第十三章海水的地質(zhì)作用第一節(jié)海洋概況海洋占整個地球面積的70.8%，地球上的水約有97%存在于海洋中，世界海洋水體總體積比高出海平面的陸地體積大14倍，約13.7億km3。陸地平均高度越840m，而海洋平均水深3800m，假設(shè)地球是個平整的球面，那么會覆蓋2400m深的海水，因此海水的地質(zhì)作用貫穿整個地質(zhì)歷史。在地質(zhì)歷史中，滄海桑田、海陸變遷，占陸地外表75%的沉積巖中絕大局部是海洋沉積形成的，因此海洋的地質(zhì)作用是極為重要的。一、海與洋海和洋構(gòu)成了海洋。一般來說，近陸為海、遠(yuǎn)陸為洋，水體相通，均為海水。但兩者有著根本性區(qū)別：

大洋形成年代早，自中生代以來即接受連續(xù)的沉積；而海那么形成年代較晚，主要形成于第三紀(jì)和第四紀(jì)。太平洋大西洋印度洋北冰洋平均水深3940357538401117渤海黃海東海南海平均水洋水深、面積廣闊，形態(tài)不受大陸控制；海域則水淺，面積小，形態(tài)受到大陸輪廓控制。世界四大洋與我國四海深度對比大洋底主要為大洋型的地殼，而海那么多為大陸型地殼。二、海水的化學(xué)成分世界海水平均鹽度在35‰左右，但是分布并不均勻，鹽分主要由氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等組成。成分千克海水含量NaCl27.2MgCl23.8MgSO41.7CaSO41.2K2SO40.9CaCO30.1MgBr等<0.1海水中溶解有大量的氣體，其中地質(zhì)意義最大的是O2和CO2，由于海水大的溶解度及其龐大的生物量，海水中溶解的CO2是大氣中的百倍以上，因此海洋中的O2和CO2的平衡，對于調(diào)節(jié)整個大氣中這兩種氣體的平衡以及地球氣候系統(tǒng)都有著及其重要的作用。三、海水的物理性質(zhì)密度：略大于純水，一般在1.02－1.03之間，隨著溫度、鹽度、壓力的的變化而變化，鹽度大那么密度大，溫度降低密度也增大。壓力：水深每增加10m，壓力增大一個大氣壓，即1.01×105Pa，7600m水深之下可以將空氣壓縮到水的密度。顏色：海水顏色通常為藍(lán)色，主要是由于太陽光中只有藍(lán)色和綠色光被海水所反射。隨著海水深度及海水中懸浮物質(zhì)的變化而有變化。溫度：海水表層溫度在不同地點(diǎn)變化很大，赤道附近超過30℃，極地那么會降到零度以下；垂向上海水溫度隨著深度增大而降低，但300m以下海水溫度那么近于恒定在2℃左右。三、海水中的生物海洋生物種類繁多，按其生活方式大致分為三種：底棲生物：指生活在海底上的生物，如珊瑚、腕足類、各種貝類等。浮游生物：指隨水漂移，游泳能力很差或不能游泳的生物，包括各種藻類，浮游有孔蟲、放射蟲等。游泳生物：在海水中可以主動有用的生物，主要為魚類。海水生物對于海洋中沉積物的形成、有機(jī)質(zhì)的堆積以及某些礦產(chǎn)的形成都至關(guān)重要，因?yàn)橐环矫嫔锕趋阑蛴袡C(jī)體本身就是沉積物質(zhì)的重要來源，另一方面，生物生命活動過程中產(chǎn)生的物質(zhì)對于沉積過程也起著制約作用。第二節(jié)海水的運(yùn)動及其地質(zhì)作用一、波浪及其地質(zhì)作用波浪的形成：風(fēng)力摩擦海水潮汐、海底地震大氣壓的劇烈變化波浪是一種有規(guī)律的起伏運(yùn)動，由一個波峰和一個波谷組成，兩峰之間距離為波長，波峰到波谷垂直距離為波高，兩次波到達(dá)同一地點(diǎn)的時間叫周期，單位時間內(nèi)波形前進(jìn)距離稱為波速。波浪的一般特征在波長1/2以下的深度上波浪作用幾乎消失，這一界面稱為浪基面，當(dāng)波浪傳導(dǎo)至淺水時由于下部摩擦作用，上部波浪破碎稱為碎浪，拍擊海岸。波浪的地質(zhì)作用海水的侵蝕作用——海水對海岸帶和海底的破壞作用，包括：沖蝕、磨蝕和溶蝕三種作用方式。

