搜索
第一部分海洋地质学概述一、海洋地质学的含义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。二、海洋地质学的研究对象和研究内容研究对象：占地球表面积70.8%的广阔海底，即被浩瀚无垠的海水所覆盖的这一部分岩石圈。具体来说，就是从海岸线起，经大陆架、大陆坡、大陆裙直至深海洋底，其地理范围环绕七大洲，遍布四大洋。研究内容：•在波浪、潮汐、海流等营力作用下海岸地貌的塑造，泥沙运动和沉积作用•海平面变化及其地质、经济意义•三角洲、河口湾的研究•大陆边缘的地形、沉积和地质构造•大洋洋底的地形、洋壳构造、岩石组成、成因、历史和演化•深海沉积和地层学问题•海陆相互作用•大洋的起源和发展历史(古海洋学)•海洋矿产资源的储集条件和成矿规律的探讨•以海底物质为载体，研究全球变化的历史、现在和未来三、海洋地质学的研究意义理论意义：1.现代海洋占地球表面积的2/3，白垩纪时达4/5；不了解海洋就不能全面正确地认识地球。2.海洋地质学对地球科学的发展作出了重要贡献。3.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。是将今论古的依据。现实意义：1.海洋具有丰富的矿产资源：2.近海石油、天然气资源、天然气水合物；3.滨海及浅海固体矿产（砂砾石建筑材料）、近海砂矿、海底煤田、底下卤水；4.大洋多金属结核、结壳、磷块岩、块状硫化物和多金属软泥。四、海洋地质学的研究方法海上定位：天文导航、无线电导航、GPS导航测深：重锤测深、回声测深、多波速测深、旁侧扫描声纳取样方法：表层、管状、钻探五、DSDP、ODP、IODP深海钻探计划(DSDP)DeepSeaDrillingProgram(1969~1983)大洋钻探计划(ODP)OceanDrillingProgram(1985~2003)整合大洋钻探计划（IODP）IntegratedOceanDrillingProgram第二部分海岸带地形一、海岸带地形的含义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，因呈带状分布，通常称为海岸带（简称海岸）。海岸带的海域称为滨海。二、海岸带地形的两种基本类型1．无障壁型海岸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，有时可见滩角。1）沿岸堤沿岸堤（滨岸堤、滩脊）是海滩上平行海岸线延伸的岗丘，由上冲流和回流的沉积作用形成，堤的陆侧发育纵向沟。2）滩角滩角是海滩上的一种韵律地形，由波浪作用形成的呈三角形的、向海方突出的微地貌形态，以高潮位滩角为主。滩角在平面上伸向海，由粗碎屑堆积而成；滩角间为洼地。※无障壁型海岸与大洋连通性好，海岸受较明显的波浪及沿岸流的作用，海水可以进行充分的流通和循环。2．障壁型海岸障壁沙岛平行海岸线延伸（水下堆积体），其与大陆之间形成泻湖，两者构成了障壁沙岛-泻湖体系。1）障壁沙岛地形障壁沙岛有时露出高潮位形成的滩堤，横切沙岛的潮道将泻湖与大海的水体沟通。潮差大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。2）泻湖地形泻湖多呈长条状，长轴平行海岸线。湖水很浅。※障壁型海岸由于存在砂坝、礁等障壁地形，使得近岸的海与大洋隔绝，又称堡岛海岸三、河口海岸河流与海洋交汇（过渡）的地段，河、海两方面动力因素相互作用，海水与河流淡水掺混形成的一种特殊海岸形态。河口区发育有三角洲地形和河口湾地形。四、海岸带的泥沙运动1.垂直海岸线的泥沙运动（推移）中立线的概念—1881年,意大利学者P.Cornaglia发现在水下岸坡上，泥沙在浅水波的作用下，作往返运动，在水下岸坡上，可以找到这样一点，波浪携带泥沙向岸运动的距离，等于返回时运动距离加上重力作用在斜坡上使泥沙运动的距离，即泥沙在浅水波作用下，垂直岸线来回运动一周期后，仍然回到原来位置，这一位置被Cornaglia称为中立点(NeutralPoint)，把岸坡上的中立点连接起来，便称为中立线。