现代海洋沉积学
海洋地球化学沉积学应用
海洋地球化学沉积学应用海洋地球化学是研究海洋中化学物质的含量、分布、形态、转移和通量的学科。
它是地球化学中以海洋为主体的一个分支，也是化学海洋学的主体。
海洋地球化学在六十年代就已经成熟起来。
它已经从少数海洋化学家仅为解决物理的或生物学的问题而进行海水的化学分析,改变为海洋化学家参与并领导世界范围的海洋考察。
七十年代以来，由于象地球化学海洋断面研究计划(GEOSECS)这样长期而大尺度的全面考察和CEPEX之类的受控试验研究，使得海洋地球化学得到迅速发展。
海洋沉积地球化学是海洋地球化学在海洋沉积学中的运用，是研究海洋沉积物的化学组成、化学作用和化学演化的学科。
主要研究内容是：元素的物质来源、含量、组合、分布及其存在形式；元素的迁移运动方式、沉积的物理化学环境以及控制发生沉积的各种化学机理；各类沉积物的化学特征和元素的分散与富集规律；沉积物与海水之间的物质交换与平衡；成岩成矿过程中元素的行为和再分配以及元素的演化史；研究与海洋沉积地球化学有关的各种分析方法、测试技术和模拟实验等。
海洋沉积地球化学的研究既是海洋沉积学的重要内容，也是的组成部分，它是海洋沉积学和海洋地球化学之间的一门边缘学科。
海洋沉积地球化学的研究对寻找和评价海洋沉积矿产有指导作用；海洋中有害元素沉积地球化学的研究可对海洋环境保护提供科学依据，由于现代海洋是古海洋“天然的模拟实验室”，故现代海洋沉积地球化学的研究可以“将今论古”；有机沉积地球化学的研究，又可以探索石油成因甚至生命起源问题。
研究简史1891年和A.F.勒纳尔对1872～1876年时所采集的沉积物及锰结核进行了若干化学成分的分析与研究，这标志着海洋沉积地球化学研究的开始。
至20世纪50年代，又有十多次重要的深海考察，也陆续发表了沉积物化学成分的资料，使海洋沉积地球化学的研究不断进展。
50年代以来，随着对开发海洋矿产资源的重视和科学技术的提高，海洋沉积地球化学获得了长足的发展，其表现为：①采用一系列新的测试技术（如原子吸收分光光度分析、能谱分析、质谱分析、色谱分析、电子探针分析、中子活化分析等）测定更多的元素，其中包括大量的微量元素和同位素；②从主要研究沉积物的化学成分，发展为研究化学作用和化学演化；③在开展深海大洋研究的同时，广泛开展了陆架浅海沉积地球化学的研究；④对具有经济价值的大洋锰结核的地球化学进行了大力研究。
现代海洋沉积作用与古海洋环境演化
现代海洋沉积作用与古海洋环境演化现代海洋沉积作用对古海洋环境演化起着重要的作用。
通过研究现代海洋沉积物的形成过程和特征，可以深入了解古海洋环境的变化和演化。
本文将从沉积物的来源、沉积作用的类型以及其影响因素三个方面，来探讨现代海洋沉积作用与古海洋环境演化的关系。
一、沉积物的来源现代海洋沉积物主要来源于陆源物质和海洋生物体的遗骸。
陆源物质包括各类悬浮物、溶解物和气溶胶物质等，其中包括来自河流、冰川以及大气降水中的物质。
海洋生物体的遗骸主要包括浮游生物和底栖生物的硬骨骼或外壳。
二、沉积作用的类型现代海洋沉积作用主要包括物理沉积作用、生物沉积作用和化学沉积作用。
物理沉积作用是指由水流、波浪和潮汐等力量引起的物质沉积过程。
生物沉积作用是指海洋生物体的活动所导致的沉积作用，如海洋生物的骨骼和壳体的沉积作用。
化学沉积作用是指由于物质溶解和化学反应引起的沉积作用，如海盐的结晶沉积。
三、影响因素现代海洋沉积作用受到许多因素的影响，包括地理环境、水动力学条件、生物活动、气候变化等。
地理环境因素包括海底地貌、水深、海洋环流等。
水动力学条件主要包括水流速度、波浪和潮汐等。
生物活动对沉积作用的影响主要体现在生物骨骼和壳体的沉积、生物作用下的溶解和分解以及生物胞体的沉积等。
气候变化对现代海洋沉积作用也有重要影响。
例如，气候变暖导致了海洋生物分布的变化，从而影响了生物骨骼和壳体的沉积过程。
通过对现代海洋沉积作用的研究，可以揭示古海洋环境的变化和演化。
通过分析不同类型的沉积物，可以了解古代海洋的潮汐和波浪条件，以及古代地形地貌的特征。
通过研究沉积物的粒度、组成、结构和化学成分等特征，可以解读古代海洋环境的酸碱度、氧化还原条件、生物活动水平等信息。
通过对古代生物骨骼和壳体的研究，可以了解古代生物的分布和演化，推测古代气候和环境变化。
另外，通过研究化学沉积物的结构和成分，可以了解古代盐度和温度的变化，进而推测古代气候和环境的变化。
沉积学与现代沉积_第1部分
从上超法的角度 • 对建立海平面变化周期的主要方法之一 ------ 从反射地 震剖面上认识上超（onlap）结构提出了尖锐的质疑。 • Uderhill（1991）等人在北海的研究表明，伸展构造运动 同样可以引起半地堑稳定边缘的海岸上超。 • W.Driscoll（1992）在纽芬兰滨外的工作也得出了类似的 结论。
曹伯勋主编 中国地质大学出版社
