海洋地质学
1 D& _5 v2 Y- o) |0 a第一章绪论% t9 Z& C' i* k- B
●《海洋地质学》的含义* ]9 W' `6 ?8 z6 ]- u- W
●《海洋地质学》的主要研究内容, ~3 f" e. m% c: M4 Z
●《海洋地质学》的研究意义0 w, P0 g' J2 U
●《海洋地质学》的研究方法
$ T2 E/ l- [8 ~; e4 j8 C6 _绪论-《海洋地质学》的含义和内容
/ H9 |- f2 h9 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。
0 I+ R+ o0 J% M/ X3 m, X- a●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。
8 K/ Z, v' n+ q7 W( w- `4 v$ b+ ~ a绪论-《海洋地质学》的研究意义
% [# E9 `- }5 c●海洋地质的研究具有重大的理论意义
2 l. w- M8 P, `8 J% `% ^1 [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。+ ~! x5 B# ?% G# J" y- g. ?
●浩瀚的海洋是正在进行沉积作用的天然实验室$ \4 p3 x# G+ y; k9 n4 D
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 |0 t9 L0 b( l* e
●海洋具有丰富的矿产资
; t% t3 h! R+ @7 p/ v●海洋是我们人类赖以生存的主要地质环境之一。
+ N7 e b; l, h& M7 R. W a绪论-海洋地质学的发展史
* x- ?8 d |. G●海洋地质知识的积累时期
& Y9 ]7 c( v7 d: J6 B●海洋地质学的独立时期# N3 k: d. i1 Z. b# n
●海洋地质学的蓬勃发展时期
# T% P) { q, H●海洋地质学的新时期
, U) O2 q1 `0 B2 C; D0 R海洋地质知识的积累时期
9 {6 O( [$ @8 N4 w●1.航海中海洋地质知识的积累
* k4 j+ w! e6 V; L6 z1 t% J( x● 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, b0 k8 D1 G; T
础,具划时代意义。& k" w4 k W& I/ l* N6 Z$ `
●2.大陆地质调查中海洋地质知识的积累
- j0 f( l# M9 j) m●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1 J+ I7 w! K. J+ ^9 s1 r* T' ?
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。
1 h' b4 \) Q( v" p海洋地质学的独立时期
) W& ^0 h9 ]& S" \2 J2 ~1 X●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" ]' B) M( ^) ^/ B
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。
, b/ ~& [+ f/ P7 A% Z●6 V" p" u) l- k3 i- ?
●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》( x5 X/ R. Z# w9 {2 t2 p
(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)。
& H8 i3 _+ {$ W! l6 y) Q$ a1 O8 A& M海洋地质学的蓬勃发展时期5 d& N* ?: `! ]- i9 n8 U. G
●20世纪50年代以后海洋地质学进入了蓬勃发展时期* y/ a; ^+ C+ \3 G3 v% G1 P& H1 }& n
●1. 海底三大发现7 Z X! r( f' W/ y
●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。9 Z4 c: V. o4 O( i3 G8 E
●2.海底扩张和板块构造* Q! E b: Y8 z( L H' ^4 p- l2 L
●3.国际海洋机构的建立和国际合作
2 F/ E. I4 x( Q: |●4.人工地震和深海钻探
- I. I5 {: c% {. L4 T现今太平洋的收缩和大西洋、印度洋的扩张! d$ ?: ~5 u5 X$ c
1.地幔热对流* Y. B! L% t1 F8 I2 q
绪论-海洋地质学的研究方法
( E0 n0 k% u) z/ k: {●海洋地质调查方法' I2 [& Q5 z$ ?8 g
●1.海洋调查的内容、类型和方式0 V% C; A, O" v8 e r
●海洋调查的内容:, p- ^3 Q4 i i( V
●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' I4 F2 B9 S4 G" ~6 _( b, F
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。: S, w$ f! c4 f! c. c6 y1 \/ i
●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
/ G: }: U1 |% I5 m2 [, v调查区远近:远洋调查.近海调查.海岸带调查
( _9 [0 [7 n" M: N2 i& p运载工具高程:空中调查.海面调查.水层调查.海底调查
1 J; ~3 S9 N4 @3 I! [! g海洋地质调查方法
9 w m3 w/ D- B9 x' q# q Z●海洋调查的方式:
5 h. b2 M& r5 w7 I$ N●海洋调查观测点的空间分布
% Q, z- }9 K* v●海洋调查观测时间的间隔% H8 q. V& L$ n8 i8 z
●2.运载工具和仪器设备
9 S3 g* B# Z: @6 r' E# T●运载工具:
2 h" E+ G7 k$ H9 q& M●海洋调查船、海洋观测浮标、潜水艇、水下居住实验室、飞行器。4 l" P7 o. `* Z5 I8 S
●仪器设备:3 m- z! [7 c( |1 P2 Z5 b
●3.海上定位和水深测量
# H9 ?2 _9 T* m' H' I●海上定位-现在运用GPS、水深测量-回声定位. ^8 a# \4 ^0 t" c9 y. p
绪论-海洋地质学的研究方法
( @/ R1 O# e) c) q+ |/ }7 U4 |* Y9 h●海洋地球物理勘探
- J" f/ n8 _4 g●1.地震勘探、2.地磁测量、3.重力测量
