2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——沉積物運(yùn)移與海底沉積動(dòng)力學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填入括號內(nèi)）1.下列哪種風(fēng)化作用主要發(fā)生在巖石暴露于地表的條件下，通過物理方式破碎巖石？（）A.化學(xué)風(fēng)化B.生物風(fēng)化C.物理風(fēng)化D.沉積作用2.沉積物顆粒沉降速度主要受哪些因素控制？（）A.顆粒大小、形狀、密度以及流體密度和粘度B.沉積物濃度、水流速度、波浪能量C.海水鹽度、溫度、光照條件D.冰川運(yùn)動(dòng)速度、坡度、植被覆蓋3.在沉積物搬運(yùn)過程中，通常將直徑大于0.0625mm的顆粒主要通過哪種方式搬運(yùn)？（）A.懸浮搬運(yùn)B.推移搬運(yùn)C.溶液搬運(yùn)D.化學(xué)搬運(yùn)4.濁流是一種重要的水下沉積物搬運(yùn)和沉積過程，其主要能量來源是？（）A.波浪能B.潮汐能C.河流攜帶的動(dòng)能D.水體密度差產(chǎn)生的重力能5.沉積物粒度分布的偏度（Skewness）主要反映什么特征？（）A.沉積物顆粒大小的平均值B.沉積物顆粒大小的分散程度C.沉積物顆粒大小的對稱性或偏斜程度D.沉積物的搬運(yùn)距離6.在近海環(huán)境中，通常形成哪種類型的沉積物？（）A.粗粒的礫石和砂B.中細(xì)粒的砂C.非常細(xì)粒的粘土和淤泥D.以生物碎屑為主的碳酸鈣沉積物7.沉積物中的分選性（Sorting）主要受什么因素影響？（）A.搬運(yùn)介質(zhì)的能量和搬運(yùn)時(shí)間B.沉積物的原始成分C.沉積環(huán)境的水深D.風(fēng)化作用的類型8.沉積物的滲透性主要取決于？（）A.顆粒的大小、形狀和排列方式B.沉積物的密度和孔隙度C.搬運(yùn)介質(zhì)的粘度和密度D.沉積物的風(fēng)化程度9.海底流對沉積物的影響包括？（）A.搬運(yùn)沉積物、形成侵蝕地貌、塑造沉積層理B.促進(jìn)化學(xué)沉積、改變海水鹽度、加速生物生長C.增加水深、提高水溫、減少沉積物供應(yīng)D.消耗沉積物、阻止?jié)崃靼l(fā)生、抑制物理風(fēng)化10.識(shí)別沉積體系的關(guān)鍵依據(jù)是？（）A.沉積物的顏色和成分B.沉積物的粒度和分選性C.沉積相標(biāo)志（如層理、化石、特殊沉積構(gòu)造）的組合D.沉積物的厚度和分布范圍二、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化在沉積物形成過程中的作用。2.解釋什么是沉積物的沉速，并簡述影響沉速的主要因素。3.比較推移搬運(yùn)和懸浮搬運(yùn)在搬運(yùn)機(jī)制、搬運(yùn)顆粒大小和沉積物特征方面的主要區(qū)別。4.簡述濁流沉積物的典型特征及其形成環(huán)境。5.什么是沉積速率？影響現(xiàn)代海洋沉積物沉積速率的主要因素有哪些？6.簡述影響沉積物滲透性的主要因素及其作用機(jī)制。三、論述題（每題10分，共40分）1.論述河流沉積物從源區(qū)到海盆的運(yùn)移過程，分析影響搬運(yùn)和沉積的主要因素及其相互作用。2.結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述海底流（如近底流、密度流）在沉積物運(yùn)移和沉積地貌塑造中的作用機(jī)制及其對沉積記錄的影響。3.選擇一種具體的沉積環(huán)境（如河口環(huán)境、遠(yuǎn)海鈣質(zhì)軟泥環(huán)境、海岸環(huán)境），論述其主要的沉積過程、沉積特征和典型的沉積體系。4.試述沉積物搬運(yùn)過程中的沉積物變形現(xiàn)象（如顆粒棱角化、磨圓），并分析其形成原因和反映的搬運(yùn)強(qiáng)度。四、計(jì)算題（共10分）假設(shè)某顆粒沉積物的密度為2.65g/cm3，周圍流體的密度為1.02g/cm3，流體粘度為0.01Pa·s，顆粒的球形度為0.8，直徑為0.5mm。