海洋地质课后习题及答案

第一章 绪论1.海洋地质学的研究对象和主要内容是什么？答：研究对象：占地球表面积 70.8%的广阔海底，即被浩瀚无垠的海水所覆盖的这一部分岩石圈。具体来说，就是从海岸线起，经大陆架、大陆坡、大陆裙直至深海洋底，其地理范围环绕七大洲，遍布四大洋。主要内容：、在海洋动力（波浪、潮汐、海流等营力）作用下海岸地貌的塑造演化、泥砂运动和沉积作用。、三角洲与河口湾的研究、海平面变动及其地质意义、海底地壳的组成物质及其分布规律、珊瑚礁的成因、特征与成岩作用、海底地壳的运动及其所引起的构造和形态特征、海洋沉积物及其成岩过程、大洋盆地的起源和发展演化历史、海洋矿产资源的分布规律和成矿条件的探讨、海岸工程、港口建设、滩涂开发等所涉及的海洋地质学知识在人类生产斗争中的应用2.研究海洋地质学有何理论和实际意义？答：海洋覆盖面积约占地球表面积的 71%。它是全球地质构造的重要组成部分，也是现代沉积作用的天然实验室。海底蕴藏着丰富的矿产资源，是人类未来的重要资源基地。海洋环境地质和灾害地质直接关系到人类的生产和生活。海洋地质调查还是海港建设、海底工程和海底资源开发的基础。因此，海洋地质学具有重要的理论和实践意义。3 概述海洋地质的研究历程？答：18721876 年英国“挑战者”号进行环球海洋调查，第一次取得深海样品，发现了深海软泥和锰结核。1891 年由英国的默里和比利时的勒纳尔将这次凋查成果编制成第一幅世界大洋沉积分布图及写成海洋沉积一书，标志着近代海洋地质研究的开始。“挑战者”号之后的几十年间，海洋地质的研究进展甚微。19251927 年，德国“流星”号调查船远航南大西洋，首次采用电子回声测深技术揭示了深洋底崎岖不平的地形，发现了纵贯整个大西洋的中央海岭；又用柱状取样管取样，进行样品的岩石学和矿物学研究，并首次推算了深海区的沉积速率。2030 年代，荷兰地球物理学家芬宁 梅因纳斯等使用潜艇在爪哇海沟和波多黎各海沟进行海洋重力测量，发现了与海沟有关的显著的重力负异常。这对海底构造，乃至全球构造理论的发展具有重大意义。1936 年，美籍加拿大地质学家戴利用浊流解释海底峡谷的成因，推动了海底地貌学和沉积学的研究。第二次世界大战期间，由于海上战争的需要，许多国家致力于海底地形研究，绘制了一批详细的海底地形图；并大力开展声在水中传播规律的研究，为发展海洋地震勘探技术打下了基础。战后，由于海底油田开发的需要，海洋地质调查蓬勃发展。19471948 年，瑞典国立海洋研究所所长彼得松率领瑞典“信天翁”号作环球深海考察，采用真空式活塞取样管取得长达 23 米的柱状样，研究了大洋沉积物的结构、厚度和沉积速率，并采用人工地震法研究海底构造。4.为什么说大洋钻探计划（ODP ）是迄今为止历时最长、成效最大的国际科学合作计划？答：1985 年开始的大洋钻探计划（ODP ）原定 1994 年结束，而后延续到 2003年 9 月结束，通过该计划，科学家们揭示了洋壳结构和海底高原形成的原因，证实了气候演变的轨道周期和地球环境的突变时间，分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学一次又一次的重大突破。5.你对我国海洋地质学的研究现状和发展前景有何感想？答：现状：我国海洋地质研究起步晚、基础差，所以在人才培养和技术设备方面与发达国家相比还有较大差距，陆地地质学家对海洋地质学的最近发展了解不够，使我国地质科学在理论上明显地落后于世界前进的步伐。6.海洋地质学的调查研究方法有哪些？分别阐述之。答：一、海面调查 （一）定位 1.近岸导航定位2.远海导航定位（二）测深 1.重锤测深2.回声测深（三）取样 1.表层取样2.柱状取样3.钻探取样二、海下调查三、遥测遥感调查 四、海洋地球物理勘查：地震勘探法、磁力勘探法、重力勘探法、热流测量法7.海洋地球物理勘查的方法有哪几种？简述地震勘探法的原理。答：地震勘探法、磁力勘探法、重力勘探法、热流测量法地震勘探法的原理：利用人工地震的方法对海底进行勘探，这是海上地球物理勘查中经常使用，也是目前国内外寻找储油构造最主要、而且精度较高的一种方法。