13.第十三章 海洋及湖泊的地质作用

放射虫软泥
锰结核
浊积岩沉积序列
块状泥岩段 交错层理段
平行层理段 块状层理段
海洋沉积作用与海洋分区的关系
环境 条件 滨海区 浅海区 半深海 深海区 水动力 地 形 物 源
波浪+潮汐，强 复杂多变 海流+波浪， 较弱 海流，弱 基本静止 （浊流） 平缓开阔 陡而狭窄 开阔有起伏 陆 源 为 主， 内 源及其它兼有 碎 屑 、 化学 及 生物源 泥质 生物与化学源
和咸化（大于33‰ ）
）
Venice

泻湖为低能环境，波浪、潮流与河水径流作用都不 强。有利于碎屑、生物及化学沉积的发展。
咸化泻湖：发育于干旱气候区，以盐类沉积为主， 沉积顺序为碳酸盐→硫酸盐→氯化物。 淡化泻湖：发育于潮湿气候区，形成上层为淡水下 层为咸水的双水层结构。以碎屑沉积为主,可有黄 铁矿、菱铁矿等还原条件下化学沉积和生物遗体沉 积。
贝壳和生物碎屑沉积，如生物碎屑灰岩。 生物礁沉积，如生物礁灰岩。 有机质沉积，如油页岩。
介壳灰岩
生物礁类型
岸礁：沿岸分布 堡礁：与海岸间有一较宽的水道 环礁：围绕海底隆起的边缘生长形成的环状 礁体
现代珊瑚礁（三亚）
现代珊瑚礁（三亚 ）
岸礁
大堡礁
位置：澳大利亚东北海岸 规模：长2000余公里，东 西宽20～240公里 （http://baike.baidu.com /view/6146.htm#2）
沙嘴，泻湖，堡岛和连岛沙坝
沙坝
沙嘴
4）沙坝-泻湖沉积

被沙坝从毗邻海域隔离出来、但仍与海洋有限沟通的浅
水域称泻湖。两者互相依存而构成 沙坝-泻湖体系。
泻湖中海水可通过水道（潮汐口）与大海半通，即高潮
时沟通，低潮时隔离。
不同气候区，因地表径流和海水对泻湖补给量的差异，
可使泻湖中的海水盐度不正常，发生淡化（小于33‰
砾滩
沙滩
2)潮坪（泥坪）沉积：
潮坪（泥坪）指波浪作用微弱、以潮汐作用为主要动
力、高潮时海水才能到达的宽阔平缓的海岸地带， 通常由细粒碎屑物组成。 由于潮坪地带地形平坦，沉积物主要为波浪带来的悬 浮物（泥质），波浪作用微弱，由岸向海沉积物由 细（泥）—粗（粉沙、细沙），具反分带现象。干 旱地区有盐类沉积。潮坪沉积具双向斜层理，沉积 物表面发育泥裂、波痕、爬迹等现象。
（1）波
浪
波浪是海水最基本的运动形式，主要由风的吹刮引起。风吹 过海面时，风与海水间的摩擦力会使海水发生波浪运动。
波浪运动中的水质点基本上绕着某个平衡位臵做圆周运动，
只是向前移动很小的距离。在水的粘滞力作用下，一个水
质点的运动带动下一个水质点随之运动，依次传递下去就
形成波浪运动，使水面波浪起伏。 波浪包括波峰、波谷、波长和波高四要素。
*
波浪中水质点的运动特征。
波浪要素与浪基面
波长
波高
波峰
波谷 水深
平均海平面
海底
浪基面水深＝1/2波长
深水波：在深度大于1/2波长的水域形成的波浪，波 的传播只是海水质点在平衡位臵上作周期性圆周运 动。形成的波浪规则对称，不发生变形，波长和波 高变化不大。
浅水波：在水深不超过 1/2波长的浅水区，波浪
泻湖沉积（古网迹）
（2）浅海的沉积作用