, d F9 f6 N u& z9 V! p: P●4.热流测量; ^, O2 s! B0 Z' F" j
●海底表层取样和海上钻探1 g6 B9 F6 y0 m. l
●1.海底表层沉积物取样 A) \4 S( l$ q0 w" B3 A; J
●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)
z v3 F2 {6 ?% j) ?" G# f6 w●取样技术:无缆取样和摄影取样, W& r! S0 `; v5 F
●2.海上钻探
: U/ ^% h9 q; y J' A3 b5 {- j7 W●包括钻井平台、海底浅钻和深海钻探8 P2 h3 Y. Z7 H* v5 z" x/ d4 F
第二章海洋地形
" `1 |( I& }9 g3 A8 ?- o●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
/ n, ]4 P% U2 e& q0 G形,两者界限为低潮线。
' d9 N7 E1 @8 q0 f●第一节海岸带地形
- u6 ]. {7 B, b9 X! w2 M# 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
& g a. l* H( Z' Y- R; J) d% o分布,通常称为海岸带(简称海岸)。海岸带的海域称为滨海。. s0 P9 S6 K! |: l8 l; J2 d7 J
●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' ?9 U# I: L& q' w9 \$ @, b
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9 b+ M) z! w4 b4 x8 y6 P: H
岸。
! c4 i2 R" l7 E y. A& Y/ J0 k# X s5 w4 u( N6 O' t0 u
第一节海岸带地形
6 k; W: K) O( X6 Z●一.海岸带& P+ s2 h# u' Z/ T @
●1.无障壁海滩地形
- _' B1 d/ a8 j1 f●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: r& X. Q$ ^; y& A
时可见滩角和沙嘴。
5 _! m) q$ g& _●1)沿岸堤
$ X7 F* l4 U. s: J @8 Q. }. c) l●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# K) G+ I- y6 u' D6 a
作用形成,堤的陆侧发育纵向沟。+ d, M8 R4 V9 X3 e3 Z
●2)滩角和沙嘴
2 X2 f: A, H8 x7 ?" G/ |! I●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。
! ^' O* w3 ~% ?. j0 r; G0 G滩角在平面上伸向海,由粗碎屑堆积而成;滩角间为洼地。/ z( y7 f: N+ U" W
●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" T5 I# e+ b3 ?! F" h; Q
向伸长,但沙嘴的前端内弯。% v2 P1 l0 u0 I3 F* i. D
一.海岸带
) c# \# S6 q3 r0 e1 |' Y: N( @●2.有障壁海滩地形5 Q z7 Q5 v! |/ x+ K n
●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。
L5 } D- \6 Y+ X9 z6 m; F●1)障壁沙岛地形4 N5 x9 [! {/ @4 b& P
●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
* V! U$ k3 g) W) @+ Q& J9 n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。; x. I1 H/ p* i9 e+ ?3 G
●2)泻湖地形
* R) w* u: ~ ^6 x●泻湖多呈长条状,长轴平行海岸线。湖水很浅。- N8 ^7 v' f' l: w
二.河口海岸: K, v! V1 N; S1 N8 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" _7 K! [* ^. e) o) A' G# y4 Z
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。* p9 T+ j/ Q; i, C- O3 U
●河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。9 A5 y" y7 y& O" B* C
第二节大陆边缘地形
& N) m2 J2 e+ U9 k! `' p●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。4 v! ~8 ], S5 \, B) {3 [
●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' _6 E; t+ @5 d8 {3 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。
: K# U. v d9 T9 U) ] Q$ J7 I+ z一.大陆架 d# L& y0 F0 Y9 m7 U
●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/ v- O3 H( [, }
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。
$ K% c% S0 Q8 _& E6 u0 K5 y● 1.大陆架平坦面
# r, O1 E9 a6 M% ~0 h Q! U; 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." r3 Z! b5 `; ]* z: Q5 g
我国东海大陆架由三个平坦面,水深分别是2000m), G; G9 W: A! r- j3 V
●海洋沉积也相应分为滨海沉积、浅海沉积和深海沉积。
3 I1 E" O( D# U5 i6 Q S第一节、滨海沉积! ~0 x# ?) a! ]& M2 V/ `
●一.海滩沉积3 S+ h% K' }& f& j/ m4 F6 m- B
●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。
6 }* y$ b* O, e- {3 r● 1.海滩沉积环境和发育机制9 k. W9 U2 K# H1 K
●1)海滩沉积环境