1995
第一部分：能源盆地沉积学研究现状、思路 与方法
第一节：研究现状与内容简述
第二节：研究的基本思路和方法 第三节：有关术语及概念体系
第一节 研究现状与内容简述
--沉积学发展过程:50、60年代开始,沉积学进入了重要的发 展阶段! • 1950‘S • 1960‘S • 1970‘S • 1980‘S 相模式阶段 沉积体系阶段 地震层序地层学阶段 层序地层学的形成阶段
• 然而，在其它类型的盆地却有不同的地质背景。因此，近几年层序地 层的进展主要体现在对不同类型盆地层序地层模式的重建或改进上。 如李思田等、解习农等提出了包括构型、术语在内的与经典层序地层 模式完全不同的陆相断陷、坳陷盆地的层序模式。
• 与此同时，高分辨层序地层学、高频层序地层学、露头层序地层学等 层序地层学分支也正向更深入、更成熟的方向发展。
提出的理论与起到的作用
• Haq 和 Vail等（1988）、Vail（1977，1990）经过多年 努力建立了中生代海平面变化的年表，并大胆地提出由于 海平面变化的全球性（eustasy），层序地层学可以成为 建立全球性地层对比的手段，并将重新建立全球地层对比 系统！ • Vail 和Haq 曲线汇总了许多区域相对海平面变化的大量 资料以及相应的古生物和古地磁资料，它对海平面变化研 究起了推动作用。
08海洋沉积之大陆边缘沉积及大洋沉积_海洋地质学系列
二、大陆边缘沉积 （一）陆架硅质碎屑沉积
►1.陆架环境的动力因素——地质作用过程
海面变化—塑造了现代陆架地形（多级阶地）及平均深度为130m的陆 架坡折带。低海面时，陆架大部分出露，河流的侵蚀、沉积作用使陆 架变平坦，在陆架外缘堆积三角洲体系；间冰期海面上升，岸线快速 向岸推进。
构造作用—决定着大陆的抬升速率、汇水盆地格局、河流载荷量及性 质，也影响着海岸平原和陆架的宽度、坡度。
东南非洲陆架沉积相立体图： A-浪控内陆架砂席相；B-海流控中陆架沙束相；C-外陆架残余砾石相
二、大陆边缘沉积 （一）陆架硅质碎屑沉积
►2.陆架类型及其沉积作用
3）潮控陆架浅海碎屑沉积——沉积环境和发育机制
潮控大陆架通常是一些开敞性差的大陆架和地形束狭、流道窄 小的海峡，以及某些潮差＞3m，潮流速度＞60-100cm/s(l-2节) 的开敞大陆架。潮流能够搬运大陆架上的泥砂，形成大型、中 小型沉积地形。
风暴浪可造成沉积物液化产生重力流，因而陆架上常见分选差、具变形层理的 沉积物与具大型丘状交错层理的沉积物共生的现象。
二、大陆边缘沉积 （一）陆架硅质碎屑沉积
►1.陆架环境的动力因素——物理作用过程
2）波浪
气压效应 风效应 波浪效应
二、大陆边缘沉积 （一）陆架硅质碎屑沉积
►1.陆架环境的动力因素——物理作用过程
➢ 呈巨大的平行等深线的脊堆状，稍高于周围洋底，横断面呈弧形 ➢ 在垂向上沉积层序变化无明显规律，正粒序和逆粒序常共生 ➢ 生物扰动作用十分发育，但又存在模糊的流成构造 ➢ 成分上是原地(深海生物骨屑)和它生(陆源碎屑)的混合物 ➢ 还存在一些辅助标志，如等深流的存在及底流成地貌等
3）潮控陆架浅海碎屑沉积——沉积物分布特征
现代海洋沉积学
第一章 绪论
• 定义
• 研究现代海洋环境中形成的沉积物和沉积体系及相关的作用、过程和机制；沉积物和 沉积体系的变化、埋藏及其过程和机制。
• 广义地讲，海洋中所有被埋藏的非固结的海洋沉积物和非固结沉积体系也是研究对象， 但不包含沉积岩。
• 1.1 简史
• ● 以1872～1876年《Challenger》号考察资料为基础，Murray和Renard (1891)发 表的《Deep-sea Deposits》一书为开端。
• ● 《海洋－The Sea》已出版13卷，1/3篇幅与海洋沉积学有关。
• 海洋沉积学是海洋地质学的基础学科。 •
主要分两部分讲述
1． 大陆架边缘海洋沉积学
大陆边缘（continental margin）：河口－海岸带、陆架、陆坡、 陆隆、边缘海盆和海沟，堆积了70％以上的沉积物
流域
河口
陆架
陆坡
• 河口盐水楔的变化，混合类型转化时的动力现象（如界面内波等） 都有不少的定量研究。
三、潮汐河口区的水动力过程
河口区的分段 • 河流和海洋动力在河口会聚，相互混合，相互消长，
形成了动力及相关特征不同的河段。一般情况下，将 河口分为潮波段（河流近口段）、潮流段（河流河口 段）和口外段（口外海滨）（图3）。 • 潮波段位于潮区界和潮流界之间。 • 潮区界是指潮水位影响最远的地点。 • 潮流界是指潮流在河道中上溯最远的地点。 • 潮流段位于潮流界与口外段之间，口外段的上界是指 河口平均水位与外海平均水位的交汇点。各段的位置 是动态的。
2、不同动力与物源供应条件下三角 洲的形态不同
后现象 • 最大浑浊带的存在和沉积物的过滤器效应,沉积
物的絮凝问题
1.河口物质输送的周期性变化