曾柯维奇(1946)将中立线理论发展为沉积物横向运移的模式。这一模式认为：在水下岸坡上，若岸坡上分布着相同粒径和成分的砂粒，在垂直岸线的波浪作用下，当波峰来到时，砂粒在波浪的推动下，发生向岸移动，当波谷来到时，颗粒发生反方向的离岸运动，由于该处是浅水波，它的向岸速度大于向海的回流速度，但由于回流时有重力作用，向岸时要克服重力作用，所以在岸坡上存在波浪一周期运动后，又回到原来位置的中立点，该点处于侵蚀和堆积作用的平衡位置。影响中立线的因素中立点的位置及其变化受三个因素影响，即沉积物颗粒大小、岸坡坡度和波浪强弱。波浪愈大，岸坡愈陡，颗粒愈粗，则中立点离岸愈远，即位于水深愈大处。2.平行海岸线的泥沙运动当波浪不是垂直海岸线运动，而是以任一角度作用岸坡时，水下岸坡上的泥沙颗粒实际上是沿着重力方向和波浪波向线方向的合力方向前进的，当泥沙向海返回时，也不可能沿原路线返回，而是在波向线方向与重力合力方向向海返回，每往返一次，沉积物沿折线路线往返一次，实际上是平行岸线移动了一段距离，便形成了沉积物平行岸线的运动，或称纵向移动。沉积物的纵向移动，在中立线位置附近，几乎是平行岸线移动的；在中立线向陆侧，逐渐趋向陆地；在中立线向海侧，逐渐趋向海区。•凹岸充填•凸岸的沙嘴堆积•异向冲击物流的堆积3.平衡剖面岸坡上中立线位置的泥砂运动是达到均衡状态的，而在中立线向陆侧的颗粒，在波浪一周期运动后，向陆移动一段距离，而中立线向海侧的颗粒经过一周期后，会向海推移一段距离。颗粒在运动时，对岸坡底有一定的侵蚀作用，因而在中立线两侧形成两个侵蚀区。五、河口湾1.河口湾的定义河口湾（Estuary）：位于海洋与大陆的过渡带、潮汐作用强烈的海岸河口地区，外形一般呈漏斗状（喇叭状）、其漏斗顶部面向受潮汐影响的蛇曲河道，向海方向变宽。2.河口湾的特征A.河口湾的发育与潮汐作用、河流作用的强弱有密切关系。1)强潮汐河口区：潮差一般大于4m，如果河流规模小，泥沙供应不足，潮汐作用大于河流作用，有利于形成河口湾（钱塘江）2)中等潮汐河口：潮差为2-4m（长江口）3)弱潮汐河口：潮差小于2m（珠江口）河流作用大于潮汐作用，不形成河口湾而发育三角洲B.河口湾地区的潮流是往返的双向流。涨潮时，潮水顺河口溯河而上，形成河流壅水现象；退潮时潮流强烈冲刷河床，引起河口湾的加深和展宽，结果更有利于潮汐、波浪的大规模入侵，使河口湾两岸产生沉积物流，形成河口湾浅滩。C.河口湾的沉积特征1)岩性：分选、磨圆度较好的细砂和泥质沉积为主。砂、泥比例取决于潮汐和河流作用的强度以及泥砂的供应状况在潮汐河口的砂质沉积物中常夹有泥质薄层。这种夹层是由于强潮流强烈扰动而呈悬浮状态搬运的沉积物，在高、低潮或者平潮和停潮时期流速最小时发生沉积所致，它是判别潮汐河口环境沉积的重要标志.2)沉积构造：常发育各种复杂多样的层理构造。既有潮汐环境中常见的透镜状层理、脉状层理、波状层理、羽状层理交错层理，也可见因河流作用而形成的板状交错层理、槽状交错层理。常见各种类型的波痕。C.岩体形态：砂体长轴与河口湾轴向平行，且纵向延伸较远，宽度数十米到数百米。垂向剖面上出现细分层现象，并有旋回性。由于河口湾中河谷的多次歉意，可产生多层透镜状砂体。D.沉积层序：河口湾充填沉积在垂向上为向上变细的沉积层序。下部单元由大型单向交错层理组成，单个层系可达1m厚，层理特征说明古流向是单向的。中部单元由大型以及小型的双向交错层理构成，流向显示双向性，表明在当时受到了潮汐流的影响。上部层系厚度明显减小，表明当时的流速明显减缓。上部单元发育了脉状、波状、透镜状层理以及小型槽状交错层理。3.河口湾的分类按成因来分类•冰后期海侵的产物•溺谷型河口湾•峡谷型河口湾•构造作用等产生的河口湾•砂坝堆积而成的河口湾自然地理分类：•高度起伏型•中等起伏型•低度起伏型•三角洲前沿复合型六、三角洲1.三角洲的概念：三角洲（Delta）：在河流与海洋汇合的地区，河流与海洋（盆地水体）作用共同影响所形成的沉积物堆积体系，在平面上呈三角形。