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海洋的地質作用

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1 海洋的地質作用 -海洋的地質作用

 

2 海洋的地質作用 -正文

  海水運動、海水中溶解物質的化學反應和海洋生物對海岸、海底岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。海洋地質作用包括海蝕作用、搬運作用和沉積作用。海水的運動方式主要是波浪、潮汐、洋流和濁流。這 4種海水運動是海洋地質作用的重要的機械動力。由於海水深度和海底地形的影響,它們在海洋中構成了不同的水動力帶。海水較淺的濱海帶和大陸架是波浪和潮汐為主的水動力帶,在波浪影響不到的大陸坡和深海盆地,是洋流和濁流的水動力帶。這 4種機械動力都能產生海蝕作用、搬運作用和沉積作用。機械海蝕作用是海水運動時的水力衝擊(也叫沖蝕)和海水挾帶的碎屑產生的磨蝕對海岸和海底的破壞作用。海水機械搬運的方式有 3種:①推移,粗大的碎屑沿海底滾動和滑動;②躍移,較粗的碎屑間歇地跳躍式移動;③懸移,細小碎屑懸浮在水中移動。這 3種方式隨水動力的強弱和碎屑粒徑大小而變化。有時3種方式同時存在,有時推移和躍移並存,或者僅有懸移。當海水機械動力消失時,即發生沉積作用。機械沉積作用遍布海洋各處,但以大陸架和大陸坡上的沉積量最多。
  水的化學作用主要是對可溶性岩石的溶解作用(也叫溶蝕),以及海水中溶解物質的化學反應在海底上形成沉積物的作用。
  海洋中的生物不僅數量大而且種類多,在不同深度的海水中都有生物繁殖,但以大陸架上的海水中最為繁盛。海洋生物的地質作用主要指生物的遺體在海洋底上的沉積作用。
  海洋的3種地質作用中,海蝕作用在濱海地區最顯著而強烈,廣闊的海洋盆則以沉積作用為主。海洋約佔地球表面積的71%,是地球上最大的沉積場所,沉積物的數量大,種類多。現代大陸上大部分地區都有不同地質時期的古海洋沉積物。研究海洋的地質作用,特別是海底沉積物,對了解地球發展史、開發利用海底礦產資源都十分重要。
  波浪的地質作用  波浪(也稱海浪)是由於風的摩擦,海水有規律的波狀起伏運動。波浪的大小與風力強弱、風勢久暫和海面開闊程度有關。通常波浪的波長自數十厘米至數百米,波高自數厘米至十餘米不等。水質點的波動振幅和與此相關的能量,均隨水深增加而衰減。它們在水深為半個波長處已大為減小,因此,通常將半個波長的深度看作是波浪影響的下限。在水深小於半個波長的淺水區,波浪受海底摩擦而變形以至破碎,變為激浪,形成複雜的近岸流系,稱激浪流。激浪流的衝擊力可達9.80665×104帕至29.41995×104帕。當波浪運動方向與海岸直交時,產生與海岸垂直的進流和退流;當波浪運動方向與海岸斜交時,由於波浪的折射而產生與海岸平行的沿岸流。波浪及其在不同情況下衍生的各種波浪流是淺水區的重要動力。激浪流可直接破壞海岸。當海水滲進岩石裂縫,壓縮空氣,空氣的膨脹力便加劇了岩石崩裂。激浪流攜帶的碎屑還是磨損岩石的工具。海浪對海岸、海底岩石的上述機械破壞作用叫作沖蝕作用。沙、礫隨海浪運動就是海浪的搬運作用。波浪的沖蝕作用與搬運作用常常同時出現。當海浪水動力減小時,被搬運物即沉積。
  在波浪沖蝕岩岸時,最先在貼水處形成海蝕凹槽。凹槽擴大,上部崩坍,形成海蝕崖。海岸後退一段距離。隨著陡崖後退,海蝕凹槽的底部擴大為向海微傾斜的平台,叫海蝕平台。海面下降或陸地上升,海蝕平台出露海面而呈現的階梯狀地帶,稱海蝕階地。海蝕平台在波浪作用下,坡度漸緩,一旦海浪的能量不能衝擊海岸而分散消耗在摩擦上,海浪對海岸帶海底岩石的破壞力趨於零。這時的海岸帶橫剖面叫海岸平衡剖面。由於構成海岸的岩石及構造的差異,抗蝕能力不同,沖蝕作用還可以形成海蝕洞穴、橋、柱等地形。(見彩圖)

