第十二章-海洋地質(zhì)作用

第十二章海洋地質(zhì)作用第一節(jié)海洋概述第二節(jié)海洋的剝蝕作用第三節(jié)海洋的搬運(yùn)作用第四節(jié)海洋的沉積作用第五節(jié)濁流及其地質(zhì)作用第一節(jié)海洋概述海洋地質(zhì)作用是由海水的運(yùn)動(dòng)和海水的物理化學(xué)性質(zhì)決定的。一、海水的運(yùn)動(dòng)海水的運(yùn)動(dòng)是海洋地質(zhì)作用的最主要的動(dòng)力。造成海水運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力主要有風(fēng)、海水的密度差、溫度差、月引力和地震等。海水的運(yùn)動(dòng)按其運(yùn)動(dòng)形式分為：波浪、潮汐、洋流和濁流。（一）波浪——海水有規(guī)律的波狀運(yùn)動(dòng)。波浪要素：波峰：波形最高處。波谷：波形最低處。波長(zhǎng)：相鄰兩波峰的距離。最大波長(zhǎng)可達(dá)800多米。波高：波峰到波谷的垂直距離。波高一般不超過(guò)4m，波長(zhǎng)數(shù)十米。大風(fēng)暴時(shí)波高可達(dá)15—30m。波周期：第一波過(guò)去，次一波到同一地點(diǎn)所需時(shí)間。波速：波形在單位時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離。波長(zhǎng)、波高、波的周期和波速稱為波浪的四大要素。波浪要素示意圖海底大地震和火山爆發(fā)可引起非常大的巨浪——海嘯。傳到無(wú)風(fēng)區(qū)的波浪——涌浪。波浪傳播方向有二：向下傳播；向岸傳播。1、波浪向下傳播波浪是一種振蕩波,振蕩波的特點(diǎn)就是質(zhì)點(diǎn)不隨波形前進(jìn),而只是在原地往復(fù)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)相鄰水質(zhì)點(diǎn)依次運(yùn)動(dòng)到波峰時(shí)，波峰則隨之向前移動(dòng)；

深海中波浪傳播示意圖在風(fēng)不斷吹動(dòng)下，波浪中的水質(zhì)點(diǎn)每完成一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)之后波峰便前進(jìn)一段距離，成為往復(fù)螺旋式的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。水質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)半徑隨水深增加而減小，當(dāng)達(dá)到一定深度后水質(zhì)點(diǎn)即處于靜止?fàn)顟B(tài)。水質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)的臨界面，稱波基面。一般波基面深度為1/2波長(zhǎng)，依次水域可分為深水區(qū)和淺水區(qū)。2、波浪向岸傳播

當(dāng)波浪向海岸方向傳播到達(dá)淺水區(qū)，水面波形的對(duì)稱性會(huì)遭破壞，表層水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡變成橢圓形，從水面向下隨著深度的增大橢圓扁率也逐漸增大，在水底則變成水平的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨著海水深度的變淺，摩擦阻力增大，水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的橢圓形扁率增大，表面水質(zhì)點(diǎn)速度超過(guò)波速時(shí)，波峰破碎出現(xiàn)白色的浪花。波浪進(jìn)入淺灘，波峰明顯超前，涌上海灘拍打海岸形成拍岸浪。拍岸浪涌到海岸后，使海岸水面增高，可達(dá)數(shù)米，海水在重力作用下，順著海底斜坡形成底流流回海中。（二）潮汐——全球性海水周期性漲落的現(xiàn)象。由潮汐引起的海水的周期性的水平運(yùn)動(dòng)稱為潮流。因地月系統(tǒng)繞太陽(yáng)運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)新月和滿月(農(nóng)歷初一和十五)之后1—2天，月地日三者位于同一線上，太陽(yáng)的引力與月球的引力疊加，形成大潮。