第3章 海洋沉积
陆源沉积物——搬运过程
沉积物的分选性随搬运距离越来越好
分选性是衡量堆积在一起的沉积物大小的均匀程度
沉积物（泥沙）所组成的颗粒大小都一致的话，其分选性就非 常好。分选性差的沉积物，是指其组成颗粒大小非常不均匀， 也指示当初沉积前的搬运过程是将漂石、黏土等大小颗粒一起 搬运，比如冰川搬运，其消融后残留下来的就是分选性很差的 沉积物。
残留沉积占世界陆架沉积的70%以上。而在剩下的一 些陆架区域，则是一些现代的沙脊、沙波、沙滩沉积。
陆源沉积物—分布——冰川沉积
分布：高纬度的陆架地区，如南极洲和格 林南岛的陆架区域广泛分布着这类沉积物。
特征：冰川沉积物分选性很差，从漂石到 黏土，各种粒径的颗粒混杂在一起。
这些沉积物形成于冰后期的冰川完全消融后的 残留物。
硅藻属外壳、放射虫类以及其它分泌 硅质物的海洋生物的堆积体（含量超 过30%）统称为硅质软泥
钙质软泥的生物来源
微型生物
球形藻：单细胞海 藻
球石软泥 要进行光合作用
20或30个海藻一 起构成一个球形 的形状
有孔虫类 单细胞原生动物 有孔虫软泥
海藻（硅藻属）——死亡——聚集成泥——岩化（白垩）
图a 球形藻
按颗粒大小，生物 沉积可划分为大型 生物沉积和微型生 物沉积——生物软 泥
生物软泥
生物软泥是指海底生物壳 类物质的含量超过30%、 粒径非常小的泥状物质。
硅质软泥——生 物壳类物质为二氧 化硅、含量超过 30%的海底泥状物 质
钙质软泥——生 物壳类物质为碳酸 钙组成、、含量超 过30%的海底泥状 物质
在热带浅海环境 中，结晶出2mm 左右的文石晶体
硫化物
蒸发盐
沉积在地热口及大洋中脊; 包含有铁、
07海洋沉积之近岸沉积_海洋地质学系列
Classification of deltas （Galloway, 1976）
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►4.三角洲的类型
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►4.三角洲的类型——河控三角洲
现代密西西比河鸟足状三角洲(据Fisher，1961)
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►4.三角洲的类型——河控三角洲
讲课提纲
一、近岸沉积
1.海岸带概述
2.三角洲沉积 3.河口湾沉积 4.海滩沉积 5.潮坪沉积
6.障壁岛-泻湖沉积
二、大陆边缘沉积
三、大洋沉积
海洋的三个地形单元。。。。。。
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
1. 概述 三角洲（ Delta ）是指河流流入海洋或湖泊时，在河口附近 的陆上和浅水环境中形成的碎屑沉积体。其平面形态为尖顶 朝向陆地的三角形，或者呈朵状，故名曰三角洲。
河水与蓄水体水发生三度空间的混合作用。
2. 平面喷流
河水与蓄水体水的混合作用发生在二度空间。
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►2.三角洲形成的流体动力学——等密度流沉积作用
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►2.三角洲形成的流体动力学——高密度流沉积作用
一、近岸沉积
（二）三角洲沉积
►2.三角洲形成的流体动力学——低密度流沉积作用
一、近岸沉积
（一）海岸带概述
钱塘江潮被誉为“天下 第一潮”，是世界一大自 然奇观，它是天体引力和 地球自转的离心作用，加 上杭州湾喇叭口的特殊地 形所造成的特大涌潮。
2. 地貌特征－溺谷型河口
一、近岸沉积
（一）海岸带概述
2. 地貌特征－三角洲型河口
海洋沉积知识点
4.1近岸带按动力作用分(1)与大河流有关的河口湾,三角洲(2)以海洋过程为主，不受河流直接影响的海滩、障蔽岛〔波浪作用为主〕；潮坪、砂坝-泻湖〔潮汐作用为主〕。
二、河口湾的水动力特征2、潮汐潮汐对河口湾作用最重要，其作用是混合淡、咸水，向海或向陆搬运悬浮体。
按潮差大小可将河口湾划分为弱潮型〔潮差<2米〕中潮型〔2-4米〕强潮型〔>4米〕三、河口环流1、河口环流成因淡水径流流入河口湾后，向来自外海的咸水休扩散，这两种具有不同盐度、不同密度的水体的混合，导致了河口湾特有的环流系统，主要包括三种类型：(1)盐水楔型位于弱潮河口，淡水在密度较大的咸水之上向海扩散：咸水呈楔状体位于下层，尖端朝向陆。
淡、咸水之间存在盐跃面。
径流驱动为主，盐水楔顶端形成砂坝。
(2)局部混合型位于中等潮差河口，淡、咸水在界面附近上下扩散，无明显界面。
但整个河口区仍存在垂向和纵向的盐度梯度。
