南京大学_普通地质学_14普地海洋

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,南京大学地球科学系 舒良树,第十四章 海洋的地质作用,普通地质学,第十四章 海洋的地质作用,Ocean&Sea,第一,节 概况,一.性质,1.海洋和陆地,是二大截然不同的地理单元:陆地占地表面积29%,海洋71%。,2.海水总体积:13.7亿立方公里；如把地表夷平，则地球上海底变浅为2745米深度(中深海;现平均3600米)。,3.,海水含丰富的 氯化物、硫酸盐、碳酸盐等，含盐量33,-38,。,0-200,米水域富含,O,2,(,海洋植物的光合作用),较深水域动物吸入,O,2,呼出,CO,2,;,且有机物腐烂要消耗,O,2,故深水域缺,O,2,富,CO,2,。,海水中,CO,2,随压力及盐度增大而增大。,4,.海洋是一个巨大的热交换器;没有海洋调节作用,任何一种生物都不能适应强烈的温度变化。,5.,0-200米水域有大量可供人类食用的生物(鱼类、海带等)。,世界上每年从海洋中捕捞的鱼6500万吨。照此计算，海洋提供的食物可供300亿人口食用。但是，,滥捕滥杀使许多生物面临绝境；近代海洋污染，使大量底栖生物、浮游生物、游泳生物难能生存。,6.海水有丰富的资源：,Au Ag Cu Fe,Sn,Al,矿；,NaCl,4,亿亿吨;铀41亿吨;重氢4610,12,吨，约等于3610,24,吨煤(可供50亿人类使用7000亿年);石油天然气;潮汐还可发电。,7.,三大类海洋生物:底栖,benthos,类,(,bryozoan,苔藓,coral,brachiopoda,)、,游泳,nekton,类,(鱼)、,浮游,plankton,类,(,algae,radiolarian,有孔虫,foraminifera,conodont,牙形刺）。,此三大类海洋生物在整个地史中均存在。,海洋生物骨骼成分,:,CaCO3,和,SiO2(,硅藻,放 射虫,硅质海绵等)。8.,海水的物理性质,：密度（1.02-1.03，略大于蒸馏水）、压力（每下降10米增加一个大气压，岩石每3.7米增加一个大气压）；海水温度（底部稳定2-3度，表面随纬度变化而变化，洋流除外）。,9.,我国的海洋,：内海渤海（庙岛群岛）、边缘海黄海（东营黄河口）、东海（含台湾海峡、吴凇长江口）、边缘海南海(南沙群岛)。,海的趣闻：1“西游记“中的南海，实为宁波普陀山；2 以海命名的湖：中南海、北海，实为断裂湖；3没有水的海：云海、沙海；4 消失的海：,Tethys,(,古地中海)。,二.海与洋的区别1.,时代新,(50,Ma,至今);2.,基底多为陆壳,(日本海与南海除外);3.,面积小,水深小,(日本海与南海除外);4.,含盐度低,、,水温略高,。,海与洋的面积和深度比较,迁移中的钻井平台,第二节 海水的运动及其地质作用,要点:1.海水运动造成海岸及海底岩石的剥蚀、搬运与沉积，是重要的外动力作用源.2.海水的运动表现为：波浪、潮汐,、,浊流、洋流。,wave,tide,turbidity current,ocean current,一.波浪,(高低起伏的海水),特点,1.,波浪的4点起因,：风摩擦海水、月球引力、海底地震、大气压变化。2.,波浪四要素,：,波长,（相邻波峰间距离;数十至800多米）；,波高,（波峰波谷间的垂直距离;1-4至15-30米）；,波的周期,（相邻二波峰传经同一点所间隔的时间）；,波速,（波形在单位时间内前进的距离）。,波峰,wave crest,波谷,trough,波长,length,波高,high,波的周期,period,波速,velocity,浅水区波浪的变化,强烈侵蚀区,破浪,激浪,波浪变高变陡,浅水区,深水区,波浪运动的下限,海底轻度侵蚀区,3.,波浪的大小与风速、刮风的持续时间有关。,波浪运动时，看似汹涌澎湃，滚滚向前，但如在某一峰点作一个记号，便可见其只是作,上下运动,。