理论教育 海洋地质作用及海相沉积物

海洋地质作用及海相沉积物

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:海洋的沉积作用绝大部分沉积岩是在海洋内沉积形成的,因而海洋的地质作用中最主要的是沉积作用。海洋的沉积物质,有机械的、化学的和生物的3种,形成各类海相沉积物。海相沉积物按分布地带的不同有:1)海岸带沉积物主要是粗碎屑及沙,它们是海岸岩石破坏后的碎屑物质组成的。海岸带沙土的特点是磨圆度好,纯洁而均匀,较紧密,常见的胶结物质是钙质、铁质及硅质。

海洋地质作用及海相沉积物

(1)海洋的破坏作用

海洋的破坏作用有冲蚀、磨蚀及溶蚀3种。海浪、潮汐和岸流等都能起破坏作用,其中海浪是破坏海岸的主要力量。波浪形成的原因有风力、洋流、潮汐、地震、海底火山喷发等,但最常见的及最有实际意义的是风成浪。

当风吹过水面时,对水面产生风压力,它迫使不可压缩并不具抗剪切强度的水质点作“相互补偿”的单向轨道运动,在水面产生峰谷。因此,人们将水质点的振动运动的发生与传播,称为波浪。海浪时刻都在冲击着海岸,风力越强,它的冲击力也越大。海浪冲击海岸岩石时,对岩石产生很大的压力,使其破坏。海浪可把海岸岩石掏成凹槽或形成洞穴,当这些凹槽和洞穴扩大到一定程度时,它上面悬空的岩石便会崩塌下来。海浪又将这些崩塌下来的岩块忽前忽后反复推动着,将它们当作撞击的工具,这就更加速了对海岸的破坏作用。海浪冲蚀作用进行得越久,海岸向后撤退就越远,而海滩也就变得越宽。陡岸向后撤退得越远,海浪要达到岸边就越困难,因为海浪前进的能量都消耗在对海滩的摩擦上了。当海滩增长到海浪达不到陡岸的时候,海浪的破坏作用也就暂告结束。

在浅水区不仅波浪对海底产生影响,而且海底也影响着波浪,当水深H<λ/2时(λ波长),产生浅水波。水质点运动轨道由于海底摩擦影响而变形。在海底摩擦力最大,水质点几乎是一来一往的直线运动。随着摩擦力向海面方向逐渐减小,水质点轨道由直线形渐变为椭圆形。当H=h(h波高)时,水质点在运行中,由于波峰比波谷受摩擦力弱,波浪上半部前进速度大于下半部后退速度,从而造成波峰前端陡峻,使波浪呈不对称形状。一旦波浪进入水深不及一个波高的浅海中部,遂不能形成完整的波峰。波峰前端弯曲过甚,甚至由重力而下坠,波浪完全破碎,形成拍岸浪,称之为激浪。向岸壅的水体称之为击浪流。击浪是冲击海岸的主要力量,尤其在强暴风力影响下,冲击力可达1万~3万kg/m2,再加上海水携带很多沙石,因而对海岸的破坏作用是很大的,称之为海浪的磨蚀作用。

(2)海洋的沉积作用

绝大部分沉积岩是在海洋内沉积形成的,因而海洋的地质作用中最主要的是沉积作用。河水带入海洋的物质和海岸破坏后的物质在搬运过程中,随着流速的逐渐降低,就沉积下来。靠近海岸一带的沉积多是比较粗大的碎屑物,离海岸越远,沉积物也就越细小。这种分布情况,同时还与海水深度和海底的地形有直接的关系。海洋的沉积物质,有机械的、化学的和生物的3种,形成各类海相沉积物(或海相沉积层)。海相沉积物按分布地带的不同有:

1)海岸带沉积物

主要是粗碎屑及沙,它们是海岸岩石破坏后的碎屑物质组成的。粗碎屑一般厚度不大,没有层理或层理不规则。碎屑物质经波浪的分选后,是比较均匀的。经波浪反复搬运的碎屑物质磨圆度好。有时有少量胶结物质,以沙质或黏土质胶结占多数。海岸带沙土的特点是磨圆度好,纯洁而均匀,较紧密,常见的胶结物质是钙质、铁质及硅质。海岸带沉积物沿海岸往往成条带分布,有的地区沙土能伸延好几千米长,然后逐渐尖灭。此外,海岸带特别是在河流入海的河口地区常常有淤泥沉积,它是由河流带来的泥沙及有机物与海中的有机物沉积的结果。海岸地区的沉积物可以形成以下的地形,如图3.21所示。①海滩:高潮与低潮间的沙滩。②沙坝:与海岸平行的天然堤坝。③沙嘴:在海岸弯曲处堆积成伸入海中的沙嘴,当沙嘴继续增长,将海湾与海水分开,这种水体称为潟湖,如杭州西湖。一般在潟湖地区多堆积有淤泥和泥炭,建筑条件差。④海岸阶地:由海浪侵蚀和海水沉积造成的平台。由于海岸带沉积物在垂直方向和水平方向变化均很大,因此要求布置较密的勘探点及沿深度多取试样来进行研究,才能获得可靠的资料。(www.daowen.com)

2)浅海带沉积物

主要是较细小的碎屑沉积(如沙、黏土、淤泥等)以及生物化学沉积物(硅质沉积物、钙质沉积物)。在浅海环境里,由于阳光充足,从陆地带来的养料丰富,故生物非常发育。

在沉积物中往往保存有不少化石。浅海带沙土的特征是:颗粒细小而且非常均匀,磨圆度好,层理正常,较海岸带沙土为疏松,易于发生流沙现象。浅海沙土分布范围大,厚度从几米到几十米不等。浅海带黏土、淤泥的特征是:黏度成分均匀,具有微层理,可呈各种稠度状态,承载力也有很大变化。一般近代的黏土质沉积物密度小,含水量高,压缩性大,强度低;而古老的黏土质沉积物密度大,含水量低,压缩性小,承载力很高(有时可达5~10 kg/cm2),陡坡也能保持稳定,这种硬黏土常常有很多裂隙,因而具有透水的能力,也易于风化。浅海带沉积物的成分及厚度沿水平方向比较稳定,沿垂直方向变化较大。因此,在工程地质勘察时,水平方向可布置较稀的勘探点,但在沿深度方向上要求较多的试样,才能获得代表性的资料。

图3.21 海滩、沙坝、海岸阶地

1—基岩;2,3—松散岩石;4—沙和卵石
a—海滩;b——海岸沙坝;c,d—海滨阶地;e—沙礁

3)次深海带及深海带沉积物

主要由浮游生物的遗体、火山灰、大陆灰尘的混合物所组成,很少有粗碎屑物质出现。沉积物主要是一些软泥。

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