原理是，当人工震源发生震动或爆炸是，会产生向各个方向传播的地震波，当地震波遇到两种不同岩层的分界面时就会被反射或折射而返回海面。根据通过预先放置在海面上的接收仪器（检波器）接收反射（折射）波到达时间的先后，就可识别地层界面的深度及其产状。8 何谓地球系统科学？它的诞生有何重大意义？答：地球系统科学，正是把地球当做一个相互作用的地核、地幔、岩石圈、水圈、生物圈（包括人类社会）等组成部分构成的统一整体，是一门重点研究地球各组成部分之间相互联系、相互作用的科学。意义：诞生于 20 世纪 80 年代，它从行星角度出发，综合研究地球系统（各圈层）形成的机制和变化的规律，为区域可持续发展和全球变化提供理论依据和调控的科学。自诞生之日起，就引起全球科学家的高度重视，它的诞生和发展是地球科学领域的一场理论革命，它将为人类更加深刻地理解地球系统运行机制提供更加清晰的图像，使我们看到了解决当前人类面临的各种全球性问题的曙光。9.你认为应该如何学习海洋地质学？答：1、海洋地质学研究的内容既涉及海洋水文、海洋物理、海洋化学、海洋生物方面的知识，又涉及天文、地质、地理、气象方面的学科，知识领域极其广阔。通过学习要求对海洋学有系统的认识和了解的基础上，重点掌握海洋地质学的基本内容及其研究方法，以便为将来从事海洋科学研究打下坚实的基础。2、学习海洋学要在理解的基础上加强记忆，这就需要运用辩证唯物主义的认识论和方法论。3、学习海洋地质学还要以地球系统科学思想为指导，因为海洋在地球上不上孤立存在的，它是地球系统的重要组成部分。第二章 地球与海洋1、固体地球可划分几个一级圈层？简述划分的依据及各圈层的特征。答：固体地球可划分为三个一级圈层：地壳、地幔和地核。依据：地震波传播速度的变化。各圈层的特征：地壳：1、位于莫霍面以上，是固体地球的最外一圈，由固体岩石组成。2、分为大陆型和大洋型，大陆地壳较厚，平均厚 35km，具双层结构（硅铝层和硅镁层） ，内部构造复杂，形成年代古老。大洋地壳较薄，平均厚6km，缺失硅铝层，仅有硅镁层。地幔：1、莫霍面以下到古登堡面以上的圈层，其深度从地壳下界到 2900km 处。2、根据地震波变化情况，以 1000km 深度为界分为上地幔和下地幔。3、上地幔又称橄榄岩层或榴辉岩层，在上地幔深约 60-250km 范围内存在软流圈。4、1000km-2900km 之间的部分叫下地幔。5、上地幔和下地幔对于地震波的传播有一共同特点，即纵波和横波都能通过，而且速度比地壳大得多。因此认为地幔的硬度比钢还大，应属固态物质。地核：1、2900km 直到地心部分称为地核，古登堡面把其与地幔分开。2、地核分为外核、过渡层和内核。外核是液态，过渡层是液态开始向固态过渡，内核为固体。3、纵波速度从 13.64km/s 下降到 8.1km/s，而横波消失2、为什么说大气圈的臭氧层是人类的保护层？答：臭氧层强烈地吸收太阳辐射的紫外线使气温升高，同时又使地球上有机生命免受紫外线的刺激或致命伤害。3、何谓岩石圈？地壳和岩石圈的区别是什么？答：软流圈以上较坚硬的岩石部分连同固体地壳称为岩石圈，它包括沉积层、花岗质层、玄武质层和超基性岩层，而莫霍面则位于其中。地壳和岩石圈的区别：地壳是地球内部结构的最外层岩石圈是地壳和上地幔顶部,是生态系统的组成部分4、地球表面海陆的水平分布和垂直起伏状况各有哪些主要特征？答：海陆水平分布的特征：海陆分布极不均匀，陆地主要集中在北半球，约占总面积的 39%；而南半球则主要为海洋，陆地面积仅为 19%。外貌构成上还具有以下特征：1、除南极大陆外，所有的大陆似乎都是成对的。2、大部分大陆北部较宽，南部较窄，像一个底面朝北的三角形。3、南北半球各大陆西部凹进，而东岸凸出。4、大多数岛屿分布在东岸，断续相连，呈弧形分布，此称岛弧。垂直起伏：1、 地表最大垂直起伏约 20km。2、 陆地上相当于 1000m 以下的平原、低山、丘陵的面积最大，占地球总表面积的 20.9%，海洋中 4000-5000m 的海盆面积最广，占地球总表面积的 23.9%。陆地的平均高度为 0.88km，海洋的平均深度 3.7km。5、什么是海与洋？二者的根本区别是什么？答：海和洋是地球上广大连续的咸水水体的总称，一般而言，近陆为海，远陆为洋。