海洋地质学
8 e- T8 N9 o& H5 _/ j9 w第一章绪论* f8 F* g4 q: {/ e
●《海洋地质学》的含义% K6 A, g2 r. V1 E
●《海洋地质学》的主要研究内容+ M9 ] K4 G1 r+ V5 I/ ]$ [3 H
●《海洋地质学》的研究意义
: P9 q/ \$ y$ O3 V' D- O●《海洋地质学》的研究方法
; k* q3 A+ w$ C: s9 y% E7 Q, R. ]绪论-《海洋地质学》的含义和内容1 Q) W) }4 g* h" H* e( U+ 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。% }( b" ]7 a' y$ w+ u9 N
●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' f+ D/ K! s7 y5 z: x) C. G绪论-《海洋地质学》的研究意义, G; b( T1 C: h) q
●海洋地质的研究具有重大的理论意义3 N' c% G$ B9 h- i3 T- w' Q# l/ e
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。
, ?* i U3 f2 H●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室3 S0 O0 P, ~! k* R
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。: I+ t& \" x4 d- \2 Y: f0 L3 }
●海洋具有丰富的矿产资7 _& ^ F- P/ }+ A! j+ j
●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
) B8 K* X1 p0 D1 \7 |, ^9 A, {* [) D绪论-海洋地质学的发展史
. s) N: D: j5 T" y) [6 y3 p S●海洋地质知识的积累时期) `% b0 u( {; T! c6 @& L
●海洋地质学的独立时期
! g0 j% l0 n5 s3 p H: R●海洋地质学的蓬勃发展时期
6 O+ r1 h' T! c8 T$ a/ k●海洋地质学的新时期; C6 [' X; F1 d
海洋地质知识的积累时期
$ g- M- G2 O/ U●1.航海中海洋地质知识的积累
4 s# _! P; v2 s+ S$ ]& F: I● 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
E" u" Z$ }6 |2 d础,具划时代意义。
, ?; y) K4 x0 ?+ m0 O9 S●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累5 Z' e, ?5 w) ]/ T) X9 }6 L. q
●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 }+ t' C* e- a6 a2 H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。0 k/ {' e, x; `' Y; `
海洋地质学的独立时期
" h' z, q: f# T●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 K5 o. ?% P' b; K
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。
4 a) T% I i# z) M, e4 M4 |0 [- ?( K●- a4 y' S6 X3 ^2 Z, E
●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》. r( D9 h+ X9 s" a2 Z c
(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)。
d6 V1 V* G4 G5 d海洋地质学的蓬勃发展时期
! l) C4 Q- d* X●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期8 u3 K2 P4 x' X+ T h1 X4 h! |# ]
●1. 海底三大发现- s* f" A/ B( l0 k! I
●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。; `( P3 j+ g2 z
●2.海底扩张和板块构造: W4 j9 N; u" g# [5 }
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
* @0 {3 _4 W) B2 ?/ t; ]9 _. `●4.人工地震和深海钻探
+ }5 A) Y3 B3 o. t现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张& b X+ o" c0 }& N, Z- P3 S
1.地幔热对流
% O+ y, {( L8 e) i- X6 r绪论-海洋地质学的研究方法
+ c4 a" }3 V% V' B●海洋地质调查方法9 x n$ [- ]1 c, N Z* |2 J; t' T
●1.海洋调查的内容、类型和方式3 g; Q6 @% J5 F0 K; }
●海洋调查的内容:7 g) @& j: q- k M
●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+ @( D9 G+ ^% d) ]5 E4 x2 l# h
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。; \. y$ V3 d' r
●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
8 x4 W2 g v; ~. p# x4 ]$ K调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查& j B8 U0 @; X% b3 c0 l$ X, M/ s
