南京大学普通地质学14普地海洋.pptx

第十四章第十四章 海洋的地海洋的地质作用作用 Ocean&SeaOcean&Sea 第一第一节 概况概况一一.性性质1.1.海洋和海洋和陆地地,是二大截然不同的地理是二大截然不同的地理单元元:陆地占地表面地占地表面积29%,29%,海洋海洋71%71%。2.2.海水海水总体体积:13.7:13.7亿立方公里；如把地表夷平，立方公里；如把地表夷平，则地球上海底地球上海底变浅浅为27452745米深度米深度(中深海中深海;现平平均均36003600米米)。3.3.海水含丰富的海水含丰富的 氯化物、硫酸化物、硫酸盐、碳酸、碳酸盐等，含等，含盐量量3333-38-38。0-2000-200米水域富含米水域富含O O2 2(海洋植物的光合作用海洋植物的光合作用),),较深水域深水域动物吸入物吸入O O2 2,呼出呼出COCO2 2;且有机物腐且有机物腐烂要消耗要消耗O O2 2,故深水域缺故深水域缺O O2 2富富COCO2 2。海水中。海水中COCO2 2随随压力及力及盐度增大而度增大而增大。增大。4 4.海洋是一个巨大的海洋是一个巨大的热交交换器器;没有海洋没有海洋调节作用作用,任何一任何一种生物都不能适种生物都不能适应强烈的温度烈的温度变化。化。5.5.0-2000-200米水域有大量可供人米水域有大量可供人类食用的生物食用的生物(鱼类、海、海带等等)。世界上每年从海洋中捕世界上每年从海洋中捕捞的的鱼65006500万吨。照此万吨。照此计算，海洋提供的食物算，海洋提供的食物可供可供300300亿人口食用。但是，人口食用。但是，滥捕捕滥杀使使许多多生物面生物面临绝境；近代海洋境；近代海洋污染，使大量底栖染，使大量底栖生物、浮游生物、游泳生物生物、浮游生物、游泳生物难能生存。能生存。6.6.海水有丰富的海水有丰富的资源：源：Au Ag Cu Fe Sn AlAu Ag Cu Fe Sn Al矿；NaCl 4NaCl 4亿亿吨吨;铀4141亿吨吨;重重氢461046101212吨，吨，约等于等于3 36106102424吨煤吨煤(可供可供5050亿人人类使用使用70007000亿年年););石油天然气石油天然气;潮汐潮汐还可可发电。7.7.三大三大类海洋生物海洋生物:底栖底栖benthosbenthos类(bryozoan(bryozoan 苔苔藓,coral,brachiopoda),coral,brachiopoda)、游泳游泳nektonnekton类 (鱼)、浮游浮游planktonplankton类(algae,radiolarian,(algae,radiolarian,有孔虫有孔虫foraminifera,foraminifera,conodont conodont 牙形刺）。牙形刺）。此三大此三大类海洋生物在整个地史中均存在。海洋生物在整个地史中均存在。海洋生物骨骼成分海洋生物骨骼成分:CaCO3:CaCO3和和SiO2(SiO2(硅藻硅藻,放放 射虫射虫,硅硅质海海绵等等)。8.8.海水的物理性海水的物理性质：密度（：密度（1.02-1.031.02-1.03，略大，略大于蒸于蒸馏水）、水）、压力（每下降力（每下降1010米增加一个大米增加一个大气气压，岩石每，岩石每3.73.7米增加一个大气米增加一个大气压）；海水）；海水温度（底部温度（底部稳定定2-32-3度，表面随度，表面随纬度度变化而化而变化，洋流除外）。化，洋流除外）。9.9.我国的海洋我国的海洋：内海渤海（：内海渤海（庙岛群群岛）、）、边缘海黄海（海黄海（东营黄河口）、黄河口）、东海（含台湾海海（含台湾海峡、吴峡、吴凇长江口）、江口）、边缘海南海海南海(南沙群南沙群岛)。海的趣海的趣闻：1 1“西游西游记“中的南海，中的南海，实为宁波普陀山；宁波普陀山；2 2 以海命名的湖：中南海、北海，以海命名的湖：中南海、北海，实为断裂湖；断裂湖；3 3没没有水的海：云海、沙海；有水的海：云海、沙海；4 4 消失的海：消失的海：Tethys(Tethys(古古地中海地中海)。