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1、第十章 海相组 第一节 海洋环境的一般特征 海洋，是指被海水淹没的广大地区。但在构造地质学 上则是按下伏地壳的类型区分大陆和海洋的。 一、海洋环境的分类 1、深度分带 海洋的深度与地壳的两个主要构造单元密切相关。陆块 的表面位置高，洋盆的表面位置低，因而大陆块上覆盖的都 是浅水（平均水深数百米），洋盆上覆盖的为深水（平均水 深约为4000m左右）。 浅海位于低潮面以下至200m。 半深海2002000m水深海底。 深海20006000m深海底。 超深海大于6000m的地区。 2、海底地貌特征 按照地貌特征，可将海洋环境分为陆棚、大陆坡、陆隆 和大洋盆地。 海底地形图 二、海水的物理化学条件(自
2、学) 海洋环境的一般特点 1. 海水物理化学条件 温度：-18-28C 含盐度：平均3.5% pH: 7.26-8.40 2. 海洋的水动力状况 波浪（风）、 潮汐（月球引力）、 海流（密度差） 三、海洋的水动力状况 海水的运动可概括为波浪、潮汐和洋流三种形式，统 称为水动力作用。它是海洋中发生一切作用的决定因素， 控制着沉积物的沉积和分布。 1、波浪 大多数波浪由风的作用引 起。当风吹过海面时，摩擦力 引起海水质点离开平衡位置作 园周运动，使海面呈波浪状起 伏。波浪有波峰、波谷、波长 和波高等要素。通过同一地点 的两个波峰或波谷所需的时间 称为周期。周期愈大，波长也 愈大。 图106 深水波
3、浪（A）与浅水波 浪（B） 的质点运动 当波浪进入能触及海底的浅水 区时（水深小于波长一半的地区 ），虽然其周期保持不变，但由 于发生摩擦、波峰间的距离逐渐 缩小，波高增大，前进的速度变 慢。水质点运动的轨迹由原来的 园形渐变为椭园形，作平行于海 底的往复直线运动。因此，地质 人员把相当于12波长的水深称 为浪基面。 当波浪推进到水深很浅的地 区时，变得很不稳定，大致在水 深等于波高的二倍处，波峰向前 倒伏或破碎，海水冲向海岸，并 产生岸流系统。 图106 深水波浪（A）与浅水波 浪（B） 的质点运动 n涨浪-升浪-破浪（碎浪）-碎浪（涌浪） n碎浪（涌浪）-冲浪 2、潮汐与潮流 海洋有潮汐作
4、用，这是与大陆水体的重要区别。在月球 及太阳的引力作用下，海面发生周期性升降（潮汐）和海水 往复运动（潮流）的现象称为潮汐作用。由于月球距地球的 距离比太阳近得多，所以地球表面的潮汐现象以月球的引力 为主。如果同时考虑太阳与月球的作用，则因日月与地球的 位置不同产生不同的潮汐现象。当太阳、月亮和地球处在一 条直线上的时候（塑望之时），出现特大高潮与低潮，在它 们处于直角三角形的角顶时，出现最小的高潮与低潮。 潮汐流具有如下特点： 潮汐水流的双向性：潮汐水流具有向岸和向海的流动 ，它与河流不同，河流为单向。 潮汐水流的脉动性：潮水按照涨潮落潮不停地运动着 ，一般来说，其周期为24小时50分，一天
5、之内有一次涨潮落 潮的，称为全日潮，如果一天之内有两次涨潮，落潮的，称 为半日潮，介于它们之间的则称为混合潮。 潮汐水位变化的频繁性：潮汐水位变化是经常的，从 不停止的，或者说是永恒的，这是由于太阳、地球、月亮三 者之间相互吸引这一作用的变化是永恒的。 潮汐引起海面水位的垂直升降称潮位，引起海水的水平 移动称潮流。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。 3、洋流 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，称为洋流。其搬运作用要比波浪、潮汐 大得多。尤其对粘土等细粒
