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文檔簡(jiǎn)介

1、海洋地質(zhì)學(xué) -2014.10.16緒論:海洋地質(zhì)學(xué)定義:Ø 研究被海水所覆蓋的這一部分地球在時(shí)間上的發(fā)生、發(fā)展,在空間上的分布、變化規(guī)律的科學(xué)。Ø 研究海水覆蓋區(qū)巖石圈特征(物質(zhì)組成、地質(zhì)構(gòu)造)及其演化規(guī)律的科學(xué)。Ø 以傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)理論和板塊構(gòu)造學(xué)理論為基礎(chǔ)、研究大洋巖石圈地質(zhì)過(guò)程及其與地球相關(guān)圈層(大氣圈、水圈、生物圈等)的相互作用的科學(xué)。地球圈層結(jié)構(gòu)與巖石圈:地球圈層: 外圈:大氣圈、水圈、生物圈 內(nèi)圈:地殼(上、下)、地幔(上、下)、地核(內(nèi)、外)。巖石圈:又稱構(gòu)造圈,地球的剛性外殼,包括地殼和上地幔的剛性頂蓋,厚度20-150km(大陸100-150km;

2、大洋70-80km;洋脊和島弧區(qū)20-50km)。 巖石圈主要由玄武質(zhì)層(硅鎂鐵層)、花崗質(zhì)層(硅鋁層)和沉積巖層所組成。洋與海:海洋的中心主體部分叫做洋、大洋(ocean),邊緣附屬部分叫做海(sea)。 海與洋的主要差別在于:大洋面積大,約占海洋總面積的89%,海的面積只占11%;l 大洋深度大,一般在3000米以上,海的深度一般小于2000米,有的只有十幾米或更淺l 大洋遠(yuǎn)離大陸,受陸域影響小,水文要素較穩(wěn)定,有獨(dú)立和強(qiáng)大的海流系統(tǒng)和潮汐系統(tǒng)。海與陸連接,受陸域影響大,水文要素通常隨地理、氣候等條件變化。l 邊緣海:又稱“陸緣海”(marginal sea),是位于大陸和大洋的邊緣的海洋

3、,其一側(cè)以大陸為界,另一側(cè)以半島、島嶼或島弧與大洋分隔,但水流交換通暢的海稱為“邊緣海”。如黃海、東海、南海、白令海、鄂霍次克海、日本海、加利福尼亞灣、北海、阿拉伯海等。l 世界上最大的邊緣海的是南太平洋的珊瑚海。l 世界上75以上的邊緣海分布在西太平洋,l 我國(guó)南海是西太平洋最大的邊緣海之一。 海洋地質(zhì)學(xué)研究具有重要的理論和實(shí)踐意義!Ø 海洋覆蓋面積約占地球表面積的71。它是全球地質(zhì)構(gòu)造的重要組成部分,也是現(xiàn)代沉積作用的天然實(shí)驗(yàn)室。Ø 海底蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源,是人類未來(lái)的重要資源基地。Ø 海洋環(huán)境地質(zhì)與災(zāi)害地質(zhì)直接關(guān)系到人類的生產(chǎn)和生活Ø 海洋地質(zhì)調(diào)

4、查和研究還是海港建設(shè)、 海底工程和海底資源開(kāi)發(fā)的重要基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容Ø 海洋地形地貌 海底三個(gè)最主要的地形單元:大陸邊緣、大洋盆地和大洋中脊。大陸邊緣:大陸和海洋的過(guò)渡帶,海陸影響兼而有之。大洋盆地:深海平原和深海丘陵為主體,長(zhǎng)條狀海嶺和孤峰狀海山。大洋中脊:地球上最長(zhǎng)的山系,多位于大洋中部,是洋殼裂開(kāi),深部物質(zhì)上涌的場(chǎng)所。海底地形的基本格架受海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造控制。內(nèi)力作用對(duì)地形,尤其是深海地形的發(fā)育起著決定作用,因此深海底的大地形主要是構(gòu)造地形和火山地形,外力作用也有影響,但與陸地相比要弱得多。海底地形的調(diào)查主要靠海底測(cè)深及側(cè)掃聲吶。應(yīng)用現(xiàn)代高精度的聲波測(cè)深技術(shù)和定位技術(shù),已能

5、查明海底的微地形。海底地形是研究海底構(gòu)造的鑰匙,對(duì)航海、軍事及海底工程均有重要的現(xiàn)實(shí)意義。Ø 海洋構(gòu)造地質(zhì)主要研究海洋地殼的結(jié)構(gòu)、海底主要構(gòu)造單元及其相互關(guān)系,以及海底巖石圈的演化歷史。p 海底主要構(gòu)造單位包括大洋板塊和板塊邊緣,大洋盆地是大洋板塊的主體。p 洋底構(gòu)造的研究是解決地殼起源、演化等地質(zhì)學(xué)根本問(wèn)題的基礎(chǔ),對(duì)海底成礦作用的研究也至關(guān)重要。 Ø 海洋沉積地質(zhì)主要研究現(xiàn)代海底沉積物(含沉積巖)的類型、物質(zhì)組成、分布規(guī)律、形成過(guò)程及其發(fā)育歷史。p 海底沉積物的形成環(huán)境研究,可為石油等海底沉積礦產(chǎn)的生成和儲(chǔ)集條件提供重要信息。p 海底沉積物是地質(zhì)歷史的良好記錄,其研究對(duì)認(rèn)

6、識(shí)海洋的形成和演變以及古氣候環(huán)境變化具有重要價(jià)值。p ,海洋沉積物及其土力學(xué)性質(zhì)的研究可為海底電纜和輸油管道的鋪設(shè)、石油鉆井平臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工等海洋開(kāi)發(fā)前期工程提供重要科學(xué)依據(jù)。Ø 海洋礦產(chǎn)資源顧名思義,它主要研究以各種形式產(chǎn)于海底的礦產(chǎn)資源的形成機(jī)制和分布規(guī)律。p 海底礦產(chǎn)資源主要有6大類:石油和天然氣、熱液硫化物、鐵錳鈷多金屬結(jié)核、濱海金屬砂礦、煤鐵等固體礦產(chǎn)、天然氣水合物(可燃冰)。p 我國(guó)近海礦產(chǎn)資源主要有石油和天然氣、濱海金屬砂礦、天然氣水合物。 Ø 古海洋學(xué)海洋地質(zhì)學(xué)的一個(gè)新分支學(xué)科,是深海鉆探計(jì)劃(DSDP)(19681983年)的產(chǎn)物。主要研究地質(zhì)時(shí)期海洋環(huán)境

7、及其演化的科學(xué)(又稱歷史海洋學(xué))。p 通過(guò)海洋沉積物的分析和研究,了解古海洋表層及底層環(huán)流的形成、演化及其地質(zhì)作用,闡明海水成分在地質(zhì)歷史中的變化,浮游和底棲生物的演化,生產(chǎn)力和生物地理發(fā)展史及其對(duì)沉積作用的影響,以及海洋沉積作用的歷史。古海洋學(xué)的中心問(wèn)題是古海洋環(huán)流發(fā)展史。p 為板塊構(gòu)造理論、生命演化、氣候演變提供必要的資料;也為尋找石油天然氣、煤、海底錳結(jié)核、磷酸鹽礦等沉積礦床提供環(huán)境指標(biāo)。 深海溝系統(tǒng)地球第4極洋中脊:板塊學(xué)說(shuō)認(rèn)為,是地幔對(duì)流上升形成的,是板塊分離的部位,也是新地殼開(kāi)始生長(zhǎng)的地方。洋中脊頂部的地殼熱量相當(dāng)大,是地?zé)岬呐判箍?,并有火山活?dòng),地震活動(dòng)也很活躍。 深海溝:與洋中

