*1海洋地質(zhì)學(xué)(第四講）*2第二章（講）作業(yè)與思考題1.標(biāo)準(zhǔn)洋殼結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)組成？2.大陸巖石圈與大洋巖石圈的主要區(qū)別？3.你認(rèn)為低速層或軟流圈是怎么形成的？其存在的科學(xué)意義有哪些？4.大陸邊緣的主要地貌類型及剖面特征？*3

第二章海洋地理與海底地貌

海洋地質(zhì)學(xué)*4第二章海洋地理地貌

2.1海洋與陸地的地理特征2.2地球結(jié)構(gòu)與基本組成2.3大陸邊緣地貌2.4深海盆地地貌2.5洋中脊地貌2.6海洋環(huán)境要素*52.4深海盆地地貌2.4深海盆地——海山孤立于洋底之上、相對高度在數(shù)百米以上的海底高地叫作海山，典型的海山多為近似圓錐形。據(jù)重力、地磁以及所采海山巖石樣品說明，大多數(shù)海山源于海底火山噴發(fā)。多座海山相連構(gòu)成呈脊?fàn)罨鹕郊够蜴湢詈Ｉ芥湣：Ｉ匠Ｔ诤５壮扇撼闪谐霈F(xiàn)，在太平洋海底海山多達(dá)2000多個(gè)。在水深6000m的平坦洋底上聳立著高達(dá)4000～5000m的海底山峰。*62.4深海盆地地貌2.4深海盆地——海山在海山中引人注目的是頂部平坦呈圓錐狀臺(tái)地的海山。平頂面直徑可達(dá)十幾公里，頂面水深可達(dá)2000m，人們把這種獨(dú)特形狀的海山稱作平頂海山或者蓋奧特(guyot)。意義?*72.4深海盆地地貌2.4深海盆地——海山海洋中的平頂山與陸地上的破火山口形狀不同，在海底平頂山中部沒有斷塊陷落的痕跡。因此，可以認(rèn)為這種山形是在火山停上活動(dòng)之后的某一時(shí)期曾經(jīng)露出在海面之上遭到波浪侵蝕切削而變成。*8平頂山的成因解釋你認(rèn)為對嗎?如果是對的,需要什么條件?還會(huì)有什么結(jié)果?如果是錯(cuò)的,你有更好的解釋嗎?2.4深海盆地地貌2.4深海盆地——海山*92.4深海盆地地貌2.4深海盆地——環(huán)礁(atoll)礁體(石)是指由鈣質(zhì)生物體堆積而成的海底隆起。環(huán)礁是指大洋中逼臨海面而生長的環(huán)狀礁體。環(huán)礁出露水面，其內(nèi)常為較深的瀉湖。礁體之上可生長有椰子或紅樹林等。最典型的造礁生物是造礁珊瑚，因?yàn)樯汉鞫嗌嬖跓釒Ш^(qū)溫暖潔凈的海水中，因此環(huán)礁多出現(xiàn)在赤道南北大約20°的范圍內(nèi)，尤以西赤道太平洋為多。*102.4深海盆地地貌2.4深海盆地——環(huán)礁(atoll)如果礁體直接生長在岸上，則成為岸礁；若生長在海岸附近而又不與海岸連接，且平行海岸生長則稱為堡礁；若生長離岸有一定距離的陸架上，形成孤島，則稱為島礁。島礁堡礁*11環(huán)礁多建造在海山之上，據(jù)此所推測的發(fā)展模式大體分為三個(gè)階段：(1)火山噴發(fā)形成火山島，珊瑚環(huán)繞火山生長成岸礁（裙礁）；（2）山隨地殼下沉，形成堡礁；（3）隨著火山島進(jìn)一步沉降沒于水面以下，礁體逐漸生長成環(huán)礁。