請利用斯托克斯定律（或其修正形式）估算該顆粒在靜水中的沉降速度（提示：可能需要考慮雷諾數(shù)的影響，并查閱相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式或圖表）。試卷答案一、選擇題1.C2.A3.B4.D5.C6.C7.A8.A9.A10.C二、簡答題1.物理風(fēng)化：通過溫度變化、凍融作用、風(fēng)蝕、水蝕等物理力使巖石破碎，形成較粗的物理碎屑，是沉積物的直接來源之一。化學(xué)風(fēng)化：通過水、氧氣、酸、鹽等化學(xué)作用分解巖石，使巖石成分改變，形成較細(xì)的化學(xué)沉積物或溶解物質(zhì)，是沉積物成分的重要來源。生物風(fēng)化：通過生物活動(dòng)（如植物根系生長、微生物代謝）對巖石的破壞作用，加速物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化過程，參與沉積物的形成。2.沉速：指單位時(shí)間內(nèi)沉積物顆粒在流體中垂直沉降的距離。受顆粒大小、形狀、密度以及流體密度和粘度等因素控制。顆粒越大、形狀越球形、密度越大，流體密度越小、粘度越小，則沉速越快。3.推移搬運(yùn)：顆粒直接沿底部滑動(dòng)、滾動(dòng)或跳躍式前進(jìn)，搬運(yùn)介質(zhì)主要是近底層的床沙質(zhì)水流。通常搬運(yùn)較粗顆粒（如礫、砂），顆粒棱角明顯，分選差，沉積物底部可見交錯(cuò)層理等構(gòu)造。懸浮搬運(yùn)：顆粒懸浮在流體中隨整體流動(dòng)遷移，搬運(yùn)介質(zhì)是水流或波浪的整個(gè)水體。通常搬運(yùn)較細(xì)顆粒（如粉砂、粘土），顆粒被充分磨圓，分選較好，沉積物為泥狀或粉砂狀，層理不發(fā)育。4.典型特征：通常為巨粒（礫）到中粒（砂）的濁積巖，分選性較差，粒度向上變細(xì)（底部粗、頂部細(xì)），具遞變層理、交錯(cuò)層理等，底部常具泥礫，顏色可能變深，常與下伏沉積物呈突變接觸。形成環(huán)境通常為近海陸架斜坡、海山附近等，由突發(fā)性的水下密度流（如濁流、滑塌、碎屑流）攜帶沉積物快速搬運(yùn)和沉積。5.沉積速率：指單位時(shí)間內(nèi)單位面積上沉積物累積的厚度或質(zhì)量。單位通常為毫米/年（mm/yr）或克/厘米2/年（g/cm2/yr）。影響現(xiàn)代海洋沉積速率的主要因素包括：搬運(yùn)流體的能量（如海流、上升流、密度流的強(qiáng)度）、沉積物的供應(yīng)量、沉降通量與懸浮通量的平衡狀態(tài)、海底地形（如海山、海盆）的影響、生物活動(dòng)（如骨骼沉降、生物擾動(dòng)）等。6.影響因素：主要因素包括顆粒大小、形狀、密度、孔隙度、排列方式以及孔隙流體的性質(zhì)（密度、粘度）。作用機(jī)制：顆粒越小、形狀越圓、密度越低、孔隙度越大、顆粒排列越疏松（孔隙連通性越好），沉積物的滲透性越高。反之，顆粒越大、越棱角、密度越高、孔隙度越小、顆粒排列越緊密，沉積物的滲透性越低。三、論述題1.河流沉積物運(yùn)移：河流從陸地源區(qū)開始，在重力作用下搬運(yùn)沉積物。主要搬運(yùn)方式包括推移（粗粒）、懸?。?xì)粒）和溶液（溶解物質(zhì)）。搬運(yùn)過程中，水流能量受坡度、流量、流態(tài)（層流、紊流）等因素控制。當(dāng)河流能量不足以搬運(yùn)所有沉積物，或在河口、湖口、海浪等影響下能量減弱時(shí)，沉積物開始沉降。搬運(yùn)和沉積是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，受流域來水來沙、河道形態(tài)、洪水事件、海岸線變化等多種因素復(fù)雜控制。沉積物從河床（粗粒）到河漫灘、三角洲、遠(yuǎn)端海盆（細(xì)粒）呈現(xiàn)粒度由粗變細(xì)的空間變化。2.海底流的作用：近底流在近海床上克服剪切應(yīng)力，搬運(yùn)和重塑床沙，形成沙波、沙紋等床面形態(tài)，并參與沿岸沉積物的輸送。