第十七章海洋的地质作用第一节海洋概况海洋占整个地球面积的70.8%，地球上的水约有97%存在于海洋中，在地质历史中，沧海桑田、海陆变迁，占陆地表面75%的沉积岩中绝大部分是海洋沉积形成的，因此海洋的地质作用是极为重要的。

海洋是陆地上最大的沉积盆地，蕴藏有丰富的矿产资源（海洋中几乎含有所有的化学元素）含量达亿吨，是陆地含量的900倍。

因此对海洋地质作用的研究是极其重要的，无论对地壳形成的了解及现实资源的利用都有深刻的意义。

一．海与洋海和洋构成了海洋。

一般来说，近陆为海、远陆为洋，水体相通，均为海水。

但两者位置、范围、深度、时代、地壳性质、水体性质存在差异有着根本性区别：1．洋盆是相对稳定盆地全球四大洋中生代已出现，一直接受沉积。

海盆形成时间短，不论是陆缘海还是陆间海，主要形成于第三纪，第四纪完善，位置、范围、规模变化剧烈。

2．洋底地壳为洋壳海底地壳除少量为洋壳(日本海及我国南海部分)外，多数为陆壳或过渡性质地壳。

3．大洋海水深，面积广阔，形态不受大陆影响；海域水浅(一般在3000m 以内)，范围局限，形态受陆地轮廓直接影响4．两者水体含盐度、海水温度及运动特征等还有一定差异。

二．海水的化学成分1．海水的基本化学特征（1）海水中含有大量的矿物质和有机质，其中以可溶性盐类为主；（2）海水中含有众多微量元素；（3）海水中含有气体；2．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。