當(dāng)出現(xiàn)上弦月或下弦月(即農(nóng)歷初八、九及二十二、三)后1—2天，月地的聯(lián)線同地日的連線垂直，形成小潮。漲潮時(shí)，潮水涌向陸地；落潮時(shí)，潮水退回外海。（三）洋流海洋中沿固定方向流動(dòng)的水體稱為洋流或海流。表層洋流分布示意圖定期到來(lái)的信風(fēng)是引起表層洋流的主要原因。各種海水的溫度差對(duì)表層洋流的形成有重要影響。赤道地區(qū)溫度較高的海水流向高緯度地區(qū)，是為暖流；高緯度地區(qū)的寒冷海水流向赤道地區(qū)，是為寒流。暖流與寒流共同構(gòu)成表層海水的循環(huán)。洋流的形成定向風(fēng)對(duì)海水的吹動(dòng)（信風(fēng)）溫度（暖流、寒流）含鹽度—深海環(huán)流二、海水的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)（一）海水的化學(xué)性質(zhì)1．海水的基本化學(xué)組成（1）最主要的元素：氯、鈉、鎂、鈣、硫、鉀等；（2）最主要的鹽類：氯化鈉、碳酸鈣、硫酸鎂等；（3）鹽度：一千克海水中溶解的全部鹽類物質(zhì)。世界各大洋的一般鹽度為33-38‰，平均為35‰，鹽分的多少隨地區(qū)的氣候不同而變化；（4）pH值：海水的pH值在7.6～8.4之間。（5）海水中的氣體：主要有氧、二氧化碳和硫化氫。2、海水的基本化學(xué)性質(zhì)鹽度、PH值、Eh值、二氧化碳和碳酸系等（1）鹽度——海水中溶解的總礦物的質(zhì)量與海水總量之比。海水含鹽度隨深度的增加快速減小，到一定深度后，鹽度保持穩(wěn)定。海水鹽度影響著海洋生物的生活環(huán)境，含鹽度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致海洋生物種屬的急劇減少。海水鹽分主要來(lái)源是大陸，其次是海底火山及洋脊的噴出物等。（2）PH值度量水介質(zhì)中氫離子濃度的單位稱PH值。海水的PH值介于7.5~8.4之間，屬弱堿性。海水的PH值隨深度而減小。PH值的大小控制著礦物的形成。（3）Eh值每一噸海水中含有氧857000g，和氫一樣，氧也是以化合物的形式存在的，在海水中還溶解有游離氧，游離氧含量控制著生物的生長(zhǎng)和分布，在很大程度上也控制著海水的氧化還原性質(zhì)。海水的氧化還原強(qiáng)度用Eh值表示，稱氧化還原電位。（4）二氧化碳和碳酸系二氧化碳和碳酸系是地球上最重要的平衡系統(tǒng)之一，它在生物—大氣—水之間進(jìn)行著復(fù)雜的循環(huán)，與海水的化學(xué)性質(zhì)、生物的生存和海洋沉積作用關(guān)系十分密切。（二）海水的物理性質(zhì)對(duì)海洋的地質(zhì)作用影響較大的物理性質(zhì)有：（1）海水的溫度（2）海水的密度（3）海水的壓力三、海洋生物海洋生物種類繁多，依照生活方式，海洋生物可劃分為三類：固著或在海底生活的底棲類生物，如珊瑚、海星；游泳生物。如魚類；漂浮于海水上部，隨波逐流的浮游生物，如某些藻類。海洋生物是海洋有機(jī)質(zhì)及其沉積物的主要來(lái)源。四、海洋的環(huán)境分區(qū)根據(jù)海水深度，并結(jié)合海底地形和生物群特征，可將海洋分為濱海、淺海、半深海及深海等4個(gè)環(huán)境分區(qū)。海洋分區(qū)示意圖（一）濱海濱海是海陸過(guò)度的地帶，其范圍是位于平均高潮線與平均低潮線的水域。濱海即受潮汐的影響還受波浪作用的影響，還受地面流水地質(zhì)作用的影響。濱海區(qū)的海水溫度有晝夜變化，鹽度也隨水流通暢的程度及氣候條件而變化。海岸帶：風(fēng)暴浪所及的上限到波浪作用所及的下界的區(qū)域。海岸帶劃分示意圖（二）淺海淺海是自平均低潮線以下至水深130~200m之間的海域。海水運(yùn)動(dòng)以波浪作用為主；淺海水溫受季節(jié)的影響；多數(shù)淺海海水鹽度正常，且變化不大；淺海海水的含氧充足，海水中懸浮質(zhì)多；淺海海洋生物豐富，多為底棲生物。（三）半深海位于200~2000m間的海域，相當(dāng)于大陸坡之上的海域。海水運(yùn)動(dòng)以洋流為主，生物貧乏，以浮游生物為主。（四）深?！畲笥?000m的廣大海域。海水運(yùn)動(dòng)以洋流為主，懸浮物較少，海洋生物貧乏，以浮游生物為主。