(3)强混合型潮差大、流速大，破坏了垂向盐度梯度，存在纵向盐度梯度，科氏力使得面向陆右侧盐度高，产生横向混合，悬移质浓度口门附近最大。
五、河口环流动力作用的分带性1〕河流作用区2〕河口环流作用区3〕海洋作用区七、沉积特征2、沉积相序列沿河口特长轴方向常出现岩相的依次更替，即河口湾河流相组—河口湾相组—河口湾海相组。
河口湾沉积判别标志1〕在剖面中常与陆相或海相地层相接，并常和障壁层序共生。
2〕单个旋回不厚，一般多由假设干个旋回组合在一起，分布范围仅为数十或数百小方公里。
3〕弱潮河口律层序具有向上变细的趋势，粉砂、泥是最主要的沉积类型。
中、强潮河口湾层序此趋势不明显，且砂质沉积占有一定比例。
4〕具有交织层理构造以及潮汐层理构造，以潮汐作用为主的河口湾常发有大型交织层理，交织层具有明显的双向性。
5〕丰富的半咸水至正常海相生物，但门类有限。
4.2三角洲形成的根本条件“三基〞浅平的口外海滨区丰富的泥沙来源较弱的海洋动力三角洲的发育过程〔l〕河口砂坝和河道分叉的形成河流入海的河口区，水流展宽和潮流的顶托作用使流速骤减，河流底负载下沉而堆积成水下浅滩。
海洋沉积作用的影响因素总结
海洋占地球总面积的 71%，是一个巨大储水盆地，是产生沉积作用的主要场所。
海洋沉积学的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，主要研究研究海底浅层沉积物的特征、时空分布及其形成和变化，其对象是海洋中所有被埋藏的非固结的海洋沉积物和非固结的沉积体系。
沉积物的形成过程实质上是其组成物质与外界条件之间寻求物理和化学平衡的过程。
来自大陆的碎屑、海水自身溶物、海洋生物遗体、火山物质和深部热液等经过一系列复杂的物理化学作用形成沉积物，例如大陆隆就是巨大的楔形复杂沉积物质。
在漫长的地质历史中，海洋沉积作用受到各种因素影响。
总的来说，海洋沉积作用主要受到气候、沉积大地构造、海平面升降、沉积物供给、生物活动、化学作用、火山活动等的影响。
1、气候气候是控制沉积作用的基本因素之一，它的影响从风化作用开始，贯穿于沉积物或沉积岩形成的全过程。
气候是多种因素，如气温、雨量、风力及其变化的综合，主要表现在温度和降雨量两方面。
在局部地区和特殊天气条件下，风的作用也是沉积作用的影响因素。
气候通过控制陆地岩石的风化、侵蚀的类型和速度来控制沉积物的类型和搬运方式，通过影响海洋中的洋流体系来影响陆架沉积物的类型及分布。
风化产物是沉积物形成的一大源头物质。
气候对风化作用有很大影响。
温度和湿度是决定风化作用类型的主要因素，雨水是搬运风化产物的主要营力。
因此，气候对沉积作用有着极大的影响。
在各个气候带，沉积作用各有不同。
在寒带和极地气候条件下，外来沉积物很少，沉积物大多是近源的物理风化产物。
在气候比较潮湿的温带和热带地区，沉积物的形式和分布则比较复杂。
既有陆源也有内源和生物源沉积物。
陆源经过较长时间的搬运，内源和生物源比较发育，常伴有铝、铁、生物礁是温湿气候的特征沉积物。
气候对化学、生物化学和生物沉积作用的影响甚为明显，如珊瑚礁石灰岩以及其他类型的石灰岩都是在热带和亚热带气候条件下形成的。
因而，这些沉积就是地质历史中的重要气候标志。
现代沉积
现代沉积通过现代沉积的研究可以建立地质模型，实现储层表征技术由定性向定量发展。
冀东冲积扇—河流沉积体系1 滦河水系及滦河三角洲滦河由西北向东南流，全长877km，流域面积4.46万km2,滦河的形成发育，与本区域的古构造、古地形、古气候等密切相关。
北升南降的构造活动形成了本区地形的基本轮廓，并控制着滦河的发展与演变。
滦河是一条多砂性中小型河流，季节性洪水为河流的主要补给水源，洪水期多在7—8月，年平均降雨量600一650mm，年平均径流量151*l08m3，年平均输砂量为2450x104t，少于黄河，但大于其它河流。
在其人海口，海洋水动力对其沉积物再搬运、改造而形成多种类型海岸。
滦河发育于山区，经支流汇注大量砂砾质沉积物，在滦县一带出燕山山脉进入平原，形成以滦县为顶点的冲积扇一三角洲沉积体系，在出山口一带形成辫状河一冲积扇沉积，在入海一带形成曲流河一三角洲沉积，二者交错过渡，构成统一的冲积扇一河流一三角洲沉积体系.1. 辫状河段(迁西、迁安、滦县一带)滦河流经迁安盆地，发育了典型的辫状河床，其长度约25km，中部迁安县城与张官营之间最宽，可达4，5km，其上、下游较窄，不足1km。
西峡口和迁安滦河大桥为辩状河的两个节点。
站在滦河大桥上对滦河的地貌类型和特点可一览无余，可见心摊、分支河道、凹岸、凸岸、边摊、天然堤等。
心滩从迁安县城西行，穿过滦河河床。
宽约80-100m。
河床中砾石成堆，心滩多呈菱形，一般长约20-30m，宽约10m左右，部分长300-400，宽30-350，最大长15千米，宽1.2千米。
砾石最大扁平面倾向上游，砾石长轴方向大部分与水流方向垂直或近于垂直。
