06大洋底地形_海洋地質(zhì)學(xué)系列.ppt

1、第三節(jié) 大洋底地形,第三節(jié) 大洋底地形 一、主要地形單元 二、大西洋底地形 三、印度洋底地形 四、太平洋底地形,一、主要地形單元 洋底地形大致可分為大洋中脊、洋盆底部和大陸邊緣三個(gè)巨型單元。大洋中脊一般位于大洋中部；洋盆底部位于洋中脊與大陸邊緣之間；大陸邊緣是過(guò)渡地帶。,陸緣,洋盆,洋中脊,洋盆,陸緣,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,19251927年期間，德國(guó)“流星號(hào)”回聲探測(cè)確定大西洋縱列著一條長(zhǎng)達(dá)17000km的大洋中脊。1956年，美國(guó)學(xué)者尤因（M. Ewing）和希曾（B.C.Heezen）指出世界各大洋均有洋脊存在，這條洋底山系在太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋內(nèi)

2、連續(xù)延伸，綿延80000km，成為環(huán)球山系。,蜿蜒于全球洋底的大洋中脊構(gòu)造系統(tǒng),（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,大洋中脊的特征： 洋脊側(cè)翼區(qū)，地勢(shì)仍是崎嶇的斜坡區(qū)，懸崖陡壁聳立； 大洋中脊并不是連貫不斷的，而是被眾多的轉(zhuǎn)換斷層分割成一段一段，兩段之間中脊軸錯(cuò)開(kāi)甚遠(yuǎn)； 大洋中脊高于兩側(cè)洋底，局部露出水面稱(chēng)為島嶼，多由海山群和深海丘陵組成，自脊頂向兩緣地帶，逐漸平緩，向下過(guò)渡為深海平原； 大洋中脊軸部地震和火山活動(dòng)頻繁，故又稱(chēng)活動(dòng)海嶺。地震分布在中脊軸部和中央裂谷，也分布在斷裂帶，構(gòu)成中脊地震帶；,大西洋中脊北緯40橫剖面（J. Ewing and M. Ewing, 1967

3、）,沉積物,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,大洋中脊的特征： 洋脊斜坡或脊頂上的沉積物很薄或完全缺失，洋脊附近沉積物很年輕，多為新第三紀(jì)或第四紀(jì)； 大洋中脊是海底擴(kuò)張中心，熱地幔物質(zhì)沿中脊不斷上升并形成新洋殼； 大洋中脊的重力異常大致處于均衡狀態(tài)，但軸部低于兩側(cè)的異常值； 大洋中脊通常呈清晰的條帶狀磁異常，正、負(fù)磁異常條帶相間平行排列，以脊部為軸，向兩側(cè)逐漸減小。,大西洋中脊北緯40橫剖面（J. Ewing and M. Ewing, 1967）,沉積物,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,中央裂谷 大洋中脊軸部分布著由一系列正斷層從中脊頂部下切形成的裂谷，

4、稱(chēng)為中央裂谷。深12km，兩壁陡直，其兩側(cè)是大洋中脊多山帶，脊谷相間，地形崎嶇，向外側(cè)則比較平緩。,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,中央裂谷,轉(zhuǎn)換斷層,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,三大洋中脊南端相互串連，北端則伸進(jìn)島嶼或大陸。 太平洋中脊主體偏居大洋東南部，兩坡平緩，相對(duì)高度較小，稱(chēng)為東太平洋海隆，東太平洋海隆南部向西繞行，至澳大利亞以南與印度洋中脊的東南支相接，北端伸進(jìn)加利福利亞灣。 大西洋中脊縱貫大洋中部，與大西洋兩岸輪廓平行，是S形彎曲，其兩坡較陡，稱(chēng)為大西洋中脊，向北穿過(guò)冰島，進(jìn)入北冰洋。

5、印度洋中脊大體位于大洋中部，整個(gè)洋中脊形狀分三支，成倒置的“Y”形，西南支繞行于非洲以南與大西洋中脊南端相接，北支則展入亞丁灣、紅海，并與東非大陸裂谷相接。,大洋中脊分布,大,西,中,脊,洋,脊,中,洋,印,度,平,東,太,洋,海,隆,（二） 洋盆底部,全球大洋中脊的展布示意圖,大洋中脊的熱液活動(dòng),（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,洋底熱液與深部生物圈,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,（一） 大洋中脊（Mid-ocean ridge）,（二） 洋盆底部,洋盆底部一側(cè)與洋中脊平緩的坡麓相接，另一側(cè)與大陸坡麓或海溝相鄰，深達(dá)46km，常被一些海山鏈、海嶺分割成