8、脊相反,深海溝系統(tǒng)是巖石圈板塊的匯聚型板塊邊界,是溝通地表與地球深部的最重要通道,是理解地殼增生的理想之地,素有“俯沖帶工廠”之稱。在海溝深處,俯沖板片進(jìn)入地球內(nèi)部,釋放流體引發(fā)巖漿作用,或補(bǔ)給深地幔對(duì)流引發(fā)地幔柱活動(dòng),為理解地球化學(xué)物質(zhì)循環(huán)提供了絕佳條件。另外,與海溝伴隨的Benioff帶是全球最強(qiáng)烈的地震帶,是理解深源地震成因的唯一場(chǎng)所俯沖帶是地球發(fā)生化學(xué)分異的最重要場(chǎng)所之一,對(duì)研究陸殼的形成、殼幔分異、地幔演化、地幔柱的成因及成礦具有重要意義。但是由于俯沖帶很復(fù)雜,目前對(duì)其結(jié)構(gòu)和俯沖過(guò)程都不十分清楚,是發(fā)展板塊理論的切入點(diǎn)。地幔柱(摩根,1972) :深部地幔熱對(duì)流運(yùn)動(dòng)中的一股上升的圓柱

9、狀固態(tài)物質(zhì)的熱塑性流,即從軟流圈或下地幔涌起并穿透巖石圈而成的熱地幔物質(zhì)柱狀體。它在地表或洋底出露時(shí)就表現(xiàn)為熱點(diǎn)。熱點(diǎn)上的地?zé)崃髦荡蟠蟾哂谥車鷱V大地區(qū),甚至?xí)纬晒铝⒌幕鹕健?地幔柱估計(jì)至少來(lái)自 700 千米或更深處 ,直徑大致在100250千米左右,上升速率約每年幾厘米 。全球熱點(diǎn)大多位于洋中脊的轉(zhuǎn)折拐點(diǎn)或三聯(lián)點(diǎn)上,少數(shù)在板塊內(nèi)部,總共約30余個(gè) 。俯沖工廠:板塊在俯沖過(guò)程中產(chǎn)生一系列脫水、變質(zhì)、部分熔融等現(xiàn)象及相應(yīng)的元素運(yùn)移、分異,因此被稱為“俯沖工廠”。俯沖工廠的“原料”是俯沖板塊;“產(chǎn)品”是島弧火山巖、新生陸殼及相關(guān)礦床;“副產(chǎn)品”是交代地幔;“殘?jiān)痹傺h(huán)的深俯沖洋殼。馬里亞納海溝是

10、地球上最深(11034米)的海溝,被譽(yù)為地球第4極,發(fā)育有完整的溝弧盆體系。該海溝具有許多獨(dú)特的地質(zhì)現(xiàn)象,如高角度俯沖、蛇紋巖泥火山等,是研究匯聚型板塊邊緣的理想地方。板塊轉(zhuǎn)換斷層:轉(zhuǎn)換斷層是三大板塊邊界類型之一,是巖石圈板塊的守恒型邊界。轉(zhuǎn)換斷層是20世紀(jì)60年代地質(zhì)學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)之一,與海底磁異常及深海鉆探并列為海底擴(kuò)張的三大證據(jù)。轉(zhuǎn)換斷層的獨(dú)特之處在于其只在錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)洋中脊之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng);在洋中脊外側(cè)因運(yùn)動(dòng)的方向和速度均相同,斷層線并無(wú)活動(dòng)特征。邊緣海形成演化:邊緣海是位于大陸和大洋邊緣的海洋,其一側(cè)以大陸為界,另一側(cè)以半島、島嶼或島弧與大洋分隔。邊緣海盆的發(fā)育是西太平洋構(gòu)造域的重要特色之

11、一,這里集中了全球3/4的邊緣海盆地。南海位于歐亞、菲律賓板塊和印度洋三大板塊的交匯處,是西太平洋最大的邊緣海。面積約360×104 km2,約占我國(guó)陸疆的1/3,為渤海、黃海、東??偯娣e的3倍,經(jīng)濟(jì)和地理位置十分重要。海洋資源全球海洋油氣資源主要分布在大陸架,約占60,但大陸坡的深水、超深水域的油氣資源潛力可觀,約占30 。從區(qū)域看,海上石油勘探開(kāi)發(fā)形成“三灣、兩海、兩湖”的格局。“三灣”即波斯灣、墨西哥灣和幾內(nèi)亞灣;“兩?!奔幢焙:湍虾#弧皟珊奔蠢锖:婉R拉開(kāi)波湖深水油氣勘探是目前全球油氣勘探開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一,具有十分廣闊的前景。目前全世界油氣田儲(chǔ)量增長(zhǎng)的高峰期已過(guò),油氣儲(chǔ)量的主要

12、增長(zhǎng)位于深水區(qū)。深水油氣的勘探開(kāi)發(fā)改變了世界各國(guó)的能源地位, 對(duì)國(guó)家的能源戰(zhàn)略安全具有重大意義。全球深水盆地呈“兩橫兩豎”格局分布:“兩豎”是指近南北走向的濱大西洋深水盆地群和濱西太平洋深水盆地群: 前者包括巴西東部陸緣深水區(qū)7大盆地、墨西哥灣深水盆地、西非陸緣深水區(qū)11個(gè)盆地、挪威中部陸架以及北海盆地等; 后者主要包括日本海盆地、澳大利亞?wèn)|南部的吉普斯蘭盆地等。“兩橫”是指近東西向的新特提斯構(gòu)造域深水盆地群與環(huán)北極深水盆地群: 前者包括澳大利亞西北陸架深水區(qū)四大盆地、孟加拉灣、阿拉伯灣等; 后者包括巴倫支海盆地、喀拉海盆地、拉普捷夫海盆地等。全球深水油氣勘探新領(lǐng)域:新領(lǐng)域之一為“超深水區(qū)”

13、超深水區(qū)指水深大于1500 m的海域, 是目前海域油氣勘探的又一焦點(diǎn),主要集中分布于西非海域、墨西哥灣、巴西近海、澳大利亞西北陸架、挪威中部陸架、巴倫支海、孟加拉灣、緬甸灣、南中國(guó)海以及日本海等。新領(lǐng)域之二為環(huán)北極深水盆地群該區(qū)域是未來(lái)深水油氣的巨大增長(zhǎng)點(diǎn)。環(huán)北極深水區(qū)油氣資源量達(dá)349.80 × 108 m3 油當(dāng)量, 其中資源量豐富的地區(qū)主要有巴倫支海、波弗特海和格陵蘭東部陸架。新領(lǐng)域之三為濱西太平洋低勘探程度深水盆地群區(qū)域主要包括日本海盆地、澳大利亞?wèn)|南部的吉普斯蘭盆地等, 是深水油氣的潛在增長(zhǎng)亮點(diǎn)。海底熱液硫化物礦床是與海底熱液有關(guān)的多金屬硫化物礦床 。通常產(chǎn)于海相火山巖系和

14、沉積巖系中,主要由Fe、Cu、Zn和Pb的硫化物組成,伴有Au、Ag、Co等多種有益元素。 海底冷泉:海底之下天然氣水合物分解后產(chǎn)生的一些組分在海底表面溢出的活動(dòng)流體。以水、碳?xì)浠衔?、硫化氫和?xì)粒沉積物為主要成分,溫度與深部海水基本一致。海底冷泉是尋找海底天然氣水合物的標(biāo)志之一。天然氣水合物(可燃冰):在低溫、高壓地質(zhì)條件下,由碳?xì)浠衔锱c水分子組成的冰態(tài)固體物質(zhì)。因天然氣中主要成分是甲烷,所以也叫甲烷水合物(Methane Hydrate)。海洋沉積與環(huán)境深海沉積物是指水深大于2000米的深海底部的松散沉積物,其主要分布在大陸邊緣以外的大洋盆地內(nèi)。 深海沉積物儲(chǔ)存了豐富的有關(guān)地球歷史演化的

