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经典地质图集，彻底搞明白海相沉积！

发布于：2022-07-22 09:01:22 来自：施工技术/地质勘察 0 3

来源：工程安全科技

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海洋是指被大面积

海水淹没的地区，

具有硅镁层薄层地壳。

（图源@摄图网）

地球上海洋总面积

约为3.6亿平方公里，

约占地球表面积的70.8%。

海洋是地球上沉积物堆积的

重要场所之一。

（图源@摄图网）

海洋环境与大陆环境

有着明显的不同，

诸如在物理化学条件、

水动力状况、

地貌特征等方面，

都有其自身的特点。

海底地形可细分为

大陆架(陆棚)、

大陆坡、陆隆和

大洋盆地 等地貌单元。

海底地形（图源@edmaths.com/ocean-basin-and-its-features）

大陆架(陆棚) 是指

围绕大陆边缘的、

平坦的浅水沉积台地。

绝大部分陆棚水深

在 200m以内,

平均为133m，

是海洋沉积最集中和

最活跃的地区。

大陆架(陆棚)（图源@worldatlas.com）

大陆坡 是

大陆架边缘(陆棚坡折带)

向大洋倾斜的部分。

平均深为1270m。

陆坡上常具有洼地、

阶梯状地形、

孤立山或被大量的

海底峡谷所切穿。

海底峡谷（图源@Google Earth）

陆坡下部为陆隆

（大陆隆起），

它是陆坡与深海盆地间的

平缓过渡区，

水深约1400~3700m，

常是浊流或陆坡滑坍的碎屑

堆积于深海平原边部而成。

陆隆（大陆隆起）（图源@worldatlas.com ）

陆棚、陆坡、陆隆

合称为 大陆边缘 ，

是大陆的水下延伸部分，

为大陆与深海盆地间的过渡区。

大陆边缘（图源@Encyclopaedia Britannica）

大洋盆地面积广阔、

深度巨大、地貌形态多样，

占全部海洋面积的2/3,

它包括深海盆地、海岭、

海峰、火山脊等。

其中主要部分为

水深达4~5公里的 深海盆地 ，

深海平原 又是

深海盆地中最平坦的部分。

深海盆地（图源@Encyclopaedia Britannica）

海洋中的 水动力作用

主要包括 波浪、

潮汐和海流 3种形式。

它们控制着海洋中

沉积物的沉积和分布。

深海平原（图源@worldatlas.com ）

海洋水域辽阔，

风的吹程长，

波浪规模巨大。

它是海洋中产生

侵蚀、搬运、

沉积作用的主要动力,

尤以在海岸附近最为显著。

波浪（图源@NOAA/en.wikipedia.org/Public Domain）

在这里它塑造着

不同的海岸类型,

改造和重新分配着沉积物。

波浪触及海底的位置

称为浪底

(水深为1/2波长处)。

波浪形成（图源@Seung Joon Yang/en.wikipedia.org）

海洋的 潮汐作用 引起

海面水位的垂直升降

称潮位(潮差)，

引起海水的水平移动称潮流。

潮汐变化（图源@Ulamm/en.wikipedia.org）

潮位的升降扩大了

波浪对海岸作用的

宽度和范围,

形成潮间带沉积环境;