海洋天气预报主要是风力、风向、浪高,以确定什么吨位船可以出海。在波浪影响的范围内,从上而下,水质点作圆周运动的半径减小,以至消失。,原因,:水的内摩擦作用。,浪基面,wave base,=1/2,波长,(波浪运动停止面),故波浪向下变小且传导的深度只能1/2波长。,靠岸处,因水深小于1/2波长,水运动受到海底磨擦,底部水质点运动由圆椭圆扁圆,水体只能前后运动,不能上下运动;此时,上层水流速大于下层,波长变小,波高加大,故波峰变尖，最后翻卷成,破浪,breaker,（,或卷浪，白的水花）。拍击海岸时则叫,激浪,surf,。,二.波浪的地质作用,1.,浪蚀,wave erosion,:,岸边岩石在巨大能量的海水作用下，节节后退。抵抗力强的岩石突出成为,海岬,strait,；,抵抗力弱的岩石凹入成为,海湾,gluf,海岸线岬湾交错）；沿断裂带则形成,海蚀沟谷,marine canyon,如普陀山观音洞。,海岬侵蚀与海湾堆积示意图,海岬,海湾,在岸边后退时，伸入海中的岩石可形成,海蚀柱,marine stack、,海蚀桥,marine bridge,等地貌景观。,在水平方向上，激浪和石块对陡崖的冲击，先形成,海蚀洞穴,cave,海蚀凹槽,trough,继之凹槽上的陡崖崩塌,原凹槽的底变成,海 蚀平台,submarine platform,和,新陡崖,cliff,。,海蚀平台称为,波切台,wave cut,，,崩塌的碎屑在水 下堆积成的平台叫,波筑台,wave built platform,。,海蚀平台发展停止后的海岸剖面叫海蚀平 衡剖面,marine balanced section,。,洞穴、凹槽、平台应位于海浪作用的高度。,如它 们高于该高度,则表明地壳有过上升,；反之下降。,蚀崖、蚀凹槽、波切台-广西涠洲岛,蚀凹槽、波切台-广西涠洲岛,波切台上的海蚀窝穴,广西涠洲岛,广西涠洲岛的海蚀窝穴,波浪运动使海水在岸边反复前进称,进流,intergression,、,后退称,回流,reflux,形成磨圆 度与分选性好的碎屑。,粗的形成海滩,beach、,砾滩；细的形成砂坝,sand bar、,砂堤,barrier。,如果波浪运动与海岸斜交，可形成与岸平 行的,沿岸流,longshore,current,;,在海岸凹入处,沿岸流携带的物质沉淀成,沙嘴,sand spit,。,被 沙嘴隔离在近陆的封闭海域称为,泻湖,lagoon,。,三.潮汐及其地质作用1,.,潮汐,tide：,月球引力作用下造成的海平面 周期性升降现象。,大潮,小潮,涨潮,rising,落潮,falling,大潮,spring,初一、十五；,小潮,neap,初八、二十二。,潮汐作用使海水大规模水平运动，形成,潮流,tidal current,。,潮汐影响小的地方河口形成,三角洲,delta,；,潮汐作用大的地方，河口强烈冲刷，形成,三角港,triangular,harbour,。,海宁县盐官镇,钱塘江潮,宽10公里。中秋节后2-3天，浪高3-5米，推进10米/秒；大潮极其壮观。,潮汐条件,:,a.,狭窄的河道；,b.,向海张开的漏斗状河口；,c.,河口处的水下砂堤（抬升浪高）；,d.,强东南风。沿海地区利用海进、海退来运输。潮汐带沉积物中含有丰富的石油。,四.洋流及其地质作用,1.,洋流,ocean current,:,定向流动的广海海水。,控制因素,：定期的信风,trade wind(,中纬度 的西风流)、海水的温差、含盐度的不同(密 度流)、科里奥利效应、大陆和岛屿的位置、海底地貌。表层洋流影响深度,海水蒸发量,则淡化，如西湖。(2)如果隔开部分淡水注入量,海水蒸发量,则咸化。如约旦西部地中海与红海之间 的死海。咸化海为还原环境；盐度增加,则沉积白 云石、石膏、芒硝、盐。淡化海底部也是还原环境。如无垂直对 流，则严重缺氧，不适应盐度变化的底 栖生物必亡。,二.滨海沉积,1.,滨海,shore,:(,图14-10),为波浪及潮汐强烈活动 的近岸区,可达数公里宽。