15、信息,是研究海底構(gòu)造、海洋環(huán)境、礦產(chǎn)資源、古海洋學(xué)、全球變化和其他與海底相關(guān)的地學(xué)問(wèn)題的重要載體。深海鉆探計(jì)劃不僅驗(yàn)證了海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō),而且對(duì)于創(chuàng)建古海洋學(xué)起了重要作用。珊瑚礁系統(tǒng)及其環(huán)境記錄:珊瑚礁是指造礁石珊瑚群體死后其遺骸構(gòu)成的巖體 ,它由礁前帶、礁核帶和礁后帶這3個(gè)基本相帶組成。 珊瑚礁不僅為許多動(dòng)植物提供了生活環(huán)境,而且還記錄了歷史時(shí)期全球氣候和環(huán)境的變化過(guò)程。珊瑚礁不僅可以作為判斷古氣候、古地理的重要標(biāo)志,還可以用來(lái)了解構(gòu)造活動(dòng)和地殼的運(yùn)動(dòng)。第二章 海洋學(xué)基礎(chǔ)一、海水的物理化學(xué)性質(zhì)“海洋”-既含有基本恒定組成的多種無(wú)機(jī)鹽,又呈現(xiàn)復(fù)雜多變的物理化學(xué)性質(zhì),受大陸影響,變化顯著。

16、諸多參數(shù):鹽度、溫度、密度、比容、光反射等海水為什么是藍(lán)色的? 影響海水顏色的因素有懸浮質(zhì)、離子、浮游生物等。大洋中懸浮質(zhì)較少,顆粒也很微小,其水色主要取決于海水的光學(xué)性質(zhì),大洋海水多呈藍(lán)色;近海海水,由于懸浮物質(zhì)增多顆粒較大,多呈淺藍(lán)色;近岸或河口地城,由于泥沙顏色使海水發(fā)黃;某些海區(qū)當(dāng)?shù)t色的浮游生物大量繁殖時(shí),海水常呈淡紅色。對(duì)整個(gè)大洋而言,整體水溫平均為3.8 , 75%的水溫在0-6 之間,50%的水溫在1.3-3.8 之間。不同緯度溫差較大表層海水溫度(SST)較高,也是海洋科學(xué)工作者觀測(cè)和研究的熱點(diǎn)海水的鹽度:指海水中全部溶解固體與海水重量之比,通常以每千克海水中所含的克數(shù)表示。

17、 計(jì)算: S=1.80655Cl 。世界大洋的平均鹽度為35。分布:赤道一帶降雨量大,鹽度較低。高緯度地區(qū),溶解的冰降低了鹽度。鹽度最高的地區(qū)是蒸發(fā)量高而降雨相對(duì)較低的中緯地區(qū)(北緯20度和南緯20度附近)。影響因素: 氣候與大陸:降水,蒸發(fā),河川徑流等;蒸發(fā)量和降水量之差。蒸發(fā)量使海水濃縮,降水使海水稀釋。有河流注入的海區(qū),海水鹽度一般比較低。海水的酸度(pH值):組成:多組分的電解質(zhì):陽(yáng)離子(堿土金屬)+陰離子(強(qiáng)酸性+弱酸性) 變化:大洋-8.08.5; 夏季:白天上升(光合作用強(qiáng)度大于生物呼吸,CO2 凈消耗;晚間下降(光合作用停止,呼吸正常);冬季:變化幅度小。重要性:二氧化碳-碳酸

18、鹽體系是海洋中重要而復(fù)雜的體系,它涉及包括氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)和海洋學(xué)科以及生態(tài)學(xué)等其他相關(guān)性質(zhì):密度:取決于海水中的含鹽量,分布規(guī)律:從赤道向兩極增大,表層向深層增加。波羅的海最低;紅海密度最大。 Eh 值:即“海水氧化還原電位”。Eh值愈高,愈難氧化。Eh值是海區(qū)氧化還原能力的標(biāo)志。冰點(diǎn):海水的冰點(diǎn)低于淡水,并且隨著鹽度的增加而降低電導(dǎo)、比容、水色.海水化學(xué)組成Ø 海水是一種非常復(fù)雜的多組分水溶液。Ø 海水中各種元素都以一定的物理化學(xué)形態(tài)存在。劃分為五類:Ø 1. 主要成分:濃度大于1×106 mg/kg。陽(yáng)離子Na+,K+,Ca2+,Mg2+和Sr2+五

19、種,和Cl-等陰離子。其總和占海水鹽分的99.9。Ø 2. 溶于海水的氣體成分:如氧、氮及惰性氣體等。Ø 3. 營(yíng)養(yǎng)元素:通常指N,P及Si等。含量很低時(shí),會(huì)限制植物的正常生長(zhǎng)Ø 4. 微量元素:在海水中含量很低,但又不屬于營(yíng)養(yǎng)元素者。Ø 5. 有機(jī)物質(zhì):如氨基酸、 腐殖質(zhì)、 葉綠素等。海洋中的化學(xué)污染物1、碳?xì)浠衔铮ㄊ停?。海上運(yùn)輸過(guò)程中的泄漏和海上事故。2、海洋中的重金屬。對(duì)海洋環(huán)境有極大的危害,其中毒性較大的是汞、鉛、鎘、鉻、銅等元素。3、合成有機(jī)化合物(含有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等)4、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(富營(yíng)養(yǎng)化,氮、磷等)5、放射性核素(238U,232T

20、h等)二、海水運(yùn)動(dòng)的基本形式波浪;起因:風(fēng)摩擦海水。分類:深水波、淺水波、近岸波潮汐:海水在月球和太陽(yáng)引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)洋流 濁流 (重力流)定義:富含懸浮固體顆粒高密度水流,在重力驅(qū)動(dòng)下順坡向下流動(dòng)。原因:懸浮沉積物擴(kuò)散,在重力作用下沿著盆地底部流動(dòng),兩種不同密度流體的密度差異。三、全球海平面變化海平面:海洋與大氣的交界面,是陸地高程和海底深度的起算面。海平面不是一個(gè)平面,它的變化受到潮汐、風(fēng)浪、海洋環(huán)流、海水物理性質(zhì)等諸多因素的影響平均海平面:海洋表面的平均高度,是一個(gè)地區(qū)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)得到的海面的平均位置,位于平均高潮位和平均低潮位的中間。大地水準(zhǔn)面:靜止的平均海水面的水準(zhǔn)面。

21、由靜止海水面并向大陸延伸。與平均海水面相吻合的稱為大地水準(zhǔn)面所形成的不規(guī)則的封閉曲面。它是重力等位面,即物體沿該面運(yùn)動(dòng)時(shí),重力不做功。 絕對(duì)海平面變化(Eustatic Sea-Level Change) :海洋表面與地心之間的距離變化。主要受控于全球海洋的水量變化。相對(duì)海平面變化(Relative Sea-level Change):在一個(gè)地區(qū),海平面相對(duì)陸地的升降變化。是相對(duì)于某一個(gè)陸地基準(zhǔn)點(diǎn)(不是絕對(duì)不變的,受到地面高度變化的影響)的高度變化。是疊加了絕對(duì)海平面變化和陸地垂直運(yùn)動(dòng)的綜合結(jié)果。冰期:冰川擴(kuò)展,大量的水體被以固態(tài)形式儲(chǔ)存在陸地,海水18O相對(duì)偏重間冰期:冰川消融,輕的18O冰

22、川融水進(jìn)入海洋,海水18O變輕海洋中底棲有孔蟲(chóng)可18O記錄反應(yīng)全球海水平均的18O變化,因而可以用來(lái)重建全球的冰量變化,進(jìn)而推斷全球的絕對(duì)海平面變化第四紀(jì)海平面變化研究的意義1. 海平面是控制陸源碎屑沉積最重要的因素,海平面變化決定了陸源碎屑沉積的最終歸宿。海平面變化歷史是理解陸緣沉積層序和古地理變遷的基礎(chǔ)。2. 相對(duì)海平面記錄是分析區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。既可以分析長(zhǎng)時(shí)間尺度的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),也可以分析短時(shí)間尺度的地殼運(yùn)動(dòng)(如地震活動(dòng))。3. 海平面變化是全球高緯度地區(qū)冰川融水的直接證據(jù),而高緯地區(qū)的冰川融水對(duì)于全球大洋環(huán)流具有重要的控制作用。高精度的全球海平面重建對(duì)于研究氣候變化、大洋環(huán)流變化具有十

