海洋地质学 3第二章 海洋地理与海底地形地貌

2.4 洋中脊地貌 2.4.2 形态特征
大西洋中脊地形相对 陡峻、狭窄，具有明显 的中央裂谷（A,B）； 印度洋中脊地形相对 大西洋的平缓和宽阔， 也具有中央裂谷（ C,D）； 太平洋中脊地形相对 是最宽、最平缓的，不 具有中央裂谷（E）。
洋中脊的地形剖面 （据S. K. Runcorn 1962）
2.4 洋中脊地貌 2.4.4 中央裂谷——热液烟囱体 令人惊异的是，在
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洋中脊轴部上成群耸立
着由热液活动成因的硫
化物烟囱体，它们可高
达10m,直径宽约40cm。 由黑烟囱题喷出温度热 液流体温度高达 350 ℃ 以上。
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2.4 洋中脊地貌 2.4.4 中央裂谷——热液烟囱体 在黑烟囱周围所构成 的热水区，不仅有虾、贻 贝、鱼、嗜热的化学自养 细菌等，还生长着白蟹和 一些长达 30cm 的白色大蛤， 且成群的鲜红色大型管状 蠕虫在热水流中飘动着， 从而构成了一个完全新的 生态系统。
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第二章 海洋地理与海底地形地貌
2.1 海洋与陆地的地理特征 2.2 大陆边缘地貌
2.3 深海盆地地貌 2.4 洋中脊地貌
2.5 洋中脊地貌 2.4.1 平面展布——发现
上世纪20年代，德国“流星”号考 察船装配了先进的回声测深设备，首先
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在大西洋中部确认了长达17000 km的海
底山脉。此后，全球性的大洋测深相继 在太平洋、印度洋也发现了洋中脊和中 央裂谷。1965 年 Heezen和 Ewing总结 了海底测深与地貌资料，提出在世界洋
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？
1.3Ma
0.8Ma
0.04Ma
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——岛链
这些岛链的成因虽然仍 有争论，但较统一的观点是 地球内部存在较为固定的 “热点”，热点造成火山活 动，受洋中脊海底扩张作用， 大洋板块向中脊两侧推移， 路经热点便 留下一连串的火 山岛屿。
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2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——深海平原（abyssal plain)
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——深海丘陵（abyssal hill)
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深海丘陵是指深海平原中明显高起的小丘， 高度小于1000m。水平分布范围一般从1～10 Km， 但也可达 50km。深海丘陵通常成群出现于深海平 原和洋中脊侧翼之间，特别是见于没有沉积物覆 盖的基岩裸露海底区域。
虽然在大西洋和印度洋也有很多的深海丘陵， 但它们却是太平洋的重要地形特征，在那里，它 们覆盖了80～85%的洋底。多数深海丘陵是先期洋 中脊的组成部分，目前因远离洋中脊，加之被沉 积物覆盖而起伏较小，所以在现今海底地貌上是 和洋中脊分开的。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——无震海岭 （aseismic ridge）
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在洋底，除了大洋中脊体系之外， 还有一种壮观的海底地貌景观：一系
列火山性海山呈线状排列，延伸达千
公里以上，称作海岭，又因这类海底 火山山脉最大的特点是无地震，故称 作无震海岭。无震海岭出露海面之上 则称为火山岛链。北太平洋天皇 —夏
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2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山
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长白山火山口
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山
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海洋中的平顶山与陆地上的破火
山口形状不同，在海底平顶山中部没
有断块陷落的痕迹。因此，可以认为
这种山形是在火山停止活动之后的某 一时期曾经露出在海面之上遭到波浪 侵蚀切削而变成。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山
瑚，因为珊瑚多生存在热带海区温
暖洁净的海水中，因此环礁多出现 在赤道南北大约 20°的范围内，尤 以西赤道太平洋为多。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——环礁(atoll)
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2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——环礁(atoll)
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如果礁体直接生长在岸上，则成为岸礁；若 生长在海岸附近而又不与海岸连接，且平行海岸 生长则称为堡礁；若生长离岸有一定距离的陆架 上，形成孤岛，则称为岛礁。
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转换断层