二二.海与洋的区海与洋的区别1.1.时代新代新(50Ma(50Ma至今至今);2.);2.基底多基底多为陆壳壳(日本日本海与南海除外海与南海除外);3.);3.面面积小小,水深小水深小(日本海与日本海与南海除外南海除外);4.);4.含含盐度低度低、水温略高水温略高。海与洋的面积和深度比较海与洋的面积和深度比较迁迁移移中中的的钻钻井井平平台台 第二第二节 海水的运海水的运动及其地及其地质作用作用要点要点:1.:1.海水运海水运动造成海岸及海底岩石的剥造成海岸及海底岩石的剥蚀、搬运与沉搬运与沉积，是重要的外，是重要的外动力作用源力作用源.2.2.海水的海水的运运动表表现为：波浪、潮汐、：波浪、潮汐、浊流、洋流。流、洋流。wavewave,tide,turbidity current,ocean currenttide,turbidity current,ocean current一一.波浪波浪(高低起伏的海水高低起伏的海水)特点特点1.1.波浪的波浪的4 4点起因点起因：风摩擦海水、月球引力、摩擦海水、月球引力、海底地震、大气海底地震、大气压变化。化。2.2.波浪四要素波浪四要素：波波长（相（相邻波峰波峰间距离距离;数十至数十至800800多多米）；米）；波高波高（波峰波谷（波峰波谷间的垂直距离的垂直距离;1-4;1-4至至15-3015-30米）；米）；波的周期波的周期（相（相邻二波峰二波峰传经同一点所同一点所间隔的隔的时间）；）；波速波速（波形在（波形在单位位时间内前内前进的距离）。的距离）。波峰波峰wave crest,wave crest,波谷波谷trough,trough,波波长length,length,波高波高high,high,波的周期波的周期period,period,波速波速velocity velocity 浅水区波浪的变化浅水区波浪的变化强烈侵蚀区强烈侵蚀区破浪破浪激浪激浪 波浪变高变陡波浪变高变陡浅水区浅水区深水区深水区波浪运动的下限波浪运动的下限海底轻度侵蚀区海底轻度侵蚀区3.3.波浪的大小与波浪的大小与风速、刮速、刮风的持的持续时间有关。有关。波浪运波浪运动时，看似汹涌澎湃，看似汹涌澎湃，滚滚向前，但向前，但如在某一峰点作一个如在某一峰点作一个记号，便可号，便可见其只是作其只是作上上下运下运动。海洋天气海洋天气预报主要是主要是风力、力、风向、浪高向、浪高,以确以确定什么吨位船可以出海。定什么吨位船可以出海。在波浪影响的范在波浪影响的范围内内,从上而下从上而下,水水质点作点作圆周运周运动的半径减小的半径减小,以至消失。以至消失。原因原因:水的内摩擦作用。水的内摩擦作用。浪基面浪基面wave basewave base=1/2=1/2波波长(波浪运波浪运动停止面停止面),),故故波浪向下波浪向下变小且小且传导的深度只能的深度只能1/21/2波波长。靠岸靠岸处,因水深小于因水深小于1/21/2波波长,水运水运动受到海底受到海底磨擦磨擦,底部水底部水质点运点运动由由圆椭圆扁扁圆,水体水体只能前后运只能前后运动,不能上下运不能上下运动;此此时,上上层水流速水流速大于下大于下层,波波长变小小,波高加大波高加大,故波峰故波峰变尖，最尖，最后翻卷成后翻卷成破浪破浪breakerbreaker（或卷浪，白的水花）。（或卷浪，白的水花）。拍拍击海岸海岸时则叫叫激浪激浪surfsurf。二二.波浪的地波浪的地质作用作用1.1.浪浪蚀wave erosionwave erosion:岸岸边岩石在巨大能量的海岩石在巨大能量的海水作用下，水作用下，节节后退。抵抗力后退。抵抗力强的岩石突出成的岩石突出成为海岬海岬straitstrait；抵抗力弱的岩石凹入成；抵抗力弱的岩石凹入成为海湾海湾glufgluf,海岸海岸线岬湾交岬湾交错）；沿断裂）；沿断裂带则形成形成海海蚀沟谷沟谷marine canyonmarine canyon,如普陀山如普陀山观音洞。