二者的根本区别： 1、大洋面积大，约占海洋总面积的 89%，海的面积只占11%；2、大洋深度大，一般在 3000 米以上，海的深度小，一般小于 2000 米，有的只有十几米或更浅；3、大洋远离大陆，受陆域影响小，水文要素较稳定，且有强大的海流系统和潮汐系统。海与陆连接，受陆域影响大，水文要素通常随地理、气候等条件变化。6、简述海水的化学成分和物理性质。答:海水的化学成分：1、海水含有盐分，1kg 海水中一般含盐分 33-38g，以 3.3%-3.8%表示，盐分主要是氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。2、还含有Au、 Ag、Ni、Co 、Mo、Cu 等几十种微量元素。3、海水中还溶解有多种气体。物理性质：1、海水的密度为 1.02-1.03g/cm3,并随温度、压力及含盐度的变化而有所改变。2、海水的压力由上层海水的重力产生的。随深度的增加而增加，深度每增加 10m，压力就增加 1 个大气压。3、海水的颜色又称为海色，通常为蓝色。4、海水的温度是以摄氏度（）表示的，简称水温，海水的温度随海水的深度增加而降低，热传导仅限于一定深度（200-300m）以内，洋底水温在 2-3之间。7、名词解释：大地水准面：平均海平面和该面扩展到大陆下面构成的一个理论上的连续面。生物圈：可以视为动物、植物和微生物的总和，其范围应扩展到地球上能够有生物存在的部分，从大陆表面到深海洋底，从大气圈 10km 高空到地下 3km 深处均有生物存在。莫霍面：地壳与地幔的分界面，此面为一级不连续面，地震波纵波从 7.0km/s急增到 8.0km/s，横波由 4.0km/s 增加到 4.4km/s。由南斯拉夫地球物理学家莫霍洛维契奇于 1909 年发现。软流圈：在上地幔 60250km 范围内，地震波相对较低称为低速层。据推测，这是因为放射性元素大量集中，蜕变生热，出现高温异常，使这里的岩石温度接近熔点，形成潜柔性的塑性层，或局部呈熔融状态，所以又称软流圈。地幔岩：上地幔物质是由橄榄石（55%）+ 辉石（35%）+石榴石（10%）组成的混合物，此称为地幔岩。内陆海：伸入大陆内部的海称为内陆海。边缘海：位于大陆的边缘，因岛屿而与大洋隔离的海。南大洋：太平洋、大西洋和印度洋的南部相互连接的广大水域，具有自成体系的环流系统以及独特的水团结构，是一个海洋学上有着独特意义的地理区域，并因此将其划分为一个独立的大洋，称为南大洋。第三章 地壳1、陆地地形包括哪些单元？概述各地形单元的特征。答：陆地地形按照高程和地势起伏，分为：山地、丘陵、平原、高原、盆地、洼地和裂谷。（一）山地：海拔在 500m 以上，地势起伏很大的山区。（二）丘陵：海拔一般在 500m 以下，相对高程不超过 200m，为高低不平、连绵不断的低矮浑圆山丘地形。（三）平原：海拔在 600m 以下，一般低于 200m 宽广平坦或略有起伏的地区，其内部相对高差不超过数十米。（四）高原：海拔在 600m 以上，顶部较为平坦，大多经过切割并稍有起伏的广阔地区。（五）盆地：四周为高原或山地，中间低平的地区，外形似盆而得名。（六）洼地：陆地上高程在海平面以下的低洼地区。（七）裂谷：大路上呈线状分布的大规模谷地，许多地质和地球物理证据表明，这些地带是地球表面的巨型裂隙。2、海底地形可划分哪三个一级单元？各个一级单元又包括哪些次一级地形单元？答：海底地形可分为大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊三个一级单元。大陆边缘次一级地形单元：1 大陆架、2 大陆坡、3 大陆裙、4 海沟与岛弧、5边缘海盆。大洋盆地次一级地形单元：1、海底高地及海岭 2、海山、海峰和平顶山 3、海盆.3、名词解释：大陆架：大陆架也称陆棚，它是大陆周围较平坦的浅海海底，从岸边低潮线开始向外海延伸至海底坡度显著增大的边缘，这个边缘称陆架外缘，陆架外缘以内的浅海海床，便叫大陆架。海底峡谷：大陆坡上最显著的特征是有许多两岸陡峭甚至直立、高差很大的凹槽横切其上，有的甚至切穿大陆架与现代或近代河口相连。这种切割很深，外形呈现”V” 字形的凹槽（或谷地）犹如陆地上的峡谷一样，称为海底峡谷。