中央裂谷
中央裂谷
37 2.4 洋中脊地貌 2.4.4 中央裂谷 中脊裂谷发育深度l～2 km，宽数十至数百 公里，最窄处仅几公里，由一系列正断层排列 而成，横断面为地堑性构造，这显然是由张力 作用形成的断裂谷地。 近年来载人深潜器潜至洋底观察发现，洋 中脊裂谷谷底几乎全部为新鲜的火山物质，火 山岩呈新鲜的玻璃光泽，玄武质熔岩流具水下 喷发特有的枕状构造，它们构成了洋中脊特有 的“零龄”洋壳。
2.4 洋中脊地貌 2.4.2 形态特征
中脊顶部水深一般 2000～3000m， 平均2500m 左右，有些地方高出水 面成为岛屿，如冰岛、亚速尔群岛， 复活节岛等；中脊宽度变化较大， 一般数百至几千公里，最宽（如太 平洋）可达4000km以上；从中脊相 对于深海平原隆起的地方算起，其 面积约占大洋底的1/3，可谓世界规 模最大的环球山系。
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深海平原是指洋盆中海底平坦的区域，坡度 小于1：1000（1m/1km），为地球表面最平坦的 部分。通常出现在陆隆的外缘，水深在3000～ 6000 m之间。 地震资料表明，深海平原是由在原始不规则
的海底地形之上沉积了巨厚的沉积物而成。最 平坦广阔的深海平原出现在陆源沉积物供应充 足的地方，如大西洋。由于流入太平洋的河流 相对较少，边缘又有俘获沉积物的海沟系，因 此，接受沉积物较少，形成的深海平原不多。
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2.4 洋中脊地貌 2.4.2 形态特征
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大洋中脊地形相当复杂，在横向 上，中脊顶部有一系列的岭谷相间排
列；在纵向上，中脊呈波状起伏的形
态，并被一系列的巨型断裂所切割错
？ 扩张洋脊在形态上明显不同。
断。慢速（超慢速）扩张洋脊与快速
32 2.4 洋中脊地貌 2.4.3 地球物理特征与岩石类型 拖网与钻探采样证明，大洋中脊绝大部分
底存在着—条贯穿各大洋的大洋中脊和
裂谷体系，并识别出一系列与大洋中脊 近乎垂直的巨型断裂带。
26 2.4 洋中脊地貌 2.4.1 平面展布——大洋中脊体系 人们把这种成因相同、特征相似、贯穿世界
各大洋的海底山脉系列总称为大洋中脊体系。由 于大洋中脊体系 大多是在大洋中 部展布（但并不 仅分布在大洋中 部），有时又称 为中央海岭。
大西洋，最大错移距离超过1000 km。
玄武 岩 2.4 洋中脊地貌 2.4.5 破碎带 岩 墙
蛇 纹 岩 辉长岩
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走向滑移断层 岩 石 圈 软 流 圈
破碎带的平面与剖面图
注意：①洋中脊侧翼老、冷、厚的 岩石圈；②中脊附近新而薄的岩石 圈和隆起的软流圈；③ 地幔沿深断 裂上侵出露海底形成蛇纹岩。
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2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山
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海山常在海底 成群成列出现，在 太平洋海底海山多 达2000多个。在水 深6000 m的平坦洋 底上耸立着高达 4000～5000 m的海 底山峰。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山 在海山中引人注目的是顶部平坦呈圆锥状台 地的海山。平顶面直径可达十几公里，顶面水深 可达2000m，人们把这种独特形状的海山称作平 顶海山或者盖奥特(guyot)。意义?
岛礁 堡礁
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——环礁(atoll)
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位于印度洋的马尔代夫 共有1192个个岛礁和20个环礁组成
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——环礁(atoll)
环礁多建造在海山之上， 据此所推测的发展模式大体 分为三个阶段：(1)火山喷发 形成火山岛，珊瑚环绕火山 生长成岸礁（裙礁）；（2） 火山随地壳下沉，形成堡礁； （3）随着火山岛进一步沉降 没于水面以下，礁体逐渐生 长成环礁。
2.3 深海盆地地貌 2.4 洋中脊地貌
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地
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大洋海底并非如同以前想 象的那样平坦，类似于陆地上，
也有高山峻岭、台地和裂谷等 地貌类型，其高低差之大远大
于陆地。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——海山 孤立于洋底之上、相 对高度在数百米以上的海 底高地叫作海山，典型的 海山多为近似圆锥形。据 重力、地磁以及所采海山 岩石样品说明，大多数海 山源于海底火山喷发。多 座海山相连构成呈脊状火 山脊或链状海山链。
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2.4 洋中脊地貌 2.4.5 破碎带
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大洋中脊在宏观上构成连续的全球性 海底山脉，但在微观上并非连续不断的， 它被一系列与脊轴垂直或近于垂直的横向 大断裂（转换断层 ——Transfault) 所切 割。横向大断裂把大洋中脊和中央裂谷错
开，错移幅度数十至数百公里，如在赤道
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平顶山的成因解释你认为对吗? 如果是对的,需要什么条件?还会有什
么结果?