海洋的地質作用海洋的地質作用
 
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  在平緩的沙岸,海浪主要是以進流和退流或沿岸流對沙、礫進行搬運和沉積。進流沿海灘向陸地前進,進流動力耗盡后,退流在重力作用下沿斜坡向海退去。進流將沙、礫帶上岸,部分較粗的停留在海浪到達的終點,部分較細的又隨退流向海移動。碎屑在進流、退流往返搬運中,不斷地磨圓、分選。海水動力消失時,它們就沿海岸堆積為礫灘、沙灘以及水下沙堤。沿岸攜帶的碎屑以沙為主,作大致平行海岸的縱向運動。這種縱向運動在水深 4米左右處最為活躍。其速度取決於多種因素,通常隨波浪增強和搬運物粒徑減小而增大,併當波浪運動方向與海岸以45°的角度相交時最快。沿岸流若遇海灣,流速減低,泥沙在灣口處沉積,形成一端與陸地相連的沙嘴等地形。沙嘴加高伸長,可以形成濱海帶的障壁,在內側形成與外海半隔絕的潟湖。
  潮汐的地質作用  海水在月球和太陽的引潮力作用下所發生的周期性漲落運動稱潮汐,與周期性升降同時發生的海水水平運動稱潮流。潮汐改變著激浪帶的範圍,增強或減弱海岸帶的海蝕作用。潮流在平坦的粉沙、淤泥質海岸可影響到相當寬的範圍。潮流攪動泥、沙,沖刷海灘,刻蝕出細長的潮水溝。在狹窄的海峽和河口段,潮高激增,流速加大。落潮時,潮水奔騰而下,將峽底或河口底的泥沙挖掘起來搬運入海。
  洋流的地質作用  海水沿固定途徑的大規模流動叫洋流或海流。表層洋流主要由風及海水密度差引起,水層厚度一般不超過100米;深層洋流主要與海水的密度有關。洋流的速度一般不超過0.5~1.5米/秒,且隨水深增加而變小,由此構成水深不同流速各異的所謂等深流。洋流的地質作用主要是將淺海的粉沙、粘土等懸浮物質緩慢地搬運到深海沉積。等深流的流速差異和搬運能力差異影響著其搬運物的粒徑大小和搬運方式。加上搬運物沉積速率大小不同,以及紊流的出現等,所有這些因素決定著洋流搬運的距離。
  濁流的地質作用  濁流是一種含大量懸移質,主要靠自重沿海底斜坡呈片狀向下流動的高密度海流。濁流具有極強大的搬運力,流速達3米/秒的濁流能搬運重達30噸的岩塊。大陸坡堆積大量飽含水的軟泥和鬆散碎屑物,這些軟泥在暴風浪、潮流、海底地震等外界因素的誘發下,易於液化並沿斜坡向下流動。因此,濁流多半起源於大陸架外緣或大河口外緣。濁流沿大陸斜坡向深海平原運動時,刻蝕出狹窄而底深壁陡的深海峽谷。濁流出峽谷到達深海平原時,速度驟降,將大量碎屑物質堆積下來,形成長條形或舌狀沉積體或扇形地,叫濁積扇(見圖)。濁流沉積物由典型的陸源碎屑組成,夾有淺海的生物遺體,具分選性和層理。

海洋的地質作用海洋的地質作用

  海底沉積物  海洋沉積物可分為機械的、化學的和生物的3種類型。整個海洋底都有沉積物,但以大陸架上的沉積物數量大、種類多。大陸架是海洋中最重要的沉積區域。海洋沉積物質主要是由河流、風等帶入海洋的碎屑物質,其次是生物遺體、微生物分解物質等有機質成分。此外,沉積物中還有少量的由火山噴發墮入海中的火山灰,以及來自宇宙空間的隕石和宇宙塵粒等。海洋沉積物與海洋沉積環境密切相關。一般按不同海水深度的海洋沉積環境將海洋沉積物分為:濱海帶(高潮線與低潮線之間水域)沉積物、淺海帶(低潮淺~ 200米深水域)沉積物、半深海(200~ 2500米水域)沉積物和深海(水深大於2500米的水域)沉積物。
  ①濱海帶沉積物。主要是分佈在海灘、潮灘地帶的機械碎屑,即不同粒度的沙、礫石和生物骨骼、殼體的碎屑等。在乾旱氣候下的潟湖中,因蒸發作用可以形成岩鹽、石膏和鉀鹽等化學沉積物;在潮濕氣候條件下,潟湖可變成濱海沼澤,堆積大量成煤物質。
  ②淺海帶沉積物。淺海帶占海洋麵積的25%,但這一海域的沉積物卻占海洋全部沉積物的90%。淺海沉積物有3類:碎屑沉積物主要是沙質級的,由於波浪隨海深的增加而減弱,所以碎屑沉積物的粒徑一般是從淺水往深水變小。但是因潮流、洋流,以及海底的起伏和大陸的剝蝕強度等的影響,現代的淺海帶的沉積物的粒度,並非都是近岸粗,遠岸細。生物沉積主要是生物遺體形成的沙和泥,它們成分主要為碳酸鈣質。在熱帶、亞熱帶的溫暖海洋中,還有以珊瑚骨骼為主,其他生物的骨骼和殼體為輔所構成的生物礁堆積,叫珊瑚礁。化學沉積物主要是來自大陸的鐵、錳、鋁、硅的氧化物和氫氧化物的膠體,與海水電解質相遇時,絮凝成鮞狀或豆狀的沉積物。
  ③半深海帶沉積物。通常以陸源泥為主,可有少量化學沉積物和生物沉積物。在濁流和海底地滑發育區,可有來自淺海的粗碎屑物,局部地段可見冰川碎屑和火山碎屑。大陸坡上分佈最廣的沉積物是形成於還原環境中的藍色軟泥;分佈於熱帶、亞熱帶海岸大河口外的紅色軟泥和發育於大陸架與大陸坡接壤地帶的綠色軟泥。
  ④深海沉積物。通常以浮游生物遺體為主,而極少陸源物質。沉積速率極為緩慢。深海區生物源沉積物通常為各種生物軟泥;包括硅藻軟泥和放射蟲軟泥的硅質軟泥;包括有孔蟲(又稱抱球蟲)軟泥、翼足類軟泥和顆石軟泥的鈣質軟泥。此外,還有深海褐色粘土和少量陸源物質等。有時發育於大陸坡的濁流沉積可延入深海平原。
  參考書目
 同濟大學海洋地質系編著:《海洋地質學》,地質出版社,北京,1981。

 

3 海洋的地質作用 -配圖

 

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