海洋地质作用_2

第十四章 海洋地质作用

地球与其它星球特征的区别是有浩瀚的海洋,海洋緼育了地球上的生命,现代地球上70.8%(4/3)的面积为海洋.地史中由于海陆的变迁海水增多次侵入大陆内部,在地层中留下了广泛的遗迹。例如，淮南地区保留的从云古代中晚期（Pt2）到中奥陶（０2）的地层都属海相沉积也就是说从１０亿前——５亿年这个时期，淮南地区曾被海水淹没，成为了海洋的一部分，0２——Ｃ２上升出海面，Ｃ２－Ｐ又处于海陆交互的滨岸地带（成煤时期）。

海洋是陆地上最大的沉积盆地，蕴藏有丰富的矿产资源（海洋中几乎含有所有的化学元素，其中铀是获得原子能的主要元素）含量达亿吨，是陆地含量的900倍。因此对海洋地质作用的研究是极其重要的，无论对地壳形成的了解及现实资源的利用都有深刻的意义。

一、 海与洋

海洋是海与洋的总称，粗略地说，近陆为海，远陆为洋

海及洋的水都是海水（含盐33—３８％。）

海底 为 陆壳

洋底 为 洋壳

二 、 海洋环境分区（根据海水深度及运动情况）

1.滨海带

海陆界线附近狭长地带，一般指低潮线与最大高潮线之间的海域。属海、陆交互的环境。

潮坪 ------ 波浪作用弱,潮汐影响大的滨海地带.

2.浅海带

滨外带至水深200米的范围,一般包括大陆架地形部分

3. 半深海——深海带

半深海200 ~ 2000米水深(大陆坡地形)

深海 > 2000米水深(大陆盆地+洋中脊)

三、 海洋中的生物

大洋中生物，一方面生活活动改造环境， 一方面许多动物壳CaCo3 Sio2成为沉积物来源，如礁体，生物灰炭、硅藻土

§2. 海水的运动及其地质作用

海水的运动是海洋地质作用最重要的动力

运动形式：波浪、潮汐、洋流、浊流

一、 波浪

最高潮后滨 前滨带 滨外带

平均高潮线

低潮线

浮游生物： 随水飘移，有孔虫、放射虫、笔石、藻类 固着：珊瑚、腕足动物、海草

爬行：三叶虫、虾、螃蟹

钻孔：蠕虫、双壳 海生生物 底栖生物

海水作有规律的波状起伏。是海洋中海水经常性普遍存在的运动形式。

1.风摩擦海水表层

１． 波浪的形成 2.海底地震

3.水面上大气压剧变化

2. 波浪要素

3. 波浪中水质点的运动

波浪是一种振荡波,振荡波的特点就是质点不随波形前进,而只是在原地往复的园周运动。

图略

波峰处水质点处于园周的顶点

波谷处水质点处于园周的最底点

峰谷之间，水质点处于园周的顶点及最低点之间。

水面向下水质点运动的园周直径逐渐减小，波浪则趋地平缓，这是由于随深度增加，水内磨擦也就是质点之间的磨擦力增大的原因（质点动能减小）。

当水深小于1/2波长时（近海岸处）由于海底磨擦助使质点运动轨迹成为椭园形。

波浪的变形及派生的水流.

1．波浪垂直于海岸推进时

波浪岸近海时，水深变浅，由于海底磨擦前面的波浪较后来的波浪速慢，两波浪间距离减小，多余的能量使波高加大波峰前倾形成卷浪。卷浪前端悬空很快成为波浪，破浪被碎后，水质点不作园周运动，而迅速涌向海岸成为拍岸浪（激浪）拍岸是海水破坏海岸的主要动力。

拍岸浪冲击海岸的过程中，能量消耗在克服沙或岩石的磨擦阻力，海水由于重力沿斜坡流回海中，这种流向海底的回流称底流。

2. 波浪斜交海岸推进时

斜向海岸的波浪到达岸边后，一部分以底流回到海中，另一部分成为沿岸流。

带动沉积颗粒移动。

波浪是破坏海岸的主要动力。

当浪水迅速涌进沿裂隙时裂隙中原来空气来不及排出，被压缩在极小的空间产生很大的瞬间压力，使岩石崩裂瓦解。同时激浪抛弃全部起起巨大的岩屑、石块，撞击海岸岩石。

岩石在海浪的作用下

海蚀凹槽 海蚀崖 海蚀平台

如果地壳运动相对论是海洋平面位稳定时就不再发展这时，由于海浪（激浪）到达岸边平台外缘时，能量全部消耗在与平台海底的磨擦之上，不再具有剥蚀能力。这时的海岸刻面为海蚀平衡剖面。