而潮流对海底沉积物的改造、

搬运，堆积起着重要作用，

尤以近岸浅海地区最为显著。

潮汐（图源@摄图网）

由地球重力场或海水温度、

盐度分布不均产生密度梯度

而引起的海水流动，

称为海流，

其搬运作用要比

波浪、潮汐大得多。

（图源@NASA/Goddard Space Flight Center/en.wikipedia.org/public domain）

尤其对粘土等细粒沉积物，

可进行长达数百至

数千公里的搬运。

一般将发生在大洋里的

海流称为洋流。

海洋表面流（图源@Dr. Michael Pidwirny/en.wikipedia.org/Public Domain）

根据海底地形和海水深度,

以及陆棚区地形、

水深和潮汐、波浪作用的特点，

可将海洋沉积环境细分为

滨海、浅海、半深海 和

深海 4种环境

滨岸沉积特征

滨岸相 位于浪基面及

最高涨潮线之间。

根据海岸环境特征，

可划分为障壁型和

无障壁型两类。

其中障壁型滨岸环境发育

障壁岛、潟湖、

潮坪等沉积体系。

滨岸带沉积特点（图源@文献[1]）

障壁岛是指一种

狭长形的高出海水面的砂岩体，

大致平行海岸分布。

障壁岛可以是笔直的，

也可稍有弯曲或具微弱分支。

障壁岛（图源@NASA/en.wikipedia.org/Public Domain）

障壁岛砂体

一般厚10～20m，

宽几百米至几千米，

长几至几十千米。

其高度取决于海浪的高度，

宽度则与波浪作用的

时间和方向有关。

潟湖是被海岸所限制、

被障壁岛所遮拦的浅水盆地。

它以潮道与广海相通或

与广海呈半隔绝状态。

威尼斯潟湖（图源@NASA/GSFC/MITI/ERSDAC/JAROS/en.wikipedia.org/Public Domain）

现今海岸的13%

属于障壁型海岸，

在障壁岛的背后

一般均有潟湖。

潟湖（图源@Didier Descouens/en.wikipedia.org）

潮坪是宽广缓斜或

近于水平的、

具有明显潮汐周期作用的

海岸坪地，

主要受潮汐影响，

可分为潮上带、潮间带

和潮下带。

潮坪（图源@Ingolfson/en.wikipedia.org/Public Domain）

潮上带是指位于

平均高潮面以上的部分；

潮间带是指位于

平均高潮面和

平均低潮面之间的部分；

潮下带是指位于

平均低潮面以下的部分。

潮坪（底图源@Brenna, Alec, and AJ/prezi.com）

无障壁滨岸相的

沉积环境是无障壁岛遮挡、

海水循环良好的开阔海岸带。

可分为 砂质或砾质高能海岸

及 粉砂淤泥质低能海岸

两种类型。

碎屑海岸沉积环境划分示意图（图源@文献[1]）

高能海岸环境以

砂质类型居多，砾质者少见。

按海岸地貌特征可划分为

海岸沙丘、后滨、前滨、

临滨等几个次级环境。

高能海岸带（图源@Andrew / www.flickr.com）

低能海岸带以潮流作用为主，

为粉砂淤泥质海岸。

海岸坡度平缓,

具有较宽阔的潮间带，

缺失后滨带。

浅海陆棚沉积特征

浅海陆棚位于

正常浪基面与陆架边缘之间，

深度一般10~200m,

宽度由数公里至

数百公里不等。

非洲东南部海流控制的陆棚沉积（图源@文献[1]）

根据浅海地区潮汐流、

风暴流、海流以及密度流的作用，

可将浅海陆棚沉积划分为

潮汐控制的陆棚、

海流控制的陆棚和

风暴控制的陆棚三种。

（底图源@摄图网）

潮汐由月球对

地球表面水的引力产生。

在强潮流地区，

流速较大的优势潮流

控制了沉积物的搬运和

沉积方向。

（图源@摄图网）

由优势潮流形成的

大型纵向沉积底形称为

沙垄和潮汐沙脊，

形成的中小型横向沉积底形

称为沙波和沙纹。

潮汐控制的陆棚砂E质沉积底形（图源@文献[1]）

(a)沉积底形类型 (b)物源较少的沉积底形 (c)物源较多的沉积底形

海流对临近较深海的

外陆棚碎屑沉积也存在影响。

规模较大的海流

主要与洋流的入侵相关，

洋流的速度可达到2m/s，

它们搬运沉积物形成沙波。

（图源@NASA/Goddard Space Flight Center/en.wikipedia.org/public domain）

风暴流沉积的形成与

风暴巨浪密切相关。

风暴巨浪强烈冲刷海岸沉积物

并使其呈悬浮状态，

回流将这些悬浮的

海岸沉积物带回海中，

形成砂泥含量很高的密度流。

（图源@摄图网）

当这些密度流在

风暴浪基面之下的

安静水体中沉积时，

便形成具 鲍玛序列 的

浊流沉积物。

浊积岩（显示完整的Bouma层序）（图源@Jo Webe/en.wikipedia.org）

半深海 对应大陆坡沉积环境，

陆棚边缘坡折带

沉积水深一般为90~180m，

大陆坡底水深一般为

2000m~3700m。

大陆坡（图源@worldatlas.com ）

半深海沉积特征

半深海相沉积主要由

泥质、浮游生物和碎屑

三部分沉积物组成，

来源主要是陆源物质和

海洋浮游生物，

其次为冰川和海底火山喷发物。

半深海相沉积（图源@VENTANAS AL UNIVERSO/NOAA ）

海底洋流(等深流)可搬运

大量粉砂级沉积物

并在陆坡上堆积下来。

风、河流、潮汐和

波浪搬运的细粒悬浮物质

在较深水区也可发生大量沉积。

浊积岩（图源@usgs/en.wikipedia.org/Public Domain）

因此，重力流、等深流和

悬浮沉积等是半深海的

主要沉积成因类型。

重力流（图源@Mikesclark/wikimedia.org）

由于半深海区光合作用

最需要的红光和

黄光传播深度很小，

故此环境无植物发育。

生物群以腹足类为主，

还可见瓣鳃类、腕足类、

放射虫、有孔虫等。

腹足类生物（图源@en.wikipedia.org/Public Domain）

深海沉积特征

深海相 发育于大洋盆地，

水深在2000m以下，

平均深度为4000m 。

深海底阳光已不能到达，

氧气不足，底栖生物稀少,

种类单调，故不能形成

底栖生物的显著堆积。

现代深海沉积物主要为各种软泥，

其中大部分属远洋沉积物，

即多半是繁殖于大洋上层的

微小浮游生物的钙质和

硅质骨骼下沉堆积而成的软泥。

深海沉积物（图源@ J. Zachos/manoa.hawaii.edu/news/article.php?aId=7771）

另一部分为底流活动、冰山搬运、

浊流、滑坡作用形成的陆源沉积物,

以及局部地区各种矿物的

化学和生物化学沉淀作用形成的

锰、铁、磷等沉积物。

现代深海的许多地区存在着

流速达4~40cm/s的强烈底流，

它可引起沉积物的搬运,

并在沉积物表面形成

波痕、冲刷痕、

水流线理、交错层理等。

深海沉积物（图源@Helge W. Arz./www.eurekalert.org/multimedia/684519）

深海沉积物的波痕

可以是对称的、

舌形的、新月形的，

波长从十厘米至数米,

波高可达20cm或更高.

地质图图集

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