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13.第十三章 海洋及湖泊的地质作用
会因与海底之间的磨擦而逐渐变形直至破碎。
对称波
波浪
非对称波
倾浪
激浪(破浪) 进流(洗浪)
退流(底流)
进流
岸流
波浪到达岸边后会形成方向不同的三种岸流:
进岸流 离岸流 沿岸流
在礁石海岸的较深水区,波浪突然受阻后,波长迅速 减小,波高急剧加大,形成拍岸浪。
波浪的折射现象
在岬角及海湾发育的海岸地带,波浪受海底 摩擦的影响,使波浪向海岸推进的速度产生 差异。在海湾处波浪运动速度较快,从而使 波脊线(波峰连线)弯曲,趋向与弯曲的海 岸平行,这种现象称波浪折射。 导致波能向岬角聚集,在海湾分散。
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波浪中水质点的运动特征。
波浪要素与浪基面
波长
波高
波峰
波谷 水深
平均海平面
海底
浪基面水深=1/2波长
深水波:在深度大于1/2波长的水域形成的波浪,波 的传播只是海水质点在平衡位臵上作周期性圆周运 动。形成的波浪规则对称,不发生变形,波长和波 高变化不大。
浅水波:在水深不超过 1/2波长的浅水区,波浪
洋流或海流。可分为表层洋流(由季风或
信风引起)和深层环流 (由盐度和温差
引起) 。
(4)浊 流
浊流是海洋或湖泊中载有大量悬浮物质的 高密度水下重力流,相当于水下 “ 泥石 流 ” 。 浊流的特点是密度大,携带大量粘土、泥 沙及砾石。 分布于陆架外缘、大陆坡上部或河口三角 洲前缘,诱发因素主要为地震。
潮汐要素:
潮汐有四个位相
涨潮
高潮
落潮
低潮
涨潮
潮汐要素:
涨潮:海面升高,海水涌上海岸。 落潮:海面下降,海水从海岸退回。 高潮:涨潮时海水面最高处。 低潮:落潮时海水面最低处。 潮差:高潮与低潮的高差。 大潮与小潮:潮差最大时称谓大潮,潮差 最小时称为小潮。
(3) 洋
流
海洋中沿一定方向有规律流动的水体称为
贝壳和生物碎屑沉积,如生物碎屑灰岩。 生物礁沉积,如生物礁灰岩。 有机质沉积,如油页岩。
介壳灰岩
生物礁类型
岸礁:沿岸分布 堡礁:与海岸间有一较宽的水道 环礁:围绕海底隆起的边缘生长形成的环状 礁体
现代珊瑚礁(三亚)
现代珊瑚礁(三亚 )
岸礁
大堡礁
位置:澳大利亚东北海岸 规模:长2000余公里,东 西宽20~240公里 ( /view/6146.htm#2)
(1)滨海区沉积作用类型
滨海区海水动荡,环境变化快,波浪和潮汐作用强烈。波 浪和潮汐将侵蚀、搬运的碎屑物在动力较弱的区域沉积 下来,因碎屑物经历了反复的搬运和摩擦,其分选性和 磨圆度都比较好。 滨海区的沉积作用以机械沉积为主,主要有海滩、潮坪、 沙坝-沙嘴及泻湖沉积几种沉积地形。
1)海滩沉积: 砾滩:常发育在基岩海岸区或山区河流的入海口, 砾石磨圆、分选好,长轴平行海岸,扁平面向海倾 斜。 沙滩:陆源物质较丰富的地区,沙粒分选、磨圆极 好、具明显的分带现象。成分以石英为主,可达90% 以上,次为长石、白云母、生物碎屑等。表面具有 波痕、气孔、生物遗迹等构造,内部具交错层理构 造。
