海水的地質(zhì)作用

1、第八章海水的地質(zhì)作用教學(xué)目的要求：了解海水的化學(xué)成分、物理性質(zhì)、運動方式及海洋生物；掌握波浪、潮汐、洋流、濁流的剝蝕、搬運作用,熟練掌握濱海、淺海、半深海、深海的沉積作用.了解海水進退的原因、意義及其形成的地質(zhì)現(xiàn)象.教學(xué)重點及難點：重點是海水的沉積作用；難點是海水的運動.第一節(jié)海洋概況海洋占整個地球面積的70.8%,70.8%,地球上的水約有9 97 7喈在于海洋中,在地質(zhì)歷史中,滄海桑田、海陸變遷,占陸地外表 75%75%勺沉積巖中絕大局部是海洋沉積形成的,因此海洋的地質(zhì)作用是極為重要的.一、海與洋海和洋構(gòu)成了海洋.一般來說,近陸為海、遠(yuǎn)陸為洋,水體相同,均為海水.海洋是地球上廣闊而連續(xù)分布

2、的咸水體的總稱.洋底地貌可以分為大洋中脊和深海盆地.海底地貌單元有：大陸架、大陸坡、大陸基、島弧、海溝和弧后盆地.但兩者有著根本性區(qū)別：海洋形成時間晚：第三紀(jì)、第四紀(jì)海底大多數(shù)為大陸型地殼水淺,一般30003000 米,多為數(shù)百米形成時間早：中生代已出現(xiàn)洋底為大洋型地殼水深,一般30003000 米面積廣闊,不受陸地影響范圍局限,受陸地輪廓直接影響海洋是地球上廣闊而連續(xù)分布的咸水體的總稱.二、海水的化學(xué)成分1 1 . .海水中含有大量的礦物質(zhì)和有機質(zhì),其中以可溶性鹽為主.世界各大洋的一般含鹽度為33-333-3 明.,鹽分的多少隨地區(qū)的氣候不同而變化.鹽分主要是氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等,在海水

3、中都呈溶解狀態(tài).海水中溶解的化學(xué)元素約有 8080 余種,其中以鈉離子和氯離子最后,所以海水是咸的.2 2 . .海水中含有 AuAu、AgAg、NiNi、CoMoCuCoMoCu 等數(shù)十種微量元素,很多國家正在進行提取開發(fā)實驗.3 3 . .此外,海水中還溶解有多種氣體.其中具有重要地質(zhì)意義的是 C C2與 CQCQ 它們來白于空氣以及海中生物的生命活動.三、海水的物理性質(zhì)1 1、海水的密度海水的密度略大于蒸館水,一般為 1.02-1.03g/cm1.02-1.03g/cm3隨各地海水的鹽分、溫度變化而變化.2 2、海水的壓力海水的壓力隨深度增加而增加,到海底深部壓力極大,可達 10108P

4、aPa.3 3、海水的溫度海水表層溫度：赤道附近為 25-28C,25-28C,兩極地區(qū)為 0c0c 左右.海水溫度隨深度增強而降低,到 300300 米以下變化極小,一般為一 1 15Co5Co4.4.海水的透明度和顏色大洋為藍色,透明度較好,光照可達 200200 米.海的顏色變化較大,以藍色為主,常受懸浮物質(zhì)和藻類影響,透明度也受到影響.四、海洋中的生物海洋生物種類繁多,按其生活方式大致分為三種：1 1. .浮游生物2 2 . .游泳生物3 3 . .底棲生物第二節(jié)海水的運動及其侵蝕、搬運作用海水的運動是重要的地質(zhì)作用動力,主要有波浪、潮汐、蝕流和洋流四種運動形式.一、波浪及其侵蝕、搬運