第二節(jié)海洋的剝蝕作用海洋的剝蝕作用是指由海浪、海水的溶解作用和海洋生物的活動(dòng)等因素引起的海岸及海底巖石的破壞作用，簡(jiǎn)稱為海蝕作用。海蝕作用的方式可分為：機(jī)械、化學(xué)、生物三種。機(jī)械剝蝕作用，海水運(yùn)動(dòng)引起，動(dòng)力以波浪為主，發(fā)生于海岸帶及海水運(yùn)動(dòng)所能影響到的海底部分；包括沖蝕作用和磨蝕作用兩種方式?；瘜W(xué)剝蝕作用，因含有二氧化碳等溶劑而具有一定溶蝕能力；生物剝蝕作用，海洋生物的生命活動(dòng)引起。海洋的剝蝕作用以機(jī)械剝蝕作用為主，對(duì)海岸的改造起著決定性的作用。濱海及海岸帶是海蝕作用最強(qiáng)烈的地帶。海岸按巖性可分為基巖海岸、礫質(zhì)海岸、砂質(zhì)海岸、泥質(zhì)海岸四類。一、基巖海岸的海蝕作用海蝕槽：由基巖組成的海岸一般地形比較陡峭，在岸壁基部與海平面的接觸處，因受波浪的頻頻沖擊可形成沿水平方向展布的凹穴。若形成洞穴則稱海蝕穴。海蝕崖：隨著海蝕作用的進(jìn)一步進(jìn)行，海蝕凹槽不斷擴(kuò)大，其上的巖石因支撐力減小而不穩(wěn)定發(fā)生重力崩塌，形成陡峭的崖壁。波切臺(tái)：海蝕崖形成后，其基部巖石還繼續(xù)受海水的剝蝕，又形成新的海蝕凹槽→海蝕崖。如此反復(fù)，海蝕崖不斷向陸地方向節(jié)節(jié)后退，在海岸帶形成一個(gè)向上微凸并向海洋方向微傾斜的平臺(tái)。而被破壞下來(lái)的碎屑物質(zhì)搬運(yùn)至水面以下沉積下來(lái)形成波筑臺(tái)。

在海岸線向陸后退和波切臺(tái)擴(kuò)展的過(guò)程中，由于組成基巖海岸巖性的差異或海岬和海灣的相間出現(xiàn)、地質(zhì)構(gòu)造的影響以及海蝕作用方向的不同等原因，海蝕作用在海岸帶上可形成海蝕穹、海蝕柱、海蝕橋等地形。海蝕平臺(tái)因海蝕作用而不斷展寬，使波浪沖擊崖基時(shí)要經(jīng)過(guò)越來(lái)越長(zhǎng)的距離，致使波能的消耗也越來(lái)越大。當(dāng)平臺(tái)寬度大到使波浪的全部動(dòng)能消耗殆盡時(shí)，海蝕作用即趨于停止，此時(shí)基巖海岸的橫剖面成上凸形曲線，線上各點(diǎn)的侵蝕強(qiáng)度趨于零，此剖面稱為巖岸海蝕平衡剖面。二、砂質(zhì)海岸的改造砂質(zhì)海岸的改造是由波浪和潮流引起的，進(jìn)浪可攜帶沙粒向海岸方向運(yùn)動(dòng)，海水退回時(shí)底流又把部分砂礫帶回海中。中立點(diǎn)：一剖面上某點(diǎn)為界，該點(diǎn)沉積物處于不移動(dòng)狀態(tài)。海岸帶碎屑橫向搬運(yùn)示意圖三、潮流和洋流的剝蝕作用潮流的剝蝕作用主要發(fā)生在大陸架上一些地形狹窄并有強(qiáng)潮流通過(guò)的地方，以及以潮汐作用為主的潮坪海岸。可形成潮流侵蝕谷，潮水溝。洋流的剝蝕作用主要分布在大洋底流分布區(qū)，深海海谷是大洋底流的主要?jiǎng)兾g地形。大西洋深層洋流與深海海谷分布示意圖四、海平面的變動(dòng)與海岸線變遷海平面是衡量陸地地形的高程和海底地形深度的基準(zhǔn)面，是陸地上河流的最終侵蝕基準(zhǔn)面，也是影響海陸分布的基本因素。海平面的變動(dòng)可分為短期變化和長(zhǎng)期變化兩種。海平面的短期變化是由海浪、潮汐、海流、水溫等因素引起的。海平面的長(zhǎng)期變化是由全球性因素引起的，主要有地殼的升降運(yùn)動(dòng)、地球上冰川的消長(zhǎng)、海盆容積的變化、地球自轉(zhuǎn)速度的變動(dòng)等全球性因數(shù)。海平面變動(dòng)會(huì)引起海岸線的變化，也會(huì)影響海蝕作用和沉積作用的進(jìn)行。第三節(jié)海洋的搬運(yùn)作用依據(jù)搬運(yùn)物的性質(zhì)可分為機(jī)械搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn)。機(jī)械搬運(yùn)，碎屑物的搬運(yùn)；化學(xué)搬運(yùn)，溶液物質(zhì)的搬運(yùn)；波浪、潮流和洋流是海洋搬運(yùn)作用的動(dòng)力。在濱海及淺海的近岸部分，以波浪搬運(yùn)為主；在近海有狹窄海道的地區(qū)潮流的搬運(yùn)作用明顯增強(qiáng)；在半深海和深海則以洋流搬運(yùn)作用為主。