特点：浅海水域较宽阔，水深较浅，海 底平缓，生物繁盛，靠近大陆，是海洋 中最主要的沉积区，大量的碎屑物、化 学物质及生物遗体通过机械和化学的方 式在浅海区内沉积。

碎屑沉积 : 由近岸到远岸由粗到细 , 以石英沙
粒和粘土为主,并含有大量生物遗体 ,沉积物具 有良好的分选性和磨圆度。表面发育波痕 、
生物遗迹等构造，内部构造种类繁多，有交错
层理、波状及水平层理、生物扰动构造等。同
粒级碎屑常平行海岸呈带状。
1.砾石；2.粗砂；3.细砂；4.粉砂；5.泥质

化学沉积 : 浅海的化学沉积作用主要发
育于低纬度、陆源物质较少的海域，因盐
度、压力、温度、P H 值等变化，化学搬
运物通过过饱和、胶体电性中和、微粒吸

沙质海岸平衡剖面
中立点
沿岸堤 水下砂坝
沙质海岸的形成与改造
连岛沙坝 老虎石
海
陆
波浪对海岸线的破坏与重建
海岸线的局部破坏与整体后退 海湾 海岬 海湾
2
1
波脊线
4.海洋的搬运作用
*
波浪、潮流和洋流是海洋搬运作用的主要动力。 滨海区：以波浪搬运为主。当波浪垂直海岸时，碎屑 物作往复运动，其较大颗粒向岸运动，较小颗粒向海 运动。当波浪与海岸有斜交时，颗粒作之字型运动。 随着深度增加，波浪动能降低，搬运力降低，仅能搬 运较小的物质。由岸至海，搬运物由粗到细。
洋流或海流。可分为表层洋流（由季风或
信风引起）和深层环流 （由盐度和温差
引起） 。
（4）浊 流



浊流是海洋或湖泊中载有大量悬浮物质的 高密度水下重力流，相当于水下 “ 泥石 流 ” 。 浊流的特点是密度大，携带大量粘土、泥 沙及砾石。 分布于陆架外缘、大陆坡上部或河口三角 洲前缘，诱发因素主要为地震。
环礁
礁的各种类型 及其演化模式
（3）半－深海沉积作用
软泥沉积:主要分布于半深海区,有蓝色、红色和绿 色等种类；深海区沉积硅质或钙质生物软泥。
锰结核 : 主要沉积于深海区 , 是一种黑褐色 , 外表呈 球形或椭球形 , 内部具同心圈层结构的锰、铁氧化 物团块。除富锰铁外,还含有铜铅锌等30多种元素, 具有较高的经济价值。 浊流沉积:主要发育于大陆坡及以下地区,主要由粘 土和沙组成,发育递变层理。
深海区，大于2000米的地带。
海洋的环境分区
大陆架 滨 海 浅海 大陆坡 半深海 大陆基 深海
3.海洋的剥蚀作用



海洋对海岸及海底岩石的侵蚀破坏作用称 海蚀作用。分机械侵蚀和溶解两种。 机械侵蚀主要是由于海水的波浪运动、潮 流等对海岸产生的破坏作用，具体又可分 冲蚀和磨蚀两种。 溶解是由于海水中含较多的CO2等溶剂，可 对海岸及海底岩石产生溶解作用。
附和生物浓缩等方式沉积。
碳酸盐沉积:主要为CaCO3和MgCO3,温度升高或压力降低可导致 Ca(HCO3)2 过饱和 , 动荡海水中可形成鲕状沉积物 , 炎热气候条
件下可使MgCO3沉积。通常沉积在碎屑沉积物外侧。
铝、铁、锰沉积:在湿热气候区大量的 Al、Fe、Mn的氧化物和 氢氧化物以胶体状态带入大海 ,在近岸地带遇电解质而凝聚沉 积,常因海水动荡而形成鲕状、豆状或肾状。主要沉积矿物为 铝土矿、赤铁矿、水锰矿等。