海浪的沖蝕作用：一般發(fā)生在海岸帶，形成特有的海蝕地貌：海蝕穴、海蝕崖、海蝕柱、海蝕拱橋、海蝕階。波浪的磨蝕作用主要發(fā)生在海水幾米至幾十米深的地方。拍岸浪破壞的巖塊隨著退流帶到濱海底部來回滾動，即對海底進(jìn)行磨蝕，本身相互間磨擦磨圓，成為磨圓度很好的礫石和砂粒。

波浪的搬運(yùn)作用二、潮汐及其地質(zhì)作用海水在月球和太陽引力及地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力的共同努力下，產(chǎn)生周期性的漲落現(xiàn)象，稱為潮汐。由潮汐引起的海面高度變化迫使海水做大規(guī)模的水平運(yùn)動，形成潮流，潮水的漲落對于沉積物起著反復(fù)侵蝕、搬運(yùn)、沉積的作用。

在平坦地帶，潮汐的侵蝕、搬運(yùn)作用與波浪相似。當(dāng)潮水涌入狹窄河口時，潮高激增，流速加快，強(qiáng)烈沖刷河口，常使河口形成三角港。三、洋流及其侵蝕、搬運(yùn)作用

海水大規(guī)模的定向流動稱為洋流。

洋流的特征

洋流的寬度從數(shù)十公里到數(shù)百公里，長達(dá)數(shù)千公里。流速較慢，一般僅為每小時數(shù)公里。有表層洋流〔一般不超過100米〕，也有深部洋流。洋流的成因表層洋流主要是由全球大氣環(huán)流驅(qū)動的風(fēng)生洋流，其次為海水溫差產(chǎn)生暖流和寒流。深部洋流主要是海水密度差并引起的密度流，其流向可以是水平的，也可以是垂直的環(huán)流。

洋流的地質(zhì)作用主要是搬運(yùn)作用和輕微的海底侵蝕作用。

四、濁流及其侵蝕、搬運(yùn)作用

是一種含有大量懸浮物質(zhì)〔砂、粉礫、泥質(zhì)物質(zhì)〕并以較高速度向下流動的水體。濁流的侵蝕搬運(yùn)作用大陸坡上普遍發(fā)育著“V〞字形峽谷，其底部常有扇形、錐形碎屑、生物碎屑堆積物，稱為深海沖擊扇〔錐〕，推測為濁流侵蝕、搬運(yùn)作用形成的，許多深海平原上的沉積物也認(rèn)為是由濁流搬運(yùn)而來的。小結(jié)：海水的搬運(yùn)以波浪搬運(yùn)作用為主。一般具有明顯的分帶性：較粗、重的顆粒搬運(yùn)距離近〔在近岸沉積〕，較細(xì)輕的顆粒搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，化學(xué)溶蝕物質(zhì)搬運(yùn)更遠(yuǎn)。因此可以根據(jù)沉積物的粗細(xì)、輕重，分析當(dāng)時距離海岸的遠(yuǎn)近。第三節(jié)海底沉積物“海納百川，有容乃大〞！海洋是地球上最大的、最廣闊的沉積場所，因此海水的沉積作用具有極其重要的地位。一、海洋沉積物的來源陸源物質(zhì)：主要由河流，還包括、風(fēng)力、地下水、冰川等動力從陸地上帶入海洋的物質(zhì)。生物物質(zhì)：主要是海洋中各種生物死亡后的殼體以及其生命活動中制造的排泄物沉積等。巖漿物質(zhì)：主要指海底巖漿活動帶入到海水中的物質(zhì)。海底巖石溶濾物質(zhì)：海水延海底裂隙下滲，在深部被加熱后溶解了SO2，金屬硫化物等，再以海底熱泉方式噴出。宇宙物質(zhì)：少量落入海洋中的隕石及其碎片物質(zhì)。二、濱海沉積濱海是波浪和潮汐運(yùn)動強(qiáng)烈的近岸水域，其下界為浪基面。