地壳上升 ，海面下降， 海蚀平台转为海蚀阶地

地壳下降 ，海面上升 ， 海蚀平台转为水下阶地

波浪形成沉体沙岸，沿岸底砂在激浪进流推动下一步向岸移，返回底流下带回海堆积下来形成砂坝（平行于海岸）。

拍岸浪、激浪对岸边岩石极强的破坏 溶蚀冲蚀

磨蚀 底流 波谷 波峰 波长

波高 波周期

波速

沿岸流在海湾处形成砂嘴

二、潮汐及其地质作用潮汐

海水在太阳和月球的引力作用下发生的周期性运动。

海平面周期性升降，——潮汐

海水周期性涌向岸边（水平运动）——潮流

潮汐的形成以月地系统为主，每日两次涨潮，每月农历初一、十五为大潮、每年春分、秋分为最大潮。

往返的潮水尤其在喇叭口处，不断强烈的剥蚀，冲刷搬运作用，形成“三角港”，如钱塘江、泰唔士河、恒河等。

三、洋流及其地质作用

流速缓慢主要是搬运作用，搬运极细粒物质，但洋流尤其是深海环境对海水深处搅动，带入氧气，把深处矿物质带上表层，间接地影响生物沉积作用。

流速：V=0.5-1.5m/s

四.浊流及其地质作用

１． 定义：

浊流含有大量悬浮物质（砾、砂、泥质），比重大，流速快，水下重流，一般流速 > 10米/秒。

浊流在海底深处难观察，对浊流的重要证据是1929.12.18大西洋底纽芬兰附近的一次地震后海底电缆的破坏。

2. 浊流的地质作用

强烈的冲刷海底，比重大，流速快，在大陆坡形成横切大陆坡的海底峡谷

大量的沉积物（碎屑）在大陆坡角下形成深海扇，浅水生物化石碎屑被带入深海

§2.

