1、普通地质学,第八章 海洋的地质作用,江西应用技术职业学院 谢文伟 谢宇飞 制作,8.1 海洋概况（概述）,第一节 海洋概况,海洋是地球上广大而连续分布的咸水体的总称。占整个地球面积的70.8%，地球上的水约有97%存在于海洋中，在地质历史中，沧海桑田、海陆变迁，占陆地表面75%的沉积岩中绝大部分是海洋沉积形成的，因此海洋的地质作用是极为重要的。,一、海洋的概念,8.1 海洋概况（海与洋）,海和洋构成了海洋。一般来说，近陆为海、远陆为洋，水体相通，均为海水。但两者有着根本性区别：,8.1 海洋概况（海水的化学组成）,二、海水的化学组成,1.海水中含有大量的矿物质和有机质，其中以可溶性盐类为主。世
2、界各大洋的平均含盐度为35，边缘海和陆表海盐分的多少随地区的气候不同而变化。,2.海水中含有Au、Ag、Ni、Co、Mo、Cu等数十种微量元素，很多国家正在进行提取开发实验。,3.此外，海水中还含有一定量的O2、CO2气体。,8.1 海洋概况（海水的物理性质）,三、海水的物理性质,1.海水的温度,海水表层温度：赤道附近为25-28，两极地区为0左右。海水温度随深度增强而降低，到300米以下变化极小，一般为23。,8.1 海洋概况（海水的物理性质）,2.海水的密度,海水的密度略大于蒸馏水，一般为1.02-1.03g/cm3随各地海水的盐分、温度变化而变化。,3.海水的压力,海水的压力随深度增加而
3、增加，到海底深部压力极大，可达上百万Pa。,4.海水的透明度和颜色,大洋为蓝色，透明度较好，光照可达200米。海的颜色变化较大，以蓝色为主，常受悬浮物质和藻类影响，透明度也受到影响。,8.1 海洋概况（海洋生物）,四、海洋生物,海洋生物种类繁多，按其生活方式大致分为三种：,1.浮游生物,2.游泳生物,3.底栖生物,8.1 海洋概况（海水的运动波浪）,五、海水的运动,海水的运动是重要的地质作用动力，主要有波浪、潮汐、浊流和洋流四种运动形式。,1、波浪,波浪是海洋上有规律的波状起伏的水面。主要由风摩擦海水而引起的，也可因潮汐、海底地震、大气压剧变而产生。,波浪由一个凸起的部分（波峰）和一个凹陷的部
4、分（波谷）组成。,8.1 海洋概况（海水的运动波浪）,波浪作用的深度一般不超过波长的1/2，此时的深度界面就是波浪底部，称为波（浪）基面。正常浪的作用范围大致在水深20m左右。近岸浅水区形成翻卷浪和拍岸浪。,波高一般在l2m左右，波长在40m范围以内。大风暴时波高可达1530m，最大波长可达800余米。海啸波在深海区波高一般30-60cm，当临近海滨时，可急速增高到15m以上，甚至可达30m。速度每小时可达480km到800km。,8.1 海洋概况（海水的运动潮汐）,2、潮汐,海水在月球和太阳引力及地球自转产生的离心惯性力的共同努力下，产生周期性的涨落现象，称为潮汐。,潮汐运动示意图,当月地日
5、三者位于同一线上时，既朔望月潮差最大，称为大潮，发生在农历初一、十五之后1-2天；上弦月或下弦月潮差最小，称为小潮，发生在农历初八及二十二后1-2天。常使河口形成三角港。无三角洲沉积,8.1 海洋概况（海水的运动洋流）,3、洋流,海洋中一种流速稳定、规模巨大，而有规律的定向水流。称为洋流（海流）。,（1）洋流的特征,洋流的宽度从数十公里到数百公里，长达数千公里。 流速较慢，一般仅为每小时数公里。 有表层洋流（一般不超过100米深），也有深部洋流。,（2）洋流的成因,表层洋流主要是由定期而来的信风产生的，其次为海水温差产生暖流和寒流。深部洋流主要是海水密度差并引起的密度流，其流向可以是水平的，也