运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查 U; v) F0 ?3 H6 k# }" Y
海洋地质调查方法
7 z2 }: U6 h9 m●海洋调查的方式:
; ^) a0 ^ {2 X) d●海洋调查观测点的空间分布1 ~- z: ]2 K$ S6 y! Q5 f
●海洋调查观测时间的间隔6 g2 c, |, M3 T! Y
●2.运载工具和仪器设备
- O; J7 w: A; T* u●运载工具:
. Y# ?# W# Q; F●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。) e0 f$ J. Q0 C. d7 J5 w
●仪器设备:" q. B. [+ b+ b6 T& }# {0 m- G# P
●3.海上定位和水深测量
! d* H5 e" j, ]# P& I●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位- q9 f% B( K, y; V
绪论-海洋地质学的研究方法
5 O# F9 L1 h+ @/ w: l5 T●海洋地球物理勘探0 W, b/ s0 A& r2 K
●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
/ u( D% }/ f7 v! [" G% P●4.热流测量. `/ Y+ t1 ^! K' G
●海底表层取样和海上钻探/ g9 b, B A; s& K
●1.海底表层沉积物取样6 J: g' g/ N$ c. M1 U, {% `. X: ~
●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)0 V& f6 \4 G \. f! }
●取样技术:无缆取样和摄影取样0 S' c2 m3 O; w1 r$ I5 S/ f7 Y C5 _
●2.海上钻探$ e: {* R* e2 h( Q6 _+ k
●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探( I7 S9 k! j" c( L( r4 T7 r' e
第二章海洋地形
, W2 g3 H) B( \* U●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 j1 G* p+ u6 H! b( i# o形,两者界限为低潮线。
+ l: _# o; }( _) a+ w# N●第一节海岸带地形
! n* s& D# n5 s1 w8 B●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: W# E# e& c& o4 }) o8 G" V3 W3 s8 O
分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。: ?5 g" V2 B' Q5 S+ g& e
●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* G- p' I& s P; w( Z7 o/ F
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
0 c, _7 g+ p$ I2 I" s& j 岸。
5 ?% q' B# K& G9 D g) D
3 `8 f& f* V% M2 m* h5 [8 R# Q第一节海岸带地形. v% ?- K, I( ]* E* k2 E' k
●一.海岸带7 w9 b. H# k; w
●1.无障壁海滩地形
2 K4 e9 Q1 [, r6 L' R1 R) T●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6 v4 w8 d. [" }+ R5 f
时可见滩角和沙嘴。
$ m8 |8 h' F& h! C& @+ e( k+ D●1)沿岸堤
/ s1 a# N5 w3 f●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# B) w* b( ~, {) t
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
7 \0 F& K M9 x●2)滩角和沙嘴
& Y1 m" o' h8 A& r0 x; L! Y6 |9 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。) M5 j8 Y$ ?! F9 D+ W3 X% g& h: Z
滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。) t, ~( B$ r/ v# }# ~
●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5 \1 P1 Q' B: P" Z* j! S; P d
向伸长,但沙嘴的前端内弯。
' R, b1 S. K3 h4 s一.海岸带+ _$ W( w: U9 {
●2.有障壁海滩地形2 K5 m7 W4 @, \% E( c
●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。
: B; ]- k |& V; m●1)障壁沙岛地形/ D5 X4 L4 T3 b& B. 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
& \7 E2 o1 @4 h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。; v# E% f6 R% ~4 b+ U9 D
●2)泻湖地形
7 k+ m) |" w4 P; }●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。
! z0 l5 K \0 ~* k# G9 o) [二.河口海岸 m9 V2 c7 E5 @1 B& a9 P" o0 V
●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" B# _3 y: |6 o8 ~, O4 ?