泻湖沉积(古网迹)
(2)浅海的沉积作用
特点:浅海水域较宽阔,水深较浅,海 底平缓,生物繁盛,靠近大陆,是海洋 中最主要的沉积区,大量的碎屑物、化 学物质及生物遗体通过机械和化学的方 式在浅海区内沉积。
碎屑沉积 : 由近岸到远岸由粗到细 , 以石英沙
粒和粘土为主,并含有大量生物遗体 ,沉积物具 有良好的分选性和磨圆度。表面发育波痕 、
生物遗迹等构造,内部构造种类繁多,有交错
层理、波状及水平层理、生物扰动构造等。同
粒级碎屑常平行海岸呈带状。
1.砾石;2.粗砂;3.细砂;4.粉砂;5.泥质
化学沉积 : 浅海的化学沉积作用主要发
育于低纬度、陆源物质较少的海域,因盐
度、压力、温度、P H 值等变化,化学搬
运物通过过饱和、胶体电性中和、微粒吸
沙嘴,泻湖,堡岛和连岛沙坝
沙坝
沙嘴
4)沙坝-泻湖沉积
被沙坝从毗邻海域隔离出来、但仍与海洋有限沟通的浅
水域称泻湖。两者互相依存而构成 沙坝-泻湖体系。
泻湖中海水可通过水道(潮汐口)与大海半通,即高潮
时沟通,低潮时隔离。
不同气候区,因地表径流和海水对泻湖补给量的差异,
可使泻湖中的海水盐度不正常,发生淡化(小于33‰
(1)波
浪
波浪是海水最基本的运动形式,主要由风的吹刮引起。风吹 过海面时,风与海水间的摩擦力会使海水发生波浪运动。
波浪运动中的水质点基本上绕着某个平衡位臵做圆周运动,
只是向前移动很小的距离。在水的粘滞力作用下,一个水
质点的运动带动下一个水质点随之运动,依次传递下去就
形成波浪运动,使水面波浪起伏。 波浪包括波峰、波谷、波长和波高四要素。
基岩海岸的横截面呈上凸形曲线,曲线上各点的侵蚀 强度趋于零,此剖面称为基岩海岸的海蚀平衡剖面。
海蚀凹槽和波切台
古海蚀穴
波切台与岩脊滩
海蚀洞
海蚀垛
海蚀穹及海蚀崖
海蚀阶地
(古波切台)
海蚀崖 波切台 (岩脊滩) 海蚀凹槽
(2)沙质海岸的改造过程
沙质海岸由松散的沙粒所组成的海岸,地 形较为平坦。 改造的动力为波浪和潮汐,进流和潮流带 动砂粒向海岸方向运动,底流又把部分沙 粒带回海中。
浅海区:以流向海洋的潮流为搬运介质,随 着离岸距离的增加搬运物由粗到细(细沙-粘 土) 半深海-深海区:以洋流搬运为主,因远离陆 地碎屑物少,且洋流流速缓慢,仅能搬运悬 浮物质。
5.海洋的沉积作用
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基本特点:海洋是地球表面最大的积水盆地和沉积场 所,沉积岩中绝大部分是海洋环境下形成的。海洋沉 积物大部分为陆源物质(碎屑物、溶解物),其次为 海洋源物质(生物碎屑、海洋化学物)及火山喷发物 等。 海洋沉积作用受海水运动、海底地形、海洋生物分布 以及海水的物理、化学性质等因素影响,在不同的海 洋环境中,其沉积作用方式和沉积物各异。
附和生物浓缩等方式沉积。
碳酸盐沉积:主要为CaCO3和MgCO3,温度升高或压力降低可导致 Ca(HCO3)2 过饱和 , 动荡海水中可形成鲕状沉积物 , 炎热气候条
件下可使MgCO3沉积。通常沉积在碎屑沉积物外侧。