心滩每年向前加积5米，下部以中粗砾为主，砾径7-8cm，最大20-30cm。
分支河道迁安到张官营一带，心滩将河床分为3个主要支流，河床中以砾质为主。
天然堤、边滩、凹岸、凸岸洪水期，这一带河流表现为辫状河的特点，具心滩及分支河道；而在枯水期，则主要表现为曲流河的地形地貌特点，或曲流河与辫状河过渡的类型形态。
海洋沉积学
一 海洋沉积学的发展
• （1）沉积物调查初期 • （2）独立学科确立时期 • （3）蓬勃发展时期
研究简史
• （1）沉积物调查初期 1872～1876年英国“挑战者”号考察，揭开了海洋沉 积物调查研究的序幕，特别是有关深海沉积物的分类至今 仍有重要意义。1899～1900年，荷兰船“西博加”号进行 的调查在沉积物的分布及组成等方面也取得重要成果。 • 第二次世界大战后，随着军事的需求和海底石油等矿 产资源的勘探开发，海洋沉积物的研究获得长足进展。人 们开始对特定海域和重大理论课题开展专题调查研究。40 年代末期，F.P.谢泼德和M.B.克列诺娃的海洋地质学专著 相继问世，系统地总结了当时对海洋沉积的认识。
石 油 地 质
海相组的相带划分及沉积特征
1．滨岸相
SHORES AND COASTAL PROCESSES Very dynamic settings. Affected by tides, waves and nearshore currents. Change can be rapid and dramatic.
• 海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变 化历史的信息。
• 近年来的研究表明，占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的 变化与长期气候演变存在一定的关系，粘土周期性沉积响应与地球轨道 驱动因子作用有关，陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及 环流强度的控制，同时又受源区物理、化学风化程度的影响。 • 因此，粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷、暖周期性旋回， 记录了搬运、再沉积和环境演化的重要信息，为古环境再造、古季风变 迁以及海陆对比提供了有力证据，同时也为洋盆及其边缘海形成、地球 演化及重建中生代以来古海洋演变模式的研究提供了新思路。
海洋沉积学考试试题
海洋沉积学考试试题一、三角洲三角洲：在河流和海洋（湖泊）交汇处的河口附近形成的三角形碎屑沉积体。
三角洲体系的类型：河控三角洲、浪控三角洲、潮控三角洲各沉积相沉积特征：①三角洲平原相组合：陆上沉积部分，沉积相包括：分流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分流间湾。
② 三角洲前缘相组合：水下沉积部分分布在三角洲边缘到海洋的环形带中，即分流河道前缘。
沉积相包括水下分流河道、水下天然堤、河口坝、远砂坝和前缘席状砂。
③前三角洲相组合：厚层泥质沉积。
三角洲沉积特征1）物源：远的、大陆内部的；2）沉积物注入量大；海岸推进显著；3）构造相：发育良好且广泛的构造层序；4）破坏相：通常限于已建三角洲的末端；5）共生系统：横向共生系统一般较大；6）三角洲侧翼系统：作为一个独立体发展良好；7）前三角洲：厚的，通常是三角洲系统中最厚的相；8）形态：花形至拉长，主轴垂直于区域沉积走向；9）砂泥比：通常较低，有泥底辟。
二、浊流（形成阶段、鲍马序列、与牵引流的对比）三角洲阶段：河流将沉积物输送至河口陆架，形成河口三角洲滑动阶段：滑动速度很慢，但随着海水的加入，沉积物粘度减小，滑动速度逐渐加快流动阶段：沉积物还没有完全与海水混合，部分物质还呈粘结状态，粗颗粒物质还没有集中到底部前锋，滑动速度不大浊流阶段：当地形坡度合适时，流动的物质可以形成高速浊流。
浊流与牵引流比较：浊度牵引电流搬运方式：粗细碎屑均呈悬浮式；悬浮式(泥/粉沙)、跳跃式(砂)、滚动式(砾)；悬浮原因：自身重力-高速流动，自身重力沉积物：高密度水和砾石/砂/泥，低密度，洪水期混合水，主要是水；混合物呈泥浆状；沉积分异：不服从机械分异服从机械分异作用；扇远岸粗，近岸细序列：宝马序列第五成员a/B/C/D/E；海峡或潮汐二元结构平面形态：锥形或扇型分布宝马层序：块状或递进层，由颗粒、砂、粉土组成，具块状层理或递进层理；b平行层理，粒度较a细，多为细沙、粉砂，具平行层理，有时可见理序性c粉砂层或包卷层理，为流水改造或重力滑动复合作用；D水平层流段粒度较细，为泥质粉砂岩，层理水平，厚度较小；E泥岩段，包括泥岩和页岩，是远洋沉积的产物，可能有深水动物和水平层理；F生物层或泥灰岩剖面是一种深海碳酸盐软泥与生物层混合，是典型的深水生物。
中国科学院研究生院海洋地质学专业 《沉积学》考试大纲
