海洋地质学% @3 w! s, l O
第一章绪论
6 ~) N" _7 |1 `% ^* Y, S2 l●《海洋地质学》的含义* W( Q& {! T# h( R
●《海洋地质学》的主要研究内容
9 ]9 L3 M1 J! e●《海洋地质学》的研究意义' g2 V( F+ D- M8 f
●《海洋地质学》的研究方法
) x. B; ^( @( B' A2 I# n- b$ ]- S绪论-《海洋地质学》的含义和内容
# c2 b+ Y t3 O- N$ b* ?4 w●《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。) y- [9 O9 F% h7 h( z1 C
●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。7 F* ~3 E: w6 Q; D4 Q
绪论-《海洋地质学》的研究意义
% l. Y9 v- y8 E6 d8 e. S●海洋地质的研究具有重大的理论意义
Y+ k: ^% m' E9 o9 k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。
S# ]5 W- ?% A, W# L+ s' L●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室) v0 U' B, S, ~& c0 F7 S9 z, ~
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& O4 o3 f" j, ?$ f
●海洋具有丰富的矿产资
# ^' I# ]+ c, M5 \9 e, G2 o●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
+ `7 C% F" I6 H) U& E4 X# Q绪论-海洋地质学的发展史- ?/ { z; X* ~) }
●海洋地质知识的积累时期
( U# l5 O/ p5 W t# }+ b* J●海洋地质学的独立时期
* p( m2 f6 g% x' L+ B( Y●海洋地质学的蓬勃发展时期
, f& R. i+ o# T$ o& w5 L+ S. ]5 O●海洋地质学的新时期! U" g" l3 k- n& A7 R, @4 }- k8 N
海洋地质知识的积累时期
( ^5 U/ o" N9 m# @ P% I4 f●1.航海中海洋地质知识的积累6 f" k: t6 U# H9 G7 |
● 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- r1 i5 g6 w- ^+ R8 l1 ^
础,具划时代意义。
/ L! h, ]7 r. g7 g( X0 Z& g/ N●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
. K; x* J9 F6 T f7 b●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2 \/ o- b( ?5 J& W5 v$ u
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。
) i5 j$ s8 V9 O海洋地质学的独立时期
- \; u! h# P, o# E2 Z●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
6 N9 _: K& W( b) X0 s3 M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。$ z) r7 G8 D: K* G) I8 [: U2 ]
●
7 U8 D9 m4 W, ?! p. i1 H* U/ L●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* w0 k6 J$ F+ Z3 s(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)。% m9 |: T6 N! O+ j5 ^* M+ p3 w
海洋地质学的蓬勃发展时期 L+ Q9 p7 e1 s+ {+ d* r
●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期7 J! H' {3 F/ l1 _! T4 ]! M
●1. 海底三大发现
; H0 N2 K0 W) X" D e●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。
6 g) i7 ?& O1 ~/ a( Z ●2.海底扩张和板块构造
: w! ^/ o/ J1 ?$ G●3.国际海洋机构的建立和国际合作6 l y) V4 E9 {2 C
●4.人工地震和深海钻探6 R3 Q2 s: ]7 a- E. H- D
现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张
+ n: m) ]) l" H1.地幔热对流0 V- m5 j' X7 v! M& Q' B8 l
绪论-海洋地质学的研究方法2 Z- N% ]" m+ s, H( y2 M: k
●海洋地质调查方法, P E# r4 A4 J
●1.海洋调查的内容、类型和方式0 q- t$ g3 b# j3 L5 n0 @
●海洋调查的内容:
) _9 u, D$ c1 Z●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. u5 C2 L4 y* s& q0 Q
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。0 Z- C! V- K1 R5 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" S( q& n0 n4 f/ B+ z8 i
调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
: G( G/ r+ {2 _: l3 @" m运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查+ r4 f' b; E v3 X" o5 B
海洋地质调查方法9 K1 \' ~! v f( u: c( o% ~
●海洋调查的方式:% i0 A w, a8 y5 ?