海沟与岛弧：位于大陆边缘靠近大洋一侧、深度大于 6000m，延伸数千千米的狭长槽型海底凹地叫做海沟；而靠近大陆一侧（海沟的内侧）延伸距离很长，呈弧形分布的火山列岛称为岛弧。海岭与海山：大洋盆地中有些无地震活动的长条状隆起区，称为海岭；深海平原中分布范围不大、地形比较突出的孤立高地，称为海山。洋脊与洋隆：大西洋、印度洋、北冰洋的洋脊顶部有中央裂谷，分成两条脊峰称为洋脊；位于东太平洋的洋脊比其他洋脊要宽阔平坦得多，其顶部无明显的中央裂谷，称为洋隆。4、何谓矿物和造岩矿物？答：矿物：由地质作用形成的单质或化合物，它具有一定的化学成分和物理性质。造岩矿物：组成岩石的最重要矿物称为造岩矿物。5、水和食糖是不是矿物？为什么？答：不是矿物，他们不是由地质作用形成的。6、何谓摩斯硬度计？在野外如何鉴定矿物的硬度？答：根据硬度大的矿物可以刻划硬度小的道理，德国矿物学家摩斯选择 10 种软硬不同的矿物作为标准，组成相对硬度系列，这 10 种表示硬度级别的矿物即为摩斯硬度计。在野外工作中，通常用指甲（硬度 2.5） 、铜钥匙（硬度 3.0） 、小钢刀（硬度5.5）及玻璃片（硬度 6.5）来代替摩斯硬度中的矿物，粗测矿物硬度。7、名词解释：克拉克值：各种元素在地壳中平均重量的百分比。晶体和非晶体：内部质点（原子或离子）在三维空间按一定方式作规则排列，不仅有一定的化学成分，而且具有一定结晶构造和几何外形，称为晶体。内部质点在三维空间作不规则排列，虽有一定的化学成分，但无一定的几何外形，称为非晶质体。条痕：矿物粉末的颜色称为条痕。光泽：矿物新鲜面对可见光的反射能力。解理：矿物晶体受力后沿一定方向破裂并产生光滑平面的性质。断口：如果矿物受力后，不是沿一定方向破裂，破裂面呈凹凸不平的不规则形状，这种破裂面则叫断口。8、何谓岩石？自然界中的岩石按其成因可分为几大类？答：在各种地质作用下所产生的由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体称为岩石。 按其成因只有三大类：岩浆岩（火成岩） 、沉积岩和变质岩。9、何谓岩浆和岩浆岩？简述岩浆岩的分类依据及各类型的特征。答：地壳下面存在着高温高压的硅酸盐熔融物质称为岩浆。岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳或喷出地表冷凝而成的岩石称为岩浆岩（火成岩） 。根据 SiO2 的含量将岩浆岩分成超基性岩、基性岩、中性岩和酸性岩四大类。超基性岩：SiO2 含量75。基性岩：SiO2 含量 45-52%，主要矿物为钙长石、辉石、角闪石。色率 35-75。中性岩：SiO2 含量 53-65%，主要矿物为中长石、角闪石、黑云母。色率 20-35。酸性岩：SiO2 含量65%，主要矿物为正长石、钠长石、石英。色率200m 的海域，包括半深海（水深 200-2000m）和深海（水深2000m） ，泛称深海环境，在深海环境中形成的沉积物叫做深海沉积。深海沉积物的来源：陆源碎屑物质、大洋本身通过海洋生物和化学作用积累了各类生物软泥和各种自生矿物、地球外部的宇宙物质和地球内部的火山物质等。深海沉积物的分类：、以水深为主要依据的分类：半深海沉积和深海沉积。、以成分、粒度为主要依据的分类。、以成因为主要依据的分类：五大成因类型：陆源碎屑沉积、生物源沉积、火山碎屑沉积、深海黏土沉积、自生成因沉积。深海沉积物的分布：陆源碎屑沉积主要分布于大陆边缘，海洋冰川沉积主要分布在高纬度地区，而广大洋底盆地则分布着深海黏土、钙质软泥和硅质软泥三种。2、试述浊流沉积的发育机制及鲍马序列各段的岩性特征。答：1、当有大量陆源碎屑物质堆积在地形较陡的海底时，遇上地震、火山爆发、海啸等突发事件的触发作用，就可产生浊流。2、浊流在流动过程中逐渐形成头、身、尾三部分，头部含泥沙量高、粒度粗、流速大，具有很强的侵蚀破坏能力；其身部为泥沙的载体，涡动力可以把泥沙悬起，在流速加大时，沿途还会席卷底部的泥沙；尾部含泥沙量少，颗粒细。3、浊流一旦形成，其运动的驱动力是惯性力和重力在斜坡上的斜向分离，随着坡度减缓和惯性力减小，浊流流动的动能逐渐衰减而发生沉积。