《沉积学》考试大纲qwere本《海洋沉积学》考试大纲适用于中国科学院研究生院海洋地质学专业的硕士研究生入学考试。
海洋沉积学是海洋地质学的分支学科之一，也是地质学专业必备的基础理论课程。
海洋沉积学主要包括沉积物组成、来源、沉积过程与沉积环境，本大纲涵盖这些主要内容。
沉积物形成于特定的物理、化学和生物过程，是环境的产物，因此它是地球气候、环境和地质演化的直接记录，各种沉积物中都蕴涵着气候及地质环境演化的丰富信息。
尽管海洋沉积是个相对年青的学科，但一直是地质学研究必不可少的重点工作内容。
近年来，随着观测和分析实验手段的进步，无论是沉积学理论和研究方法有了迅猛的发展。
硕士研究生入学的海洋沉积学考试，主要考察学生对海洋沉积学课程最基本知识的掌握程度，要求考生准确掌握海洋沉积的基本特征、研究方法、特定沉积物的地质学意义，并具有沉积学理论和方法解决地质科学问题的基本能力。
一、考试范围1. 沉积物的沉积与搬运过程2. 沉积物结构、构造特征3. 沉积物的分类及方法4. 沉积作用及控制因素5. 各种沉积体系的特征及分布6. 早期成岩作用及其特点7. 沉积物组成及其物源环境意义8. 沉积记录及其气候与构造环境响应9. 海洋沉积学研究方法二、考试要求1、对各种沉积体系的特征、沉积环境及影响因素有初步了解，包括近岸、河口硅质沉积体系、陆架硅质沉积体系、陆坡陆隆沉积体系等。
2、对沉积物的形成过程和一般特征有准确的把握，掌握沉积物分类方法。
3、准确把握碳酸盐沉积作用，包括矿物成分及结构成分，同位素特征；成岩作用及沉积模式等。
了解大洋沉积作用、沉积特征及控制因素。
4、准确掌握早期成岩作用及其特点，包括压实和压溶作用、胶结作用及胶结类型、胶结物的结构、胶结物的世代、重结晶作用。
5、了解残留沉积与现代沉积的特征与区别，能区分砂质沉积与泥质沉积的形成环境与差异。
6、了解自生沉积作用及产物，包括常见自生矿物的成因及形成环境，如，海绿石、黄铁矿、重晶石、方解石、白云石等。
海洋沉积学内容概要汇总
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1. 河流径流作用2. 波浪作用3. 潮汐作用4. 大洋环流作用二、沉积作用1. 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n带动水介质运动二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。
2. 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。
沉积学总结
一、名词解释1、沉积学：研究沉积物、沉积过程、沉积岩和沉积环境的科学叫做沉积学。
2、佛罗得数：惯性力和重力的比值参数，r F =惯性力/重力=22(/)//()v L g v Lg =。
1r F >，水浅激流，1r F <为水深缓流。
3、牛顿流体：从流体力学性质而言，服从牛顿内摩擦定律的流体称作牛顿流体，即在时间不变条件下，随流速梯度的变化，流体动力粘度系数始终保持一个常数。
牵引流属于牛顿流体。
4、洪水沉积作用：山区阵发性的、瞬间的、短暂的洪水事件中，洪水携带大量砾、砂、泥等碎屑物质在山口附近快速堆积下来，形成了大小混杂的堆积物，该作用称为洪水沉积作用。
5、火山碎屑流：由一些高粘度富含挥发组分的岩浆，在强烈的爆炸后，大部分甚至全部熔岩碎屑呈密度很高的混有气体的高温碎屑流，在重力作用下迅速地沿着山坡流动而形成。
6、等深流：等深流是由地球旋转而形成的温盐环流，平行于海底等深线做稳定低速流动，主要出现在陆隆、陆坡区。
7、网状河：发育于坡度平缓的河流中下游，呈弯曲多河道的特点，河道窄而深，顺流而下呈网状。
沉积物搬运方式以悬浮负载为主，沉积作用则以垂向加积为主，沉积物类型主要为河道、冲积岛、泛滥平原沉积。
8、热气地浪沉积：火山爆发初期，大量热蒸汽携带的火山碎屑以床砂载荷进行的搬运和沉积作用。
具有大规模的低角度交错层理。
9、震积岩：由地震灾变引起且记录地震灾变事件的岩层叫做震积岩。
10、生物礁：狭义指由造礁生物原地生长形成的坚固的抗浪骨架，地形上具隆起的正性地貌特征；广义指厚的碳酸盐岩体。
生物礁主要由礁核和礁翼组成。
11、曲流沙坝：曲流河中最主要的沉积单元之一，又称“点沙坝”或“内弯坝”，是河流侧向迁移和沉积物侧向加积的结果。
（曲流河具有强烈的螺旋状单向环流，其横向分量在接近水表面处指向凹岸，在接近底部处指向凸岸。
随曲流河弯曲变化，螺旋的方向也发生改变。
因此，在弯曲河道的两侧和底部，其剪切力具有强烈的不对称性。
海洋的沉积作用
3. 氯化物阶段：湖水进一步浓缩，盐度大于50‰。进一步蒸发， 石盐（NaCl）、光卤石（KCl、MgCl2.6H2O）和钾盐（KCl） 等氯化物结晶析出，这时湖水基本干涸，形成干盐湖。