浅海区：以流向海洋的潮流为搬运介质，随 着离岸距离的增加搬运物由粗到细（细沙-粘 土） 半深海-深海区：以洋流搬运为主，因远离陆 地碎屑物少，且洋流流速缓慢，仅能搬运悬 浮物质。

5.海洋的沉积作用
*
*
基本特点：海洋是地球表面最大的积水盆地和沉积场 所，沉积岩中绝大部分是海洋环境下形成的。海洋沉 积物大部分为陆源物质（碎屑物、溶解物），其次为 海洋源物质（生物碎屑、海洋化学物）及火山喷发物 等。 海洋沉积作用受海水运动、海底地形、海洋生物分布 以及海水的物理、化学性质等因素影响，在不同的海 洋环境中，其沉积作用方式和沉积物各异。
海洋及湖泊的地质作用
第一节 海洋的地质作用
1.
2. 3. 4. 5.
海水的运动 海洋的环境分区 海洋的剥蚀作用 海洋的搬运作用 海洋的沉积作用
1.海水的运动
海水不能将自身的势能转化为动能而运动，一 般认为海水不是流水，而是静水。故海水只能在 外界的影响下获得运动的能量并产生相应的运动
方式，具体可以划分为波浪，潮汐和洋流三种。
2.海洋的环境分区
海洋共分为滨海（潮上、间、下带）、浅海、 半深海及深海四种类型的环境空间。 它们的水动力条件与运动方式，地形，水温， 光照与生态特征都有所不同，因此其地质作 用的过程和产物也各有差异。
滨海区，低潮线与最大高潮线之间的海陆交互地带。
浅海区，浪基面至水深200米地带。
半深海区，200-2000米的地带。
（1）滨海区沉积作用类型
滨海区海水动荡，环境变化快，波浪和潮汐作用强烈。波 浪和潮汐将侵蚀、搬运的碎屑物在动力较弱的区域沉积 下来，因碎屑物经历了反复的搬运和摩擦，其分选性和 磨圆度都比较好。 滨海区的沉积作用以机械沉积为主，主要有海滩、潮坪、 沙坝－沙嘴及泻湖沉积几种沉积地形。
1)海滩沉积: 砾滩：常发育在基岩海岸区或山区河流的入海口， 砾石磨圆、分选好，长轴平行海岸，扁平面向海倾 斜。 沙滩：陆源物质较丰富的地区，沙粒分选、磨圆极 好、具明显的分带现象。成分以石英为主，可达90% 以上，次为长石、白云母、生物碎屑等。表面具有 波痕、气孔、生物遗迹等构造，内部具交错层理构 造。
（1）基岩海岸的海蚀作用
基岩海岸：由坚硬的、未经移动的岩石所 组成的海岸 坡度相对较大，潮间带窄
海岸线不平，多岬角和港湾。
基岩海岸海蚀地貌
基岩海岸由于其海底地形坡度大，海浪的能量未耗损，可形 成动能强大的拍岸浪，机械侵蚀作用十分强烈，是海蚀作 用最强烈的地区，常形成多种还是地貌。 激浪的强烈冲刷作用形成呈蜂窝状的圆形、椭圆形海蚀穴， 或是在海平面附近形成高度大致相同的凹槽，宽度大于深 度的称海蚀凹槽，深度比宽度大的称为海蚀洞。 冲入洞中的浪流及其对空气的压缩作用，可将洞顶击穿， 称为海蚀窗。 海蚀凹槽顶的岩石因下部掏空而不断崩塌，这样形成的悬 崖称为海蚀崖。
会因与海底之间的磨擦而逐渐变形直至破碎。
对称波
波浪
非对称波
倾浪
激浪（破浪） 进流（洗浪）
退流（底流）
进流
岸流
波浪到达岸边后会形成方向不同的三种岸流：
进岸流 离岸流 沿岸流
在礁石海岸的较深水区，波浪突然受阻后，波长迅速 减小，波高急剧加大，形成拍岸浪。
波浪的折射现象