音洞。海岬侵蚀与海湾堆积示意图海岬侵蚀与海湾堆积示意图海岬海岬海湾海湾在在岸岸边后后退退时，伸伸入入海海中中的的岩岩石石可可形形成成海海蚀柱柱 marine marine stackstack、海海蚀桥marine marine bridgebridge等等地地貌貌景景观。在在水水平平方方向向上上，激激浪浪和和石石块对陡陡崖崖的的冲冲击，先先形形成成海海蚀洞洞穴穴cavecave海海蚀凹凹槽槽troughtrough,继之之凹凹槽槽上上的的陡陡崖崖崩崩塌塌,原原凹凹槽槽的的底底变成成海海 蚀平平台台submarine submarine platformplatform和和新新陡陡崖崖cliffcliff。海海蚀平平台台称称为波波切切台台wave wave cutcut，崩崩塌塌的的碎碎屑屑在在水水 下下堆堆积成成的的平平台台叫叫波波筑筑台台wave wave built built platformplatform。海海蚀平平台台发展展停停止止后后的的海海岸岸剖剖面面叫叫海海蚀平平 衡衡 剖剖 面面 marine marine balanced balanced sectionsection。洞洞穴穴、凹凹槽槽、平平台台应位位于于海海浪浪作作用用的的高高度度。如如它它 们高于高于该高度高度,则表明地壳有表明地壳有过上升上升；反之下降。；反之下降。蚀崖、蚀凹槽、波切台蚀崖、蚀凹槽、波切台-广西涠洲岛广西涠洲岛蚀蚀凹凹槽槽、波波切切台台-广广西西涠涠洲洲岛岛 波切台上的海蚀窝穴波切台上的海蚀窝穴 广西涠洲岛广西涠洲岛广广西西涠涠洲洲岛岛的的海海蚀蚀窝窝穴穴 波浪运波浪运动使海水在岸使海水在岸边反复前反复前进称称进流流 intergressionintergression、后退称后退称回流回流reflux,reflux,形成磨形成磨圆 度与分度与分选性好的碎屑。性好的碎屑。粗的形成海粗的形成海滩beachbeach、砾滩；细的形成砂的形成砂坝sand barsand bar、砂堤砂堤barrierbarrier。如果波浪运如果波浪运动与海岸斜交，可形成与岸平与海岸斜交，可形成与岸平 行的行的沿岸流沿岸流longshore currentlongshore current;在海岸凹入在海岸凹入处,沿岸流携沿岸流携带的物的物质沉淀成沉淀成沙嘴沙嘴sand spitsand spit。被。被 沙嘴隔离在近沙嘴隔离在近陆的封的封闭海域称海域称为泻湖泻湖lagoonlagoon。三三.潮汐及其地潮汐及其地质作用作用1 1.潮汐潮汐tidetide：月球引力作用下造成的海平面：月球引力作用下造成的海平面 周期性升降周期性升降现象。象。大潮大潮小潮小潮 涨潮涨潮risingrising,落潮落潮fallingfalling 大潮大潮springspring初一、十五；初一、十五；小潮小潮 neapneap初八、二十二。初八、二十二。潮汐作用使海水大潮汐作用使海水大规模水平运模水平运动，形成，形成潮潮流流tidal currenttidal current。潮汐影响小的地方河口形成。潮汐影响小的地方河口形成三角洲三角洲deltadelta；潮汐作用大的地方，河口；潮汐作用大的地方，河口强烈烈冲刷，形成冲刷，形成三角港三角港triangular harbourtriangular harbour。海宁海宁县盐官官镇,钱塘江潮塘江潮,宽1010公里。中秋公里。中秋节后后2-32-3天，浪高天，浪高3-53-5米，推米，推进1010米米/秒；大潮秒；大潮极其壮极其壮观。潮汐条件潮汐条件:a.:a.狭窄的河道；狭窄的河道；b.b.向海向海张开的漏开的漏斗状河口；斗状河口；c.c.河口河口处的水下砂堤（抬升浪高）；的水下砂堤（抬升浪高）；d.d.强东南南风。沿海地区利用海沿海地区利用海进、海退来运、海退来运输。潮汐潮汐带沉沉积物中含有丰富的石油。物中含有丰富的石油。四四.洋流及其地洋流及其地质作用作用1.1.