鲍马序列：A 段 一般由砂级颗粒组成，为块状层或粒序层，近底部含砾石，其粒径很少10mm。底面上有冲刷充填构造，具有多种印模构造。B 段 颗粒较 A 段中的砂粒小，具有平行的纹理，它与 A 段都是上部水流动态的产物。C 段 一般为粉砂级颗粒，具有流水沙纹型层理及包卷层理，它是下部水流动态的产物。D 段 为具有水平层理的粉砂级沉积，与 B 段相对应，本段系薄的边界层流所造成的，厚度不大。E 段 通常为远洋沉积的页岩或泥岩，有时也具水平层理，故与 D不易分开。它是远洋或次深海的细粒降落沉积物。3、什么是等深流和等积物？等积物按其粒度和成因可划分哪三类？简述各类等积物的特征。答：等深流又称等高流、水平流、平流，发育在深水环境，它是大洋盆地中沿等深线作水平流动的一种大洋底流，主要分布在 20005000m 深的海底。1、泥质等积物又称远洋等积物、悬积等积物，它是等积物的主要类型（占总量的 3/4） 。粉砂质黏土是其主要成分，含砂 10%-15%，分选很差，块状构造、生物扰动构造发育，有觅食迹、斑团构造。2、粉砂砂质等积物又称簸选等积物，中粉砂和粗粉砂是其主要成分（50%） ，砂含量40%，黏土含量30%或50% 时都可定义为生物源沉积，也叫生物软泥。广义的生物源沉积包括钙质软泥、硅质软泥、珊瑚碎屑沉积和有机质沉积四个亚类。5、为什么碳酸盐补偿深度往往会在生物生产力高的海域有所降低？答：CCD 的位置是碳酸钙物质供给速率和溶解速率的函数，而这两者又取决于海水肥力、生物生产力、温度和 CO2 含量（CO2 分压） ，当生产力高时，碳酸钙供给速率超过溶解速率，CCD 变深。6、何谓深海黏土？简述深海黏土的沉积环境和发育机制。答：深海黏土又称远洋黏土、褐色黏土或红黏土，一般呈黄、红、褐等色，系为铁锰氧化物（Fe 3+,Mn4+,Mn3+）所染之故。深海黏土形成在沉积速率低、生物生产率低、远离大陆和水深很大的洋底，这种沉积环境与其他深海沉积类型有很大的区别。1、低沉积速率和远离大陆低沉积速率和远离大陆是深海黏土沉积环境和发育机制的重要特征之一。2、低生物生产率生物生产率低是深海黏土沉积环境和发育机制的另一特征。3、水深大于 CCD水深大于 CCD 是深海黏土沉积环境和发育机制的第三个特征。7、深海黏土在矿物组分上有哪些特征？答：1、深海黏土的主要组分是黏土矿物，含量可达 50%-70%；其中伊利石分布最广，次为高岭石和绿泥石，这三者均是陆源碎屑矿物；第四种为蒙脱石，既有陆源成因，也有自生成因（基性火山熔岩原地海解而成） 。2、石英、长石、角闪石等陆源碎屑矿物是深海黏土的次要组分，其中石英含量可占 3%-30%，粒径 1-10m。8、简述深海火山碎屑沉积的组分和分布特征。答：深海火山碎屑沉积主要由火山灰层构成，不同的火山灰层有不同的特征。首先是颜色、层理和火山灰层的厚度，以及火山灰颗粒的大小、形状和分选；其次是矿物成分和地球化学特征。火山灰层主要由粒径 0.01mm 左右的具弯曲外形的火山玻璃和长石、角闪石、钛铁矿、石英、黑云母、磷灰石等组成。通常洋盆中心的深海火山碎屑沉积以基性火山物质为主，而洋盆边缘和岛屿附近的深海火山碎屑沉积以中酸性火山物质为主。深海火山碎屑沉积主要分布在板块碰撞边界附近的海底，其分布范围不仅与物源有关，而且与火山喷发的高度和对流层下部的风向有关。9、深海沉积物中主要含有哪些痕量元素？它们的地球化学特征是什么？答：痕量元素有：Cr（铬） 、V（钒） 、Ga（镓） 、Cu、Ni、Co、Pb、Zn、Mn、Fe 。Cr、V、Ga 存在于矿物晶格内，主要分布在陆源碎屑矿物中，因此他们与近岸泥和深海黏土中的浓度基本一致；Cu、Ni、Co 、Pb、Zn、Mn、Fe 等主要以吸附状态存在，吸附前均溶于海水（内源火山、热液；外源陆源、宇宙源）中，它们从海水中移出速率是均匀的。10、试从大洋沉积作用的地带入手，说明深海沉积分布的规律性。答：（一）气候地带性1、冰带南冰带以冰山沉积为主；在北冰带，格陵兰岛附近为冰山沉积，北冰洋地区多为海冰沉积。2、温带南温带以硅质软泥占优势，北温带除硅质软泥外多为钙质和陆源沉积。3、干燥带以钙质软泥和深海黏土沉积为主，铁锰结核在本带亦常见。