6、沉积物，可进行长达数百至数千 公里的长途搬运，只是由于粘土物质的絮凝作用和有机物质 的粘结作用，它们才在近岸陆棚区沉积下来，否则粘土物质 在经过长距离搬运后，就可能全部沉积于深海中去了。 图107 现代大洋的底 流系统（据Stow，1979 ） 黑线表示主要的底流， 虚线表示次要较弱）的 底流，黑圆点表示密度 较大的冷水团的主要发 源地 第二节 无障壁滨岸相 一、关于海岸带的概念 海岸带或滨岸带是指风暴潮面（最大潮面）到浪基面之 间的范围。这一地带是人们最容易直接接触到的，也是目前 研究最好的地区。我们理解海岸带实际上就是分隔大陆与开 阔海的过渡地貌单元，换句话说，也是连接大陆与开阔海的 过渡
7、带，或者是纽带。这里应该注意的是不包括三角洲，是 专指除了三角洲之外的海滨带，也可以把它叫做滨海，也是 一种过渡相。 海岸带缺乏河流作用，其主要的水动力来源是波浪和潮 汐作用。 依据波浪和潮汐作用的相对强弱以及岸线的发育情况， 海岸带可以分为两种情况： （1）海岸线较平直，向广海没有障壁。波浪是这类海 岸带的主要水动力条件，水动力条件很强，这类海岸也叫 作无障壁海岸带。从沉积体系的角度来讲，就叫做海滩体 系。这样的海岸在原苏联的文献中经常叫做滨海，现在西 方的一些人也把浅海的浅部称为滨海，其实这是很不严格 的。因为严格来说滨海是指浪基面以上的地区。 （2）海岸线是曲折的，向广海一侧发育有很多的
8、障壁（砂 洲、砂坝），这样的海岸叫做障壁海岸，从沉积体系角度来讲 ，就叫障壁岛体系或者叫堡岛体系。 二、沉积环境划分 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。进一步按照海岸水动力状况和沉积物类型分为 砂质或砾质高能海岸及粉砂淤泥质低能海岸两种类型。它们的 宽度随海岸带地形的陡缓而定。在陡岸处宽度仅数米，平缓海 岸其宽度可达十公里以上。古代海岸因岸线不断迁移，可形成 宽而厚的砂质海岸沉积，成为油气储集的良好场所。 图108 砂质海岸地区沉积环境划分示意图 不同规模的风暴潮冲刷 沉积物：中粗砂 结构：分选、磨圆较好 构造：平行层理、低角度交错层理 另外，按照沉积类型把 海
9、岸分为侵蚀海岸和沉积海 岸；沉积海岸进一步分为砾 质、砂质、泥质海岸，按能 量大小分为高能海岸和低能 海岸。 粉砂淤泥质低能海岸 三、海岸水动力学及搬运沉积特点 滨岸环境是水动力作用强烈而复杂的地区。波浪、潮汐 及其所派生的沿岸流强烈地冲刷、改造着海岸和沉积物，其 强度要比河流大100倍。而波浪则是控制海岸水动力学特征和 海岸发育状况的主导因素。 图1010 海岸带波浪底部水体运动及沉积物移动状况 海洋波长4080m左右,波浪基准面大致2040m左右。海洋中也可出现波 长为400m的巨浪，故一般认为200m是波基面的理论深度(浅海下限)。 在水深12波长的浅水区，深水波变为浅水波，波浪触及海底
10、，水体 质点运动的圆形轨迹变为椭圆形，向下越接近海底，椭圆半径越小，且椭圆 的垂直半径越小于水平半径，至海底垂直半径趋近于零，水体质点只发生往 复运动。在向岸方向，越近岸边，水体越浅，水体质点运动轨迹变为不对称 的椭圆，并在同一波浪周期中，水体质点向岸运动的速度大于向海运动速度 ，越向海岸，这种速度的不对称性愈加明显，波浪变形也就越加厉害。 滨外陆棚，由风引起的波浪称为涨浪，它因 不能触及海底而对海底沉积物较少影响滨外 陆棚，由风引起的波浪称为涨浪，它因不能 触及海底而对海底沉积物较少影响 近滨带，波浪触及海底,波能增加，波高 增大-升浪。水体向岸运动速度向海速 度，但波浪向岸方向运动携带泥砂