洋流洋流ocean currentocean current:定向流定向流动的广海海水。的广海海水。控制因素控制因素：定期的信：定期的信风trade wind(trade wind(中中纬度度 的西的西风流流)、海水的温差、含、海水的温差、含盐度的不同度的不同(密密 度流度流)、科里奥利效、科里奥利效应、大、大陆和和岛屿的位置、的位置、海底地貌。海底地貌。表表层洋流影响深度洋流影响深度100m;海水蒸海水蒸发量量,则淡化，如西湖。淡化，如西湖。(2)(2)如果隔开部分淡水注入量如果隔开部分淡水注入量 海水蒸海水蒸发量量,则咸化。如咸化。如约旦西部地中海与旦西部地中海与红海之海之间 的死海。的死海。咸化海咸化海为还原原环境；境；盐度增加度增加,则沉沉积白白 云石、石膏、芒硝、云石、石膏、芒硝、盐。淡化海底部也是淡化海底部也是还原原环境。如无垂直境。如无垂直对 流，流，则严重缺氧，不适重缺氧，不适应盐度度变化的底化的底 栖生物必亡。栖生物必亡。二二.滨海沉海沉积1.1.滨海海shoreshore:(:(图14-10)14-10)为波浪及潮汐波浪及潮汐强烈活烈活动 的近岸区的近岸区,可达数公里可达数公里宽。可分可分为外外滨（潮水（潮水 下限下限带)、前、前滨(潮潮间带)、后、后滨(潮水上限潮水上限带)三个三个 带。offshoreoffshore，foreshoreforeshore，backshorebackshore。后滨带后滨带 前滨带前滨带 外滨带外滨带 滨海带划分示意图滨海带划分示意图高潮线高潮线-磁石上黑色部分的上界磁石上黑色部分的上界2.2.外外滨(潮水下限潮水下限带)、前前滨(潮潮间带)5)5特征特征:a.a.水浅、水浅、动荡、氧气足、阳光充沛。、氧气足、阳光充沛。b.b.生物有生物有绿藻、藻、兰绿藻及海洋底栖生物。藻及海洋底栖生物。c.c.沉沉积物分物分选性好、磨性好、磨圆度好如砂、度好如砂、砾。d.d.具交具交错层、波痕、干裂、波痕、干裂纹、雨痕、虫迹等原生、雨痕、虫迹等原生 构造。构造。e.e.动荡的海水的海水导致竹叶状灰岩、致竹叶状灰岩、鳊状灰岩的形成。状灰岩的形成。3.3.后后滨带(潮水上限潮水上限带):):近岸近岸,水不水不畅,潮湿潮湿,适适 宜植物生宜植物生长,易形成泥炭易形成泥炭(marl),(marl),最后最后转变成成 煤煤coalcoal。砾砾石石滩滩 砾石堤砾石堤-大连金石滩大连金石滩铁质海滩铁质海滩-厦门厦门 滨滨 海海 碳碳 酸酸 盐盐 沙沙 滩滩 滨海潮坪（泥滩）滨海潮坪（泥滩）滨海带沉积物上的雨痕滨海带沉积物上的雨痕三三.浅海沉浅海沉积1.1.浅海浅海：水深：水深2003000m,3000m,平均平均4600-5500m)4600-5500m)1 1.位置位置：洋底：洋底2 2.环境境:海水平静；生物稀少；沉海水平静；生物稀少；沉积物少；物少；悬浮粒浮粒级小于半深海（粉沙与泥之小于半深海（粉沙与泥之间）。）。3.3.沉沉积物物：软泥、金属泥泥、金属泥锰结核、核、浊流沉流沉 积,等深流沉等深流沉积。3.13.1 软泥泥：来自：来自陆地的地的风化化产物，漂得很物，漂得很远 且可以沉且可以沉积下来的物下来的物质（更（更细的的 物物质将永将永远悬浮在水中）。浮在水中）。A A生物生物软泥泥(含硅含硅质骨骼骨骼+钙质骨骼骨骼50%50%、生物、生物 碎屑碎屑50%)50%)B B含火山碎屑的含火山碎屑的红色粘土色粘土3.1.1 3.1.1 金属泥金属泥:洋脊中富含金属元素的泥状沉洋脊中富含金属元素的泥状沉积物。物。成因成因 与地幔上升有关与地幔上升有关(岩岩浆分泌出含金属元素的分泌出含金属元素的热 水溶液水溶液海水与含金属元素的岩海水与含金属元素的岩浆相互作用相互作用)。含重要的含重要的矿产资源源Cu-Pb-Zn-Cr-Mo-VCu-Pb-Zn-Cr-Mo-V3.1.2 3.1.2 锰结核核：胶体凝聚而成；核心：胶体凝聚而成；核心为生物屑、岩屑；生物屑、岩屑；MnMn成皮壳状、同心圈状；直径可达成皮壳状、同心圈状；直径可达8cm8cm；并可；并可 吸附其它金属元素。