6、若干深海盆地 。 深海平原：坡度為1/10001/10000，是地球上最平坦的區(qū)域，由較厚深海沉積物的披覆把起伏的基底蓋平，多分布在距大陸邊緣不遠(yuǎn)且缺少海溝的深海區(qū)。 深海丘陵：常分布在接近大洋中脊一帶，主要由玄武巖流小型盾形火山或巖蓋構(gòu)成。,無(wú)震海嶺,發(fā)育在大洋盆地之中,由海底火山鏈組成，按火山年齡新老依次呈線狀排序,排列方向與大洋中脊垂直或相交。 三大洋中都有分布，在太平洋尤其多見(jiàn)。海嶺上無(wú)中央裂谷，也沒(méi)有橫斷海嶺的轉(zhuǎn)換斷層，其地形不像大洋中脊那么崎嶇。無(wú)震海嶺上現(xiàn)代活火山比較少見(jiàn)，尤其是沒(méi)有頻繁的地震活動(dòng)。,（二） 洋盆底部,（二） 洋盆底部,熱點(diǎn)假說(shuō)解釋無(wú)震海嶺的成因,（二） 洋盆底部

7、,（二） 洋盆底部 海山：具有較陡峭的斜坡和較小的峰頂區(qū)，相對(duì)高度在500-1000m以上，多屬火山成因。少數(shù)海山呈塊狀隆起，往往由變質(zhì)巖和沉積巖組成，可能屬斷塊成因。 平頂海山：頂部平坦的海山，主要分布在太平洋中。平頂海山是赫斯于1946年首先提出的，稱(chēng)為蓋奧特（Guyot, 普林斯頓大學(xué)教授）。平頂海山被認(rèn)為是古代島嶼,赫斯在思索海山頂部為什么那么平坦？,受波浪削平的結(jié)果。目前海山的平頂都沒(méi)于海面以下數(shù)百乃至一、二千米以上，暗示那里的海底曾經(jīng)發(fā)生過(guò)大幅度下沉。,地 幔 柱,波浪侵蝕,平頂海山,洋底下沉,（二） 洋盆底部,西太平洋海底地形,（二） 洋盆底部,南海地貌圖,（二） 洋盆底部,微型

8、大陸 又稱(chēng)海底高原，是指散布于海洋深水區(qū)的大陸型或次大陸型地塊，它們?cè)诘匦紊媳憩F(xiàn)為海底的隆起，頂部一般比較平坦，局部高起處突露水面成為島嶼，地塊周緣常被較陡的階梯所局限。微型大陸的首要標(biāo)志是地殼厚度較大洋型地殼明顯增大，往往出現(xiàn)大陸地殼所特有的“花崗巖”層。 新西蘭東南的新西蘭海臺(tái)，是最龐大的微型大陸。 西北太平洋的沙茨基海隆也可能屬于微型大陸。 印度洋中，塞舌爾馬斯克林海底高原是一典型的微型大陸。 在南大西洋，?？颂m海底高地屬于微型大陸，該海底高地東西向延伸達(dá)1800公里。 馬達(dá)加斯加島及其南面的馬達(dá)加斯加海底高原據(jù)推斷也可能屬于微型大陸。,（二） 洋盆底部,（二） 洋盆底部,第三節(jié) 大洋底

9、地形 一、主要地形單元 二、大西洋底地形 三、印度洋底地形 四、太平洋底地形,（）大西洋中脊的地形特征 大西洋中脊位于大西洋正中，縱貫?zāi)媳?，全長(zhǎng)約1.7104km，從中脊軸線至兩岸的距離幾乎相等；洋中脊寬15002000km，平面形態(tài)呈“S”形，與海岸線同步彎曲。脊頂起伏，主要在水下，冰島、亞速爾群島等是其水上部分。軸部有中央裂谷；包括裂谷在內(nèi)的中脊，常被橫向斷裂帶所錯(cuò)斷。發(fā)育槽狀洼地，其中較深部分稱(chēng)深海槽。,二、大西洋底地形,大西洋底地形圖,1. 中央裂谷 出現(xiàn)在洋中脊軸部，呈線狀展布，在55N以南，普遍發(fā)育。谷寬1040km，谷底水深27504575m，脊峰水深11002200m，谷底與脊