三．海水的主要物理性质1．海水的温度主要来自太阳辐射，是海洋热能的一种表现形式。

海洋表层的温度较高，且随纬度增加而降低。

海水温度差是大洋环流的主要驱动力。

海水表层温度：赤道附近为25-28℃，两极地区为0℃左右。

海水温度随深度增强而降低，到300米以下变化极小，一般为－1～5℃。

2．海水的密度海水的密度略大于蒸馏水，一般为1.02-1.03g/cm3随各处温度、压力及含盐度变化而改变。

盐度大，密度也大。

随纬度和深度的增加而增加。

海水密度差也是大洋环流主要驱动力。

3．海水的压力海水的压力随深度增加而增加，到海底深部压力极大，可达108Pa。

4．海水的透明度和颜色大洋为蓝色，透明度较好，光照可达200米。

海的颜色变化较大，以蓝色为主，常受悬浮物质和藻类影响，透明度也受到影响。

四．海洋生物海洋生物种类繁多，按其生活方式大致分为三种：1．浮游生物2．游泳生物3．底栖生物海水及海底沉积物中生活着大量细菌和微生物。

这些生物在生命活动中，需不断进行光合作用、新陈代谢和呼吸作用。

在水深小于200米海区，生物十分繁盛。

海洋生物对沉积物形成、有机质堆积及某些矿产形成均有重要意义。

五．海水运动及地质作用海水总是永无休止地运动着。

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：海浪、潮汐、洋流和浊流。

海水的运动是重要的地质作用动力，造成侵蚀、搬运、沉积作用。

1．波浪主要由风摩擦海水而引起的，也可因潮汐、海底地震、大气压剧变而产生。

波浪是一种有规律的起伏运动，由一个凸起的部分（波峰）和一个凹陷的部分（波谷）组成。

波浪的大小依风速和传播的久暂而定。

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。

波浪发生时，波形的传递沿水平方向前进，而水的质点则是作上下旋转运动并无实质性位移，有如在风的吹动下滚滚向前的麦浪。

由于水的内摩擦作用，水质点的圆周运动半径随深度增加而减小，以至于消失。

故波浪向深部传导的能力有限，一般不超过波长的1／2。

在深度达1／2波长时，波浪运动几乎停止。

这一深度界面称为波基面(wave base)。

当波浪由外海向浅水带传播时，因水深渐小，波浪运动能影响到海底。

当水深小于1／2波长时，波浪下部的水分子运动受海底阻碍和摩擦影响，逐渐变为椭圆形，愈近海底其扁度愈高。

及到海底，水分子只作前进后退运动，这时上层水体的运动速度大于下层。

结果，波长缩短，波高加大，波峰变尖。

波浪愈接近海岸，波浪的变形愈明显，最后波峰明显超前并且翻卷破碎，成为破浪(breaker)。

破浪涌向海岸，拍击海岸，称为激浪。

海啸：由地震、火山等引发的巨大海浪。

2．潮汐海水在月球和太阳引力及地球自转产生的离心惯性力的共同作用下，产生周期性的涨落现象，称为潮汐。

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。

由潮汐引起的海面高度变化迫使海水做大规模水平运动，形成潮流。

涨潮时，潮水涌向陆地；落潮时，潮水退回外海。

由于地球本身的自转，使地球上某点与月球的相对位置随时发生变化，这种变化每天（约24时48分）为一周期。

每24时48分，发生两次高潮和两次低潮。

由高潮到低潮约经过6时12分，由第一个高潮到第二个高潮约经过12时24分。

3．洋流洋流：海水做大规模定向流动称洋流或海流。

它既见于海水表层，也能形成于海水深部；既发生在近岸，也分布于远海水域。

表层洋流影响深度不超过100m，深部洋流可达深海底。

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(warm current)；高纬度地区的寒冷海水流向赤道地区，是为寒流(cold current)。

暖流与寒流共同构成表层海水的循环。

深部洋流的形成主要受海水密度控制：高纬度地区表面海水结冰，所含盐分向下转移，提高下面海水的含盐度和密度，它一面向赤道流动，也促使低纬度海水上升并向高纬度流动，构成大规模海水深部循环。