密度流（如濁流、細(xì)粒含鹽流）是在密度差異驅(qū)動(dòng)下沿海底高速運(yùn)動(dòng)的水流，具有巨大的侵蝕和搬運(yùn)能力。它們可以長距離搬運(yùn)巨量的細(xì)顆粒沉積物，越過海山，塑造海底地貌（如海底峽谷、海底扇），并在遠(yuǎn)端沉積形成特殊的濁積巖或含鹽沉積。這些流體的活動(dòng)對沉積物的分布、沉積層序的形成以及油氣資源的分布具有關(guān)鍵影響。它們在沉積記錄中留下獨(dú)特的沉積構(gòu)造和巖性變化。3.河口環(huán)境沉積：主要沉積過程包括河流輸沙、鹽度突變引起的絮凝沉降、潮汐和海流混合、生物活動(dòng)（如底棲生物擾動(dòng)、鈣化生物沉降）。沉積特征表現(xiàn)為沉積物粒度向上變粗（河流相粗粒→河口相中細(xì)?！Ｏ嗉?xì)粒），底部常有泥礫或漂礫，發(fā)育明顯的沉積構(gòu)造，如交錯(cuò)層理（河口壩、決口扇）、片狀交錯(cuò)層理（潮汐沼澤）、波痕等。典型的沉積體系包括三角洲、河口砂壩、潟湖、鹽沼等。三角洲是典型的河口沉積體系，由頂積物（分流河道）、底積物（三角洲前緣）和側(cè)積物（天然堤）組成。4.沉積物變形：在搬運(yùn)過程中，顆粒受力不均或受剪切應(yīng)力作用，會(huì)發(fā)生變形。主要現(xiàn)象包括：棱角化（顆粒邊緣和角部被磨損，變得圓滑）；磨圓（顆粒整體或部分變得圓度增大）；壓扁/拉伸（顆粒在垂直于運(yùn)動(dòng)方向被壓扁，或在平行運(yùn)動(dòng)方向被拉長，常見于塑性較強(qiáng)的粘土）；粒間變形（顆粒間發(fā)生滑動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、破裂）。形成原因主要與搬運(yùn)介質(zhì)的能量強(qiáng)度和剪切應(yīng)力有關(guān)。高能量、強(qiáng)剪切應(yīng)力（如濁流、滑塌、高速近底流）會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)烈的顆粒間碰撞和摩擦，引起顯著的變形（棱角化、磨圓）。低能量環(huán)境（如緩慢的遠(yuǎn)洋沉積）變形不明顯。顆粒變形是判斷搬運(yùn)強(qiáng)度和沉積環(huán)境的重要信息。四、計(jì)算題（注：此題需要使用斯托克斯定律或其修正形式，并可能涉及經(jīng)驗(yàn)公式或圖表，此處提供一個(gè)基于理想情況的理論計(jì)算思路，實(shí)際考試可能簡化或有給定參數(shù)）估算沉速的基本思路是利用斯托克斯定律（適用于雷諾數(shù)Re<<1的層流沉降）或牛頓定律（適用于雷諾數(shù)Re>>1的紊流沉降）。計(jì)算步驟如下：1.確定顆粒和流體的物理參數(shù)：已知顆粒密度(ρp=2.65g/cm3)，流體密度(ρf=1.02g/cm3)，流體粘度(μ=0.01Pa·s)，顆粒直徑(d=0.5mm=0.05cm)，球形度(φ=0.8)。計(jì)算顆粒與流體的密度差(Δρ=ρp-ρf=1.63g/cm3=1630kg/m3)。2.計(jì)算雷諾數(shù)（初步判斷流型）：雷諾數(shù)Re=(ρf*v*d)/μ。需要先假設(shè)一個(gè)沉速v，或使用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。對于小顆粒，層流的可能性較大。3.應(yīng)用斯托克斯定律（假設(shè)層流）：v_stokes=(2/9)*(Δρ*g*d2)/μ。將單位統(tǒng)一為m,kg,s，d=0.0005m。v_stokes=(2/9)*(1630kg/m3*9.81m/s2*(0.0005m)2)/(0.01Pa·s*1000kg/m·s2)v_stokes=(2/9)*(1630*9.81*0.00000025)/0.01v_stokes=(2/9)*0.0402/0.01v_stokes=(2/9)*4.02v_stokes≈0.894m/s4.檢驗(yàn)雷諾數(shù)：Re=(1.02*0.894*0.0005)/0.01≈0.456。確實(shí)滿足Re<<1，斯托克斯定律適用。5