吸附其它金属元素。3.1.3 3.1.3 碳酸碳酸钙沉沉积补偿线CCDCCD定定义:碳酸碳酸钙全部溶解不全部溶解不 能沉淀的深度能沉淀的深度线，其深度，其深度4500-50004500-5000米。米。这就是就是为什么什么钙质软泥沉泥沉积在浅部，硅在浅部，硅质软泥在泥在 深部的原因：深部的原因：深度增加，深度增加，COCO2 2含量增高，所有碳酸含量增高，所有碳酸 钙质点下沉到点下沉到该深度即被全部溶解。深度即被全部溶解。太平洋太平洋45004500米，大西洋米，大西洋50005000米。米。对确定古海洋的位置确定古海洋的位置,形形态,水深水深,海底升降有意海底升降有意义。3.23.2 浊流沉流沉积：浊积岩岩turbiditeturbidite,具具A-B-C-D-A-B-C-D-E E鲍玛序列。完整的沉序列。完整的沉积系列也称系列也称为复理复理 石建造石建造flysch formationflysch formation。浊积岩的岩的鲍玛层序序E.E.块状泥岩状泥岩,含含远洋化石洋化石(陆隆隆环境）境）D.D.水平水平纹层状状页岩岩,含生物化石含生物化石(陆坡坡)C.C.丘状波丘状波纹层粉砂岩粉砂岩,前前积层理（斜理（斜层理）理）发育育(陆坡坡)B.B.平行平行纹层状砂岩状砂岩,具粒序性具粒序性(陆坡坡)A.A.粗粒粗粒递变层砾-砂岩砂岩,冲刷面及印模冲刷面及印模发育育 (陆坡坡)3.3 3.3 等深岩等深岩:在等深流作用下沿等深在等深流作用下沿等深线沉沉积而而成的岩石。成的岩石。等深流是指大西洋西部等深流是指大西洋西部陆隆上沿等深隆上沿等深线方方向流向流动的深部洋流。速度的深部洋流。速度3-30cm/3-30cm/秒；可冲刷、秒；可冲刷、搬运、沉搬运、沉积。等深岩特征等深岩特征：分布于：分布于陆隆；隆；细砂砂-粉砂粉砂-泥泥质互互层；分；分选性好；水平性好；水平层理理发育。育。第四第四节 海水的海水的进退退1.1.海水的海水的进退退海海进特征特征：海水大：海水大规模的向模的向陆地漫地漫进；陆相相 沉沉积物之上堆物之上堆积海相沉海相沉积。海退特征海退特征：海水大：海水大规模向外海后撤；海相沉模向外海后撤；海相沉 积物之上堆物之上堆积陆相或浅水沉相或浅水沉积。原因原因：1 1地壳运地壳运动：地壳升降；：地壳升降；2.2.板板块扩张 速度速度变化（快化（快则海海进，慢，慢则海退）。海退）。2 2.海水的来源途径海水的来源途径:含水火山物含水火山物,海水海水转冰。冰。A A岩岩浆含水含水4%4%，火成岩含水，火成岩含水1%1%，即岩，即岩浆岩岩 浆岩可岩可释放放3%3%水到海水中。水到海水中。B B地幔物地幔物质含水含水0.5%0.5%（原生水），其（原生水），其释放可放可 使海水使海水总量增加。量增加。C C冰川消融冰川消融可使海水量增加可使海水量增加,海平面上升海平面上升;反反 之之则海平面下降。海平面下降。澳珊瑚岛 本章重点本章重点一、重要术语一、重要术语波浪、浪基面、泻湖、潮坪、波切台、波筑台、海蚀波浪、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、平衡剖面、潮汐、外滨、前滨、后滨、鲕状结构鲕状结构、碳、碳酸钙沉积补偿线酸钙沉积补偿线CCDCCD、风暴岩、等深流、浊流。、风暴岩、等深流、浊流。二、基本特征二、基本特征1.1.海与洋的区别海与洋的区别 2.2.波浪的波浪的4 4点起因点起因3.3.我国潮汐形成的我国潮汐形成的4 4个条件个条件 4 4 滨海带（外滨、前滨、后滨）的沉积特征滨海带（外滨、前滨、后滨）的沉积特征5.5.浅海沉积带的浅海沉积带的4 4点特征点特征6.6.形成珊瑚礁的形成珊瑚礁的5 5个条件个条件7.7.半深海的半深海的7 7种沉积物质种沉积物质8.8.深海带的深海带的4 4种沉积物质种沉积物质9.9.浊流沉积与鲍玛序列的基本特征浊流沉积与鲍玛序列的基本特征