4、赤道带广布放射虫、有孔虫和颗石软泥，黏土矿物主要为高岭石和蒙脱石。（二）环陆地带在环绕陆地的洋缘地带，广泛地发育了陆源沉积；而在远离陆地的远洋地带，则沉积了深海黏土、钙质和硅质软泥等远洋沉积物。（三）垂直地带性碳酸盐沉积最严格地服从于垂直地带性，它见于水深小于碳酸盐补偿深度的海域；相反，深海黏土总是分布在深水区。（四）构造地带性深海沉积作用是在海底扩张（板块运动）的背景下进行的，新的大洋地壳一旦从中脊轴部新生出来，便开始了接受沉积的过程；同时，海底边扩张，边沉降，边接受沉积。11、名词解释：陆源碎屑沉积：指陆源碎屑物质占 30%以上的深海沉积物，包括浊流沉积、等深流沉积、海洋冰川沉积和风运沉积四个亚类。差异溶解效应：指由于介壳的耐溶性随生物群及种属而异，导致海域生物群与埋葬生物群面貌不同的现象。深度溶解效应：指海水对介壳的溶解能力随海水深度的变化而变化，不同水深介壳遭受溶解的程度不同的现象。溶跃面：在饱和面以下，CaCO 3 的溶解速率随深度的增加而增加；到某一深度溶解速率突然增快，称为溶跃面。碳酸盐补偿深度：当到某一深度，钙质介壳的供应量与溶解量相等而达到平衡时，称之为碳酸盐补偿深度，简称 CCD。痕量元素表面富集理论：黏土微粒沉降时吸附痕量元素，沉降快时吸附少，沉降慢时吸附多，称之为痕量元素表面富集理论。第十二章 古海洋学1、关于盆地的起源，曾提出哪些理论和假说？你对这些理论和假说有何见解？答：1、美国的丹纳等倡导的大洋永存说认为，大洋是原生的，大洋地壳形成于地质历史的最初阶段，大陆则是后来形成并逐渐增生的，现代大洋盆地是在大陆增长以后原始大洋的残留部分，在目前大洋的位置上从来不曾被大陆占据过。深海钻探的事实证明，洋底沉积层极薄且非常年轻，其年龄均不老于侏罗纪。2、前苏联学者别洛乌索夫提出的大洋化说认为，在古生代末期以前，全球皆被大陆地壳所覆盖，太平洋、大西洋、印度洋地区在那时还不是大洋；古生代末至中生代初，来自地幔的基性、超基性岩浆大规模上升，大陆地壳破裂为块状，并与上升的基性、超基性岩浆混合，遭受变质，密度加大并沉入地幔之中；大陆地块沉陷之处，形成洋盆；随着玄武岩浆的喷溢，洋盆底部覆盖上一层玄武岩层。这便是大陆地壳的基性化或大洋化作用。上述两种假说均属于固定化论。大陆漂移、海底扩张和板块运动的概念，使人们对于洋盆演化的认识发生了根本的改变。2、威尔逊提出的大洋盆地演化阶段有哪些？请列举各演化阶段的实例。答：1、胚胎期 东非大裂谷2、幼年期 红海，亚丁湾3、成年期 大西洋4、衰退期 太平洋5、终了期 地中海6、遗痕（地缝合线） 喜马拉雅山的印度河线3、你如何理解“大洋是一种相当古老的地质体”？答：从深海动物群的进化看来，大洋是一种相当古老的地质体。据研究海水的存在几乎可以与大陆地壳的历史相提并论。实际上大洋的历史是漫长的，洋盆的位置在不时地变动着；海水可以从关闭着的洋盆退出，涌入扩张新生的洋盆。4、为什么说大洋盆地是年轻的，海水却是古老的？答：太平洋虽然古老，但它的洋底确因海底扩张和俯冲作用而更新过，大洋是古老的，洋底却是年轻的。海水及整个水圈的生成，与地球物质的整体演化作用有关。原始海洋和水圈至少在太古代即已出现，其证据是地壳中发现太古代的沉积岩，并有太古代的火山岩系显示出水下喷发的性质。5、确定大洋沉积层时代的方法有哪几种？分布阐述之。答：（一）层序地层学方法1、岩性地层学方法：依靠不同岩性划分地层，并根据“上新下老”的原则确定其相对地质年代。2、间断地层学方法：依据洋底广泛分布的沉积间断对大洋地层进行划分对比。3、地震地层学方法：是一种以物探方法，主要利用地层层面和间断面的反射波特征来进行区域性或全球性地层对比、判断地层年代。（二）演化地层学方法 1、生物地层学方法：据生物演化的不可逆性、阶段性来确定地层顺序。2、气候地层学方法：依据气候演化的周期性来确定地层顺序。3、磁性地层学方法：以地球磁场极性倒转记录为准则确定地层顺序的方法。（三）年代（时间）地层学方法钾氩法、铀系法、碳 14 法等。（四）全球中、新生界地层表6、目前，研究古海洋水文体系的主要参数是什么？概述确定古海水温度常用的方法。答：主要参数有三个：古水温、古洋流和古水深。