23、分重要的意義。4. 海平面變化的地質(zhì)重建可以延伸器測(cè)記錄的長(zhǎng)度,利于判別一個(gè)地區(qū)海平面變化的長(zhǎng)期趨勢(shì)現(xiàn)代海平面上升的影響:1.風(fēng)暴潮加劇:高海平面抬升了風(fēng)暴增水的基礎(chǔ)水位,增加了行洪排澇難度,加大了臺(tái)風(fēng)和風(fēng)暴潮致災(zāi)程度。2.海岸侵蝕: 海平面上升導(dǎo)致波浪和潮汐能量增加、風(fēng)暴潮作用增強(qiáng)、海岸坡降加大、海岸沉積物組成改變,在挖沙和沿海工程修建等人類活動(dòng)的共同作用下,沿海地區(qū)海岸侵蝕進(jìn)一步加劇。3.海水入侵與土壤鹽漬化:海平面上升和沿海地區(qū)地下水超采加劇了海水入侵與土壤鹽漬化程度,影響沿岸生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)作物生長(zhǎng)。 4.咸潮:咸潮入侵程度與海平面、潮汐、風(fēng)暴潮、降雨和上游來(lái)水等因素密

24、切相關(guān)。第三章 海洋地形地貌 第一部分 地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其海陸地貌概述地殼:875km; 巖石圈:100200km; 軟流圈: 350500km;上地幔:670km;地幔:2900km1、地殼層I為沉積層:區(qū)域性差別大,厚度02km,平均厚度約0.4km;地震縱波速度(Vp)為1.62.5km/s。沉積物主要是由濁流搬運(yùn)到深海的陸源、生物、自生和火山等成因的未固結(jié)沉積物。沉積層通常在大洋中脊軸部缺失或極薄,隨著遠(yuǎn)離洋中脊而逐漸增厚,洋盆邊緣最厚可達(dá)2km。層II為基底層:火山巖層,是以玄武巖為主,夾有已固結(jié)的沉積巖,厚度變化較大,介于1.02.5 Km之間,平均約1.4 km;Vp為3.46.

25、2 km/s。上部多為低鉀拉斑玄武巖;下部多為呈巖脈或巖床形式的輝綠巖;底部為席狀巖墻群。層III為大洋層是大洋地殼的主體。Vp為6.47.0km/s,由此推測(cè)可能是輝長(zhǎng)巖、角閃巖或蛇紋石化橄欖巖等。其厚度相對(duì)變化不大,平均厚約5.0km。洋殼與陸殼的基本區(qū)別:(1)物質(zhì)組成洋殼主要由玄武質(zhì)巖及超鎂鐵巖石組成,陸殼則以巨厚花崗巖質(zhì)巖為主。相對(duì)洋殼,陸殼富集Si和K,而貧Fe,Mg和Ca。如洋殼SiO2含量不足50%,而陸殼則在60%以上;K2O的含量,洋殼僅為陸殼1/7左右。(2)厚度洋殼平均厚度僅7km左右,而大陸型地殼厚度一般在3540 km之間。陸殼厚度變化較大,通常地勢(shì)越高厚度越大,如

26、青藏高原(>70 km),而裂谷下可能只有幾公里。在海底,洋殼厚度總體相對(duì)穩(wěn)定在7km左右。(3)地球物理特征洋殼雖薄,卻以正重力異常值為特點(diǎn),大洋盆地的布格異常值可達(dá)500 mGal;陸殼雖厚,其重力異常值卻主要表現(xiàn)為負(fù)值,高山地區(qū)布格異常值一般為500300 mCal。(4)年齡陸殼上最古老的巖石或礦物可達(dá)39×10842×l08a;而洋殼巖石一般都小于1.6×108a,最古老的洋殼也沒(méi)有超過(guò)1.8×108a(5)火山活動(dòng)大部分陸地上很少有巖漿或火山活動(dòng),而大洋內(nèi)火山活動(dòng)相對(duì)普遍得多,尤以大洋中脊和大洋邊緣的島弧為火山與侵入活動(dòng)最盛。 (6)構(gòu)

27、造活動(dòng)陸殼的褶皺和斷裂構(gòu)造都很發(fā)育,大部分山脈是由花崗巖質(zhì)巖漿巖和變形變質(zhì)巖和未變形變質(zhì)的沉積巖組成;洋殼構(gòu)造除大洋邊緣溝弧體系外,洋底是以斷裂構(gòu)造為主。(7)結(jié)構(gòu)分層陸殼的分層不明顯難以確定。而洋殼垂向上的三分結(jié)構(gòu)在世界各大洋非常明顯,盡管這些層的性質(zhì)在不同洋區(qū)隨深度有明顯變化,這只是反映了演化過(guò)程上的差異。2、地幔:地幔與地核之間的界面為古登堡不連續(xù)面,可進(jìn)一步分為上地幔、過(guò)渡帶和下地幔三部分,由富鎂的巖石組成。3、地核:地核的密度非常大,雖然在體積上只占地球的16.2,但質(zhì)量卻占了32。在距地表5150Km6370Km深處,P波地震波速又有微小的增大,表明還存在一個(gè)固態(tài)的內(nèi)核。所以,51

28、50Km界面進(jìn)一步將地核又分為外核與內(nèi)核,它們主要由鐵組成,硅、鎳為次要成分,地核密度是地幔底部的兩倍,達(dá)10g/cm3,其中外核呈液態(tài),推測(cè)是溫度和壓力條件使鐵呈熔融狀態(tài)。4、低速層與軟流層地震波速分布表明(面波,S波),在海底之下平均約70km以下深處,Vs突然急劇減小,較之其上部約50km處的Vs值減小近90%,說(shuō)明介質(zhì)具粘滯性或塑性。關(guān)于低速層的成因,目前大致有三種推測(cè): 物質(zhì)組成不同,高溫,巖石部分熔融所致。軟流層雖有部分熔融,但地震橫波仍能通過(guò),說(shuō)明熔融相當(dāng)有限。有限的熔漿充填在難熔橄欖巖晶粒之間,橄欖巖構(gòu)成軟流層的巖石格架。5、巖石圈巖石圈:指固體地球最上面的層圈,包括地殼和地幔

29、的最上部,具有較高的剛性和彈性。巖石圈的厚度從近于零或只幾千米(大洋中脊下)到超過(guò)150km(大陸年輕造山帶)。巖石圈厚度與其年齡有一定的關(guān)系。在最年輕的洋殼下面,巖石圈最薄。而在最老的陸殼下面,巖石圈最厚。巖石圈的物質(zhì)組成縱向和橫向上都變化非常大,但大洋巖石圈物質(zhì)組成相對(duì)穩(wěn)定。地殼主要由花崗巖和玄武巖構(gòu)成;上地幔巖石圈主要由榴輝巖或橄欖巖構(gòu)成。第二部分 洋中脊與大洋盆地地形地貌根據(jù)大洋的地形及構(gòu)造特征,大洋分兩大地貌單元:1.洋底: 包括大洋中脊和大洋盆地兩部分 2.大陸邊緣:包括大陸架、大陸坡、大陸基、島弧和海溝深海盆地海山孤立于洋底之上相對(duì)高度在數(shù)百米以上的海底高地叫作海山,典型的海山多