2.4深海盆地地貌2.4深海盆地——環(huán)礁(atoll)*122.4深海盆地地貌2.4深海盆地——島鏈(islandchain)在大洋中，存在有呈線狀排列的火山，形成海山鏈，如果這些海山出露在海面之上，則形成島鏈。這些海山鏈或島鏈遠(yuǎn)離大陸邊緣和大洋中脊，有著其獨(dú)立特殊的成因。*13美麗的夏威夷*142.4深海盆地地貌2.4深海盆地——島鏈(islandchain)這些島鏈有一系列的特征：年齡比下伏的洋殼要年輕得多,海山鏈通常互相平行，走向與大洋中脊近于垂直,大部分鏈為北西向(EPR北東向），島鏈火山的年齡從洋中脊方向向外逐漸增大。0.04Ma0.38Ma0.43Ma0.8Ma1.3Ma1.8Ma3.7Ma？*152.4深海盆地地貌2.4深海盆地——島鏈這些島鏈的成因雖然仍有爭論，但較統(tǒng)一的觀點(diǎn)是地球內(nèi)部存在較為固定的“熱點(diǎn)”，熱點(diǎn)造成火山活動(dòng)，受洋中脊海底擴(kuò)張作用，大洋板塊向中脊兩側(cè)推移，路經(jīng)熱點(diǎn)便留下一連串的火山島嶼。*16深海平原是指洋盆中海底平坦的區(qū)域，坡度小于1：1000（1m/1km），為地球表面最平坦的部分。通常出現(xiàn)在陸隆的外緣，水深在3000～6000m之間。地震資料表明，深海平原是由在原始不規(guī)則的海底地形之上沉積了巨厚的沉積物而成。最平坦廣闊的深海平原出現(xiàn)在陸源沉積物供應(yīng)充足的地方，如大西洋。由于流入太平洋的河流相對較少，邊緣又有俘獲沉積物的海溝系，因此，接受沉積物較少，形成的深海平原不多。2.4深海盆地地貌2.4深海盆地——深海平原（abyssalplain)*172.4深海盆地地貌2.4深海盆地——深海丘陵（abyssalhill)深海丘陵是指深海平原中明顯高起的小丘，高度小于1000m。水平分布范圍一般從1～10Km，但也可達(dá)50km。深海丘陵通常成群出現(xiàn)于深海平原和洋中脊側(cè)翼之間，特別是見于沒有沉積物覆蓋的基巖裸露海底區(qū)域。雖然在大西洋和印度洋也有很多的深海丘陵，但它們卻是太平洋的重要地形特征，在那里，它們覆蓋了80～85%的洋底。多數(shù)深海丘陵是先期洋中脊的組成部分，目前因遠(yuǎn)離洋中脊，加之被沉積物覆蓋而起伏較小，所以在現(xiàn)今海底地貌上是和洋中脊分開的。*18在洋底，除了大洋中脊體系之外，還有另一種壯觀的海底地貌景觀：由一系列火山性海山呈線狀排列，延伸達(dá)千公里以上，稱作海嶺，又因這類海底火山山脈最大的特點(diǎn)是無地震，故稱作無震海嶺。無震海嶺出露海面之上則稱為火山島鏈。北太平洋天皇—夏威夷海嶺是無震海嶺的典型實(shí)例，其中天皇海嶺火山幾乎全在水下，夏威夷海嶺出露在海面之上的部分火山島則稱為夏威夷島鏈。2.4深海盆地地貌2.4深海盆地——無震海嶺（aseismicridge）天皇海嶺夏威夷海嶺*192.4深海盆地地貌2.4深海盆地——無震海嶺（aseismicridge）海嶺與大洋中脊的主要區(qū)別在于：⑴其軸部無中央裂谷；⑵無橫斷中脊的轉(zhuǎn)換斷層或破碎帶；⑶現(xiàn)代火山局限于洋中脊的一個(gè)端點(diǎn)(熱點(diǎn))；⑷無地震活動(dòng)或僅有火山活動(dòng)引起的微弱地震。無震海嶺指示了海底擴(kuò)張或板塊移動(dòng)的方向。*20第二章海洋地理地貌