●海洋调查观测点的空间分布
* r7 A+ D/ A9 `●海洋调查观测时间的间隔 h4 a, Z( |, `5 p% S' y$ W
●2.运载工具和仪器设备+ F! ^3 l( W' J/ O8 m) S
●运载工具: s7 G2 Y! g8 K5 p2 n4 K. N
●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。# M9 `' {; K# f( l, h7 k4 j% t
●仪器设备:
4 m* |( s: V/ R0 j+ d! n4 H●3.海上定位和水深测量
' W6 D; h# b( Z( m9 z# `' w●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位( y1 R- w( X t: v% t7 n$ V' K7 s
绪论-海洋地质学的研究方法
. W5 h6 W* }. E) W) C●海洋地球物理勘探
1 F8 J( j; W- X# `+ n" s# T7 _- D1 R●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量" X* C- w- Q% w% h1 o
●4.热流测量
- `7 {% q; D h6 p l/ d2 g" {●海底表层取样和海上钻探6 {0 ^* \- t6 k: f, v/ s: y. v, b$ j
●1.海底表层沉积物取样
: ~2 \7 |, U4 v) @( r# @4 h●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)
" ]! w$ @; S+ t3 H●取样技术:无缆取样和摄影取样
0 C, o4 d: T v, `! n+ Z# m; U●2.海上钻探: i" G& Z5 L1 h! L
●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探
: |8 n: `+ y, y第二章海洋地形
) w9 ~$ F7 C( ~/ {, B( S●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9 g9 p: c% U, b7 P: x; ?+ ^% W( I
形,两者界限为低潮线。. a' l; [) B) m& q' B2 S
●第一节海岸带地形
* z" P' Q5 U- F0 n1 c$ d2 ]●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
( u4 U$ a: |4 [+ ^" ~3 X/ S- Y分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。: u7 ^4 |( u7 A& w0 z& r0 y
●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, q' N: i4 o$ Z0 t. u: \
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
' k) M* f- V/ x1 O; q+ B 岸。: k) `6 \# B8 s' l
) j5 T5 I/ ?" x8 B/ x第一节海岸带地形! @5 n( {& r9 u M
●一.海岸带5 u4 e0 w. F0 o% u+ p
●1.无障壁海滩地形# e) z7 r0 A9 @% S
●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 u: B, T/ Y! Q6 B
时可见滩角和沙嘴。
. n2 t+ ?$ C* I p●1)沿岸堤0 K0 o. Q$ W8 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+ x; X! h8 X" G5 J4 x& {& O
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。
# z9 |' R0 |) J5 O( O●2)滩角和沙嘴
" P+ N; }& P( N' g●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。
1 U8 i/ h+ d4 d5 Y滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。
|. Q+ B! E( r) a9 G●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! k2 Q% a$ \% x4 k8 N7 y: y