30、為近似圓錐形。據(jù)重力、地磁以及所采海山巖石樣品說(shuō)明,大多數(shù)海山源于海底火山噴發(fā)。在海山中引人注目的是頂部平坦呈圓錐狀臺(tái)地的海山。平頂面直徑可達(dá)十幾公里,頂面水深可達(dá)2000m,人們把這種獨(dú)特形狀的海山稱作平頂海山。海洋中的平頂山與陸地上的破火山口形狀不同,在海底平頂山中部沒(méi)有斷塊陷落的痕跡。因此,可以認(rèn)為這種山形是在火山停上活動(dòng)之后的某一時(shí)期曾經(jīng)露出在海面之上遭到波浪侵蝕切削而變成。環(huán)礁(atoll):礁體是指由鈣質(zhì)生物體堆積而成的海底隆起。環(huán)礁是指大洋中逼臨海面而生長(zhǎng)的環(huán)狀礁體。島鏈(island chain):在大洋中,存在有呈線狀排列的火山,形成海山鏈,如果這些海山出露在海面之上,則形成

31、島鏈。深海平原(abyssal plain):深海平原是指洋盆中海底平坦的區(qū)域,坡度小于1:1000(1m/1km),為地球表面最平坦的部分。通常出現(xiàn)在陸隆的外緣,水深在30006000 m之間。地震資料表明,深海平原是由在原始不規(guī)則的海底地形之上沉積了巨厚的沉積物而成深海丘陵(abyssal hill):深海丘陵是指深海平原中明顯高起的小丘,高度小于1000m。水平分布范圍一般從110 Km,但也可達(dá)50km。深海丘陵通常成群出現(xiàn)于深海平原和洋中脊側(cè)翼之間,特別是見(jiàn)于沒(méi)有沉積物覆蓋的基巖裸露海底區(qū)域無(wú)震海嶺 (aseismic ridge):在洋底,除了大洋中脊體系之外,還有另一種壯觀的海底

32、地貌景觀:由一系列火山性海山呈線狀排列,延伸達(dá)千公里以上,稱作海嶺,又因這類海底火山山脈最大的特點(diǎn)是無(wú)地震,故稱作無(wú)震海嶺。洋中脊地貌大西洋中脊地形相對(duì)陡峻、狹窄,具有明顯的中央裂谷;印度洋中脊地形相對(duì)大西洋的平緩和寬闊,也具有中央裂谷;太平洋中脊地形相對(duì)是最寬、最平緩的,不具有中央裂谷。大洋中脊地形相當(dāng)復(fù)雜,在橫向上,中脊頂部有一系列的嶺谷相間排列;在縱向上,中脊呈波狀起伏的形態(tài),并被一系列的巨型斷裂所切割錯(cuò)斷。慢速(超慢速)擴(kuò)張洋脊與快速擴(kuò)張洋脊在形態(tài)上明顯不同。據(jù)地震反射資料,大洋中脊地殼厚度普遍小于正常大洋地殼厚度。其原因一方面是因?yàn)橹屑馆S部普遍缺失洋殼結(jié)構(gòu)的層I,既缺少頂部的沉積層;

33、另一原因是局部脊段甚至缺失洋中脊結(jié)構(gòu)中的層II,甚至層III,地幔直接出露于海底。地震資料揭示:在中脊軸部之下普遍存在地震波速較小的異常上地幔,沿洋中脊重力異常值也較深海盆地顯著降低,洋中脊還是一個(gè)高熱流值帶,同時(shí)也是一個(gè)地震頻發(fā)帶。中央裂谷熱液煙囪體令人驚異的是,在洋中脊軸部上成群聳立著由熱液活動(dòng)成因的硫化物煙囪體,它們可高達(dá)10m,直徑寬約40cm。由黑煙囪噴出溫度熱液流體溫度高達(dá)350以上。在黑煙囪周圍所構(gòu)成的熱水區(qū),不僅有蝦、貽貝、魚(yú)、嗜熱的化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌等,還生長(zhǎng)著白蟹,且成群的鮮紅色大型管狀蠕蟲(chóng)在熱水流中飄動(dòng)著,從而構(gòu)成了一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)海底年齡根據(jù)地球發(fā)育歷史,地球上早在1000M

34、a之前就有海洋,以現(xiàn)在大洋沉積速率0.01mma計(jì)算,海洋中應(yīng)該有厚達(dá)10 km以上的沉積物。事實(shí)上世界大洋沉積物最厚也不超2km;海洋沉積物的分布極不均衡,沉積厚度可從零變化到幾千米。最顯著的特點(diǎn)之一是沿大洋中脊頂部一帶幾乎沒(méi)有沉積蓋層,從中脊頂部向兩翼沉積層呈逐漸增厚的趨勢(shì)。眾多的事實(shí)說(shuō)明,大洋巖石圈不是固定不變的,而是在不斷地更新,大約是在2億年左右的時(shí)間更換一次,這就需要有新洋殼產(chǎn)生和老洋殼消亡的地方。這正是板塊構(gòu)造理論和海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)產(chǎn)生的背景。第三部分 大陸邊緣與溝弧盆系統(tǒng)地形地貌 陸緣類型:大陸邊緣是陸地和大洋之間的過(guò)渡帶 1.二分方案太平洋型和大西洋型 2.三分方案太平洋型、大西

35、洋型、地中海型。3.動(dòng)力學(xué)分類方案活動(dòng)型、穩(wěn)定型和轉(zhuǎn)換型: 主動(dòng)大陸邊緣屬于運(yùn)動(dòng)板塊前緣的大陸邊緣,往往與板塊的匯聚、俯沖消減、現(xiàn)代強(qiáng)烈的地震和火山活動(dòng)密切相關(guān),故又稱之為活動(dòng)型大陸邊緣,與太平洋型大陸邊緣相當(dāng); 被動(dòng)大陸邊緣屬于運(yùn)動(dòng)板塊后緣的大陸邊緣,位于同一板塊的內(nèi)部,隨板塊向兩側(cè)做相背運(yùn)動(dòng),在構(gòu)造上相對(duì)穩(wěn)定,故稱為穩(wěn)定型大陸邊緣,相當(dāng)于大西洋型大陸邊緣;轉(zhuǎn)換型大陸邊緣板塊之間發(fā)生剪切活動(dòng)形成的大陸邊緣,它可以是主動(dòng)的,也可以是被動(dòng)的,以淺源地震為標(biāo)志,分布比較局限。 目前采用較為通用的分類,即以穩(wěn)定型(大西洋型)、活動(dòng)型(太平洋型)和轉(zhuǎn)換型三大類劃分方案。1 穩(wěn)定陸緣穩(wěn)定陸緣的基本地貌單

36、元包括:大陸架、大陸坡和大陸隆。不同的地貌單元有著特點(diǎn)極為不同的微地貌類型。 大陸架:大陸向海的自然延伸部分, 始自海岸線,終于海底坡度突然增大的地方,坡度很小。穩(wěn)定型大陸邊緣陸架一般較寬(如南、北美洲東緣);而在活動(dòng)的太平洋東緣和日本東部的太平洋型大陸邊緣、沿紅海兩緣年輕的大陸邊緣和幾內(nèi)亞灣北緣的大陸邊緣,它們的陸架都較窄。在西太平洋大陸邊緣帶還發(fā)育有島弧后的邊緣海的大陸架,大多較寬,例如,中國(guó)的渤、黃、東海陸架,渤海和黃海全是陸架海,而東海大陸架向東南延至沖繩海槽。中國(guó)鄰海大陸架相當(dāng)寬,南海大陸架珠江口外最寬,達(dá)330km。陸架地形總的來(lái)說(shuō)比較平坦,但也常有起伏達(dá)20m左右的丘陵、洼地和谷

37、地等。波浪、潮汐、海流的作用形成沙丘和沙脊,有時(shí)則形成谷地大陸坡:分隔大陸和大洋的巨大斜坡,從陸架外緣向深海延伸至水深2000m左右的地方,有的地方陸坡下限水深大于2000m,寬度數(shù)十至數(shù)百公里不等,平均2040km,較大的坡度是陸坡的最大特點(diǎn),平均5º左右,最大可達(dá)45º。陸坡上多發(fā)育有次一級(jí)地形,其中海底峽谷較為普遍。大陸坡可以是單一斜坡,也可呈臺(tái)階狀。陸坡被海底峽谷和溝谷刻蝕,加上斷層崖壁,滑塌作用形成的陡坎及底辟隆起等,導(dǎo)致坡面十分崎嶇。大陸坡底質(zhì)以泥為主,還有少量砂礫和生物碎屑。沉積物比相鄰的陸架和陸隆沉積物細(xì),但在冰期海平面下降期間,大部分大陸架出露為陸地,河流