2.1海洋與陸地的地理特征2.2地球結(jié)構(gòu)與基本組成2.3大陸邊緣地貌2.4深海盆地地貌2.5洋中脊地貌2.6海洋環(huán)境要素*21上世紀(jì)20年代，德國“流星”號考察船裝配了先進(jìn)的回聲測深設(shè)備，首先在大西洋中部確認(rèn)了長達(dá)17000km的海底山脈。此后，全球性的大洋測深相繼在太平洋、印度洋也發(fā)現(xiàn)了洋中脊和中央裂谷。1965年Heezen和Ewing總結(jié)了海底測深與地貌資料，提出在世界洋底存在著—條貫穿各大洋的大洋中脊和裂谷體系，并識(shí)別出一系列與大洋中脊近似垂直的巨型斷裂帶。2.5洋中脊地貌2.5.1平面展布——發(fā)現(xiàn)*22人們把這種成因相同、特征相似、貫穿世界各大洋的海底山脈系列總稱為大洋中脊體系。由于大洋中脊體系大多是在大洋中部展布（但并不僅分布在大洋中部），有時(shí)又稱為中央海嶺。

2.5洋中脊地貌2.5.1平面展布——大洋中脊體系*232.5洋中脊地貌2.5.1平面展布——大洋中脊體系盡管大洋中脊在太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋內(nèi)連續(xù)延伸，首尾相接，全長64000km，但大洋中脊在各大洋中的展布形態(tài)和性質(zhì)卻有著很大的差別。首先，大洋中脊在東太平表現(xiàn)為寬緩形態(tài)，而且中脊上的中央裂谷不明顯，又被特稱為東太平洋海隆(EastPacificRise)。2.5洋中脊地貌2.5.2形態(tài)特征中脊頂部水深一般2000～3000m，平均2500m左右，有些地方高出水面成為島嶼，如冰島、亞速爾群島，復(fù)活節(jié)島等；中脊寬度變化較大，一般數(shù)百至幾千公里，最寬（如太平洋）可達(dá)4000km以上；從中脊相對于深海平原隆起的地方算起，其面積約占大洋底的1/3，可謂世界規(guī)模最大的環(huán)球山系。大西洋中脊地形相對陡峻、狹窄，具有明顯的中央裂谷（A,B）；印度洋中脊地形相對大西洋的平緩和寬闊，也具有中央裂谷（C,D）；太平洋中脊地形相對是最寬、最平緩的，不具有中央裂谷（E）。洋中脊的地形剖面（據(jù)S.K.Runcorn1962）

