第十二章-海洋地質作用

第十二章海洋地質作用第一節(jié)海洋概述第二節(jié)海洋的剝蝕作用第三節(jié)海洋的搬運作用第四節(jié)海洋的沉積作用第五節(jié)濁流及其地質作用第一節(jié)海洋概述海洋地質作用是由海水的運動和海水的物理化學性質決定的。一、海水的運動海水的運動是海洋地質作用的最主要的動力。造成海水運動的動力主要有風、海水的密度差、溫度差、月引力和地震等。海水的運動按其運動形式分為：波浪、潮汐、洋流和濁流。（一）波浪——海水有規(guī)律的波狀運動。波浪要素：波峰：波形最高處。波谷：波形最低處。波長：相鄰兩波峰的距離。最大波長可達800多米。波高：波峰到波谷的垂直距離。波高一般不超過4m，波長數(shù)十米。大風暴時波高可達15—30m。波周期：第一波過去，次一波到同一地點所需時間。波速：波形在單位時間內前進的距離。波長、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。傳到無風區(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,振蕩波的特點就是質點不隨波形前進,而只是在原地往復的圓周運動，當相鄰水質點依次運動到波峰時，波峰則隨之向前移動；

深海中波浪傳播示意圖在風不斷吹動下，波浪中的水質點每完成一個圓周運動之后波峰便前進一段距離，成為往復螺旋式的前進運動。水質點的圓周運動半徑隨水深增加而減小，當達到一定深度后水質點即處于靜止狀態(tài)。水質點處于靜止狀態(tài)的臨界面，稱波基面。一般波基面深度為1/2波長，依次水域可分為深水區(qū)和淺水區(qū)。2、波浪向岸傳播

當波浪向海岸方向傳播到達淺水區(qū)，水面波形的對稱性會遭破壞，表層水質點運動軌跡變成橢圓形，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運動。隨著海水深度的變淺，摩擦阻力增大，水質點運動的橢圓形扁率增大，表面水質點速度超過波速時，波峰破碎出現(xiàn)白色的浪花。波浪進入淺灘，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動稱為潮流。因地月系統(tǒng)繞太陽運行，當出現(xiàn)新月和滿月(農歷初一和十五)之后1—2天，月地日三者位于同一線上，太陽的引力與月球的引力疊加，形成大潮。當出現(xiàn)上弦月或下弦月(即農歷初八、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，潮水涌向陸地；落潮時，潮水退回外海。（三）洋流海洋中沿固定方向流動的水體稱為洋流或海流。表層洋流分布示意圖定期到來的信風是引起表層洋流的主要原因。各種海水的溫度差對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。暖流與寒流共同構成表層海水的循環(huán)。洋流的形成定向風對海水的吹動（信風）溫度（暖流、寒流）含鹽度—深海環(huán)流二、海水的化學性質和物理性質（一）海水的化學性質1．海水的基本化學組成（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。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、海水的基本化學性質鹽度、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，含鹽度過高或過低都會導致海洋生物種屬的急劇減少。海水鹽分主要來源是大陸，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和分布，在很大程度上也控制著海水的氧化還原性質。海水的氧化還原強度用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—水之間進行著復雜的循環(huán)，與海水的化學性質、生物的生存和海洋沉積作用關系十分密切。（二）海水的物理性質對海洋的地質作用影響較大的物理性質有：（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質及其沉積物的主要來源。四、海洋的環(huán)境分區(qū)根據海水深度，并結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個環(huán)境分區(qū)。海洋分區(qū)示意圖（一）濱海濱海是海陸過度的地帶，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。海水運動以波浪作用為主；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，相當于大陸坡之上的海域。海水運動以洋流為主，生物貧乏，以浮游生物為主。（四）深?！畲笥?000m的廣大海域。海水運動以洋流為主，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等因素引起的海岸及海底巖石的破壞作用，簡稱為海蝕作用。海蝕作用的方式可分為：機械、化學、生物三種。機械剝蝕作用，海水運動引起，動力以波浪為主，發(fā)生于海岸帶及海水運動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引起。海洋的剝蝕作用以機械剝蝕作用為主，對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烈的地帶。海岸按巖性可分為基巖海岸、礫質海岸、砂質海岸、泥質海岸四類。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：隨著海蝕作用的進一步進行，海蝕凹槽不斷擴大，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：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，海蝕崖不斷向陸地方向節(jié)節(jié)后退，在海岸帶形成一個向上微凸并向海洋方向微傾斜的平臺。而被破壞下來的碎屑物質搬運至水面以下沉積下來形成波筑臺。

在海岸線向陸后退和波切臺擴展的過程中，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)、地質構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。海蝕平臺因海蝕作用而不斷展寬，使波浪沖擊崖基時要經過越來越長的距離，致使波能的消耗也越來越大。當平臺寬度大到使波浪的全部動能消耗殆盡時，海蝕作用即趨于停止，此時基巖海岸的橫剖面成上凸形曲線，線上各點的侵蝕強度趨于零，此剖面稱為巖岸海蝕平衡剖面。二、砂質海岸的改造砂質海岸的改造是由波浪和潮流引起的，進浪可攜帶沙粒向海岸方向運動，海水退回時底流又把部分砂礫帶回海中。中立點：一剖面上某點為界，該點沉積物處于不移動狀態(tài)。海岸帶碎屑橫向搬運示意圖三、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潮流通過的地方，以及以潮汐作用為主的潮坪海岸?？尚纬沙绷髑治g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剝蝕地形。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面，是陸地上河流的最終侵蝕基準面，也是影響海陸分布的基本因素。海平面的變動可分為短期變化和長期變化兩種。海平面的短期變化是由海浪、潮汐、海流、水溫等因素引起的。海平面的長期變化是由全球性因素引起的，主要有地殼的升降運動、地球上冰川的消長、海盆容積的變化、地球自轉速度的變動等全球性因數(shù)。海平面變動會引起海岸線的變化，也會影響海蝕作用和沉積作用的進行。第三節(jié)海洋的搬運作用依據搬運物的性質可分為機械搬運和化學搬運。機械搬運，碎屑物的搬運；化學搬運，溶液物質的搬運；波浪、潮流和洋流是海洋搬運作用的動力。在濱海及淺海的近岸部分，以波浪搬運為主；在近海有狹窄海道的地區(qū)潮流的搬運作用明顯增強；在半深海和深海則以洋流搬運作用為主。