在岬角及海湾发育的海岸地带，波浪受海底 摩擦的影响，使波浪向海岸推进的速度产生 差异。在海湾处波浪运动速度较快，从而使 波脊线（波峰连线）弯曲，趋向与弯曲的海 岸平行，这种现象称波浪折射。 导致波能向岬角聚集，在海湾分散。

海蚀崖不断后退，在陡崖的前方留下一个向海微 倾斜的基岩平台，称为海蚀平台或波切台。 由于岩性和构造的差异，波切台表面遍布几十厘 米高的岩脊，称岩脊滩。 向海突出的岬角同时遭受两个方向波浪的作用， 可使两侧海蚀穴蚀穿成拱门状，称海蚀穹。 在平台上残留成突立的岩柱，称海蚀柱。
基岩海岸海蚀平衡剖面的形成过程
潮汐要素：

潮汐有四个位相
涨潮
高潮
落潮
低潮
涨潮
潮汐要素：


涨潮：海面升高，海水涌上海岸。 落潮：海面下降，海水从海岸退回。 高潮：涨潮时海水面最高处。 低潮：落潮时海水面最低处。 潮差：高潮与低潮的高差。 大潮与小潮：潮差最大时称谓大潮，潮差 最小时称为小潮。
(3) 洋

流
海洋中沿一定方向有规律流动的水体称为
北戴河鸽子窝潮坪沉积
潮汐层理
潮汐层理
3)沙坝、沙嘴沉积 沙坝是由波浪运动产生的进流和退流迁移沙粒形成 的平行于海岸的长条状垄岗地形。高潮线附近的 沙坝称为沿岸堤，低潮线附近的称水下沙坝。 沙嘴是一端与海岸相连，一端伸入海中的沙质垄岗 地形。 通常是沿岸流携带沙粒从海岬部位进入 海湾时因水域开阔、流速下降，使所携带的沙粒 堆积下来形成的。尾部常呈弧形。
Wave refraction
在海底火山或 地震发生时， 海水产生汹涌 的海浪，波长 几十上百公里， 波高可达几十 米，称海啸。
2004年 印度洋海啸
2011年日本地震 引发的海啸
（2）潮 汐

由月球和太阳的引潮力作用引起的海面周期 性升降现象称为潮汐。潮汐引起的海水的周 期性水平流动称潮流。
基岩海岸的横截面呈上凸形曲线，曲线上各点的侵蚀 强度趋于零，此剖面称为基岩海岸的海蚀平衡剖面。
海蚀凹槽和波切台
古海蚀穴
波切台与岩脊滩
海蚀洞
海蚀垛
海蚀穹及海蚀崖
海蚀阶地
（古波切台）
海蚀崖 波切台 （岩脊滩） 海蚀凹槽
（2）沙质海岸的改造过程

沙质海岸由松散的沙粒所组成的海岸，地 形较为平坦。 改造的动力为波浪和潮汐，进流和潮流带 动砂粒向海岸方向运动，底流又把部分沙 粒带回海中。
硅质沉积:SiO2胶体在水温较低、偏碱性环境下以胶体凝聚方 式沉积形成蛋白石,经脱水后形成燧石。
磷质沉积:因富磷质生物富集而使磷质发生沉积形成胶磷石。
浅水碳酸盐岩沉积（来宾）
海百合茎灰岩
鲕粒灰岩
肾状赤铁矿
ຫໍສະໝຸດ Baidu白石沉积
生物沉积：浅海环境光线充足、水体流动、
富氧，生物种类繁多。在其生长过程中产生的 排泄物、分泌的有机质、死亡后遗留的骨骼、 贝壳等都能形成沉积物。生物沉积主要有以下 几类：