锰结核
锰结核在海底的产状与分布
多金属软泥
B.多金属软泥：富含铁、锰、铝、锌、铅、 金、银等金属的未固结的泥质沉积物。主 要分布在红海、东太平洋洋隆，水深 2000-3000米，海底有热泉群的地区。 各种金属多以金属硫化化物形式存在，认 为其形成与海底火山喷发有关。由于其分 布较浅，部分金属含量已达工业品位，所 以是很有远景的海底矿产。
洞庭湖的变化
1948年
1978年 2019年
环带分布的湖泊沉积物
由于水动力从湖滨到湖心渐减，沉积物呈同 心环带状分布。顺序：沙、砾—粉沙、 泥—淤泥。湖心淤泥随季节会在颜色、厚 度、粒度上出现韵律性变化，称为纹泥。
图5-15 湖泊沉积物的环带分布
滨浅湖沉积
开阔湖沉积 湖泊三角洲
深湖沉积（油页岩）
2. 咸化泻湖：干旱气候区，湖水面低于外海面，高潮时补充海 水，而后再不断蒸发而咸化。沉积物除碎屑物外，还有化学沉 积，主要是溶解度较大的盐类，按顺序依次为碳酸盐—硫酸 盐—氯化物。
二、浅海区的沉积作用
主要内容：
• （一）碎屑沉积物 • （二）化学沉积物 • （三）生物沉积
（一）碎屑沉积
分带特征：近岸粗、远岸细 分选磨圆：沉积物具良好的分选性和磨圆度 成分：以石英沙和粘土为主，并含大量生物遗 体。 沉积构造：浪基面以上地带有对称或不对称波 痕，具交错层理；浪基面以下具水平层理。
第十二章海洋沉积 (2)概述
• 沈锡昌(1992)进一步修改完善，将深海沉积物划分为
五大成因类型：陆源碎屑沉积、生物源沉积、火山碎 屑沉积、深海粘土沉积和自生成因沉积，各大类又分
若干亚类。
（1）以水深为主要依据的分类
• 默莱等（1981）、奈须纪幸（1976）、沈
锡昌（1988）的分类属于这种型式。谢帕 德（1973）的分类也基本上属于这种型式。 该分类型式的共同特点是，首先将沉积物 分为半深海沉积和深海沉积两大类，然后 再细分
北极区的冰川沉积主要分布在大西洋格陵兰附近，少数在北太平
在大陆坡、大陆裾，少量分布于深海盆地。
（1）、浊流沉积 什么是浊流？ 浊流是一种特殊的海流，是发生于浅海的一种水和泥砂混杂的 高密度的底流，比重大于周围水体，它沿着陆坡向下流动，侵
蚀形成海底峡谷，在陆坡下部和大陆裾上把挟带的泥砂沉积下
来而消逝。浊流具有巨大的侵蚀、搬运和沉积作用能力，海底 峡谷是其主要的侵蚀地形，深海扇是其沉积作用的主要堆积地 貌。
（1）、浊流沉积 浊流的流动
浊流在流动过程中本身逐渐形成头、身、尾三部分。头部含泥 沙量高、粒度粗、流速大，具有很强的侵蚀破坏能力。身部为 泥沙的载体，涡动力把泥沙悬起，在流速加大时，沿途还会席 卷底部的泥沙。尾部含泥沙量低，颗粒细，易受周围水体的影 响。
（1）、浊流沉积 浊流的流动 1929年9月28日20时23分，在纽芬兰大浅滩北坡水深约1800米处 发生了7.5级地震，震中海底电缆当时被折断，使该处20km2 30m厚的松散沉积物崩塌而形成强大的浊流，沿坡向下流动， 在坡度最大处的流速高达28.3m/s。然后随着坡度变缓，流速减 慢，但仍依次折断电缆。当折断最后一根离震中480km的电缆 时，坡度已降为1/1500，流速降至6m/s。此股浊流到达水深 6000m的深海平原时，流速仍有4m/s，并在惯性作用下延续几 千公里。浊流把携带的0.6km3的泥沙沉积在深海平原上，形成 厚度40~130cm的具递变层理的浊积层。经取样分析，该浊积层 颗粒较粗，并含有浅水微体生物和双子叶树枝。
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第一章 绪论
• 定义
• 研究现代海洋环境中形成的沉积物和沉积体系及相关的作用、过程和机制；沉积物和 沉积体系的变化、埋藏及其过程和机制。
• 广义地讲，海洋中所有被埋藏的非固结的海洋沉积物和非固结沉积体系也是研究对象， 但不包含沉积岩。
• 1.1 简史
• ● 以1872～1876年《Challenger》号考察资料为基础，Murray和Renard (1891)发 表的《Deep-sea Deposits》一书为开端。
• 有关海洋沉积学的一般性知识，学生应阅读指定的参考书 目。专题参考书目另行指定。
• 本课程对全体师生开放，欢迎所有感兴趣的广大师生踊跃 参加讲座和讨论会。
参考书目： 1． 王琦、朱而勤编著，1989，海洋沉积学，科学出版社 2． 李学伦编著，1999，海洋沉积学，海大出版社 3． 朱而勤主编，1991，近代海洋地质学，海大出版社 4． 赵澄林编著，2001，沉积学原理，石油工业出版社 5． 严钦高主编，1981，海洋地质学，地质出版社 6． 吕柄全、孙志国编著，1997，海洋环境与地质，同济大学出版社 7． 沈锡昌、郭步英编著，1993，海洋地质学，中国地质大学出版社 8、 高振中等，深水牵引流沉积，1996，科学出版社 9、 杨子赓著，2005，海洋地质学。地质出版社。 10、 IODP初始科学计划2003－2013：地球、海洋与生命。 IODP科学规划委 员会物的产生、搬运和堆积