向伸长,但沙嘴的前端内弯。
* `, Y& l0 S; M( l8 Y" F6 b0 O1 g* a一.海岸带# ~. A$ w$ w% U
●2.有障壁海滩地形
5 V5 G3 |0 q# b! v& I) n3 j●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。
1 B+ ^4 J. l1 ]9 r●1)障壁沙岛地形. [0 p O. J! Q6 ?
●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9 O1 V+ m D7 ]0 ?, c
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。6 g9 q/ E3 M/ l; C1 z4 C
●2)泻湖地形
4 W0 _" B9 a T●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。9 d2 Y, Y9 p. t* j. o' j7 i$ z) Q/ [
二.河口海岸
: M7 T& V7 g8 _- B●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
* A& b; |3 X( x0 x* ^% K 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。
8 S: o" Q. T1 K8 ~) W●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。
; w, G% \6 W* F/ ~第二节大陆边缘地形% K3 {& z1 ^ V9 E- D
●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。
: W# w& M4 n8 |0 M●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
' w0 j- a: E4 |" Z2 q c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。" W4 ^; S/ A$ g% W& H
一.大陆架
1 I* c; y; _# L4 H* H; t) L●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
- W# b: I2 ]$ W. [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。
9 C! c3 x2 T1 m+ s: u A4 z$ L) D● 1.大陆架平坦面# W5 v3 ?, G7 T4 D$ 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.4 R! r% E* `! `! }7 d
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m)
+ `+ i: v2 L) s1 r: u6 f$ q, _●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
, g7 m8 n6 Z1 o. T) f$ B; C第一节、滨海沉积* o$ l) `2 f) r
●一.海滩沉积
# ~# ^- [9 C; U$ s●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。
~$ P- `6 A& X3 }0 ]" O* N● 1.海滩沉积环境和发育机制
$ F$ l, R" F# L+ T: q; c. a* R●1)海滩沉积环境
" j( w7 ], O9 {- O/ |7 G v! R●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,! G8 L9 y! D9 P2 o- 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
4 b7 s5 E [" a2 g1 [- H) z硬壳。后滨以风的作用为主。
. O$ _' T5 o$ Z) ^●2)海滩发育机制
9 F# a# L# K! y$ P+ F& 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。
* H" Q: }, v0 q/ X( j7 p ^●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。& |2 ^5 Z7 A' o* X
●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9 Z# d2 Y; H5 U1 x
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。% ^; ? Q" u( l6 l8 `4 t, f1 C" k K
一.海滩沉积
2 N- F' R8 l! Z& S0 N+ b● 2.海滩沉积物
" `* {% C1 B+ u( X1 h& x+ Z●1)海滩沉积物的物质成分% x( M$ e7 U6 E% q y9 r
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。
7 V& o1 J0 u `$ M% u# c3 p●2)海滩沉积物的结构& r4 A+ ^$ Z r e- O
●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8 K% u- N6 @" [; z& t+ B. d8 s
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。
; P+ G S. x. g( Y5 D, V8 i! W● 3)海滩沉积物的沉积构造, J9 y+ R! K5 K2 O4 s
●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
; l/ t- n' q4 u6 w9 D* 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。
1 p/ G4 k% U$ M" _ o# k( 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、5 [0 _8 o, J) t" C
爬行迹。
. ^ u% Y* k" V二.障壁岛和泻湖沉积3 C9 N+ `' X5 g4 Q, s
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。# F+ `2 f5 v9 U6 q
●1.障壁岛沉积环境和发育机制$ L, S% d, i% 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
; W7 l8 ]% c0 d- N1 ]& `时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。0 K6 b* n& O% S* q4 ~* S
●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) G1 g/ Q( Q9 a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 V* o5 ~: K5 C0 d- Y● 2.泻湖沉积环境和发育机制4 m0 s5 h# i' i; T' {# }3 w5 W
●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8 `6 ?9 P% X! d9 ` x- o5 l
产生重大影响。
- o3 E& g# `% P( @" V●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5 @0 f; ~. g3 f5 {( s% D
候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。* m* j- m# ^( O' `# b
二.障壁岛和泻湖沉积
4 f7 B+ B* T6 v( |# Q. n3 g0 l● 3.障壁岛沉积物9 C0 `! S- V/ U0 k2 Z% k: z. m3 G) `
●1)岩性" c% M- G$ C2 n- B7 Q' _
●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
: j9 Q% L$ c3 _9 h胶结物。/ k% V. O5 Y3 q! O" ~- S
●2)结构! N! }0 i( _1 p+ T
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。
1 _0 P& W. s, v6 d" `, w4 ]9 [●3)沉积构造
0 L# K5 p( y' H/ m# e6 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
, K. k- g' s3 O7 [方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。
8 }7 r; t3 J7 f+ W5 n9 g●4)大小、形状和方位
: B2 |6 i4 m' j; E5 v/ h U" j●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 k* {, ?# o/ e9 I. Y) X二.障壁岛和泻湖沉积
- i7 K1 u) q# p5 t- c" n●4.泻湖沉积物& p4 q! w8 Z; Y, |0 {% p* Z
●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
, _4 N/ s% j4 ?$ e( B●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
4 P9 f: z h w" S2 L2 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
, J5 p$ _4 f+ J9 v●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,
' `# M d: Z$ y# D+ J- z4 C3 U8 e●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。
9 ?5 t( @4 q- p1 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; q9 ?, x( D3 y- P/ Z
质沉积物中发育生物扰动构造。, _3 h; f ]( W; X0 I" a1 X
三.潮坪沉积
+ g6 e2 i) j4 m. o
) P9 G! w. ^) Q. l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 |