11、要克 服重力作用，向海运动携带泥砂还另加 有重力作用，且后者的力量大于前者， 结果细粒泥砂向海运动。 水深为波高两倍时 ，波浪倒卷和破碎 -破浪，对海底的 冲刷及对碎屑物质 的簸选、淘洗强烈 ，波浪向岸的推动 力克服重力和摩擦 阻力，使较粗的碎 屑向海岸方向运动 ，堆积成沿岸（远 岸）砂坝。 再向岸，深度相当于一个波高，波峰 发生完全倒转和破碎-碎浪或涌浪。 碎浪带的存在及其宽窄程度，主要受 海滩坡度和潮汐状况的控制。 当涌浪进入前滨带后，海水借惯性力冲向 海岸-冲浪，它包括惯性力作用下的进浪 和重力作用下减速回流。冲浪带波浪反复 冲刷、淘洗，形成了成分成熟度和结构成 熟度都较高的砂质海滩堆积
12、。 风暴浪时期，海水携带碎屑 物质进入后滨带，在海滩外 侧形成平行于海岸的连续的 线状砂脊，称为“滩脊”。 1. 海岸砂丘亚相 三、亚相类型及特征 按照地貌特点、水动力状况、沉积物特征，可将滨岸相 划分为海岸沙丘、后滨、前滨、近滨四个亚相。 风成砂 沉积物：中细砂 结构：分选磨圆好 构造：大型槽状交错层理，细层倾角陡 n n 2. 后滨亚相 不同规模的风暴潮冲刷 沉积物：中粗砂 结构：分选、磨圆较好 构造：平行层理、低角 度交错层理 3. 前滨亚相 频繁的冲浪冲刷为主 沉积物：中砂 结构： 成熟度高，概率 累积曲线上跳跃组分为 主，常分两组 构造： 大型低角度交错 层理（海滩冲洗交错层 理）、
13、平行层理、冲刷 痕、泡末痕、流痕 海滩冲洗交错层理 海滩冲洗交错层理 n n 4.近滨（临滨）亚相 经常处于水下，发育沿岸水下砂坝， 波能越弱，砂坝越 少，砂坝之间有凹槽。 沉积物：中细砂，上部粗，下部细。 结构： 成熟度高 构造：上部：砂坝的推进形成较大型板状、 槽状交错层理，砂坝间有波痕。 下部：交错层理变小、变少，过渡为 水平层理，生物扰动构造增多。 n板状交错层理 5.垂向层序 在海岸发展的 地史进程中，随着 海进、海退的发生 ，可形成进积型和 退积型的海岸垂向 沉积层序。一般来 说，在古代地层剖 面中以进积型垂向 层序最常见。 图1018 法尼亚州上泥盆统爱尔兰谷段 进积型泥质海岸沉
14、积层序 (低能) 图1017 圣胡安盆 地西南加鲁普砂岩 进积型砂质海岸沉 积层序(高能) 四、滨岸相的主要鉴别标志 （1）岩矿特征：砂质较纯，石英等稳定组分含量高，重矿 物相对较富集，圆度、分选较好，成分成熟度和结构成熟度较高 。 （2）粒度分布特征：粒度分布较均一，概率图显示跳跃总 体发育，斜率大、分选好，可存在着两个次总体(冲刷与回流)。 （3）沉积构造特征：近滨带槽状和板状交错层理发育，近 滨下部可见水平层理及生物潜穴。前滨带发育有大型海滩冲洗交 错层理。其中尤以大型冲洗交错层理是海岸沉积最典型的标志。 （4）生物学特征：各门类海相生物及其碎片(介壳层) 。 （5）垂向沉积层序：以进积型沉积层序最发育，呈现出下 细上粗的反旋回特征。自下而上依次出现滨外沉积近滨前滨 后滨沉积。 （6）砂体形态：海岸砂体常平行于海岸线走向呈线状分布 ，并往往成排出现，剖面上常呈下平上凸的透镜状或席状。 第三节 障壁海岸相 一、概 述 障壁海岸相是受障壁的遮挡作用在海岸带发育起来的，主 要由下列三部分组成： 与海岸近于平 行的一系列的障壁岛 （堡岛链）； 障壁岛后的潮 坪和泻湖； 潮汐水道系统 ，它连接着岛后泻湖 、潮坪与广海，其中 包括进潮口、潮汐三 角洲和潮道。 二、障壁岛相 包括海滩（与高能滨岸相同）、 沙丘（风成砂）、 障壁坪（沙丘与泻湖的过渡带）
