第十二章-海洋地质作用

第十二章海洋地质作用第一节海洋概述第二节海洋的剥蚀作用第三节海洋的搬运作用第四节海洋的沉积作用第五节浊流及其地质作用第一节海洋概述海洋地质作用是由海水的运动和海水的物理化学性质决定的。一、海水的运动海水的运动是海洋地质作用的最主要的动力。造成海水运动的动力主要有风、海水的密度差、温度差、月引力和地震等。海水的运动按其运动形式分为：波浪、潮汐、洋流和浊流。（一）波浪——海水有规律的波状运动。波浪要素：波峰：波形最高处。波谷：波形最低处。波长：相邻两波峰的距离。最大波长可达800多米。波高：波峰到波谷的垂直距离。波高一般不超过4m，波长数十米。大风暴时波高可达15—30m。波周期：第一波过去，次一波到同一地点所需时间。波速：波形在单位时间内前进的距离。波长、波高、波的周期和波速称为波浪的四大要素。波浪要素示意图海底大地震和火山爆发可引起非常大的巨浪——海啸。传到无风区的波浪——涌浪。波浪传播方向有二：向下传播；向岸传播。1、波浪向下传播波浪是一种振荡波,振荡波的特点就是质点不随波形前进,而只是在原地往复的圆周运动，当相邻水质点依次运动到波峰时，波峰则随之向前移动；

深海中波浪传播示意图在风不断吹动下，波浪中的水质点每完成一个圆周运动之后波峰便前进一段距离，成为往复螺旋式的前进运动。水质点的圆周运动半径随水深增加而减小，当达到一定深度后水质点即处于静止状态。水质点处于静止状态的临界面，称波基面。一般波基面深度为1/2波长，依次水域可分为深水区和浅水区。2、波浪向岸传播

当波浪向海岸方向传播到达浅水区，水面波形的对称性会遭破坏，表层水质点运动轨迹变成椭圆形，从水面向下随着深度的增大椭圆扁率也逐渐增大，在水底则变成水平的往复运动。随着海水深度的变浅，摩擦阻力增大，水质点运动的椭圆形扁率增大，表面水质点速度超过波速时，波峰破碎出现白色的浪花。波浪进入浅滩，波峰明显超前，涌上海滩拍打海岸形成拍岸浪。拍岸浪涌到海岸后，使海岸水面增高，可达数米，海水在重力作用下，顺着海底斜坡形成底流流回海中。（二）潮汐——全球性海水周期性涨落的现象。由潮汐引起的海水的周期性的水平运动称为潮流。因地月系统绕太阳运行，当出现新月和满月(农历初一和十五)之后1—2天，月地日三者位于同一线上，太阳的引力与月球的引力叠加，形成大潮。当出现上弦月或下弦月(即农历初八、九及二十二、三)后1—2天，月地的联线同地日的连线垂直，形成小潮。涨潮时，潮水涌向陆地；落潮时，潮水退回外海。（三）洋流海洋中沿固定方向流动的水体称为洋流或海流。表层洋流分布示意图定期到来的信风是引起表层洋流的主要原因。各种海水的温度差对表层洋流的形成有重要影响。赤道地区温度较高的海水流向高纬度地区，是为暖流；高纬度地区的寒冷海水流向赤道地区，是为寒流。暖流与寒流共同构成表层海水的循环。洋流的形成定向风对海水的吹动（信风）温度（暖流、寒流）含盐度—深海环流二、海水的化学性质和物理性质（一）海水的化学性质1．海水的基本化学组成（1）最主要的元素：氯、钠、镁、钙、硫、钾等；（2）最主要的盐类：氯化钠、碳酸钙、硫酸镁等；（3）盐度：一千克海水中溶解的全部盐类物质。世界各大洋的一般盐度为33-38‰，平均为35‰，盐分的多少随地区的气候不同而变化；（4）pH值：海水的pH值在7.6～8.4之间。（5）海水中的气体：主要有氧、二氧化碳和硫化氢。2、海水的基本化学性质盐度、PH值、Eh值、二氧化碳和碳酸系等（1）盐度——海水中溶解的总矿物的质量与海水总量之比。海水含盐度随深度的增加快速减小，到一定深度后，盐度保持稳定。海水盐度影响着海洋生物的生活环境，含盐度过高或过低都会导致海洋生物种属的急剧减少。海水盐分主要来源是大陆，其次是海底火山及洋脊的喷出物等。（2）PH值度量水介质中氢离子浓度的单位称PH值。海水的PH值介于7.5~8.4之间，属弱碱性。海水的PH值随深度而减小。PH值的大小控制着矿物的形成。（3）Eh值每一吨海水中含有氧857000g，和氢一样，氧也是以化合物的形式存在的，在海水中还溶解有游离氧，游离氧含量控制着生物的生长和分布，在很大程度上也控制着海水的氧化还原性质。海水的氧化还原强度用Eh值表示，称氧化还原电位。（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统之一，它在生物—大气—水之间进行着复杂的循环，与海水的化学性质、生物的生存和海洋沉积作用关系十分密切。（二）海水的物理性质对海洋的地质作用影响较大的物理性质有：（1）海水的温度（2）海水的密度（3）海水的压力三、海洋生物海洋生物种类繁多，依照生活方式，海洋生物可划分为三类：固着或在海底生活的底栖类生物，如珊瑚、海星；游泳生物。如鱼类；漂浮于海水上部，随波逐流的浮游生物，如某些藻类。海洋生物是海洋有机质及其沉积物的主要来源。四、海洋的环境分区根据海水深度，并结合海底地形和生物群特征，可将海洋分为滨海、浅海、半深海及深海等4个环境分区。海洋分区示意图（一）滨海滨海是海陆过度的地带，其范围是位于平均高潮线与平均低潮线的水域。滨海即受潮汐的影响还受波浪作用的影响，还受地面流水地质作用的影响。滨海区的海水温度有昼夜变化，盐度也随水流通畅的程度及气候条件而变化。海岸带：风暴浪所及的上限到波浪作用所及的下界的区域。海岸带划分示意图（二）浅海浅海是自平均低潮线以下至水深130~200m之间的海域。海水运动以波浪作用为主；浅海水温受季节的影响；多数浅海海水盐度正常，且变化不大；浅海海水的含氧充足，海水中悬浮质多；浅海海洋生物丰富，多为底栖生物。（三）半深海位于200~2000m间的海域，相当于大陆坡之上的海域。海水运动以洋流为主，生物贫乏，以浮游生物为主。（四）深海——水深大于2000m的广大海域。海水运动以洋流为主，悬浮物较少，海洋生物贫乏，以浮游生物为主。第二节海洋的剥蚀作用海洋的剥蚀作用是指由海浪、海水的溶解作用和海洋生物的活动等因素引起的海岸及海底岩石的破坏作用，简称为海蚀作用。海蚀作用的方式可分为：机械、化学、生物三种。机械剥蚀作用，海水运动引起，动力以波浪为主，发生于海岸带及海水运动所能影响到的海底部分；包括冲蚀作用和磨蚀作用两种方式。化学剥蚀作用，因含有二氧化碳等溶剂而具有一定溶蚀能力；生物剥蚀作用，海洋生物的生命活动引起。海洋的剥蚀作用以机械剥蚀作用为主，对海岸的改造起着决定性的作用。滨海及海岸带是海蚀作用最强烈的地带。海岸按岩性可分为基岩海岸、砾质海岸、砂质海岸、泥质海岸四类。一、基岩海岸的海蚀作用海蚀槽：由基岩组成的海岸一般地形比较陡峭，在岸壁基部与海平面的接触处，因受波浪的频频冲击可形成沿水平方向展布的凹穴。若形成洞穴则称海蚀穴。海蚀崖：随着海蚀作用的进一步进行，海蚀凹槽不断扩大，其上的岩石因支撑力减小而不稳定发生重力崩塌，形成陡峭的崖壁。波切台：海蚀崖形成后，其基部岩石还继续受海水的剥蚀，又形成新的海蚀凹槽→海蚀崖。如此反复，海蚀崖不断向陆地方向节节后退，在海岸带形成一个向上微凸并向海洋方向微倾斜的平台。而被破坏下来的碎屑物质搬运至水面以下沉积下来形成波筑台。