濱海以機(jī)械沉積為主，只有在瀉湖環(huán)境下才有較好的化學(xué)沉積。

機(jī)械沉積

基巖海岸的機(jī)械沉積特征：低平海岸的機(jī)械沉積特征

濱海的潮下帶形成砂壩，在適宜的條件下，砂壩不斷加寬、加高，使海的邊緣或海灣與外海隔離或半隔離，那么形成了瀉湖。瀉湖沉積特點(diǎn)以泥砂質(zhì)沉積為主，水平層理發(fā)育干旱地區(qū)的瀉湖常形成鹽類沉積夾在其中。瀉湖沉積三、淺海沉積淺海：是指水下岸坡以下〔以水下砂壩為標(biāo)志〕，直至200m深度的海域，其海底為大陸架。淺海的特點(diǎn)：

波浪、潮汐運(yùn)動較強(qiáng)烈，有時能直接影響到海底，使淺海具有良好的通氣條件及穩(wěn)定的鹽度、且陽光充足、海水溫暖，有利于生物大量繁殖。淺海是最主要的沉積場所，接納了陸上河流帶來的大量碎屑物質(zhì)和溶運(yùn)物質(zhì)?！步^大多數(shù)沉積巖屬于淺海沉積形成的?！硿\海機(jī)械沉積特征

碎屑物質(zhì)主要來源于陸地，局部來自海蝕作用產(chǎn)物；沉積物顆粒比濱海沉積細(xì)，礫石極少見；由近岸到淺海處，沉積物由粗到細(xì)：粗砂－>中砂－>細(xì)砂－>粉砂〔粉砂質(zhì)粘土〕。具有良好的水平層理，常含有較完整的動物遺體、貝殼等。

淺?；瘜W(xué)沉積特征

化學(xué)沉積物來自海水溶蝕物質(zhì)以及河流地下水帶來的溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。上述物質(zhì)在不同的環(huán)境下形成不同的化學(xué)沉淀物：

呈膠體狀態(tài)的Fe、Al、Mn的氧化物首先沉積下來，可形成鮞狀、豆?fàn)?、腎狀赤鐵礦、鋁土礦、錳質(zhì)礦等。其次是低價鐵硅酸鹽和鐵的碳酸鹽沉淀，形成海綠石和菱鐵礦等。最后是碳酸鹽類沉積，形成石灰?guī)r、白云巖等。淺海生物沉積特征

由于淺海中生物大量繁殖和死亡，它們的骨骼和外殼就在適宜的環(huán)境下沉淀下來，形成生物沉積巖。主要有：貝殼灰?guī)r、有孔蟲灰?guī)r、硅藻巖等，最常見的是珊瑚礁灰?guī)r。

抱球蟲軟泥鈣質(zhì)軟泥

翼足蟲軟泥

硅藻軟泥

硅質(zhì)軟泥

放射蟲軟泥四、半深海及深海沉積沉積物的特點(diǎn)：

主要沉積類型：

軟泥：分布最廣，根據(jù)其中含有的生物碎屑來命名：深海沖擊扇面：濁流形成的濁積巖。近年來發(fā)現(xiàn)很多油田跟濁積巖有關(guān)，因此加大了對它的研究。濁流沉積是由砂、粉砂等細(xì)碎屑物與泥質(zhì)物組成韻律交互層，具有清楚的遞變層理、印模等構(gòu)造。海底沉積物中Mn、Co、Ni、Cu等金屬的儲量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出大陸上的儲量。估計(jì)可供人類開采使用1000-10000年。

第四節(jié)海水的進(jìn)退海平