,可分为外滨,（潮水 下限带),、,前滨,(潮间带),、,后滨,(,潮水上限带),三个 带。,offshore，foreshore，backshore。,后滨带 前滨带 外滨带,滨海带划分示意图,高潮线-磁石上黑色部分的上界,2.,外滨,(潮水下限带)、,前滨,(潮间带)5特征:,a.,水浅、动荡、氧气足、阳光充沛。,b.,生物有绿藻、兰绿藻及海洋底栖生物。,c.,沉积物分选性好、磨圆度好如砂、砾。,d.,具交错层、波痕、干裂纹、雨痕、虫迹等原生 构造。,e.,动荡的海水导致竹叶状灰岩、鳊状灰岩的形成。,3.,后滨带,(潮水上限带):近岸,水不畅,潮湿,适 宜植物生长,易形成泥炭(,marl),最后转变成 煤,coal。,砾石滩,砾石堤-大连金石滩,铁质海滩-厦门,滨 海 碳 酸 盐 沙 滩,滨海潮坪（泥滩）,滨海带沉积物上的雨痕,三.浅海沉积,1.,浅海,：水深3000,m,平均4600-5500,m),1,.,位置,：洋底2,.,环境,:海水平静；生物稀少；沉积物少；悬浮粒级小于半深海（粉沙与泥之间）。3.,沉积物,：软泥、金属泥锰结核、浊流沉 积,等深流沉积。,3.1,软泥,：来自陆地的风化产物，漂得很远 且可以沉积下来的物质（更细的 物质将永远悬浮在水中）。,A,生物软泥,(含硅质骨骼+钙质骨骼50%、生物 碎屑50%),B,含火山碎屑的红色粘土,3.1.1,金属泥,:洋脊中富含金属元素的泥状沉积物。,成因,与地幔上升有关(岩浆分泌出含金属元素的热 水溶液海水与含金属元素的岩浆相互作用)。,含重要的矿产资源,Cu-,Pb,-Zn-Cr-Mo-V3.1.2,锰结核,：胶体凝聚而成；核心为生物屑、岩屑；,Mn,成皮壳状、同心圈状；直径可达8,cm；,并可 吸附其它金属元素。3.1.3,碳酸钙沉积补偿线,CCD,定义,:碳酸钙全部溶解不 能沉淀的深度线，其深度4500-5000米。,这就是为什么钙质软泥沉积在浅部，硅质软泥在 深部的原因：,深度增加，,CO,2,含量增高，所有碳酸 钙质点下沉到该深度即被全部溶解。,太平洋4500米，大西洋5000米。,对确定古海洋的位置,形态,水深,海底升降有意义。,3.2,浊流沉积,：浊积岩,turbidite,具,A-B-C-D-E,鲍玛序列。完整的沉积系列也称为复理 石建造,flysch,formation。,浊积岩的鲍玛层序,E.,块状泥岩,含远洋化石(陆隆环境）,D.,水平纹层状页岩,含生物化石(陆坡),C.,丘状波纹层粉砂岩,前积层理（斜层理）发育(陆坡),B.,平行纹层状砂岩,具粒序性(陆坡),A.,粗粒递变层砾-砂岩,冲刷面及印模发育 (陆坡),3.3,等深岩:在等深流作用下沿等深线沉积而成的岩石。,等深流是指大西洋西部陆隆上沿等深线方向流动的深部洋流。速度3-30,cm/,秒；可冲刷、搬运、沉积。,等深岩特征,：分布于陆隆；细砂-粉砂-泥质互层；分选性好；水平层理发育。,第四节 海水的进退,1.海水的进退,海进特征,：海水大规模的向陆地漫进；陆相 沉积物之上堆积海相沉积。,海退特征,：海水大规模向外海后撤；海相沉 积物之上堆积陆相或浅水沉积。,原因,：1地壳运动：地壳升降；2.板块扩张 速度变化（快则海进，慢则海退）。2,.,海水的来源途径,:含水火山物,海水转冰。,A,岩浆含水4%，火成岩含水1%，即岩浆岩 浆岩可释放,3%,水到海水中。,B,地幔物质含水,0.5%,（原生水），其释放可 使海水总量增加。,C,冰川消融,可使海水量增加,海平面上升;反 之则海平面下降。,澳珊瑚岛,本章重点,一、重要术语,波浪、浪基面、泻湖、潮坪、波切台、波筑台、海蚀,平衡剖面、潮汐、外滨、前滨、后滨、,鲕状结构,、碳,酸钙沉积补偿线,CCD、,风暴岩、等深流、浊流。,二、基本特征,1.海与洋的区别,2.波浪的4点起因,3.我国潮汐形成的4个条件,4 滨海带（外滨、前滨、后滨）的沉积特征,5.浅海沉积带的4点特征,6.形成珊瑚礁的5