p% V# A. ]# c$ r●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
/ i' x+ i# W" L3 a+ a0 _! |+ w5 @●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,, N# z) u5 x/ M' e- J$ X
●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。
' w3 S$ V" g( P+ C8 q●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
( N3 K! B. w3 X. `3 H; g+ j质沉积物中发育生物扰动构造。
* b* w/ g0 x+ ~" W4 {' ^三.潮坪沉积
/ O, l; B1 O2 M+ p# D3 a3 V; U/ x% q3 {" p( o
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 |