38、向前推進(jìn)到陸坡頂部附近入海,使陸坡上粗粒沉積物增多。大陸?。褐戈懫缕侣聪虼笱缶弮A的、由沉積物堆積而成的巨大楔狀沉積體,常由許多海底扇復(fù)合、改造而成,組成物質(zhì)主要源自大陸,濁流沉積層和等深流沉積發(fā)育,沉積物厚2 km以上,粒級(jí)多屬粘土至細(xì)砂,以中粉砂最為典型。大陸隆一般分布在水深20005000m,其上靠著陸坡坡麓,下部覆蓋在大洋底上,主要見(jiàn)于大西洋型陸緣,太平洋型大陸邊緣通常缺失陸隆。分布于大西洋、印度洋、北冰洋和南極洲的大部分周緣地帶。2活動(dòng)大陸邊緣活動(dòng)陸緣主要分布在西太平洋邊緣,往往是由伴隨板塊俯沖作用的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所形成的?;顒?dòng)陸緣的基本地貌單元包括:海溝、島弧和弧后盆地三大部分,三者被合稱

39、之為溝-弧-盆體系。海溝:一般指水深超過(guò)6000m的狹長(zhǎng)深水洼地,主要出現(xiàn)于西太平洋的島弧和大洋盆地之間,多平行于島弧呈弧形展布,側(cè)坡陡峭,橫剖面呈“V”形,也有部分海溝底部較平坦。 海溝外側(cè)(洋側(cè))沉積物一般都是未變形的水平沉積,而內(nèi)側(cè)(陸側(cè))沉積物常經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的擠壓變形,表現(xiàn)有褶皺,混雜或扭曲作用。海溝是現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)最強(qiáng)烈最頻繁的地帶之一。島?。涸诤舷蜿懸粋?cè),并且與海溝平行展布的弧形火山列島,稱為島弧。因?yàn)閸u弧主要是由于大規(guī)模的火山活動(dòng)或巖漿侵入活動(dòng)所形成,又被稱為火山弧。島弧是地球上最為活躍的構(gòu)造地貌單元之一,其成因與板塊俯沖作用密切相關(guān)。典型的島弧又可分為弧前混雜堆積體、弧前盆地、弧內(nèi)

40、盆地、火山弧、弧后盆地等。地貌是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是內(nèi)生作用能量釋放的體現(xiàn)。島弧特殊的地貌構(gòu)造結(jié)構(gòu)是板塊俯沖作用所導(dǎo)致的一系列作用的結(jié)果。弧后區(qū)(邊緣海):島弧與大陸之間的地區(qū)稱為弧后區(qū)。在西太平洋大陸邊緣,主要表現(xiàn)為邊緣海盆地。不同于通常的陸緣海或內(nèi)陸海,邊緣海通常具有類似的洋殼結(jié)構(gòu),基底巖石為貧堿性組分的拉斑玄武巖。邊緣海:弧后盆地(邊緣海盆)一般認(rèn)為是由于板塊俯沖,造成軟流圈地幔次生對(duì)流引起弧后擴(kuò)張作用所致。 第四部分 海岸帶與中國(guó)近海地形地貌1 海岸是海洋與陸地相接觸和相互影響的地帶。狹義(傳統(tǒng))的海岸帶是指特大高潮線至淺水波半波長(zhǎng)水深的范圍,即從波浪開(kāi)始作用海底的深度起算向

41、陸地到風(fēng)暴浪所能到達(dá)的地帶。這里主要的海洋動(dòng)力是波浪,其次是潮汐。按傳統(tǒng)觀點(diǎn),海岸帶大致是從水深10m-20m處至高潮線以上高程3m左右處。廣義海岸帶為特大高潮線至陸架外緣。最新的海岸帶是指自陸架外緣到海水所能影響到的地方!海岸地貌分帶 海岸帶內(nèi)的外動(dòng)力有波浪、潮流、河流和生物等。從動(dòng)力環(huán)境和海岸發(fā)育過(guò)程看,海岸帶可分為:后濱、前濱、內(nèi)濱和外濱。海岸分類根據(jù)研究目的不同,有不同的海岸帶分類方案:按海岸帶的物質(zhì)組成可以將海岸劃分成砂質(zhì)海岸,粉砂淤泥質(zhì)海岸、巖石海岸和生物海岸(如珊瑚礁、紅樹(shù)林海岸等)。按主要?jiǎng)恿澐?,可分成浪控海岸、潮控海岸、河口三角洲海岸和生物控海岸。按海岸剖面特征,砂礫質(zhì)海岸

42、又分成有壩(岸外壩)海岸和無(wú)壩海岸。按海岸線形態(tài),可分成夷平海岸和岬灣海岸。按與海底構(gòu)造關(guān)系,可分為與洋盆相適應(yīng)的拖曳海岸,兩個(gè)板塊相撞的碰撞海岸,等等。沙質(zhì)海岸:由砂和礫質(zhì)砂組成的海岸稱為砂質(zhì)海岸,在世界上分布很廣,在我國(guó)主要分布于魯、遼、冀、粵和海南等省。1、海灘沉積海灘(beach)是沿岸分布的砂質(zhì)沉積物堆積體。謝帕德(1973)認(rèn)為海灘是砂或礫石覆蓋的海濱,不包括淤泥質(zhì)和巖石海岸。波浪破碎產(chǎn)生的沖流及回流塑造了海灘剖面,波浪及其派生的沿岸流、裂流驅(qū)動(dòng)沉積物運(yùn)移,造成沉積物不斷地再分布。潮汐使波浪作用帶的范圍加寬。海灘淤蝕動(dòng)態(tài):海灘的淤蝕取決于眾多的因素,例如,泥沙的供給、地殼或海面的升

43、降、水動(dòng)力條件強(qiáng)弱等,在一定時(shí)間段內(nèi),有時(shí)甚至還要考慮人類活動(dòng)和壓實(shí)作用的影響。海灘從暴風(fēng)浪期侵蝕淤積到平常涌浪期,經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán),稱為海灘的波浪旋回。季節(jié)旋回受季節(jié)氣候變化和洪枯季沉積物供應(yīng)變化的影響,海灘淤蝕剖面在一年中交替出現(xiàn)于夏冬季節(jié)之間,稱為海灘的季節(jié)旋回。季節(jié)性旋回在黃河口附近的海灘表現(xiàn)的尤為明顯。潮汐旋回大潮潮差大,海灘剖面的范圍大,海灘發(fā)生侵蝕;小潮潮差小,海灘范圍也變小,則海灘發(fā)生淤長(zhǎng),每14.5天作為一個(gè)周期。海灘隨大小潮而一蝕一淤得輪回現(xiàn)象稱為海灘的潮汐旋回。 海灘的三個(gè)動(dòng)態(tài)旋回普遍存在于沙質(zhì)海灘上,不能以某點(diǎn)某時(shí)刻的淤蝕動(dòng)態(tài)隨便確定海灘的持續(xù)動(dòng)態(tài),必須進(jìn)行海灘的長(zhǎng)期觀測(cè)