2.5洋中脊地貌2.5.2形態(tài)特征*26*27大洋中脊地形相當(dāng)復(fù)雜，在橫向上，中脊頂部有一系列的嶺谷相間排列；在縱向上，中脊呈波狀起伏的形態(tài)，并被一系列的巨型斷裂所切割錯(cuò)斷。慢速（超慢速）擴(kuò)張洋脊與快速擴(kuò)張洋脊在形態(tài)上明顯不同。2.5洋中脊地貌2.5.2形態(tài)特征？*28拖網(wǎng)與鉆探采樣證明，大洋中脊絕大部分是由拉斑玄武巖構(gòu)成，說明大洋中脊是地球上最大的現(xiàn)代火山作用帶。在洋中脊局部地區(qū)，主要是在慢速和超慢速擴(kuò)張洋脊和大型斷裂帶，有蛇紋石化橄欖巖或橄欖巖出露，個(gè)別地方也可見到地幔巖直接出露于海底。2.5洋中脊地貌2.5.3地球物理特征與巖石類型*29*30據(jù)地震反射資料，大洋中脊地殼厚度普遍小于正常大洋地殼厚度。其原因一方面是因?yàn)橹屑馆S部普遍缺失洋殼結(jié)構(gòu)的層I，既缺少頂部的沉積層；另一原因是局部脊段甚至缺失洋中脊結(jié)構(gòu)中的層II，甚至層III，地幔直接出露于海底。即使在具有標(biāo)準(zhǔn)洋殼結(jié)構(gòu)的大洋中脊，洋殼結(jié)構(gòu)中的層III厚度也普遍減薄。2.5洋中脊地貌2.5.3地球物理特征與巖石類型*31地震資料揭示：在中脊軸部之下普遍存在地震波速較小的異常上地幔，沿洋中脊重力異常值也較深海盆地顯著降低，洋中脊還是一個(gè)高熱流值帶，同時(shí)也是一個(gè)地震頻發(fā)帶(淺源）。上述事實(shí)均說明洋脊下部存在有熔融的巖漿物質(zhì)，地幔熔融物質(zhì)的存在為大洋中脊是現(xiàn)代的擴(kuò)張中心提供了有力的證據(jù)。2.5洋中脊地貌2.5.3地球物理特征與巖石類型*32大洋中脊軸部分布著由一系列正斷層從中脊頂部下切形成的裂谷，通常稱為中央裂谷。總長約80000km，并與大陸上的裂谷帶首尾相接，從而構(gòu)成了世界上規(guī)模最宏大的張性裂谷帶。2.5洋中脊地貌2.5.4中央裂谷(Centralrift)轉(zhuǎn)換斷層中央裂谷中央裂谷*33中脊裂谷發(fā)育深度l～2km，寬數(shù)十至數(shù)百公里，最窄處僅幾公里，由一系列正斷層排列而成，橫斷面為地塹性構(gòu)造，這顯然是由張力作用形成的斷裂谷地。近年來載人深潛器潛至洋底觀察發(fā)現(xiàn)，洋中脊裂谷谷底幾乎全部為新鮮的火山物質(zhì)，火山巖呈新鮮的玻璃光澤，玄武質(zhì)熔巖流具水下噴發(fā)特有的枕狀構(gòu)造，它們構(gòu)成了洋中脊特有的“零齡”洋殼。2.5洋中脊地貌2.5.4中央裂谷*34令人驚異的是，在洋中脊軸部上成群聳立著由熱液活動(dòng)成因的硫化物煙囪體，它們可高達(dá)10m,直徑寬約40cm。由黑煙囪題噴出溫度熱液流體溫度高達(dá)350℃以上。2.5洋中脊地貌2.5.4中央裂谷——熱液煙囪體*35*36在黑煙囪周圍所構(gòu)成的熱水區(qū)，不僅有蝦、貽貝、魚、嗜熱的化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌等，還生長著白蟹和一些長達(dá)30cm的白色大蛤，且成群的鮮紅色大型管狀蠕蟲在熱水流中飄動(dòng)著，從而構(gòu)成了一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)。2.5洋中脊地貌2.5.4中央裂谷——熱液煙囪體*37*38*39*402.5洋中脊地貌2.5.5破碎帶大洋中脊在宏觀上構(gòu)成連續(xù)的全球性海底山脈，但在微觀上并非連續(xù)不斷的，它被一系列與脊軸垂直或近于垂直的橫向大斷裂（轉(zhuǎn)換斷層——Transfault)所切割。橫向大斷裂把大洋中脊和中央裂谷錯(cuò)開，錯(cuò)移幅度數(shù)十至數(shù)百公里，如在赤道大西洋，最大錯(cuò)移距離超過1000km。*412.5洋中脊地貌2.5.5破碎帶破碎帶的平面與剖面圖注意：①洋中脊側(cè)翼老、冷、厚的巖石圈；②中脊附近新而薄的巖石圈和隆起的軟流圈；③地幔沿深斷裂上侵出露海底形成蛇紋巖。破碎帶轉(zhuǎn)換斷層洋中脊蛇紋巖050km蛇紋巖玄武巖巖墻輝長巖走向滑移斷層巖石圈軟流