确定古海水温度常用的方法：1、古生物法、标志生物法、生物群落法、定量研究转换函数法2、稳定同位素法3、沉积物法7、古今洋流的分布格局受哪些因素的影响？答：古今洋流的分布格局均受海陆分布状况、洋盆轮廓、海底地形以及大气环流、柯氏力和海水密度梯度等因素的影响。8、何谓上升流？其基本特征和识别方法是什么？答：下伏的次表层水将会上涌取而代之，形成上升流，又称补偿流。低温和高生物生产率是上升流的基本特征。识别方法：（1）古温度法 上升流区有孔虫的同位素偏低，古温度梯度可指示上升流的存在。（2）古生物法 上升流的高肥力使各门生物丰富，硅藻类尤甚。（3）沉积学法 根据低氧或缺氧环境，以及高的沉积速率，可以确定古上升流的存在。9、反映古海水中盐类化学成分变化的标志有哪些？答：碳酸盐岩中的 Mg/Ca 比值，黏土岩中的 K/Na 比值，黏土矿物表面吸附元素的种类和含量，海绿石化学成分的变化，介壳中微量元素含量等，软体动物壳中 13C 和 18O 资料也可以作为一种古盐度标志。10、为什么古大洋水体中的氧含量一般采用沉积物法进行研究？研究大洋缺氧事件的意义何在？答：因为洋底的沉积环境在某种程度上取决于海水中的氧含量。例如，富含有机质和硫化物的深色泥质沉积物是典型的缺氧沉积物，它的存在表面洋底为缺氧还原环境。现已查明，三大洋在白垩纪中期（11082Ma）发生的缺氧事件，是导致富含有机质的黑色页岩形成的直接原因。不仅由于它具有重大的学术价值，更重要的在于它潜在的经济意义。整个大洋的黑色页岩则是一种潜在的油气资源。11、研究古海洋碳酸盐的主要目的是什么？如何求取大洋某处的古 CCD？答：因为在世界大洋底部，从钙质沉积分布区到非钙质沉积分布区的转折处，是深海沉积相变化最重要的一个界面。这个界面就是碳酸盐补偿深度（CCD） 。而研究古海洋碳酸盐的主要目的，正是重建古 CCD，用以恢复其升降史。如何求取古 CCD：在 CCD 以下，两翼只能形成深海黏土或硅质软泥沉积，在深海钻探中岩心柱中钙质沉积物顶部的年龄，便是洋底岩石圈扩张沉降通过 CCD的年龄，由于钻井所在的现代洋底水深是已知的，根据 （h 为水=0.35深，单位为 km；t时间，单位为 Ma） 。12、为什么从某种意义上说，大洋生产率就是大洋浮游生物生产率？求取古大洋生产率的方法有哪些？答：因为生物能量的根本来源是太阳，而太阳光在海水中的穿透能力会随着水深的增加、浮游生物及其他颗粒物的吸收而逐渐消失，底栖生物所得无几，所有它们对大洋生产率的贡献也就极其微薄。方法有：1、有机碳法 利用地层中有机碳含量的变化，可以对地质时期古大洋生产率作出粗略的估计。=(1)0.0030.3其中 R 为古生产率（g/m 2a） ， 为干沉积物的密度（g/m 3） ， 为孔隙率 （用百分数表示） ，S 为沉积速率（cm/10 3a） 。2、海水肥力法3、 13C 法13、据古冰川研究，地球在近 30 亿年以来的地质历史中曾发生过哪几次大的冰期？答： 1、赫罗连冰期（距今 28002000Ma） ；2、奈舍冰期（960-890Ma ） ；3、斯特廷冰期（820-730Ma） ；4、维兰杰冰期（650-580Ma） ；5、奥陶纪冰期（440-420Ma ） ；6 、石炭二叠纪冰期（330-260Ma） ；7、第四纪冰期。14、何谓一级气候旋回？简述其形成机制。答：指大约 3 亿年为周期的长周期旋回，表现在地质历史上三次大冰期间隔均为 3 亿年。由温室期和冰室期组成，各 1.5 亿年。形成机制有两种见解：（1）地外成因说太阳系环绕银河系运转，公转一周期称银河年，长约 2.5-3 亿年，太阳系环绕银河系运行的轨道及所处位置的变动是影响地球长周期气候变化的重要原因。（2）地内成因说受地幔对流周期所支配的。15、名词解释：古海洋学：狭义古海洋学“研究大洋环流、化学、肥力和生物地理的历史” ；广义古海洋学“大洋地质历史的科学，即历史海洋学” ，研究对象是地质时期里的世界大洋。威尔逊旋回：大陆岩石圈在水平方向上的彼此分离与拼合运动的一次全过程。分异度：指生物群落中分类单元（属、种）多样化的程度，属、种数较多者称为分异度高、反之为低。生产率：指生物在能量循环过程中固定能量的速率，即单位面积、单位时间内所产生的有机物量。