海洋地质学
3 \1 R3 A/ K5 e% n4 _& a0 e6 F第一章绪论
7 l2 @+ X. X) X9 q5 J& E! R; Q●《海洋地质学》的含义3 Q. Z3 W. O% m6 w
●《海洋地质学》的主要研究内容& O: Q# Z4 D/ I' L
●《海洋地质学》的研究意义
1 {" }. R' D) O) i# C9 n; T# C●《海洋地质学》的研究方法
! I. @; Y4 K! q# Y" ]: J绪论-《海洋地质学》的含义和内容: s% Y7 k4 ?. R5 m. c
●《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。+ D/ I( Z: n9 I$ G/ j
●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。
; ?1 H* V2 U0 f2 y# k! O( W, Y绪论-《海洋地质学》的研究意义8 v$ r; l* s* `
●海洋地质的研究具有重大的理论意义
: o! o" R5 Z/ j0 d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。' ^" \+ x& C2 `; E1 r) {0 c5 n% L5 ?
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室
8 ^/ L$ I/ |4 L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。 x( y3 h$ F! \; _) B) P
●海洋具有丰富的矿产资* w7 A. v; z5 P! S' r% u
●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。0 v- G. Y+ j7 |/ {8 i
绪论-海洋地质学的发展史2 i& |* t2 A+ e1 x9 K& ^
●海洋地质知识的积累时期
2 z9 F. L7 H, \4 O3 a●海洋地质学的独立时期
3 k$ o$ F+ f' o●海洋地质学的蓬勃发展时期 T# y+ l% `4 K8 L" J, P l- s7 L
●海洋地质学的新时期
* |! ?! [/ h- W- S海洋地质知识的积累时期1 d! ]9 p/ W# o3 m# ^ k% b
●1.航海中海洋地质知识的积累
r2 V o, s) w. e● 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
% e5 v0 B5 f2 o) O6 r! e础,具划时代意义。0 S7 r& {# h l, |! o: K! U
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
( W, }9 c7 a; w7 i●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
) R' b4 o- l+ o. N8 B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。
% d: _, }* ]. X4 a# `, J) z海洋地质学的独立时期
0 u& f( G2 y& f( v% C●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: p4 X% l4 m9 l
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。
0 V) f; Y! E# G●$ F6 b- h3 `- D/ F; H( _2 s
●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》+ y& L2 o7 A G R; 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)。' u( F, s& O; k' L; e7 ^
海洋地质学的蓬勃发展时期
, a/ ^9 Q2 O8 @& N●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期: f% `. ]3 A, y) G- i( ^
●1. 海底三大发现* _+ j# Y [+ A5 e0 a/ ~" O" P; \
●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。
# T* r) c j# ?/ i8 u L ●2.海底扩张和板块构造
+ |* {. a6 Q( u }$ g) ]; W●3.国际海洋机构的建立和国际合作8 Y5 l# A7 Y( U- Q1 `6 U
●4.人工地震和深海钻探
! t' ?9 B' P' Y* Q7 g/ e0 Q; Y0 \现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张
1 u6 [! p, B+ B+ K1.地幔热对流
- E/ N% n& B/ B, w8 u绪论-海洋地质学的研究方法- C4 N/ [! W& g
●海洋地质调查方法
- C1 V$ {0 s& T+ U& X% T●1.海洋调查的内容、类型和方式9 |' n5 t1 Y1 L8 m
●海洋调查的内容:
" s) Q. ]% u! G3 T4 A0 b●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$ ?5 F/ a- _: `% L2 Q# 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。
, _5 h- V$ X2 o" f●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9 s" g: u5 Q: ~4 m# d
调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
' F# Z0 N0 e) \( U0 _+ _) F运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
) R* V' N# h+ A( Y海洋地质调查方法' x0 `6 G* [ |8 y; q
●海洋调查的方式:
* F- ]2 T3 i6 H3 [# J3 p7 g●海洋调查观测点的空间分布
" F( {3 [# H6 z/ N3 {5 |9 w# h3 f●海洋调查观测时间的间隔
7 {! [$ Y0 J' V( S, [●2.运载工具和仪器设备
8 M& s5 U/ R! q( B' m/ P●运载工具:. W. R) P3 b G( X" Z0 `5 h s
●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。& ~9 _- @0 o6 Q6 X0 T' T3 v
●仪器设备:( a: V* h1 { U' f9 R+ g
●3.海上定位和水深测量
. e5 c$ I1 Y5 x! k4 S●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位" Q; Y! t5 t U! [& O1 r
绪论-海洋地质学的研究方法" E. ?; o6 @* X8 Q