圈*422.5洋中脊地貌2.5.5破碎帶洋中脊，乃至洋底被一系列的巨型破裂帶（10-100km寬）所切割。破裂帶形成橫切中央海嶺的大致平行的條帶。中脊頂部可以被橫向的破裂帶錯(cuò)開很大的距離。在赤道大西洋，一系列大致平行的破裂帶使大西洋中脊錯(cuò)開約4000km，使得洋中脊呈S形并保持處在大西洋中央的位置。2.5洋中脊地貌2.5.6海底年齡——幾件實(shí)事（1）沉積物厚度根據(jù)地球的發(fā)育歷史和古生物記錄，地球上早在1000Ma之前就有海洋，以現(xiàn)在大洋沉積速率0.01mm／a計(jì)算，海洋中應(yīng)該有厚達(dá)10km以上的沉積物。事實(shí)上，世界大洋沉積物最厚也不超過2km，平均只有0.5km；（2）海洋沉積物的分布極不均衡，沉積厚度可從零變化到幾千米。最顯著的特點(diǎn)之一是沿大洋中脊頂部一帶幾乎沒有沉積蓋層，從中脊頂部向兩翼沉積層呈縣逐漸增厚的趨勢。（3）年齡按傳統(tǒng)的固定論觀點(diǎn)，海陸位置固定不變，洋底年齡應(yīng)當(dāng)與大陸一樣古老，并堆積起巨厚的分布較均衡的沉積地層。然而，至今在洋底沒有發(fā)現(xiàn)超過2億年的巖石樣品；*442.5洋中脊地貌2.5.6海底年齡——幾件實(shí)事（4）洋殼年齡對稱于洋中脊分布大洋鉆探證明現(xiàn)今大洋地殼的年齡非常年輕（<170Ma），最年輕的洋殼沿大洋中脊頂部分布，向中脊兩側(cè)年齡逐漸變老，并對稱于大洋中脊的軸部。海底磁異常相對洋中脊的對稱性與世界大洋海底年齡圖8.中侏羅世(157-178Ma)1.更新世至上新世(0.5Ma)2.中新世(5-23Ma)3.漸新世(23-35Ma)4.始新世(35-56Ma)5.古新世(56-65Ma)6.白堊紀(jì)(65-146Ma)7.晚侏羅世(146-157Ma)*462.5洋中脊地貌2.5.6海底年齡眾多的事實(shí)說明，大洋巖石圈不是固定不變的，而是在不斷地更新，大約是在2億年左右的時(shí)間更換一次，這就需要有新洋殼產(chǎn)生和老洋殼消亡的地方（過程）。這正是板塊構(gòu)造理論和海底擴(kuò)張學(xué)說產(chǎn)生的背景。*472.5洋中脊地貌2.5.6海底年齡海底擴(kuò)張學(xué)說認(rèn)為：沿?cái)U(kuò)張中心（如洋中脊）板塊相背運(yùn)動(dòng)，伴生有強(qiáng)烈的火山作用和淺源地震，產(chǎn)生新的洋殼。熾熱的大洋巖石圈發(fā)生向背運(yùn)動(dòng)，隨著不斷遠(yuǎn)離中脊而老化、冷卻。在其他某個(gè)地方，板塊發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，一個(gè)板塊超覆于另一個(gè)板塊之上，形成俯沖帶。在這里，大洋板塊下沉進(jìn)入地幔而消失。深海溝是板塊俯沖的具體表現(xiàn)。*48第二章海洋地理地貌

2.1海洋與陸地的地理特征2.2地球結(jié)構(gòu)與基本組成2.3大陸邊緣地貌2.4深海盆地地貌2.5洋中脊地貌2.6海洋環(huán)境要素

*492.6海洋環(huán)境要素海洋是一個(gè)十分復(fù)雜的環(huán)境系統(tǒng)。根據(jù)研究工作的目的不同，有各式各樣的海洋環(huán)境分類方法，也就有了各種不同的環(huán)境要素體系。在此，我們主要從海水的物理運(yùn)動(dòng)、海水的化學(xué)作用和海洋生物作用三個(gè)方面簡單地介紹與海洋地質(zhì)關(guān)系密切的海洋環(huán)境要素。*502.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋（物理）水文要素海水是海洋運(yùn)動(dòng)的流體，運(yùn)動(dòng)著的海水是海洋地質(zhì)作用最重要的動(dòng)力之一。從物理角度講，海水的運(yùn)動(dòng)形式主要表現(xiàn)為：海浪、潮汐、洋流和濁流。海洋的物理要素是指包括描述海水運(yùn)動(dòng)形式，以及引起海水運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象在內(nèi)的參數(shù)集合。*512.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪

海水有規(guī)律的波狀起伏運(yùn)動(dòng)稱作海浪，也叫波浪。海浪主要是由風(fēng)摩擦海水而引起，也可因潮汐、海底地震、火山爆發(fā)以及大氣壓力的劇烈變化而產(chǎn)生。由風(fēng)引起的海浪稱為風(fēng)浪，其波形復(fù)雜多變。傳至無風(fēng)區(qū)的波浪稱為涌浪，其波形平滑而規(guī)則，波長可達(dá)1000余米。