在海岸线向陆后退和波切台扩展的过程中，由于组成基岩海岸岩性的差异或海岬和海湾的相间出现、地质构造的影响以及海蚀作用方向的不同等原因，海蚀作用在海岸带上可形成海蚀穹、海蚀柱、海蚀桥等地形。海蚀平台因海蚀作用而不断展宽，使波浪冲击崖基时要经过越来越长的距离，致使波能的消耗也越来越大。当平台宽度大到使波浪的全部动能消耗殆尽时，海蚀作用即趋于停止，此时基岩海岸的横剖面成上凸形曲线，线上各点的侵蚀强度趋于零，此剖面称为岩岸海蚀平衡剖面。二、砂质海岸的改造砂质海岸的改造是由波浪和潮流引起的，进浪可携带沙粒向海岸方向运动，海水退回时底流又把部分砂砾带回海中。中立点：一剖面上某点为界，该点沉积物处于不移动状态。海岸带碎屑横向搬运示意图三、潮流和洋流的剥蚀作用潮流的剥蚀作用主要发生在大陆架上一些地形狭窄并有强潮流通过的地方，以及以潮汐作用为主的潮坪海岸。可形成潮流侵蚀谷，潮水沟。洋流的剥蚀作用主要分布在大洋底流分布区，深海海谷是大洋底流的主要剥蚀地形。大西洋深层洋流与深海海谷分布示意图四、海平面的变动与海岸线变迁海平面是衡量陆地地形的高程和海底地形深度的基准面，是陆地上河流的最终侵蚀基准面，也是影响海陆分布的基本因素。海平面的变动可分为短期变化和长期变化两种。海平面的短期变化是由海浪、潮汐、海流、水温等因素引起的。海平面的长期变化是由全球性因素引起的，主要有地壳的升降运动、地球上冰川的消长、海盆容积的变化、地球自转速度的变动等全球性因数。海平面变动会引起海岸线的变化，也会影响海蚀作用和沉积作用的进行。第三节海洋的搬运作用依据搬运物的性质可分为机械搬运和化学搬运。机械搬运，碎屑物的搬运；化学搬运，溶液物质的搬运；波浪、潮流和洋流是海洋搬运作用的动力。在滨海及浅海的近岸部分，以波浪搬运为主；在近海有狭窄海道的地区潮流的搬运作用明显增强；在半深海和深海则以洋流搬运作用为主。