●海洋地球物理勘探
$ }! O! A. J. B' E●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
5 Z& _+ r- m- C) n$ e●4.热流测量- f) _# @8 b" V) N! q
●海底表层取样和海上钻探; O" ~. R% \$ ]' n
●1.海底表层沉积物取样* A4 f4 u; n: \7 d
●取样工具:采样器(拖网、抓斗)和取样管(柱状、垂直和浅层取样管)' I+ T5 j* D* p7 ~9 w- D7 k
●取样技术:无缆取样和摄影取样
1 z1 r$ F$ K% J●2.海上钻探+ I1 H7 |) E! r
●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
; C" |3 C! N0 w& O g/ r" x第二章海洋地形# p2 Q5 \) k& C
●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5 e: T2 ~( _% [
形,两者界限为低潮线。& Y# |% M2 ?' o% O) _) ~
●第一节海岸带地形
* f3 L$ ~% `" z' g●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$ J7 ?- x9 E0 U" {
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。
5 B: L- j6 N! s3 n- T●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+ c% F z: `' l; D
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( _7 Q* J# {, }. o7 A
岸。9 Q6 F/ l$ z2 \4 I5 F ]1 r
" V/ q9 J* e& s" G6 N f& K$ m第一节海岸带地形9 ^9 c: M$ T$ p- {. C, q" C
●一.海岸带/ x7 X! q u' w8 d: ~
●1.无障壁海滩地形
# a H: k. m5 A●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: b! }& |7 U; ~/ \& v9 R
时可见滩角和沙嘴。
& B% `, P7 o! E●1)沿岸堤8 L' V3 o' }+ N1 J* R) B* t, J
●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+ x# i9 \* ?2 P: Y9 {) z
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
9 x7 _' B, Y+ V) B●2)滩角和沙嘴
, R* ^ t9 u/ w; \* ~* P/ q●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。
- p& t4 h7 G' {6 @$ c( t滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。3 e4 c5 R c3 p
●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
: s; m" C* L* B( i向伸长,但沙嘴的前端内弯。; c" ^3 _ E( D" p; n: T
一.海岸带
9 L, ~+ Y2 q8 y9 P" B●2.有障壁海滩地形
W' F& Y, K5 g/ c( b9 k/ H, x/ s( 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。3 A }: H f$ e2 R4 R3 F
●1)障壁沙岛地形
1 q# V' `% H' |, t3 j●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
5 v& {# J( W+ l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。8 {- e! _/ _ y) S% B
●2)泻湖地形
( \; S/ S. V# p* o. @●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。
+ U# ?1 e, ]) `二.河口海岸5 E' i3 |$ k f& x' Q7 |, L
●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
8 b& B* R5 R- l8 T( E4 ?2 | 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。4 @, L$ u& w: \4 b( m! U
●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。; U0 Y k6 \3 {6 }8 ^
第二节大陆边缘地形
( d( V. O4 u" C' [ ?●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。8 Q* D- G: @5 B5 N. L; k e
●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# A. \8 p. M" D& B; z4 E' 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。
; j1 |- ]. y- S' m6 L. H7 }4 I一.大陆架* N6 Q! z" c! Y7 O
●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
- g b2 C( a) @3 k' q& b5 F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。
' E8 p" s/ j! ^ F# k● 1.大陆架平坦面% C; w' `$ P6 y4 _7 v
●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.$ N) v6 v! _% T* z# \0 i5 `- x
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)' w* u# Y2 u, G. u7 Z7 b
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。5 d( z0 s7 W- x" G! D3 n
第一节、滨海沉积
I7 o# H& V$ k●一.海滩沉积
+ L% t1 J% k: O A3 [6 T●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。
* x ?# x1 T) A● 1.海滩沉积环境和发育机制8 c3 q. u* M0 c# }2 O c& u; S
●1)海滩沉积环境