*522.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪由于風(fēng)、地震、火山爆發(fā)等因素，可以導(dǎo)致大洋深水區(qū)發(fā)育波高幾十米，波長達(dá)千米的巨型波浪——深水波。但是，盡管這些波浪可以傳播到很遠(yuǎn)的地方，但對于深海的海底卻影響很小，甚至說沒有影響。當(dāng)這些巨型波浪傳播至淺水區(qū)或海岸帶時(shí)，其破壞性是巨大的，甚至可以發(fā)展成為災(zāi)害性的海嘯或風(fēng)暴潮。大洋深水波只是能量的傳播，而沒有水體的移動(dòng)，水質(zhì)點(diǎn)只是在原地做規(guī)律性的圓周運(yùn)動(dòng)。*532.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪當(dāng)波浪從深水區(qū)進(jìn)人淺水區(qū)以后，水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡由圓變成橢圓，稱為淺水波。從水面往下，隨著深度的增大，橢圓的壓扁程度也越高，至海底扁度達(dá)到極限，橢圓的垂直軸等于零，水質(zhì)點(diǎn)平行于海底作直線形往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于海底的摩擦作用，表面水質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)速度大于底部水質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)速度，水質(zhì)點(diǎn)每次沿橢圓周運(yùn)動(dòng)后向前的位移量也顯著增大。結(jié)果，導(dǎo)致波速變慢，波長縮短，多余的能量使波高加大，周期加快，波峰開始前傾。*542.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪波浪繼續(xù)向岸運(yùn)動(dòng)，由于海底摩擦逐漸增大，水表面水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度(塊)較水體底部水質(zhì)點(diǎn)的速度(慢)越來越快，波浪前坡變陡，造成波形前后坡的不對稱，當(dāng)水深接近1—2個(gè)波高時(shí)，波峰前坡變得過陡，甚至直立，進(jìn)而波浪發(fā)生破碎—波峰向前卷倒、崩塌，碎解為飽含泡沫的浪花，形成破浪，破浪迅速涌向岸邊，拍擊海岸，稱為拍岸浪。*552.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪*562.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪波浪破碎后對海底發(fā)生較強(qiáng)的侵蝕作用，當(dāng)以卷浪的形式破碎時(shí)，往往在水下形成沙壩，若波浪以崩浪的形式破碎，就不會(huì)有沙壩發(fā)育，而形成小沙波。*572.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——波浪當(dāng)波向斜交于海岸線時(shí)，波動(dòng)力平行于岸線的分量將在破波帶產(chǎn)生沿岸流，波高和波角越大沿岸流就越大；如果波向線垂直于海岸線，只要波峰線高度不一，在破波帶產(chǎn)生沿岸流的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生離岸流。*582.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——潮汐

海水在月球與太陽的引力作用下所發(fā)生的周期性漲落現(xiàn)象叫潮汐。包括海面周期性的垂直升降運(yùn)動(dòng)和海水周期性的水平運(yùn)動(dòng)，前者叫作潮汐，后者稱為潮流。在潮汐現(xiàn)象中，水位上漲為漲潮，水位下降為落潮。漲潮時(shí)海水的流動(dòng)叫漲潮流，落潮時(shí)海水的流動(dòng)叫退潮流；海面漲至最高水位稱為高潮，而海面降至最低水位稱為低潮；相鄰高低潮水位之差，叫作潮差。*592.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——潮汐潮汐對海岸帶地形作用非常強(qiáng)，特別是在淺海的峽形地區(qū)，由于潮流流速可以非常大，可以在海底塑造出特有的潮流沙脊地貌；在河口或峽角形海岸，潮汐往往會(huì)起到浪和流的雙重作用，對濱海帶沉積物的分選運(yùn)移起著至關(guān)重要的作用。東海潮流沙脊錢塘江大潮*602.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——潮汐若漲潮或高潮時(shí)恰遇大氣風(fēng)暴的影響，會(huì)使海平面大大高于平均高潮面，則形成風(fēng)暴潮。風(fēng)暴潮對淺海海底、濱岸海灘和沿岸影響（危害）非常大，有時(shí)會(huì)形成災(zāi)害。*612.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——洋流