10、峰的高差1800m。裂谷形成于張性斷裂。,大西洋中脊地震反射剖面（Atkin，B.C.等，1988）,（二）大西洋中脊的次級(jí)地形單元,冰島是洋中脊露出水面的部分，人們可以不必下海就能研究洋中脊地形。冰島斯凱弗塔裂谷，是全長(zhǎng)27 km裂谷的一部分。該裂谷于1783年爆發(fā)，8個(gè)多月的時(shí)間里噴出13立方千米的熔巖。,（二）大西洋中脊的次級(jí)地形單元,2. 中央多山帶 中央裂谷兩側(cè)為多山帶，由一系列脊槽相間，與軸線平行分布的地形組成，基巖裸露。,大西洋中脊地震反射剖面（Atkin，B.C.等，1988）,（二）大西洋中脊的次級(jí)地形單元,3. 洋中脊兩側(cè)平坦帶 本帶成雙對(duì)稱(chēng)分布在中央多山帶外側(cè)，離軸線較遠(yuǎn)

11、，水深較大，海底地勢(shì)較平垣；但基底起伏，凹槽中被濁積物、生物軟泥和深海粘土等充填，據(jù)地震資料作出的上述推測(cè)已由鉆探證實(shí)。,大西洋中脊地震反射剖面（Atkin，B.C.等，1988）,（二）大西洋中脊的次級(jí)地形單元,4. 橫向槽狀凹地 它的分布與轉(zhuǎn)換斷層相吻合。橫切中央裂谷、中央多山帶等的斷裂帶使中脊地形變得更加復(fù)雜和破碎。 沿長(zhǎng)達(dá)1000km的羅曼奇斷裂帶發(fā)育的深海槽寬20km，最深處達(dá)7856m，壁坡坡度為1030。,（二）大西洋中脊的次級(jí)地形單元,大西洋中脊和兩側(cè)大陸邊緣之間，為大西洋洋盆區(qū)。大西洋洋盆中，有數(shù)列與洋中脊垂直或斜交的無(wú)震海嶺；無(wú)震脊之間為深海盆地。,（三）大西洋深海盆地地形

12、特征,深海盆地坡度11000，平均水深4670m。盆地中廣泛發(fā)育深海平原，與太平洋深海盆地中以深海丘陵為主，極少有深海平原分布的情況，形成鮮明的對(duì)照。這是因?yàn)榇笪餮笾苓厴O少有海溝，濁流可以長(zhǎng)驅(qū)進(jìn)入深海盆地，沉積物充填洼地使基底起伏逐漸填平的結(jié)果。 西大西洋自北而南為：拉布拉多海盆、北美海盆、圭亞那海盆、巴西海盆、阿根廷海盆、南安的列斯海盆；東大西洋自北而南為：西歐海盆、北非海盆、岡比亞海盆、安哥拉海盆、開(kāi)普敦海盆、非洲一南極海盆，東西大體對(duì)稱(chēng)分布。,1. 深海盆地的地形特征,（三）大西洋深海盆地地形特征,大西洋無(wú)震海嶺中比較有名的有4個(gè)，位于北美東岸外的百慕大海底高原與西北非岸外的馬德拉海嶺；

13、位于南美東岸外的里奧格蘭德海底高原與南非岸外的鯨魚(yú)海嶺。 在大體對(duì)稱(chēng)分布的無(wú)震脊中，有的方向性不明顯，如百慕大海底高原；有的有明顯的方向，與洋中脊斜交或直交，如鯨魚(yú)脊呈NESW向延伸。,2. 無(wú)震海嶺的地形特征,第三節(jié) 大洋底地形 一、主要地形單元 二、大西洋底地形 三、印度洋底地形 四、太平洋底地形,（）印度洋中脊的地形特征 印度洋中脊呈“入”字形展布，以分叉點(diǎn)為界分成北支、西南支和東南支。北支南段為南北延伸；北段轉(zhuǎn)向西北，稱(chēng)卡爾斯堡脊，它往西延入亞丁灣。西南支繞過(guò)非洲南端，與大西洋中脊相連；東南支在澳大利亞以南與太平洋中隆相接。 印度洋中脊上也有中央裂谷、多山帶、平坦帶以及橫向槽狀洼地，致