5、作用主要由風(fēng)摩擦海水而引起的,也可因潮汐、海底地震、大氣壓劇變而產(chǎn)生.波浪是一種有規(guī)律的起伏運動,由一個凸起的局部波峰和一個凹陷的局部波谷組成.波峰、波谷、波長、波高是波浪的四要素.波浪作用的深度不超過波長的一半,此時的深度界面就是波浪底部,稱為波浪基面.正常浪的作用范圍大致在水深 2020 米左右.波浪在向海岸方向傳播時,當(dāng)海水的深度小于一半時水質(zhì)點的運動受到海底摩擦的影響,使波高逐漸加大,而波長逐漸減小,波峰逐漸變尖,圓周運動變成了橢圓運動,逐漸形成不對稱的破浪形態(tài).最終形成翻卷浪和拍岸浪進流、退流和沿岸浪都在搬運泥沙,并不斷對海岸進行改造.1 1、波浪的沖蝕作用一般發(fā)生在海岸帶,形成特有

6、的海蝕地貌.海蝕穴、海蝕崖、海蝕柱、海蝕拱橋、海蝕階地2 2、海浪的磨蝕作用主要發(fā)生在海水幾米至幾十米深的地方.拍岸浪破壞的巖塊隨著退流帶到濱海底部往返滾動,即對海底進行磨蝕,本身相互見磨擦磨圓,成為磨圓度很好的礫石和砂粒.3 3、浪波的搬運作用能引起近岸帶沉積物的搬運和再沉積.進流就將水下的砂、礫向岸上搬運.形成礫灘、砂灘或砂壩；回流又搬回水下在離岸一定距離的水下沉積,成長為平行海岸的砂堤或砂壩.如果波浪斜擊海岸形成沿岸流,常形成砂咀或砂壩將近陸的一局部水域與外海隔離開來使其轉(zhuǎn)變成湖泊,稱為潟湖.二、潮汐及其侵蝕、搬運作用海水在月球和太陽引力及地球白轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力的共同努力下,產(chǎn)生周期性

7、的漲落現(xiàn)象,稱為潮汐.在平坦海岸帶,潮水的漲落影響到相當(dāng)寬闊的范圍,對于沉積物起著反復(fù)的侵蝕、 搬運和再沉積的作用,限制著沉積物的性質(zhì)和特征.在狹窄的河口地帶,潮流的侵蝕搬運作用特別強烈.因而河口被強烈沖刷,不形成三角洲,相反河口向外海呈漏斗狀展開,稱為三角港.如錢塘江、恒河、葉尼塞河、亞馬孫河、泰晤士河、易比河等河河口即為強潮形成的三角港.三、洋流及其侵蝕、搬運作用海水沿一定方向作大規(guī)模有規(guī)律的流動,稱為洋流海流.1.1.洋流的特征洋流的寬度從數(shù)十公里到數(shù)百公里,長達數(shù)千公里.流速較慢,一般僅為每小時數(shù)公里.有表層洋流一般不超過 100100 米,也有深部洋流.2 2 . .洋流的成因表層洋

8、流主要是由定期而來的信風(fēng)產(chǎn)生的,其次為海水溫差產(chǎn)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,也可以是垂直的環(huán)流.3 3 . .洋流的地質(zhì)作用主要是搬運作用和稍微的海底侵蝕作用.四、濁流及其侵蝕、搬運作用是一種含有大量懸浮物質(zhì)砂、粉礫、泥質(zhì)物質(zhì)并以較高速度向下流動的水體1 1. .成因濁流的成因至今還不太清楚,推測可能是由暴風(fēng)浪、地震、及海底滑坡引起的,往往能在海底進行侵蝕、搬運、沉積等地質(zhì)作用.2 2 . .濁流的侵蝕搬運作用大陸坡上普遍發(fā)育著“VV字形峽谷,其底部常有扇形、錐形碎屑堆積物、生物碎屑堆積物,稱為深海沖擊扇錐,推測為濁流侵蝕、搬運作用形成的.許多深海