受信風(fēng)、科氏力、水密度、海岸與海底地形等因素的影響，海水作大規(guī)模的定向流動(dòng)稱為洋流或海流，它是一種在一定時(shí)間內(nèi)流速、流向大致不變的水體。水平運(yùn)動(dòng)的有表層洋流和海底洋流，垂直運(yùn)動(dòng)的有上升流和下降流，它們在適當(dāng)場所溝通起來可以構(gòu)成全球性的海水循環(huán)系統(tǒng)。世界氣候與洋流分布圖寒流暖流*622.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——洋流

全球性的洋流主要受氣候信風(fēng)的影響，但洋流所攜帶的能量（特別是暖流）有影響著氣候變化，形成了一個(gè)全球性的海——?dú)庀嗷プ饔玫鸟詈舷到y(tǒng)。這是一個(gè)龐大的物質(zhì)與能量的傳送帶！全球海流系統(tǒng)模型*632.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——濁流在海洋中存在有一種載有大量懸浮物而十分渾濁的水下高密度重力流，稱為濁流。濁流主要發(fā)源于大河流的河口三角洲前緣和大陸架邊緣與大陸坡上方，后者尤為重要。在那里，所堆積的豐富的松散沉積物，在暴風(fēng)浪攪動(dòng)、地震振動(dòng)、河水沖擊、海底滑坡等因素的觸發(fā)下，重新活動(dòng)并在重力作用下沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)，即形成濁流。黃河三角洲*642.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——濁流濁流攜帶有大量的懸浮物(砂、粉砂、泥，甚至還挾帶有礫石。由于其密度大，在重力作用下呈束狀或面狀沿斜坡向下流動(dòng)，造成對斜坡的沖刷切割，形成海底峽谷，進(jìn)入平緩的海盆之后，隨著流速減小泥沙沉積形成海底扇。*652.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——等深(線)流沿著深海等深線分布的底層流稱作等深流(contourcurrent)。海洋中冷而高密度的水流的流向受海底地形和地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的引力影響。地球的偏轉(zhuǎn)力推動(dòng)水流流向盆地的邊緣，并沿著海水等深線流動(dòng)。由等深流形成的沉積物成為等深流沉積(contourite)。等深線流主要發(fā)育在大陸斜坡處，其流速較小，沉積物多是一系列犬牙交錯(cuò)的薄層，呈紋層狀，分選性好，磨圓度高。*662.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——溫躍層與密躍層

海水在垂向上表現(xiàn)為明顯的分層現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在水溫和海水密度變化上。通常可以把分為三層：(1）上部表水層(surfacelayer)，僅占整個(gè)海洋容積的2%左右，表水層的溫度相對高，所以也稱為暖水層。表水層表現(xiàn)為一淺的暖水透鏡體（至200m深處）浮于一龐大的較冷的和鹽度較大的水團(tuán)之上；(2)冷深層水(deeplayer),海洋中絕大部分水體是來自極地和亞極地的冷水，密度大，位于海洋的底部；(3)在上部暖層水與底部冷水層之間有一溫度變化很快的層，稱之為溫躍層(thermocline)。密度通常和溫度是相關(guān)的，海洋中密度發(fā)生急劇變化的水層稱為密躍層。*672.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——溫躍層與密躍層*682.6海洋環(huán)境要素2.6.1海洋物理要素——低氧層海水中的氧主要來自大氣。由于動(dòng)力攪動(dòng)和透光帶生物光合作用，海洋表層水中的氧近于飽和。氧含量隨水深增加而減少，在水深150—1000m的范圍內(nèi)降到比較低的值，這個(gè)溶解氧值明顯較低的水層被稱為低氧層，通常處于溫躍層之下。在更深處，壓力增大,生物數(shù)量減少，氧的含量又有所回升。*692.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——pH值H2O=H++OH-，25oC平衡常數(shù)：