6、可以是垂直的环流。,8.1 海洋概况（海水的运动浊流）,4、浊流,是一种特殊的局部性海水流动，是由碎屑物和水混合而成的、在重力作用和其他因素触发下，沿大陆架和大陆坡以较快的速度向下流动的浑浊沉积物流。是一种水下重力地质作用。,浊流的成因：是由暴风浪、地震、火山以及海底滑坡引起的，含有大量悬浮物质（砂、粉砾、泥质物质）并以较高速度向下流动，往往在大陆基堆积形成海底沉积扇 。,8.2 海水的侵蚀和搬运作用（侵蚀作用）,第二节 海水的侵蚀和搬运作用,海水的运动是重要的地质作用动力，对海岸、海底产生强烈的侵蚀作用，并将侵蚀产物及其它外来物搬运至海底沉积下来。,一、海水的侵蚀作用,海水通过自身的动力对海
7、岸带和海底的破坏作用，称为海水的剥蚀作用（简称海蚀作用）。包括：冲蚀、磨蚀和溶蚀三种作用方式。,（一）海水的冲蚀作用,一般发生在海岸带，形成特有的海蚀地貌。（海蚀穴、海蚀崖、海蚀柱、海蚀拱桥、海蚀阶地。）,8.2 海水的侵蚀和搬运作用（侵蚀作用影视）,8.2 海水的侵蚀和搬运作用（磨蚀作用）,（二）海水的磨蚀作用,主要发生在海水几米至几十米深的地方。拍岸浪破坏的岩块随着退流带到滨海底部来回滚动，即对海底进行磨蚀，本身相互间磨擦磨圆，成为磨圆度很好的砾石和砂粒。,(三)浊流的侵蚀作用,大陆坡上普遍发育的“V”字形峡谷，既是浊流侵蚀的产物，又是浊流运行的通道。,8.2 海水的侵蚀和搬运作用（搬运作
8、用）,二、海水的搬运作用,进流将水下的砂、砾向岸上搬运。形成砾滩、砂滩或砂坝；回流又搬回水下在离岸一定距离的水下沉积，成长为平行海岸的砂堤或砂坝。,如果波浪斜击海岸形成沿岸流，常形成砂咀或砂坝将近陆的一部分水域与外海隔离开来使其转变成湖泊，称为泻湖。,海水的搬运以波浪搬运作用为主。一般具有明显的分带性：较粗、重的颗粒搬运距离近（在近岸沉积），较细轻的颗粒搬运距离远，化学溶蚀物质搬运更远，乃至广阔的海域。因此可以根据沉积物的粗细、轻重，分析当时距离海岸的远近。,洋流主要搬运细小、漂浮的物质，搬运距离可达数千米。 浊流侵蚀、搬运作用形成深海冲击扇（锥）。许多深海平原上的沉积物也是由浊流搬运而来的。
9、,8.3 海水的沉积作用（沉积物来源）,第三节 海水的沉积作用,海洋是地球上最大的、最广阔的沉积场所，因此海水的沉积作用具有极其重要的地位。,海洋沉积物的来源,1.陆源物质； 2.生物物质；3.海底火山喷发的产物及宇宙降落的陨石、尘埃。,8.3 海水的沉积作用（滨海沉积）,一、滨海的沉积作用,滨海是波浪和潮汐运动强烈的近岸水域，其下界为浪基面。,在基岩海岸区较窄，低平海岸区很宽，可达数公里以上。根据海水运动的特点，滨海可分为三个带：潮下带（外滨带）、潮间带（前滨带） 、潮上带（后滨带）,滨海以机械沉积为主，只有在泻湖环境下才有较好的化学沉积。,8.3 海水的沉积作用（滨海机械沉积）,1.机械沉
10、积,基岩海岸的机械碎屑沉积特征：,a.沉积物以砂、砾为主，形成砾石滩或砂滩，磨圆度和分选性较好。 b.砾石的长轴大致与海岸平行，砾石扁平面向着大海倾斜，显示出定向排列特点。 c.砂质成分较单一，通常以石英砂为主，少量贝壳砂。有些化学性质稳定，密度较大的矿物可富集形成滨海砂矿，如钛铁矿、金、金刚石等。 d.砂质沉积物中常见的交错层理和不对称波痕等。,低平海岸的机械碎屑沉积特征,a.以泥质和碳酸盐沉积为主，形成泥滩，常见砂质透镜体，也有以砂质为主的砂滩。 b.具有水平纹层结构，常见交错层理。 c.可发展成为滨海沼泽，并形成大规模的煤田。我国华北CP大型煤矿多属于此类。,8.3 海水的沉积作用（滨海
11、泻湖沉积）,2.泻湖沉积,滨海的潮下带形成砂坝，在适宜的条件下，砂坝不断加宽、加高，使海的边缘或海湾与外海隔离或半隔离，则形成了泻湖。,泻湖沉积特点,以泥砂质沉积为主，水平层理发育； 干旱地区的泻湖常形成盐类沉积夹在其中。,3、潮坪沉积：潮坪是指以潮汐为主要水动力条件的滨海环境，在坡度极缓的海岸带，形成的平坦宽阔的坪地。其主体界于高潮线与低潮线之间，宽达数公里，常与泻湖相伴出现。潮坪沉积若以砂质为主称为砂坪，若以泥质为主称为泥坪。,8.3 海水的沉积作用（浅海沉积）,二、浅海的沉积作用,浅海是指水下岸坡以下（以水下砂坝为标志），直至200米深度的海域，其海底为大陆架。,1.浅海的特点：,各地浅