9、平原上的沉積物也認(rèn)為是由濁流搬運而來的.總的說,海水的搬運以波浪搬運作用為主.一般具有明顯的分帶性：較粗、重的顆粒搬運距離近在近岸沉積,較細(xì)輕的顆粒搬運距離遠(yuǎn),化學(xué)溶蝕物質(zhì)搬運更遠(yuǎn).因此可以根據(jù)沉積物的粗細(xì)、輕重分析當(dāng)時距離海岸的遠(yuǎn)近.第三節(jié)海水的沉積作用海洋是地球上最大的、最廣闊的沉積場所,為什么說要有大海一樣的胸懷,就是由于大海的肚量之大,是最大的大肚羅漢.因此海水的沉積作用具有極其重要的地位.一、海洋沉積物的來源1 1. .陸源物質(zhì)2 2 . .生物物質(zhì)3 3 . .海底火山噴發(fā)的產(chǎn)物及宇宙降落的隕石、塵埃.二、濱海沉積濱海是波浪和潮汐運動強烈的近岸水域,其下界為浪基面火山以水運動的特點

10、,濱海可分為三個帶：潮上帶、潮間帶和潮下帶濱海以機械沉積為主,只有在潟湖環(huán)境下才有較好的化學(xué)沉積.1 1. .機械沉積基巖海岸的機械沉積特征：a.a.沉積物以砂、礫為主,形成礫石灘或砂灘,磨圓度和分選性較好.b.b.礫石的長軸大致與海岸平行,礫石扁平面向著大海傾斜,顯示出定向排列特點.c.c.砂質(zhì)成分教單一,通常以石英砂為主,少量貝殼砂.有些化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,密度較大的礦物可富集形成濱海砂礦,如鈦鐵礦、金、金剛石等.d.d.砂質(zhì)沉積物中常見的交錯層理和不對稱波浪等.(2(2 低平海岸的機械沉積特征a.a.以泥質(zhì)和炭酸鹽沉積為主,形成泥灘,常見砂質(zhì)透鏡體,也有以砂質(zhì)為主的砂灘.b.b.具有水平紋層結(jié)

11、構(gòu),常見交錯層理.c.c.可開展成為濱海沼澤,并形成大規(guī)模的煤田.我國華北 C-PC-P 繁榮煤礦多屬于此類.2 2 . .潟湖沉積濱海的潮下帶形成砂壩,在適宜的條件下,砂壩不斷加寬、在基巖海岸區(qū)較窄,低平海岸區(qū)很寬,可達數(shù)公里以上根據(jù)海加高,使海的邊緣或海灣與外海隔離或半隔離,那么形成了潟湖潟湖沉積特點：以泥砂質(zhì)沉積為主,水平層理發(fā)育；干旱地區(qū)的潟湖常形成鹽類沉積夾在其中.3.3.潮坪沉積潮坪是指以潮汐為主要水動力條件的濱海環(huán)境,在坡度極緩的海岸帶,形成平坦寬闊的坪地.潮坪沉積假設(shè)以砂質(zhì)為主稱為砂坪,假設(shè)以泥質(zhì)為主稱為泥坪.三、淺海沉積淺海是指水下岸坡以下以水下砂壩為標(biāo)志,直至 200200

12、 米深度的海域,其海底為大陸架.1 1. .淺海的特點：波浪、潮汐運動較強烈,有時能直接影響到海底,使淺海具有良好的通氣條件及穩(wěn)定的鹽度、且陽光充足、海水溫暖,有利于生物大量繁殖.淺海區(qū)是海洋沉積最主要的沉積場所,接納了陸上河流帶來的大量碎屑物質(zhì)和溶運物質(zhì).絕大多數(shù)沉積巖屬于淺海沉積形成的.2 2 . .淺海機械沉積特征碎屑物質(zhì)主要來源于陸地,局部來白海蝕作用產(chǎn)物；沉積物顆粒比濱海沉積細(xì),礫石極少見.由近岸到淺海處,沉積物由粗到細(xì)：粗砂一中砂一細(xì)砂一粉砂粉砂質(zhì)粘土.具有良好的水平層理,常含有較完整的動物遺體、貝殼等.3 3 . .淺?；瘜W(xué)沉積特征化學(xué)沉積物來白海水溶蝕物質(zhì)以及河流地下水帶來的溶