12
沉积物的产生、搬运堆积的时空关系
13
大陆边缘区
2、深海大洋沉积部分
• 深海－大洋悬浮沉积物的研究（现代大洋沉积过 程、，生命和环境）；
• 深海－大洋浅表沉积物的研究（水－固界面和交 换，环境、浅表矿物资源和生命）；
• 深海－大洋埋藏沉积地层的研究（包括深部生物 圈和洋底下的海洋、全球环境变化、过程和影响 的沉积记录、固体地球循环和地球动力学在埋藏 沉积地层中的记录）；
根据河口的定义，一 些世界性的大河如世 界第一的亚马逊河就 没有河口 （ESTUARY），黄 河也只在某些情况下 才有河口，长江则有 河口。
图1a
影响河口的各种物理过程的时间 尺度（Dyer, 1995）
河口的概念
• 河口（estuary）又译为河口湾，与河口口门（River mouth）的概念不同。不 同领域的专家对河口有不同的定义，总体超过40个以上（Perillo, 1995）。通 常被认可的定义有：
• 1）“河口是一个半封闭的与开阔海直接相通海岸水体，其中的海水被由陆域 流域盆地流入的淡水冲淡（diluted）”(Cameron & Pritchard, 1963)。在这一 定义中未考虑水动力的作用；
• 4)Perillo（1995）的定义是：“延伸到潮汐影响有效范围的半封闭海岸水体， 海水由开阔海通过一个或多个自由通道进入,或为来自陆域盆地淡水显著稀释 的任何其他的海岸盐水水体，并可维持半咸水的生物种在其生命的部分或全 部周期中生存。”这一定义中引入了生物概念。
不同类型河口的平面形态
大多数人接受的是 Pritchard的定义： “河口是一个与海自 由相通的半封闭海岸 水体，一直延伸到河 流中受潮流影响的范 围。在这一水体中海 水为来自陆域盆地的 淡水显著冲淡 （diluted）”。
• 3) Dalrymple等（1992）从沉积物（泥沙， sediment）的角度提出了河口的 定义：“一个下沉河谷系统的向海部分，从河流及海洋两个物源接受沉积物， 沉积物相中包括了潮、浪和径流过程。河口是感潮陆侧边界向其位于口门的 海岸相向海边界的延伸。”这一定义中引入了波浪因子，同时限制了要有来 自海洋的沉积物。
• ● 第一次世界大战到二战结束积累了大量资料。 • ● 1950～1980 • 浊流理论的提出，板块学说的提出，DSDP的实施，各种新的研究方法和手段的应用，
是一场海洋沉积学的革命。 • ● 1890～现在 • 学科交叉渗透：海洋沉积动力学、事件海洋沉积学等深流沉积，现代浅水碳酸盐、深
海成矿沉积学、热液沉积多金属、水合物成矿沉积等、生物地球化学沉积、古海洋沉 积学等的提出，ODP计划实施，大大扩展了领域。
• 思考题：
• 1． 现代海洋沉积学覆盖的时间区间有多大？
• 2． 什么是沉积体系？大洋与深海的定义是什么？
• 3。珊瑚礁是否属于海洋沉积学研究的对象 ？
第一讲 河口沉积过程
• 引言
– 河口的定义
• 河口沉积过程是十分复杂的问题，有不少专著， 本讲座只讲一些最基本的问题及黄河口实例。
• 河口形成于河流入海处，位于海洋与陆地交界 地带，从地质的时间尺度讲，其存在受到全球 海平面变化的控制性影响，因而其生存寿命是 不长的,河口在平面上的形态也是多变的（图 1）。。
• 2）Dionne（1963）的定义是：“深入河谷直抵潮高边界的海湾通道，一般 可分为三段：a）与海直接相通的海域段或下河口（lower estuary）；b）盐 淡水强烈混合的中河口（middle estuary）；c）全为淡水但受昼夜潮汐活动 作用的上河口或径流河口。”这一定义引入了潮流和潮汐的作用。
• 全球大洋中脊火山活动沉积作用及物（热泉场－ 热液沉积作用，沉积物及相关资源）。
大洋~ 70% 陆源悬移物来自东南亚
大洋物质传送带
传北大
至半洋
全球传
球高送
纬带
信 息
:
将
洋中脊热液活动示意图
课程讲授方式
• 本课程主要采用系统性专题讲座，结合专题讨论会的形式 进行。专题讲座后有讨论会，师生相互交流。在专题讨论 会后期，将穿插进行由研究生主讲的讨论会 （SEMINAR），每一学生须就讲授内容自行选择一个经 导师审查题目，写一份不少于3000字的报告，并在讨论会 上作20分钟的陈述，其评价将作为本课程成绩的重要参考。
• ● 《海洋－The Sea》已出版13卷，1/3篇幅与海洋沉积学有关。
• 海洋沉积学是海洋地质学的基础学科。 •
主要分两部分讲述
1． 大陆架边缘海洋沉积学
大陆边缘（continental margin）：河口－海岸带、陆架、陆坡、 陆隆、边缘海盆和海沟，堆积了70％以上的沉积物
流域
河口
陆架
陆坡