滨海的地质作用

浊流形成的原因 砂坝

砂嘴

海震，推动海底碎屑

水下滑坡（大陆坡）

河流入海重负荷 洋流的形成 定向风对海水的吹动（信风）

温度（暖流、寒流）

含盐度—深海环流

1. 滨海沉积

1.海滩沉积

2. 砂咀、砂坝沉积

3. 碳酸盐岩沉积、石灰岩、白云岩在陆泊物质少，干燥炎热气候下，CaCo3沉积，鲕状灰岩竹叶状

4. 潮坪沉积（粉砂、泥质为主） 砾滩

砂滩

泥滩

海滩沉积.（波切台上、近岸边）

砾滩——砾石组成的海滩，砾石成分常与海岸岩性一致，主要是岩岸海下来的砾石。

砂滩——最常见的海滩，水岸地区，砂成分以石类为主。

泥滩——泥质地面。

砂坝、砂咀沉积——波浪、沿岸流的作用形成的由砾堆积的线状岗。

砂咀——一一端入海的砂岗，常见于海湾处，它的形成主要是沿岸流的作用。

砂坝——平行海岸离岸有一定距离的垅岗，可露出海面也可在海面之下，波浪与底流相遇，外滨海典型的堆积物。

§3．浅海带的地质作用

一、 剥蚀、搬运能力弱

浅海环境水动能力、波浪对海底的搅动一般只限于浅水（40-50米），这里有时能冲刷搬运砂极碎屑。潮落流流速低，在这里剥蚀力小，也仅是达小碎屑。

二、 沉积作用盛

海洋是地球表面最大的沉积盆地，在海洋环境中，浅海又是沉积作用最盛的地带，沉积物来源十分丰富，即有陆源碎屑也有大量生物遗骸及化学溶解物，发育有各种沉积。

1. 碎屑岩沉积

沉积物以砂和泥为主

浅海的近岸带（<50米），水动能相对较强，砂粉及砂沉积。；远岸带，主要是泥质沉积。

2、 碳酸盐岩沉积

浅海碳酸盐沉积分布广，规模大，地层中大部分石灰岩、白云岩属于浅海沉积而成。浅海碳酸盐沉积大都发育在缺乏陆源物质缺乏的海域，距河流入海口远的地方。

浅部：碎屑碳酸盐、生物碎屑石灰岩（钙质介壳生物碎片堆积成岩），鲕状石灰岩（碎片为形心形成鲕粒），竹叶状石灰岩

深部：结晶灰岩，泥晶灰岩，亮晶灰岩

3 。礁体沉积

岩礁生物骨骼构成的堆积体

岩礁生物——珊瑚、层孔虫、苔藓虫、藻类

造礁珊瑚对生活条件要求较高：

水深<５０米，水温20C°±氧，阳光充足，水质清洁不含泥砂，含盐度正常。

只有具备这些条件的浅海环境，才发育有珊瑚礁。可根据地史中的礁体沉积判断其所处的环境特征。

海洋中有些岛就是由珊瑚组成的，称珊瑚岛。

世界上最大的珊瑚岛就是澳大利亚北部的大堡礁长１８００公里。印度洋上的马尔代夫群岛，南太平洋的群岛，我国西沙群岛中部发育有很好的珊瑚岛。

根据礁体与岸线之间的关系可分为：岸礁、堡礁、环礁

4. 化学沉积

① 胶体沉积，Ｆe、Ａl、Mn的氢氧化物常以胶体溶液搬运到浅海区域，由于电解质的作用，使胶粒电性中和沉淀下来，经常形成一些鲕状、豆状、赤铁矿、钻土矿等，富集可成矿

② 结晶沉积：

P、Ｃa等真溶液发生下饱和沉积作用，矿物结晶折出，ＣaＣO3

§ 4. 半深海带的地质作用

无波浪、潮汐，仅有洋流蚀流作用，无植物及底栖动物。

来源 河流搬运 90%

海蚀

冰、川、风

半深海带包括大陆坡，有一定的地形波度，亦触发海底滑坡进而导致蚀流的产生。海底滑坡和蚀流有较强烈的滑坡剥蚀作用，无其浪流，可以把剥蚀的产物带入更深的深圳特区海盆地中去。

一、 海底滑坡

大陆坡的平均坡度4.30最大２０°。我们知道在陆地的斜坡上，岩层和土层可以在外界的角民下旨下滑坡，大陆处于水下，沉积物在作的充分温浸润中，容易产生类似的滑坡现象。

尤其在海震，海底火山喷发之后，经常在大陆上出现滑坡，滑坡的地质作用是剥蚀，— 搬运— 沉积的统一过程，带动了大量碎屑物质，沿坡下移并在坡角堆积下来。

二、 海底峡谷和海扇的形成

由于蚀流作用在大陆坡上冲刷剥蚀形成了深大的海底峡谷，同时在出口处，即峡谷向海的一端，所带的碎屑堆积焉得虎子来。这种堆积类似于浊流在上角下的堆积，堆积物在平面上呈扇开分布，称海扇。海扇沉积物中有浊流典型的递变层常夹有浅海生物碎屑。

§5．深海带的沉积作用

一、 浊积物：浊流将大量碎屑堆积在深海盆地中。具有递变层理

生物遗骸，常与深海页岩互层

二、 软泥沉积：常见的深海沉积，主要是由浮游生物的遗骸及少量洋流搬运来的悬浮物质形成的一些泥质沉积。软泥沉积不受地形影响，可以在不同的地形上均匀覆盖一层。按软泥的化学成分和所含生物种类分：

① 钙质软泥：有孔虫介壳会含量>３０％的碳酸钙软泥常见分布于赤道附近的海底，洋流属于上升流，将深海中的Ｃa、Ｐ、Ｎ带到表层为浮游的有孔虫提供了丰富的养分，因此有孔虫特别丰富，死亡后其钙质介壳沉入海底形成钙质软泥。

这里在下沉的过程中，我们知道，随着深度增大，水压力增大，对ＣaＣO3的溶解能力也增大，终于在某个深度上ＣaＣO3 溶解速度正好等于沉积速度。这时到达这个深度的钙质介壳全部被溶解了。这个深度我们称碳酸钙补偿深度，通常在４000米水深的地方.

碳酸钙补偿深度--------海底雪线。

② 硅质软泥-----硅藻和放射虫遗骸堆积而成的，放射虫主要是分布在赤道

附近，硅藻软泥主要分布于两极附近海域

③ 红色粘土——富含Fe、Al质粘土沉积，生物含量小于30%的软泥沉积常

呈红褐色。常含一些火山碎悄物质。分布于生物少的地区及

碳酸钙补偿度之下的海底。

各种软泥在海底分布范围深度有一定规律

钙质软泥一般在4500～5000米深之下不存在碳酸钙补偿空度——此深度以下，水的溶解力强CaCO3被溶解。所以在海洋中一般>4000米水深的海底无钙质软泥的沉积。

三、锰结核

深圆状结核，直径0.5—２０cm、个别可达１米，结核呈红褐色，软而多孔，