如果是错的,你有更好的解释吗?
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——环礁(atoll)
礁体 ( 石 ) 是指由钙质生物体
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堆积而成的海底隆起。环礁是指大
洋中逼临海面而生长的环状礁体。 环礁出露水面，其内常为较深的泻 湖。礁体之上可生长有椰子或红树 林等。最典型的造礁生物是造礁珊
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2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——岛链(island chain)
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在大洋中，存在 有呈线状排列的火山， 形成海山链，如果这 些海山出露在海面之 上，则形成岛链。这 些海山链或岛链远离 大陆边缘和大洋中脊， 有着其独立特殊的成 因。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——岛链(island chain) 3.7Ma 这些岛链有一系列 1.8Ma 的特征：年龄比下伏的 洋壳要年轻得多 , 海山 链通常互相平行，走向 与大洋中脊近于垂直 , 大部分链为北西向(EPR 0.43Ma 北东向），岛链火山的 年龄从洋中脊方向向外 0.38Ma 逐渐增大。
2.4 洋中脊地貌 2.4.1 平面展布——大洋中脊体系
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尽管大洋中脊在太平洋、印度洋、大西洋和北
冰洋内连续延伸，首尾相接，全长64000 km，但大 洋中脊在各大洋中的展布 形态和性质却有着很大的 差别。首先，大洋中脊在 东太平表现为宽缓形态， 而且中脊上的中央裂谷不 明显，又被特称为东太平 洋海隆(East Pacific Rise)。
为中脊轴部普遍缺失洋壳结构的层 I ，既缺少
顶部的沉积层；另一原因是局部脊段甚至缺失
洋中脊结构中的层II，甚至层III，地幔直接出
露于海底。即使在具有标准洋壳结构的大洋中 脊，洋壳结构中的层III厚度也普遍减薄。
2.4 洋中脊地貌 2.4.3 地球物理特征与岩石类型
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地震资料揭示：在中脊轴部之下普遍存在地
震波速较小的异常上地幔，沿洋中脊重力异常值 也较深海盆地显著降低，洋中脊还是一个高热流 值带，同时也是一个地震频发带(浅源）。上述事 实均说明洋脊下部存在有熔融 的岩浆物质，地幔熔融 物质的存在为大洋中脊 是现代的扩张中心提供 了有力的证据。
2.4 洋中脊地貌 2.4.4 中央裂谷(Central rift) 大洋中脊轴部分布着 由一系列正断层从中脊顶 部下切形成的裂谷，通常 称为中央裂谷。总长约 80000 km，并与大陆上的 裂谷带首尾相接，从而构 成了世界上规模最宏大的 张性裂谷带。
是由拉斑玄武岩构成，说明大洋中脊是地球上
最大的现代火山作用带。
在洋中脊局部地区，主要
是在慢速和超慢速扩张洋
脊和大型断裂带，有蛇纹
石化橄榄岩或橄榄岩出露，
个别地方也可见到地幔岩
直接出露于海底。
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2.4 洋中脊地貌 2.4.3 地球物理特征与岩石类型
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据地震反射资料，大洋中脊地壳厚度普
遍小于正常大洋地壳厚度。其原因一方面是因
威夷海岭是无震海岭的典型实例，其
中天皇海岭火山几乎全在水下，夏威 夷海岭则部分露出海面。
2.3 深海盆地地貌 2.3 深海盆地——无震海岭 （aseismic ridge） 海岭与大洋中脊的主要 区别在于：⑴其轴部无中央 裂谷；⑵无横断中脊的转换 断层或破碎带；⑶现代火山 局限于洋中脊的一个端点 ( 热点 ) ；⑷无地震活动或仅 有火山活动引起的微弱地震。 无震海岭指示了海底扩张或 板块移动的方向。
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海洋地质学导论
(第三讲）
翟世奎 主讲
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海洋地质学 第二章 海洋地理与海底地形地貌
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上讲作业与思考题
1、大陆边缘的主要类型？
2 、海岸带的概念？其“广义”和“狭义”
概念的科学依据是什么？
3、大陆边缘的主要地貌类型及剖面特征？
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第二章 海洋地理与海底地形地貌
2.1 海洋与陆地的地理特征 2.2 大陆边缘地貌