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。
3 ^( L/ n& u4 L% q●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
8 f, H+ V2 [! [9 v1 K. t第二节大陆边缘地形
: A; |4 }$ I U6 t8 ~1 i8 g- O●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。, j0 n5 f! U: }
●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
]5 y$ p2 @, Y1 j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。4 p$ Q6 D8 {5 x
一.大陆架
8 M) p) n. B s" Y# t$ `# w e●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, r) ?. n+ }, e# 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。1 Q- k# k0 v9 ] M0 l
● 1.大陆架平坦面
" a/ R) L: R2 y3 x3 ~- |( 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.3 D; _0 R, b- |' r
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)7 ] y9 M6 g; @1 E9 Z
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。( X9 O* c) L N* C) ?: E
第一节、滨海沉积# `. o1 Z' l9 d/ W" ?# T; `* v+ d
●一.海滩沉积; [- C# k0 t% \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。
5 m! y5 {- Y. l● 1.海滩沉积环境和发育机制
9 N. d9 y, ?- ~* m2 }●1)海滩沉积环境
! } B3 G6 Q" w3 e9 t. p- 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,( Y" d& ^! o h# ?' K8 }1 ?* u
●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9 u! w% D3 q: z2 j; z h! _: q1 m
硬壳。后滨以风的作用为主。
9 {1 [1 d+ o5 t, `●2)海滩发育机制
8 o3 Y2 L/ X9 @4 A3 v3 g●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。
d% \# ^+ ?) [, ^! 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。
5 T* h! c- U, d. b9 [●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
0 b2 m9 H6 J8 ~& e2 F滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
; B# ~+ \% j; L一.海滩沉积
/ F& r0 D# J% D; T9 w( l● 2.海滩沉积物9 M C# n- _% E1 [6 `- b
●1)海滩沉积物的物质成分
6 V" n! |8 u0 O+ v9 ^1 W●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
3 z8 A+ v9 X1 E$ t# s* n0 P3 C U+ K●2)海滩沉积物的结构4 J9 j$ O4 U: k$ l( ^- P& {/ E
●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& T, b1 l x }5 G% C8 o; l
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。
$ s4 u7 @, C* C1 p● 3)海滩沉积物的沉积构造
& o$ W6 R: \9 `4 a8 G●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。0 W+ }/ m1 p, L* y ]3 G1 }
●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。
* h+ L* {9 t" `" m) J* b) X●(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、3 A' o" P* t8 N0 N! u
爬行迹。9 p+ h. G, D! q3 m/ q; i4 Y* T
二.障壁岛和泻湖沉积0 q* U/ n W% g" S5 c
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。
' i# v9 C" O6 m4 V3 w! |●1.障壁岛沉积环境和发育机制
% t8 C& j* F0 y7 }4 f1 X5 W●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# q$ d. I5 ?& y8 Z
时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。: C; O* R+ L; U3 R) 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,; V, ?; P% | 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。5 G. o* Z9 Q3 B b
● 2.泻湖沉积环境和发育机制: A* W, G' D3 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
' \2 p2 u0 u/ L e产生重大影响。
+ i: l; b1 z* x+ [5 H% m●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* z1 ^) m9 a9 q5 k% |候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。5 e: |) S! ]& v" L8 ?, X& H
二.障壁岛和泻湖沉积
' ^" `4 J) p! ?( Q' H9 G. @● 3.障壁岛沉积物
7 {6 Z/ f; S, Z. T6 r8 _●1)岩性
7 C: N' X/ D- y; 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5 } g& M6 D% ]2 {
胶结物。4 p/ H- ~3 J# V# K
●2)结构# t" F e2 q$ l! Y% p
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。0 l) S1 d" p% Q7 y1 j
●3)沉积构造, }% O* [$ S, ]5 ^5 X# j) Q: r
●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
, y2 c1 w* f0 {! f# N* h方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。* B, c7 p- w0 P$ l: v
●4)大小、形状和方位
. |4 t6 ]9 M1 u3 A; k; N# i# M●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 B" G( I- ~. c: G
二.障壁岛和泻湖沉积' d# p; N9 [0 k+ J- l0 c
●4.泻湖沉积物
2 S+ E; j% l$ K3 ]6 q7 K●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7 y* t+ O. M4 y; G9 A* X
●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
( J3 |3 u4 ^, A! R5 p( X$ G●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5 d+ c* z+ i6 x1 g8 t) `# W" P' K
●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,6 |* O* H% ~1 ^! |3 j2 \
●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。
) s) c. d/ p- ]# X% N8 N: O●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/ N% Z. n- A2 J# d
质沉积物中发育生物扰动构造。2 k) \5 L! e+ w: e( G8 d- O9 W
三.潮坪沉积7 a) J0 B9 @3 H5 u7 Y% I
" z; S8 _; _ I+ S6 ~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 |