沉积间断：指在沉积过程中出现的中断、不连续现象。缺氧层：在中等水深（约 150-1000m）处有一个数百米厚的水层，是海水中含氧量最低的层次，比上覆和下伏海水的含氧量都低，称为“缺氧层” 。第十三章 海洋矿产资源1、何谓海洋矿产资源？它有哪些主要矿种？答：所谓的海洋矿产资源，通常指目前处于海洋环境下的除海水资源以为的矿物资源；而对哪些过去是在海洋环境下形成的现在已是陆地组成部分的矿物资源，原则上应归属于陆地矿产资源。主要矿种：1、海洋砂矿：滨海砂矿、浅海砂矿；2、海底磷矿；3、洋底锰结核和锰结壳；4、海底热液矿床2、什么是滨海砂矿？它有哪些特点和优点？我国已探明的具工业储量的矿种有哪些？答：指有用矿物在滨海环境下富集而成的具有工业价值的砂矿。分布广、规模大、品位高，具有矿体埋藏浅、易采、易选等优点。具工业储量的矿种有：锆石、独居石、金红石、锡石、磁铁矿、铌钽矿、钛铁矿、磷钇矿、金、铬铁矿、玻璃砂，共 11 种3、什么是浅海砂矿？我国浅海砂矿有哪些主要特点？答：指有用矿物在浅海环境下富集而成的具有工业价值的砂矿床。、砂金矿主要分布在渤海的莱州湾东部，磁铁矿分布在渤海和东海，独居石（磷钇矿）分布在南海，金红石（锐钛矿）分布在南黄海和南海，石榴子石在渤海、北黄海、南黄海、东海和南海都有分布、矿体形态以平行海岸呈条带状、椭圆状、斑块状和不规则状等沙体为主，面积大小不等，一般为数十至数百公平方公里，少数为上千平方公里。、水深一般小于 200m，多在 50m 以内，部分小于 20m。、异常及高含量区的沉积物类型主要为细砂、粉砂，部分为中粗砂，泥质砂、含结核砂和含砾砂等。、所处地貌单元有冲刷槽、沙脊群、水下沙坝、古河谷、三角洲、海湾、浅滩、潮流辐射沙脊、水下岸坡、水下阶地、古滨海平原等。、砂矿物质以陆源为主，海洋水动力因素起重要作用。4、试述海洋砂矿的成矿控制因素。答：1、母岩类型一般而言，岩浆岩的有用矿物丰度高，变质岩次之，沉积岩最差。母岩中的有用矿物丰度越高，补给面积越大，母岩剥蚀越深，形成砂矿的可能性也越大，反之，越小。2、气候条件及水动力因素炎热湿润的条件下，物理化学风化作用最强烈，这样的地区也是形成滨海砂矿的最有利地带。海洋水动力因素决定这近岸地区陆源碎屑物的再分配和海底泥沙运动及其分布规律。3、海岸和地貌类型港湾沙砾质海岸最有利于成矿，沙砾质平原海岸对成矿较为有利。5、何谓海底磷矿？试论海底磷矿的产出环境和形成机制？答：海底磷矿是指 P2O5 含量18% 的磷块石（由于其中富含 CaO，又称磷钙石） ，其主要矿物成分是胶磷矿，为隐晶质或呈胶状构造的磷灰石。产出环境：1、富磷的氧化环境；2、CO 2 含量低的环境；3、PH 值低的厌氧环境。形成机制：1、在大洋东侧的上升流区较冷的富含 P2O5 的海水，从深部上升到陆坡上部、外陆架区，给表层海水中的生物提供了迅速繁殖的条件；2、随后，浅海浮游生物吸收海水中的磷并使其固定；3、当海水中大量生物的粪粒及生物死亡之后的残骸堆积于海底，其中大部分腐解，参与水体的再循环，并改变海水的 pH 浓度（使 pH 值升高） ，有利于海水中磷酸盐沉淀；4、有机质磷分解后溶于沉淀物的孔隙中，其浓度可达 8-9mg/L，以此饱和状态，在沉积物颗粒表面析出磷酸盐凝胶、并不断富集，可使 P2O5 含量增至 20-30%。在此过程中，由于成岩作用，海底溶液中的 Mg2+浓度不断降低，也促使磷酸盐沉淀； 5、原始磷酸盐沉淀物呈半液态的粉砂、黏土级质点，经波浪的簸选，把轻组分带出，使较重的磷钙石等在原地富集。6、何谓锰结核？其分布特征是什么？答：锰结核是一种富含多金属元素，主要由铁锰氧化物和氢氧化物组成的黑色“球状”沉积物团块。锰结核主要分布于太平洋、大西洋、印度洋的深海洋底，其中尤以太平洋深海区分布最广，在我国南海海盆也有发现。就水深而言，锰结核通常分布在海洋碳酸盐补偿深度（CCD）以下，即水深大于 4000m 的洋底。印度洋洋底锰结核主要分布在赤道以南。大西洋是三大洋中锰结核最不发育的洋区，这是由于其洋底（尤其是大西洋中脊）的大部分在碳酸盐补偿深度以上的缘故。7、关于锰结核的成因，目前国内外提出了哪几种形成机制？答：1、火山成因机制；