Kw=[H+][OH-]=10-14，pH=-logaH+=-log[H+]常溫常壓下純水的[H+]=[OH-]=10-7mol/L常溫常壓下純水pH=7*702.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——pH值海水中的H＋濃度在10-7～10-8mol／L(克離子／公升)之間，pH值為7.5～8.2，呈弱堿性。由于氫離子參與海水中大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)平衡，因此,很多礦物的形成和生物的活動(dòng)都與氫離子濃度有關(guān)。海水的弱堿性有利于海洋生物利用CaCO3組成介殼，海水的pH值恰恰在適于方解石和白云石等礦物形成的pH值范圍內(nèi)（pH＝7.2～9），因此，海洋成為生命的搖籃。*712.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——pH值海水的pH值主要取決于二氧化碳的平衡。在溫度、壓力、鹽度—定的情況下，海水的pH值主要取決于H2CO3離解形成的各種離子濃度，而海水中H2CO3的濃度取決于CO2，而后者又與大氣中的CO2含量有關(guān)。*722.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——Eh值在海水中溶解有部分游離氧，其含量控制著海水的氧化還原性質(zhì)。反映氧化還原強(qiáng)弱的指標(biāo)稱為Eh值(單位為伏或毫伏)，又稱為氧化還原電位。按Eh值的高低可將海水環(huán)境分為氧化、中性、還原等環(huán)境。氧化環(huán)境中常見的自生礦物有氫氧化鐵和氧化鐵，而還愿環(huán)境下則形成白鐵礦和黃鐵礦等。*732.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——Eh值游離氧在一定程度上控制了海洋生物的分布，在海水表層，由于攪動(dòng)和光合作用，氧含量最高，生物繁盛；在100～200m深度范圍內(nèi)，由于生物耗氧量以及有機(jī)物的大量氧化致使海水的含氧量降低為最小值，出現(xiàn)缺氧層；在某些特殊深海閉塞靜水區(qū)，可以出現(xiàn)無氧帶，以致這里的底棲生物完全絕跡。*742.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——Eh值海水中的pH值和Eh值是反映海洋環(huán)境最基本也是最重要的兩個(gè)指標(biāo)，二者有著密切的聯(lián)系。從某種角度看，兩個(gè)指標(biāo)控制著地球上的生命系統(tǒng)。*752.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——Eh值海水中的pH值控制著電解質(zhì)的溶解平衡，也就控制著金屬元素離子的濃度；Eh值則主要影響變價(jià)元素的存在形式，也就控制著變價(jià)元素化合物的溶解與沉淀。*762.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——CO2和碳酸系統(tǒng)海水中的CO2含量和碳酸系是控制海洋環(huán)境的最重要的平衡系統(tǒng)之一。整個(gè)體系時(shí)刻都在動(dòng)態(tài)變化中：CO2與水生成碳酸，碳酸離解得到碳酸氫根和碳酸根。32(aq)22(x)COHOHCO?+-++?332HCOHCOH-+-+?233COHHCO43.132110][2-==COPCOHK37.6323210][]][[--+==COHHCOHK3.10323310][]][[---+==HCOCOHK][][][][32133222--+==HCOpKKHCOCOHKHCOp28.7210][COH·=-+*772.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——CO2和碳酸系兩個(gè)公式揭示了海/氣之間相互聯(lián)系或相互作用的重要紐帶。溶解CO2可以與大氣中的CO2進(jìn)行交換，這個(gè)過程起著調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的作用。工業(yè)革命以來，由于大量使用礦物燃料，排放大量CO2，使大氣CO2濃度上升，形成所謂“溫室效應(yīng)”，影響了全球氣候變化。但是，“溫室效應(yīng)”并不像理論計(jì)算的那樣明顯，全球氣溫變化也并沒有出現(xiàn)僅根據(jù)氣象模式所計(jì)算的那樣劇烈，其中主要原因就是海洋起到了緩沖和調(diào)節(jié)作用。H2O=H++OH-p28.7210][COH·=-+*782.6海洋環(huán)境要素2.6.2海洋化學(xué)要素——CCDCCD即碳酸鹽補(bǔ)償深度(CarbonateCompensationDepth

),又叫方解石補(bǔ)償深度（CalciteCompensationDepth）。碳酸鹽礦物的溶解度隨海水深度的增加而增大，在某一深度，碳酸鹽礦物的溶解速率