海洋沉积学内容概要.doc

第一章海洋沉积学导论
第一节海洋概况
1. 学科地位
海洋学包括:
(1)海洋物理;(2)海洋化学;(3)海洋生物;(4)海洋地质:海底地形、海洋沉积、海底构造、海洋矿产
2. 定义
海洋沉积学(marine sedimentology)是海洋地质学的重要分支,是海洋学和沉积学之间的边缘学科。
海洋沉积学是研究现代海底沉积物(及沉积岩)的组分、结构、分布规律、岩相、形成作用及形成机理的科学。
第二节海水运动及其沉积作用
一、海水运动
河流径流作用
波浪作用
潮汐作用
大洋环流作用
二、沉积作用
机械搬运与沉积作用
1)牵引流
搬运介质运动带动固体颗粒运动,水和空气是牵引流的主要介质。
低流态,F<1, 是一种水深流缓的流动状态,水体搬运能力弱,水面波动和沉积物表面的起伏不同相。
过渡流态: F=1,水面波动与沉积物表面起伏不完全同相。
高流态:F>1,是一种水浅流急的流动状态,水体搬运能力大,水面波动和沉积物表面的起伏同相。
2)重力流
通常称为高密度流, 在重力作用下,沉积物不稳定而移动Þ带动水介质运动Þ水介质与沉积物充分混合,进而形成富含沉积物的流体。
按照沉积物的支撑机理,重力流可分为四种类型:
浊流: 流体内的沉积物由湍流的向上分力所支撑,并使沉积物持续地悬浮于流体中。
液化流:沉积物颗粒间孔隙流体的向上流动而支撑沉积物。在富含液体(水)的松散沉积物中,当孔隙流体压力超过静水压力时,颗粒保持悬浮状态,就象流沙一样。
颗粒流:由于沉积物颗粒之间的相互碰撞作用而支撑颗粒呈悬浮状态,在重力作用下流动。
碎屑流:基质支撑沉积物颗粒,使砂、砾级悬浮于其中而在重力作用下进行搬运。
化学搬运与沉积作用
溶解物质可以呈胶体溶液或真溶液被搬运,这与物质的溶解度有关,Al、Fe、Mn、Si的氧化物难溶于水,常呈胶体溶液搬运;而Ca、Na、Mg的盐类则呈真溶液搬运。在沉积盆地中沉淀形成各种自生氧化物和盐类矿物。
1)在搬运过程中,当胶体溶液因两种带不同电荷的胶体相遇,或电解质作用,或浓度增大以及pH值的影响失去稳定时,胶体就发生凝聚(絮凝作用),胶体物质即在溶液中集结成为絮状、团块状。这时的胶体就可以克服原来胶体质点的布朗作用,在重力作用下,于合适的沉积环境里,逐渐沉积下来。
2)由真溶液化学组分的类型和外界化学条件的变化使真溶液发生有规律性的沉积现象称为化学沉积分异作用。
生物搬运与沉积作用
生物作为一种搬运营力的意义较小,但生物的沉积作用却是很重要的。生物不仅可使溶解物质大量沉淀,还可使部分粘土物质和内源碎屑发生沉积。生物的沉积作用包括直接方式和间接方式(细分生物化学沉积作用和生物物理沉积作用两种)。
第三节海平面变化
一、海平面
海平面的全称叫平均海平面,它的精确定义是随着大地测量学的发展而确定的。基于人类对海水表面位置的传统观念,为了确定大地测量高程的零点,人们假定在一定长的时间周期内,海水表面的平均高程是静止不动的。这个海水表面的平均高程就是平均海平面,它可以作为大地测量的基准面。
二、全球海平面变化
验潮仪记录到的海平面变化是海平面相对于当地海岸基岩的变化,叫作相对海平面变化,它通常只能代表局部地区的海平面变化状况。为了研究地质历史上的世界性海平面变化,提出了全球性海平面变化(eustasy)的概念。它可能是全球海水体积变化引起的,也可能是海盆容积的变化引起的。在地质历史上,全球性海平面变化是造成各地相对海平面变化的一个主要因素。各地的相对海平面变化在不同程度上反映了全球性海平面变化。
第二章近岸带沉积作用
近岸带(nearshore, 或称海岸带)环境是指从特大高潮线至深度为浅水波半波长(水深约20m以内)的区域,包括三角洲、河口湾、海滩、障壁岛、潟湖、及潮坪等次一级单元。
在近岸带环境中海洋与非海洋过程相互作用。海洋过程受波浪、潮汐、海流、环流等因素所控制。非海洋过程则主要受河流径流量、流速及固体载荷的性质、数量等因素所支配。
沉积体系(depositional system)是成因上密切相关的沉积相的组合(Davis, 1983)。因此,近岸环境中的三角洲、河口湾、潮坪、潟湖、海滩等都代表了不同的沉积体系。
第一节地貌特征
一、近岸带地形单元的划分
近岸带(狭义):以海洋过程为主,不受大河直接影响的海滩、障壁岛(波浪作用为主)和潮坪、潟湖(潮汐作用为主)
进一步划分:后滨、前滨、临滨
河口区:与大河口有关的河口湾和三角洲
进一步划分:近口段、河口段、口外滨海
二、多层次海岸分类原则
一级海岸:动力成因
二级海岸:气候成因
三级海岸:岩性成因
四级海岸:形态成因
第二节三角洲沉积作用
一、三角洲形成的流体动力学