44、。通常,按海灘的物質(zhì)粒度組成可將沙質(zhì)海岸分成砂礫質(zhì)和粉沙淤泥質(zhì)兩種,前者以波浪作用為主,后者以潮流作用為主。2、沙壩瀉湖沉積體系砂礫質(zhì)有壩海岸的主要特征是沿岸分布一條或幾條沙壩,壩內(nèi)發(fā)育瀉湖,瀉湖通過(guò)潮流通道與外海聯(lián)系,潮流通道兩端分布有內(nèi)外潮流三角洲,它們之間互有聯(lián)系,總稱為沙壩瀉湖沉積體系。粉沙淤泥質(zhì)海岸是指岸坡平緩、水動(dòng)力條件較弱、海灘沉積物主要由泥沙粒級(jí)和貝殼碎屑及植物腐殖質(zhì)組成的海岸。1、 潮間帶沉積動(dòng)力過(guò)程在粉沙淤泥質(zhì)海岸的前沿地帶基本都發(fā)育有坡度平緩、寬度不一的淤泥質(zhì)潮坪。寬闊的潮坪是粉沙淤泥質(zhì)海岸普遍的地貌特征。2、碎屑潮坪沉積碎屑潮坪在地貌上又稱為潮灘,主要由粉砂淤泥質(zhì)組成。

45、潮坪的寬度取決于潮差和坡度,坡度小潮差大,則潮坪寬廣。由于沉積滯后效應(yīng)和漲、落潮流在時(shí)間、速度上具有不對(duì)稱性,使得質(zhì)點(diǎn)每個(gè)潮周期過(guò)程中都凈向陸遷移一段距離,直到該質(zhì)點(diǎn)不能再被落潮流攜帶為止而沉積下來(lái)。 沉積構(gòu)造特征潮坪環(huán)境中潮流的雙向性以及能量的周期性變化,使得潮坪沉積形成了一系列的特征沉積構(gòu)造:各種波痕、羽狀交錯(cuò)層、潮汐層理及再作用面等。巖石海岸約占世界海岸的80。在山地、丘陵綿延的濱岸地帶,地質(zhì)構(gòu)造和巖性對(duì)海岸過(guò)程起著主要的控制作用。海岸線的曲折程度取決于沿岸的地質(zhì)構(gòu)造,港灣、岬角相間分布,海岸線蜿蜒曲折,反映出地質(zhì)構(gòu)造對(duì)海岸分割程度。巖石圈板塊離開(kāi)擴(kuò)張帶朝著聚合帶運(yùn)動(dòng),這個(gè)過(guò)程對(duì)世界海岸

46、輪廓和海岸的發(fā)育具有廣泛的影響。七十年代以來(lái),有些學(xué)者根據(jù)海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造的觀點(diǎn)來(lái)區(qū)分海岸的類型:板塊前緣碰撞海岸,板塊后緣拖曳海岸,邊緣海海岸等三大類型。1、碰撞海岸的線性構(gòu)造與海岸平行,海岸高聳且相當(dāng)平直,內(nèi)陸構(gòu)造活動(dòng)躍,大陸架相當(dāng)狹窄。這種海岸是世界上火山和地震活動(dòng)的重要地帶。沿著海溝的地震活動(dòng)是海嘯災(zāi)害性波浪產(chǎn)生的原因。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)海岸的影響是最為顯著的。2、拖曳海岸主要是指大西洋型海岸,通常都有著寬闊的大陸架。在拖曳海岸外側(cè)是否發(fā)育有寬闊的大陸架主要取決于海岸和毗鄰的海洋發(fā)育的程度。在新的拖曳邊緣海岸則基本沒(méi)有大陸架,代之的是陡峭的內(nèi)陸海岸。3、邊緣海海岸指弧后盆地周邊的海岸。邊緣

47、海海岸常受到?jīng)_積平原和三角洲的改造。大陸架的寬度主要依賴于內(nèi)陸地區(qū)的地勢(shì)和河流情況。例如,中國(guó)東海因受冰期海平面變化和長(zhǎng)江、黃河入海物質(zhì)的影響,不僅陸架寬闊,而且主要是淤泥質(zhì)海岸。巖石海岸多為侵蝕性海岸,主要的作用力來(lái)自于海浪。當(dāng)波浪侵蝕海岸基底時(shí),不僅可以將剝蝕下的碎屑物質(zhì)運(yùn)移海岸,而且可以引起海岸巖石滑坡和崩塌等塊體運(yùn)動(dòng)。巖石海岸的平面形態(tài)各種各樣。1)樹(shù)枝狀海岸:類似橡樹(shù)葉的型式,是河流在水平巖層和均勻物質(zhì)上的侵蝕作用所形成。2)格子狀海岸:是由河流在不同硬度的傾斜巖層上的侵蝕作用形成的。3)海浪裁直的海崖海岸。麓部具有傾斜平緩的海底,與斷層海岸向海陡峻斜坡不同。4)浪蝕作用造成的不規(guī)則

48、海岸: 所形成的海灣不深凹進(jìn)陸地內(nèi)。5)岬角海岸:大型突出岬角型海岸。生物海岸由生物作用和生物體堆積所形成的海岸稱為生物海岸。生物海岸分類除了根據(jù)海岸形態(tài)和與陸地的關(guān)系外,經(jīng)常是根據(jù)主要造礁生物的種類進(jìn)行劃分。例如:珊瑚礁海岸、紅樹(shù)林海岸、沼澤草地海岸等。1、生物海岸的主要類型(1)珊瑚礁海岸:包括珊瑚或藻類所建造的礁石型海岸,常見(jiàn)于熱帶。通常礁體圍繞在海濱邊緣,內(nèi)側(cè)見(jiàn)有海浪堆積起來(lái)的堤壘灘。(2)紅樹(shù)林海岸:紅樹(shù)植物扎根于海灣的淺水地帶,其根部周圍的沉積物逐漸堆出海面而擴(kuò)展形成的海岸。這類海岸亦發(fā)育在熱帶和亞熱帶。(3)沼澤草地海岸:鹽堿沼澤草類,在不受風(fēng)浪襲擊的海域中,能生長(zhǎng)到淺海區(qū),并像

49、紅樹(shù)林那樣,聚集沉識(shí)物,擴(kuò)展成陸地。這些海岸也可被劃分為泥灘和鹽堿濕地類。2、海岸過(guò)程中的生物作用生物對(duì)海岸的作用形式是多種多樣的,有些生物加劇了海岸侵蝕過(guò)程,大大削弱了巖石的抗蝕能力,相應(yīng)地增強(qiáng)了波浪對(duì)海岸的侵蝕效率。而有些生物對(duì)海岸則起著建設(shè)性作用,如珊瑚等的骸骨堆建成礁石。生物對(duì)巖石的破壞,常常是以機(jī)械作用和化學(xué)作用相結(jié)合的。有些動(dòng)物能夠分泌出一種溶解巖石的有機(jī)酸,在石灰?guī)r等可溶性的巖石海岸帶有著明顯的效應(yīng)。鉆孔生物對(duì)海岸的破壞是通過(guò)擴(kuò)大裂隙進(jìn)行的。第五部分 海岸帶與中國(guó)近海地形地貌2河口三角洲海岸三角洲是指入海河流所攜帶的陸源沉積物在入海河口附近堆積所形成的三角形沉積體,包括陸上三角洲

50、平原和水下三角洲平原。1、河口三角洲三角洲剖面呈楔狀,一般都有一個(gè)堆積中心,其厚度向其周圍變薄。大型三角洲形成的先決條件是有一個(gè)能搬運(yùn)大量碎屑物質(zhì)的大型河流系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)是由流域盆地、沖積河谷、三角洲平原和受水盆地組成。大型三角洲通常在構(gòu)造穩(wěn)定且緩慢下沉的海岸帶發(fā)育,一般不會(huì)在構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈或距離分水嶺很近、高程梯度大的海岸帶形成。從地貌學(xué)角度可以定義河口灣是:“漲潮海水侵入河谷的通道”,根據(jù)形態(tài)將其分為不同的類型,主要反映長(zhǎng)期的海面變化、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、淡水和沉積物供應(yīng)狀況。在河口研究中,另一個(gè)有價(jià)值的分類是根據(jù)潮差,大潮潮差小于2m劃分為小潮河口,大于4m為大潮河口,24m米為中潮河口。在中國(guó),黃