) R* H: U/ }: v/ P) X●海滩分前宾和后滨,前滨向海倾斜,坡度1-5。水动力为波浪,
7 Z. T# x9 r8 V" Y- |7 O●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' G2 [+ {) d* \0 ~0 o
硬壳。后滨以风的作用为主。; I1 A5 E6 M% M# {: f& ]$ v
●2)海滩发育机制+ X5 g6 T4 I' @0 }% w% y7 x
●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# l" _6 m5 {" A! L5 E# h●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。' N0 r6 J' m& H0 D) y
●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3 I+ o) o+ v- A l. Y8 r: r R
滩发生堆积,海岸曲折时常出现砂嘴地形。
2 p4 ^# V% U2 ]; Y5 A# n一.海滩沉积
4 ^* I0 C5 p; h$ J& [1 f● 2.海滩沉积物
$ j4 R; t$ H4 x# L; F3 J●1)海滩沉积物的物质成分7 n/ y1 _$ W/ p
●石英、长石,有少量的重矿物和生物碎屑。也有火山碎屑。# m( U4 f: E! v+ Q8 v
●2)海滩沉积物的结构5 U& P# P, t" M% o. i0 ^
●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
! x1 N" o+ G5 i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。 i$ f2 I5 g, w' H
● 3)海滩沉积物的沉积构造6 U7 C1 X# m+ b
●(1)层面构造风成波痕、冲痕、刻痕和浪成波痕。
! e4 ]) Q1 Y, v8 q0 D6 ^3 _●(2)层理构造向海倾斜、向陆倾斜、下凹状纹层和上凸状纹层。
( T7 c/ I( a$ `+ T●(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、
9 U9 L8 i8 s& n! e7 ~- z7 f爬行迹。0 m' y; f" i0 k( B+ ~1 S" O; t
二.障壁岛和泻湖沉积
, _3 t @+ j9 r; v0 N. r0 t3 ?0 G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。
" X) V3 a# j4 o' g; A7 N●1.障壁岛沉积环境和发育机制2 I" [ \& `" Y1 E0 X( S
●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
+ @' S9 F% t4 X* T4 ~% B时,沙岛两侧均受到侵蚀作用。强潮海岸不发育障壁岛。9 U& s# j, M% j, F- Y
●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,$ X9 @( e8 S& U# 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。
( x0 O5 L- f' a8 V2 X8 ?● 2.泻湖沉积环境和发育机制5 o5 y2 L2 T8 P3 ?
●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
/ E- ~5 Q5 M1 r2 t" Y; ^产生重大影响。
2 n1 w& W0 j9 F6 ~7 z●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
/ K7 X. S6 L5 C5 j: [候干湿是两个重要的环境因素。湖滨分布潮坪和沼泽。
8 ?5 o+ C' }5 o2 @+ R二.障壁岛和泻湖沉积
5 s6 Y. w8 s3 ?● 3.障壁岛沉积物
' m, I& y/ B, N8 I●1)岩性
0 J9 Z! s) B; ?" F ●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
- x: g3 ]2 ?" ?2 `. | p: E, Z6 d胶结物。
# N4 b* q( P7 f$ \●2)结构 B2 Z5 V1 ^" ~& v! x" {. c
●一般分选性极好,颗粒与基质比较高,磨圆良好。2 T* Q6 Y* C; ?% X5 g7 W, Z
●3)沉积构造% P: s! @/ k$ ? Y6 v
●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
7 m: S3 _3 e' ~5 Z; [2 I方位常发生变化。常见生物穴迹与水道。
$ ^7 |( e h, x" q8 h1 m# z●4)大小、形状和方位1 ]5 X: C' \1 D; B2 ~2 C
●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。
" y' }. ^9 y9 f二.障壁岛和泻湖沉积/ `) v* s4 F0 W4 ~2 ~
●4.泻湖沉积物# Z" K9 J8 N/ C$ T; L1 J) ~
●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' n ^5 \8 J" Y9 O. t4 v) P6 A F
●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
" z0 A3 Q. O$ ? f: O●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# H) u, F7 [. s. w3 ?; E
●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,
1 Z o- t2 [2 M5 A- \4 f0 ?●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。! s4 K1 n* U2 Z/ d: 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- ^5 t4 N3 ~& W' h# h
质沉积物中发育生物扰动构造。2 v, z# G( k. {# l- ~8 k9 ]
三.潮坪沉积9 ~8 s" y% @: b: R
U1 v. P2 R; w
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 |