铝、铁、锰沉积:在湿热气候区大量的 Al、Fe、Mn的氧化物和 氢氧化物以胶体状态带入大海 ,在近岸地带遇电解质而凝聚沉 积,常因海水动荡而形成鲕状、豆状或肾状。主要沉积矿物为 铝土矿、赤铁矿、水锰矿等。
硅质沉积:SiO2胶体在水温较低、偏碱性环境下以胶体凝聚方 式沉积形成蛋白石,经脱水后形成燧石。
磷质沉积:因富磷质生物富集而使磷质发生沉积形成胶磷石。
浅水碳酸盐岩沉积(来宾)
海百合茎灰岩
鲕粒灰岩
肾状赤铁矿
蛋白石沉积
生物沉积:浅海环境光线充足、水体流动、
富氧,生物种类繁多。在其生长过程中产生的 排泄物、分泌的有机质、死亡后遗留的骨骼、 贝壳等都能形成沉积物。生物沉积主要有以下 几类:
Wave refraction
在海底火山或 地震发生时, 海水产生汹涌 的海浪,波长 几十上百公里, 波高可达几十 米,称海啸。
2004年 印度洋海啸
2011年日本地震 引发的海啸
(2)潮 汐
由月球和太阳的引潮力作用引起的海面周期 性升降现象称为潮汐。潮汐引起的海水的周 期性水平流动称潮流。
海蚀崖不断后退,在陡崖的前方留下一个向海微 倾斜的基岩平台,称为海蚀平台或波切台。 由于岩性和构造的差异,波切台表面遍布几十厘 米高的岩脊,称岩脊滩。 向海突出的岬角同时遭受两个方向波浪的作用, 可使两侧海蚀穴蚀穿成拱门状,称海蚀穹。 在平台上残留成突立的岩柱,称海蚀柱。
基岩海岸海蚀平衡剖面的形成过程
沙质海岸平衡剖面
中立点
沿岸堤 水下砂坝
沙质海岸的形成与改造
连岛沙坝 老虎石
海
陆
波浪对海岸线的破坏与重建
海岸线的局部破坏与整体后退 海湾 海岬 海湾
2
1
波脊线
4.海洋的搬运作用
*
波浪、潮流和洋流是海洋搬运作用的主要动力。 滨海区:以波浪搬运为主。当波浪垂直海岸时,碎屑 物作往复运动,其较大颗粒向岸运动,较小颗粒向海 运动。当波浪与海岸有斜交时,颗粒作之字型运动。 随着深度增加,波浪动能降低,搬运力降低,仅能搬 运较小的物质。由岸至海,搬运物由粗到细。
2.海洋的环境分区
海洋共分为滨海(潮上、间、下带)、浅海、 半深海及深海四种类型的环境空间。 它们的水动力条件与运动方式,地形,水温, 光照与生态特征都有所不同,因此其地质作 用的过程和产物也各有差异。
滨海区,低潮线与最大高潮线之间的海陆交互地带。
浅海区,浪基面至水深200米地带。
半深海区,200-2000米的地带。
深海区,大于2000米的地带。
海洋的环境分区
大陆架 滨 海 浅海 大陆坡 半深海 大陆基 深海
3.海洋的剥蚀作用
海洋对海岸及海底岩石的侵蚀破坏作用称 海蚀作用。分机械侵蚀和溶解两种。 机械侵蚀主要是由于海水的波浪运动、潮 流等对海岸产生的破坏作用,具体又可分 冲蚀和磨蚀两种。 溶解是由于海水中含较多的CO2等溶剂,可 对海岸及海底岩石产生溶解作用。
环礁
礁的各种类型 及其演化模式
(3)半-深海沉积作用
软泥沉积:主要分布于半深海区,有蓝色、红色和绿 色等种类;深海区沉积硅质或钙质生物软泥。
锰结核 : 主要沉积于深海区 , 是一种黑褐色 , 外表呈 球形或椭球形 , 内部具同心圈层结构的锰、铁氧化 物团块。除富锰铁外,还含有铜铅锌等30多种元素, 具有较高的经济价值。 浊流沉积:主要发育于大陆坡及以下地区,主要由粘 土和沙组成,发育递变层理。