51、河口潮差小于1.6米屬小潮河口,長(zhǎng)江口、遼河口和珠江口大潮潮差都大于2m屬中潮河口,鴨綠江、錢塘江屬大潮河口。2、河口動(dòng)力過(guò)程(2) 河口環(huán)流與沉積物搬運(yùn)影響河口發(fā)育的主要水動(dòng)力因素包括:河流、潮汐、波浪和風(fēng)等,而鹽度能夠很好地指示咸淡水相互混合類型及過(guò)程。鹽水楔河口(A型)以河流為主,其環(huán)流形式是淡水水體位于高密度鹽水之上向海擴(kuò)散,鹽水楔可稱為鹽水異重流。部分混合河口(B型)潮流作用增大,河流作用減弱,潮汐混合作用使得咸淡水之間鹽度突變界面消失,鹽度變化呈過(guò)渡狀態(tài)。充分混合河口(C型)大潮差、強(qiáng)潮流河口,鹽度垂向分層完全被破壞,河口灣被海水控制。 可以看出,從水動(dòng)力因素講,河口類型主要取決于

52、河流與潮汐(流)的相對(duì)強(qiáng)弱。河流強(qiáng)(大),則多為弱混合的鹽水楔型河口,若潮流作用強(qiáng),而河流弱(小),則會(huì)出現(xiàn)充分混合型河口。2、河口動(dòng)力過(guò)程(4) 入海泥沙的擴(kuò)散與沉積河流對(duì)碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)能力和起動(dòng)能力隨流速的增大而增大。當(dāng)河流離開(kāi)口門后,其動(dòng)量由于與周圍海水的相互作用而減弱,流速變小,搬運(yùn)沉積物能力也隨之減弱,泥沙將發(fā)生分選沉降作用,其結(jié)果是由河口向外沉積物由粗變細(xì),沉積速率由快變慢。河流入海后的擴(kuò)散形式,主要取決于河流慣性力、底床上的摩擦力、河海密度差產(chǎn)生的浮力。河口猶如一個(gè)噴咀,根據(jù)河水與海水之間的密度差,可區(qū)分出三種河口噴流類型,即高密度流、等密度流和低密度流。3、三角洲沙體類型河流攜

53、帶的泥沙進(jìn)入受水盆地后,由于動(dòng)力分選作用,大量的粗粒沉積物在河口附近沉積,形成了特有的三角洲沉積砂體。河口三角洲形態(tài)有各種各樣類型。僅就形態(tài)而言,可以劃分為六種:4、三角洲地層(1)垂向地層序列現(xiàn)代建設(shè)型河口三角洲地層組合有很大的相似性,基本上符合Gilbert(1884)的三元結(jié)構(gòu)模式:由下向上沉積物由細(xì)變粗再變細(xì),下部是粉沙質(zhì)粘土粒級(jí)的前三角洲相,中部是粉沙質(zhì)三角洲前緣相和細(xì)沙粒級(jí)的河口相沉積,頂部是相對(duì)較細(xì)的路上山角洲平原相。從空間和時(shí)間的角度看,三角洲沉積體的發(fā)育并非是單一的生長(zhǎng)過(guò)程,而是既有前進(jìn)也有后退,主要取決于沉積物供應(yīng)和相對(duì)海平面的變化。相對(duì)海平面變化主要是由盆地下沉和全球海平

54、面波動(dòng)所決定。Postma(1995)總結(jié)出四個(gè)典型的海平面變化與三角洲復(fù)合體模式:(A)Rs型:海平面以上升為主,伴有周期性的停頓,無(wú)下降或僅有短暫的下降。這是一個(gè)冰后期模式,在研究全新世海岸三角洲復(fù)合體中有代表意義。在坡度較陡的陸架上,隨著海平面上升,不同的三角洲沉積體在垂向上相互迭置,在海平面最大變化速率點(diǎn),產(chǎn)生不整合界面。中國(guó)東部海區(qū)陸架地形寬緩平坦,自末次冰期后海岸線后退了大約1200km的范圍。海平面上升造成了海岸的快速后退,使三角洲復(fù)合體在縱向上相互迭置,以淺灘型三角洲沉積為主。Gilbert型三角洲地層的三分性不明顯,有時(shí)缺失部分層位,沉積地層較薄,具有海侵型沉積序列。(B)

55、Rf型:波動(dòng)上升的海平面變化曲線。隨著海平面波動(dòng)上升,河流相和淺海相沉積地層相間出現(xiàn),海平面下降形成的河流相頂部是滯留礫石層,被海平面上升過(guò)程中的波浪改造砂層所覆蓋,這種砂層通常稱為海進(jìn)砂層,在現(xiàn)代黃河三角洲地區(qū)也普遍存在。(C) Fr型:海平面以下降為主,伴有明顯的波動(dòng)。這種三角洲建造類型常見(jiàn)于晚更新世三角洲底層。在縱向上,隨著海平面波動(dòng)下降,多期三角洲體向海推進(jìn),以陸上三角洲平原沉積為主,夾有海面上升中形成的水下三角洲沉積層;在垂向上,一般由淺海過(guò)渡相向上變?yōu)樗氯侵藓头至骱拥莱练e為主的陸上平原沉積地層。(D) Fs型:海平面以下降為主,伴有周期性停頓。河流隨海岸向海運(yùn)動(dòng),形成廣闊的河流

56、沖積平原,以河道和濱岸沉積層為主。 在末次冰消期,海面快速上升,大約在56ka BP后,海岸基本上穩(wěn)定,全球河口處于穩(wěn)定發(fā)展階段,形成了廣泛發(fā)育的三角洲海岸。河流在科氏力、地形和河道堆積等因素影響下,將發(fā)生彎曲變形,出現(xiàn)周期性的決口改道。河道每擺動(dòng)一次,都將形成一個(gè)三角洲葉瓣。因此,現(xiàn)代三角洲實(shí)際上由很多的三角洲葉瓣疊加而成。第六部分 大陸架地形地貌與海洋權(quán)益大陸架大陸的自然延伸,通常指自海岸線(海陸交界線平均高潮線)到海底地形明顯變陡的陸架坡折之間海區(qū)。陸架外緣強(qiáng)調(diào)的是 “地形明顯變陡”的地方,因此,世界各地陸架外緣的水深不完全一致。在很多地方,陸架坡折處的水深在200m左右,但也有的是把末

57、次冰期低海面的古海岸線(水深130m左右)作為陸架外緣。陸架位于大陸與大洋之間,是大洋和大陸相互作用的區(qū)域。這里既可反映大洋所產(chǎn)生的全球變化信息,又能體現(xiàn)陸地和人類活動(dòng)對(duì)海洋的影響。陸架同時(shí)又是冰期和間冰期交替變化過(guò)程中環(huán)境變化最劇烈的區(qū)域之一。 大陸架在地形上是一起伏很小、坡度平緩的水下侵蝕堆積平原。由淺至深經(jīng)常發(fā)育有堆積臺(tái)地、陸架堆積平原、陸架侵蝕堆積平原、外陸架殘留砂平原等。 在河口附近是水下三角洲平原,向外多為以細(xì)粒沉積為主的現(xiàn)代沉積平原,外陸架經(jīng)常有冰期低海面時(shí)形成的潮流沙脊。1. 海岸帶是具有一定寬度的陸地和海洋相互作用的地帶,其上界是風(fēng)暴浪作用的最高位置,下界為波浪作用開(kāi)始擾動(dòng)海底泥沙處 2. 海岸動(dòng)力作用有波浪、潮汐、海流和河流等,其中以波浪作用為主 拍岸浪、激浪對(duì)岸邊巖石極強(qiáng)的破壞(溶蝕沖蝕磨蝕)。波浪是破壞海岸的主要?jiǎng)恿?海岸堆積地貌海浪侵蝕形成的碎屑物質(zhì),經(jīng)過(guò)海浪的搬運(yùn),在其他地方堆積下來(lái)就形成了海積地貌。被攜帶的碎屑物質(zhì)在海岸帶內(nèi)有作橫向移動(dòng)和縱

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