+ d; L, w* r( O# d●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" k6 x# i: x* ?# n●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3 u) h: I3 Q1 F9 l8 T
硬壳。后滨以风的作用为主。& w5 f; }. N( } u7 R
●2)海滩发育机制
# R6 V- `- V) X' d●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。 m& ]" m* g- w; O7 x
●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。
1 F7 @: `- t" y4 i d●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- ~! S4 s8 K: a2 Q
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
' n$ H0 A7 f9 \6 a4 o. m# `4 F* c一.海滩沉积
. o4 d% n o) k. ^, y6 _: W● 2.海滩沉积物9 |0 w5 M/ \5 J) E9 |# h, O7 t
●1)海滩沉积物的物质成分
4 a/ L+ |& q8 q% p* D u# S4 [●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
" Q. O; b: Y" N2 h: a●2)海滩沉积物的结构- M9 C. @) L9 V, G5 b
●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
/ ^4 z2 k. \' K$ K3 e0 L' m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。
) g1 k! ]0 {/ F% P6 _/ T- ?9 z● 3)海滩沉积物的沉积构造
0 ^- O5 s4 {# @$ c●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
3 N9 @! D- z& h* c$ K) K●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。2 E( O) ~8 ?! F4 y. S' J, p8 V
●(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、
5 C& p4 _4 T1 Q0 \% Q爬行迹。. ~$ {* C `" d5 c
二.障壁岛和泻湖沉积/ Z* B- T: u0 S8 H% d1 o7 N8 K% H
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。
$ v. j+ s* x3 s* V8 r●1.障壁岛沉积环境和发育机制
( J4 B0 E+ E4 s, P: T●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% `3 _' H' k5 b2 X* L1 t
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。2 u$ q% v! L& n! v
●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,
3 [6 P+ r E, k0 c+ F7 \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。
, l9 W( Z+ o7 i● 2.泻湖沉积环境和发育机制
3 I0 h5 O7 y# `3 @! |% ~4 l2 f●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$ N- q1 o3 V4 v4 D
产生重大影响。
) ?, d0 ]9 o3 X6 o( J! J" J●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
& z( `0 Z0 h: J% l/ T候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。
. Z( f3 P, v/ E3 X- r& O二.障壁岛和泻湖沉积+ k; S/ n9 {! ]( X* L( f6 R
● 3.障壁岛沉积物
0 {. I" g5 q& u●1)岩性* a" k: p/ m- [$ V# i, @
●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 \5 A* L7 R/ {% L
胶结物。
. _1 M E9 I7 K% T6 h6 h" K●2)结构* a0 u2 h2 L; x7 z3 W0 u
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。
2 N$ H' L! U7 d# O$ ^( c●3)沉积构造
6 y) `. ]8 L; _; 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8 m' y w: b9 U3 ?
方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。
( {8 v! G' z7 h& ]- Y0 v# k7 U, d" }●4)大小、形状和方位: f* A+ {# E$ p
●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。, @/ k* L+ c+ D5 I5 Y8 w
二.障壁岛和泻湖沉积- b: H( Q! Y- Z8 ^) d& b, C$ z0 u
●4.泻湖沉积物
- n) I O3 R' l. l5 I4 Y●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" [2 g2 A# n3 Y' 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, a: G" j3 e6 e
●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
! `+ n" ^4 _. t- M) T●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,: `5 Z, ]4 q( L c
●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。6 K' T; j% C2 Z
●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
# U# I1 l. i. A( } d' y质沉积物中发育生物扰动构造。
4 ?8 w1 l; a. K" z. ]三.潮坪沉积6 ~9 N; T" z# n4 I
- r" r0 r, t3 \4 ?' L6 \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 |