13、解物質(zhì)和膠體物質(zhì).上述物質(zhì)在不同的環(huán)境下形成不同的化學(xué)沉淀物：a.a.呈膠體狀態(tài)的 FeFe、AlAl、MnMn 的氧化物首先沉積下來,可形成 H H 而狀、豆?fàn)?、腎狀赤鐵礦、鋁鐵礦、錠質(zhì)礦等.b.b.其次是低價鐵硅酸鹽和鐵的炭酸鹽沉淀,形成海緣石和棱鐵礦等. .最后是炭酸鹽類沉積,形成石灰?guī)r、白云巖等.4.4.淺海生物沉積特征由于淺海中生物大量繁殖和死亡,它們的骨骼和外殼就在適宜的環(huán)境下沉淀下來,形成生物沉積巖.主要有：貝殼灰?guī)r、有孔蟲灰?guī)r硅藻巖等,最常見的是珊瑚礁灰?guī)r有岸礁、堡礁、環(huán)礁.四、半深海及深海沉積半深海是位于大陸坡上的水域水深 20030002003000 米,本帶生物以浮游及游

14、泳生物為主,靠近淺海部位有少量種屬單調(diào)的底棲生物.深海是位于大洋底上的水域深水大于 30003000 米.具有較特殊的濁流沉積,化學(xué)沉積作用較微弱,沉積速度十分緩慢1 1. .沉積物的特點：沉積物顆粒極細(xì),主要是懸浮于水中的粘土及浮游生物遺骸濁流沉積屬特殊沉積,還有少量海底火山噴發(fā)及浮冰帶來的碎屑物質(zhì).2 2 . .半深海的沉積物特征半深海大多數(shù)地方的沉積物只有少量來白陸地,大局部沉積物是海洋生物遺體形成的軟泥3 3 . .深海的主要沉積類型：深海主要是濁流沉積物以及浮游生物的遺體、海底火山口噴發(fā)的物質(zhì)、宇宙塵埃等組成的軟泥、濁積物、金屬和錠結(jié)核.軟泥一一分布最廣,根據(jù)其中含有的生物碎層來命名

15、:抱球蟲軟泥鈣質(zhì)軟泥翼足蟲軟泥硅藻軟泥硅質(zhì)軟泥放射蟲軟泥錠結(jié)核一一在大洋底部廣泛分布著錠結(jié)核,主要來源于大陸溶蝕物和海底火山噴發(fā).儲量豐富,約有十幾萬億噸,是重要的礦產(chǎn)資源,由于開米條件限制,目前只是在進行開米工藝實驗.海底沉積物中 MnCcxNiMnCcxNi、 CuCu 金屬的儲量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出大陸上同類金屬的儲量.有人估計這些儲量可供人類開采使用 1 1000-10000-10000000 年.由于其經(jīng)濟潛力極大,目前有的國家正在從事深水開采方法研究.深海沖擊扇濁積物一一濁流形成的沉積巖.近年來發(fā)現(xiàn)很多油田跟濁積巖有關(guān),因此加大了對它的研究.濁流沉積是由砂、粉砂等細(xì)碎屑物與泥質(zhì)物組成韻律交互層,具有清楚的遞變層理及印模等構(gòu)造,固結(jié)而成濁積巖.太平洋四周的海溝中都充填著濁流沉積,并形成巨大的海底平原.第四節(jié)海水的進退海水面的升降是在地質(zhì)歷史中頻繁發(fā)生的現(xiàn)象,它與構(gòu)造運動、海底擴張速度變化及海水量的變化相關(guān).火山的大規(guī)模噴發(fā)可能引起海水量的增加,冰 J J1111 作用時期那么引起海水量的減少.構(gòu)造運動及板塊擴張速度的變化,更是地質(zhì)歷史時期海進海退的主要因海平面上升,海水向大陸