(河流、波浪及潮汐流)2.影响三角洲发育的主要因素•气侯：径流量•流量变化：年流量愈大，输沙量愈大；流量的瞬时变化影响更大•沉积物的生产量：产量愈高，越易形成大的三角洲平原•河口的水动力学特征•近滨地区波浪的功率：砂体分布形态；砂的磨圆、成熟度•陆架坡度：对三角洲形态和形成影响大3.三角洲的分类1）Fisher的分类（1969）依据：海洋能量（波浪、潮汐和沿岸流）的类型和大小与沉积物注入量的相互消长关系。A．高建设型三角洲：河流作用不断地向海盆输送沉积物，不断地向海盆推进，建设为主：（1）朵状；（2）鸟足状。B．高破坏型三角洲：海洋作用主要破坏、改造和再分配河流带来地沉积物：（1）浪控三角洲；（2）潮控三角洲。2）Galloway的分类（1975）采用三角图解的方法表示各类三角洲的形成特点。三角形的三个端点分别为：河流作用（顶）、波浪作用（左）、潮汐作用（右）A．河控三角洲B．浪控三角洲C．潮控三角洲3）Coleman和Wright的分类强调综合因素的影响，而不是单个因素，划分出六种三角洲类型，每个类型都有其独特的砂体形态和分布特征。4）三角洲的综合分类综合考虑河流、波浪、潮汐三种能量作用的关系，三角洲沉积区与物源区的关系，三角洲平原河流类型，三角洲沉积物的粗细。4.三角洲的沉积特征（1）三角洲的沉积结构：剖面上具有三层构造，顶积层、前积层、底积层。A.顶积层：向海延伸的河流的河谷沉积物，以分支河道砂和粉砂堆积为主，其次为泥炭沼泽沉积。B.前积层：三角洲的主题部分，主要指水下环境的沉积，是河流沉积物向海推进沉积的产物，具有向海倾斜的大型斜层理，以粉砂和粉砂质粘土为主。C.底积层：河流携带的悬浮物质在前积层前方形成的水平沉积层，以泥为主，夹少量粉砂，发育水平层理以及大量浮游生物，富含有机质，为很好的生油层。（2）三角洲沉积相（河控）河控三角洲是在河流输入泥砂量大，波浪、潮汐作用微弱，河流的建设作用远远超过波浪、潮汐破坏作用的条件下形成的。①鸟足状三角洲以河流作用为主的极端类型，是最典型的高建设性三角洲。特点河流输入的泥砂量大，悬浮负载多，砂泥比值低；有较发育的天然堤和较固定的分支河道；沉积巨厚的前三角洲泥；向海推进快、延伸远，分支河道和指状砂体长短不一地向海延伸，形似鸟爪；地貌特征是：海岸曲折，呈锯齿状；有广阔的三角洲平原和较发育的滨海沼泽。②朵状三角洲形态：呈向海突出的半圆状或朵状。伸向海洋的指状砂体受到海水的冲刷、改造和再分配而形成席状砂层所致。与鸟足状三角洲相比，此类三角洲在形成时：泥砂输入量相对较少，砂泥比值较高。波浪作用有所增强，但河流输入沉积物的数量仍高于波浪和潮汐作用改造的能力。5.三角洲的亚相：三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲第三部分大陆边缘地形一、大陆边缘地形的定义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（安第斯亚型）-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。二、大陆边缘地形的组成部分1.大陆架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。2.大陆坡大陆坡指紧靠大陆架外缘，水深200-2000m的海底。平均坡度为4°17′。3.大陆裙（大陆隆）大陆裙坡度很平缓，小于1/40，常以扇形堆积体出现在大陆坡以下的坡麓。位于印度洋北部的阿拉伯深海扇和孟加拉深海扇是世界上规模最大的大陆裙。4.岛弧和海沟•海沟指位于大陆边缘、与岛弧或山弧成共扼的狭长槽状凹地，水深大于6000m。•沟弧共轭体系在平面上呈同心弧状展布，凸面朝向大洋。海沟长度数百至数千公里。宽度数公里至数千公里。剖面“V”字形，不对称，陆侧坡陡，洋坡缓，坡壁上发育平坦面。•海沟可划分出陆侧坡、海沟底、洋侧坡三个次级地形单元。•岛弧按平面