因各种因素被移去的海水由另一部分海水来补充，也能造成洋流。

洋流的速度一般不超过0.5—1.5 m／s。

4．浊流浊流：是含大量悬浮物质，比重大(最大可达1.5—2.0g／cm3)，并以较高速度向下流动的水体。

浊流中的悬浮物质是砂、粉砂、泥质物，有时还挟带砾石。

浊流发源在大陆架之上或大河流的河口前缘。

那里堆积厚度大而松散的沉积物在强大的波浪搅动、地震震动、河水冲击及海底滑坡等作用下，重新活动并扩散于海水中,形成浊流。

尤以大规模海底滑坡最重要，破坏性大。

结果：海底峡谷、深海（冲积）扇横切大陆架和大陆坡并终止在陆隆上的海底谷地，即海底峡谷，是浊流侵蚀产物，也是浊流运行通道。

普遍见于大陆及大型岛屿的边缘，谷深数百米，谷宽数公里。

其首部常起源于大河河口，其前端在陆隆上分散成许多支谷。

海底峡谷原先可能是河口的水下部分，后来因受到浊流侵蚀而扩大。

5．海洋分带低潮线—低潮时的水边线，标志着周期性暴露海滨的向海的界线。

高潮线—高潮时的水边线。

（1）按地形分带：大陆架：是靠近大陆分布的浅水台地，是大陆在水下的自然延伸，大陆架表面平坦，坡度小于0.1°，平均水深133m，平均宽度75km。

我国东部大陆架宽达500km左右。

大陆坡：从大陆架外缘破折线开始，一直延伸到深海底的较陡的斜坡地带。

平均坡度为4.3°，最大可达20°，宽度平均28km。

坡脚水深1400－3000m左右。

大陆基：大陆坡从坡脚处逐渐变缓，过渡为大洋盆地，这一过渡地带称为大陆基。

大陆基表层由海洋沉积物组成，表面常有被浊流冲蚀的沟渠。

（2）海洋环境分区（根据海水深度及运动情况）滨海带：海陆界线附近狭长地带，一般指低潮线与最大高潮线之间的海域。

属海、陆交互的环境。

波浪作用弱，潮汐影响大的滨海地带称为潮坪。

浅海带：滨外带至水深200米的范围，一般包括大陆架地形部分。

半深海——深海带：半深海200 ~ 2000米水深(大陆坡地形)；深海> 2000米水深(大陆盆地+洋中脊)。

第二节海水的剥蚀和搬运作用一．海水的剥蚀作用1．概述海水的剥蚀作用：海水通过自身动力和所携带的碎屑对海岸和海底的破坏。

海蚀作用主要发生在滨岸带，按其性质可分为机械剥蚀、化学溶蚀和生物剥蚀作用。

它们共同对海岸地带进行改造。

海水的机械侵蚀作用，主要为由海水波浪及潮汐等所引起，破坏的方式有海水的冲蚀和磨蚀；海水对岩石的溶解或腐蚀作用。

因海岸地区水浅，受波浪和潮汐作用影响大，因此，机械方式也最为强烈。

海蚀作用的主要动力是海浪和潮汐。

波浪作用是海岸侵蚀、堆积作用的主要动力，海岸地貌的塑造主要发生在暴风浪期间，正常天气条件下的风浪只对海岸地貌起着经常的修饰作用。

发生在海岸带的侵蚀作用称为海蚀作用，它表现为三种形式：（1）冲蚀指波浪水体给予岸线的直接冲刷。

基岩海岸的水下岸坡一般具有较大坡度，波浪抵达岸边时以巨大的能量冲击海岸，水体本身的巨大压力和岩石裂隙、节理中被压缩的空气，对海岸产生强烈的破坏，这种力量可达每平方米数十吨。

（2）磨蚀指海水携带的砂砾随波浪往返运动对海底产生侵蚀。

在波浪前进和后退的往返运动中，海水携带着砾石、泥沙和海岸上侵蚀下来的岩石碎块，对海底基岩进行研磨，加快了海岸侵蚀的速度。

（3）溶蚀指海水溶解海岸基岩引起的海岸侵蚀。

海水对岩石、矿物的溶蚀能力要比淡水强，特别是在由碳酸盐岩等可溶性岩石组成的海岸，溶蚀作用对海岸的破坏更大。

2．海岸侵蚀地貌由坚硬的岩层所组成的海岸称基岩海岸。

此种海岸的特点为海底坡度陡，海岸线凹凸不平，海底常有礁石相伴。

由于波浪至浅滩或礁石附近时，海底阻力大，迫使水面波峰超前，并涌向岸边拍击海岸，形成强大的拍岸浪。

坚硬、断裂不发育的岩石抵抗海蚀的能力较强，软弱、断裂发育的岩石抵抗海蚀的能力较弱，前者常突出成为海岬(strait)，后者常凹入成海湾(gluf)。

在基岩海岸的海水面附近，由于海岸波浪的强力机械冲击和海水所携带沙石所造成的磨蚀以及化学溶蚀作用，使得海岸的岩石不断遭受破碎、淘空，因而形成向陆地方向凹入，形成海蚀凹槽。

如果海水的侵蚀作用持续进行，海岸线不断向陆地方向后退，原海蚀凹槽会不断地扩大而崩塌，因而形成陡峭的崖壁或海蚀崖，底部形成海蚀平台或浪蚀台地（波切台）。

在激浪的持续作用下，海蚀平台逐渐加宽。

海蚀作用沿基岩裂隙带发展可形成海蚀沟谷。

在海岸线向陆地后退和波切平台的扩展过程中，由于组成基岩海岸岩层岩性以及侵蚀作用方向的不同等，海蚀作用的结果在海岸沿岸地区，容易形成海蚀穹、海蚀柱、海蚀桥等奇特地形。