14、使地形崎嶇。但東南支上未見(jiàn)中央裂谷。橫向斷裂帶分布密度較小。沿卡爾斯堡脊南端的維瑪斷裂帶發(fā)育成深海槽，最大深度達(dá)6402m?？査贡ぜ沟姆屙斔?800m，高出兩側(cè)海益將近3000m；其中央裂谷的谷坡坡度達(dá)1040，谷壁上有數(shù)個(gè)階梯。,三、印度洋底地形,印度洋底地形,（二）印度洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,“入”字形的印度洋中脊，將印度洋分成三部分：西印度洋海盆、東印度洋海盆、南印度洋海盆。各海盆中都發(fā)育數(shù)條無(wú)震海嶺，其間為深海盆地。 東印度洋海盆分布兩條南北向的無(wú)震海嶺，西為馬爾代夫海嶺（馬來(lái)海底山脈），南端靠近印度洋中脊北支，海嶺頂少量露出水面形成群島，大多在水下發(fā)育珊瑚礁；東為全球規(guī)模最

15、大、最挺直的無(wú)震海嶺，稱(chēng)東經(jīng)90海嶺，全長(zhǎng)2800km。這兩條無(wú)震海嶺將東印度洋分隔出三個(gè)深海盆地，自西往東為阿拉伯海盆、中央海盆、西澳大利亞海盆?，F(xiàn)代兩個(gè)最大的深海扇，阿拉伯扇（印度扇）和孟加拉扇，分別位于前兩者海盆北部。,印度洋無(wú)震海嶺,阿拉伯海盆,中央海盆,西澳大利亞海盆,（二）印度洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,在西澳大利亞海盆南部，有從東徑90海嶺南端往東延伸的西澳大利亞海嶺，其南側(cè)有一同方向的深海槽。 西印度洋海盆中也有兩條無(wú)震海嶺，西為北北東向的馬達(dá)加斯加脊，由法夸爾群島、馬達(dá)加斯加島、沃爾特斯淺灘等組成；東為弓形彎曲的塞舌耳脊（馬斯克林海脊），由塞舌耳群島起，往南經(jīng)淺灘，至毛里求

16、斯島及留尼汪島（印度洋最高點(diǎn)在此）。其中分布三個(gè)深海盆，即西北為索馬里海盆，兩脊間為馬斯克林海盆，南為莫桑鼻給海盆。 對(duì)南印度洋海盆的情況了解較少，已知海盆中央有一個(gè)NWSE向的克爾格倫海底高原，出露一個(gè)島嶼。該脊以西為非洲-南極海盆，以東為澳大利亞-南極海盆。,（二）印度洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,印度洋無(wú)震海嶺,阿拉伯海盆,中央海盆,西澳大利亞海盆,（二）印度洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,索馬里海盆,馬斯克林海盆,莫桑鼻給海盆,非洲-南極海盆,澳大利亞-南極海盆,第三節(jié) 大洋底地形 一、主要地形單元 二、大西洋底地形 三、印度洋底地形 四、太平洋底地形,（）太平洋中隆的地形特征 太平洋中

17、隆的位置偏隅東南，不在大洋中央；平面形態(tài)呈弧形。NWSE向埃爾塔寧橫向斷裂帶將太平洋中隆分成兩段：以北為東太平洋中隆，以南為南太平洋中隆。,四、太平洋底地形,埃爾塔寧橫向斷裂帶,中隆軸部亦發(fā)現(xiàn)有斷裂縱谷，隆起側(cè)翼常常為斷階和深斷裂復(fù)雜化和聳立著若干年輕的（新生代）火山組合。兩坡地形切割幅度與大西洋不同，斜坡以中部起伏較大，上部和下部較小。海隆的橫剖面坡度比大西洋中脊和緩，約11000至21000。,（）太平洋中隆的地形特征,太平洋底以東太平洋中隆為界，分成東西兩部分。中隆以東洋底，發(fā)育4條次級(jí)洋脊，脊間為深海盆地。次級(jí)洋脊自北向南為：可可海脊、卡內(nèi)基海脊、納茲卡海脊和智利海脊；地形崎嶇，地震頻繁。介于次級(jí)洋脊間的深海盆地自北往南有：可可海盆、秘魯海盆、智利海盆。,（二）太平洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,中隆以西洋底，發(fā)育7條無(wú)震海嶺，海嶺間為深海盆地。這些無(wú)震海嶺的名稱(chēng)是：天皇海嶺、夏威夷海嶺、馬爾庫(kù)斯海嶺、萊恩海嶺、土阿莫土海嶺、土布艾海嶺、馬紹爾-吉爾布特海嶺。這些無(wú)震脊的方向性明顯，一般呈NW向或NNW向。,（二）太平洋深海盆地和無(wú)震脊的地形特征,無(wú)震海嶺之間，分布著西北太平洋海盆、東北太平洋海盆、中太平洋海盆、西南太平洋海盆。 南太平洋中