12、海带的宽度不等，从几公里至上千公里。波浪、潮汐运动较强烈，有时能直接影响到海底，使浅海具有良好的通气条件及稳定的盐度、且阳光充足、海水温暖，有利于生物大量繁殖。 浅海是最主要的沉积场所，接纳了陆源物质中的大量碎屑物质和溶运物质。（绝大多数沉积岩属于浅海沉积形成的。）,8.3 海水的沉积作用（浅海机械沉积）,2.浅海机械沉积特征,碎屑物质主要来源于陆地，部分来自海蚀作用产物；,沉积物颗粒比滨海沉积细，砾石极少见。 由近岸到浅海处，沉积物由粗到细：粗砂中砂细砂粉砂（粉砂质粘土）。,具有良好的水平层理，常含有较完整的动物遗体、贝壳等。,8.3 海水的沉积作用（浅海化学、生物沉积）,3.浅海化学沉积特
13、征,化学沉积物来自海水溶蚀物质以及河流地下水带来的溶解物质和胶体物质。,上述物质在不同的环境下形成不同的化学沉淀物：,a.呈胶体状态的Fe、Al、Mn的氧化物首先沉积下来，可形成鲕状、豆状、肾状赤铁矿、铝铁矿、锰质矿等。 b.其次是低价铁硅酸盐和铁的碳酸盐沉淀，形成海缘石和菱铁矿等。 c.最后是碳酸盐类沉积，形成石灰岩、白云岩等。,4.浅海生物沉积特征,浅海中生物大量繁殖和死亡，其骨骼和外壳就在适宜的环境下沉淀下来，形成生物沉积岩。,主要有：贝壳灰岩、有孔虫灰岩、硅藻岩等，最常见的是珊瑚礁灰岩。,8.3 海水的沉积作用（半深海及深海沉积）,三、半深海及深海的沉积作用,1.沉积物的特点：,沉积物
14、颗粒极细，主要是悬浮于水中的粘土及浮游生物遗骸（浊流沉积属特殊沉积），还有少量海底火山喷发及浮冰带来的碎屑物质。,2.主要沉积类型：,浊积物浊流携带的碎屑物，形成深海冲击扇面和海底平原。近年来发现很多油田跟浊积岩有关，因此加大了对它的研究。,由于浊流的多次频繁运动，常表现为陆源碎屑沉积物与深海软泥互层，形成由粗到细的韵律性重复变化。具有清楚的递变层理、印模等构造，固结而成浊积岩。太平洋四周的海沟中都充填着浊流沉积，并在深海盆地堆积形成巨大的海底平原。,8.3 海水的沉积作用（半深海及深海沉积）,软泥分布最广，根据其中生物碎屑的含量分为：生物软泥（生物碎屑50以上 ）和深海粘土（主要为火山灰 ）
15、：,8.3 海水的沉积作用（半深海及深海沉积）,金属泥和锰结核金属泥富含重金属元素的泥状沉积物。海底沉积物中Mn、Co、Ni、Cu金属的储量，远远超出大陆上同类金属的储量。估计可供人类开采使用1 000-10 000年。,锰结核在大洋底部广泛分布，储量丰富，约有十几万亿吨，是重要的矿产资源，由于开采条件限制，目前正进行开采工艺实验。,8.4 海平面变化,第四节 海平面变化,海平面的升降是在地质历史中频繁发生的现象，它与构造运动、海底扩张速度变化及海盆容积、海水量的变化相关。火山的大规模喷发可能引起海水量的增加，冰川作用时期则引起海水量的减少。构造运动及板块扩张速度的变化，更是地质历史时期海平面变化的主要因素。,海平面上升，海水向大陆侵进，海岸线向大陆方向迁移，称为海进。沉积物粒度下粗上细 。,海平面下降，海水后撤，海岸线向海洋方向迁移，称为海退。沉积物粒度下细上粗 。,海平面上升是现代一种持续性的地质灾害，造成海岸后撤、陆地面积缩小。,海退沉积序列,海进沉积序列,本章学习要求与习题,了解海水的化学成分、物理性质、运动方式及海洋生物；掌握波浪、潮汐、洋流、浊流的剥蚀、搬运作用，熟练掌握滨海、浅海、半深海、深海的沉积作用。了解海平面变化的原因、意义及其形成的地质现象。,学习重点：,重点是海水的沉积作用； 难点是海水的运动。,作业及思考题：,本章学习要求,
