第八章大陆边缘及其地质构造

1、 发散型大陆边缘又称为大西洋型大陆边缘 。是大西洋、印度洋周边普遍存在的类型。由宽阔的大陆架、平缓的大陆坡（13度）和分布广泛的大陆裾三个单元组成。它是海底扩张过程中形成的。 聚敛型大陆边缘又称为太平洋型大陆边缘，他由大陆架、陡峭的大陆坡（23度）和深海沟三个单元构成。太平洋型大陆边缘又可以分出岛弧亚型和安第斯亚型两种。 岛弧亚型大陆边缘： 安第斯亚型大陆边缘：主要分布在南美洲西海岸，并向北延伸到北美西南沿岸。 南美西海岸濒临“秘鲁智利”海沟，海沟深达50006000m，陆架及海岸平原极其不发育，代替他们的是陡峭的基岩岸线和海拔50006000m以上的安第斯山链，有强烈的地震和“钙碱”性火山活

2、动。海沟内靠岸侧的坡地上是巨厚的浊流沉积。 转换断层型大陆边缘占世界大陆边缘总长度的24，如北美太平洋东侧加利福利亚湾的大陆边缘，由圣安德烈斯平移断层和阿拉斯加湾东南的费尔韦瑟平移断层参与塑造。加利福利亚半岛以裂离半岛形成出现，兼蓄发散与平移性质；阿拉斯加湾外有阿留申岛弧与海沟存在，兼蓄发散与平移性质。现代大陆架浅海沉积模式埃默里（1952）将现代沉积分为： 1.碎屑沉积（风、水、冰川带来的） 2.生物沉积（贝壳等生物骨骼 ） 3.火山沉积（火山附近的火山碎屑） 4.自生矿物沉积（磷灰石和海绿石等）星野通平 （1973）根据沉积环境不同，将现代沉积分以下四类： 1.开阔陆架区：一般在水深20-

3、30m以内浅水区为沙质沉积；这个深度以下出现泥质沉积，54m水深以下全为泥质沉积。54m又称泥线深度。 2.河口区：河口区现代沉积一般组成三角洲，属于快速堆积区，比降大的河流出口区出现砾石分布。海水、河水相混促进泥质的凝聚作用和沉积下来。 3.海湾区：沉积物有砾石、砂和泥等，砾石分布在滨岸带和部分河口区，砂质沉积广泛。 4.海峡区：由于海峡水动力强，现代沉积只有砂和砾，在海峡两端，形成扇状堆积，砂堆积在砾石的外侧。 沉积物的属性与目前所处的环境不适应，形成于目前陆架海区完全不同的沉积环境之中，如外陆架海区出现砂质沉积 ，浅海底出现淡水环境的沉积物等。 残留沉积一般包括硅质碎屑残留沉积、生物遗体

4、残留沉积和化学沉积物残留沉积三类，它们形成于更新世末期，在全新世海侵后仍保留着原先的岩性、结构、构造和化石，以及沉积地形(残留沉积地貌)，基本未被改造。其组分以砂为主，但也可以是砾石、冰碛物、介壳、泥炭和土壤组成的沉积物。主要分布在外陆架，内陆架上沉积速率极小、或处于微侵蚀状态的海区也可有残留沉积出现。残留沉积是海侵前的产物,这些沉积物沉积时，大部分处于陆上环境，以后沉溺于浅海，但被新的沉积物所掩埋或改造，依然保持它的原面貌，残留于现代浅海底表面。 1、由砾石、砂和介壳等组成的残留沉积物，在电子显微镜下观察，残留沙粒表面往往被氧化铁污染以及因溶解而出现凹坑，在中纬度的一些大陆架区，出现冰碛碎屑

5、的残留沉积；美国东北部，法国、以色列、波多黎各和澳大利亚等地滨外 浅海水区，出现风成沙丘的残留沉积；美国东南滨外深水区，出现浅水的钙质鲕状碳酸盐的残留沉积；西欧滨外、墨西哥湾、日本和马六甲海峡出现盐沼泥炭 、淡水泥炭等残留沉积。尼日利亚滨外还出现淹没了的土壤。 ( (三三) )大陆架的构造类型大陆架的构造类型 潘诺夫的大陆架分类，根据陆架和相邻陆地大地构造的一致性，按相邻陆地大地构造的性质，把陆架分为6种： 1.前古生代地台形成的陆架：地台边缘由于断裂和挠折下沉而成陆架。 2.古生代地台的陆架：陆架的形成同样与断裂和挠折有关。 3.中生代地台的陆架：陆架基底被中生代地台沉积所覆盖，表面地形与邻

6、接陆上单调的海进平原连成一片。 4.中、新生代大陆边缘坳陷的陆架：由大陆台地边缘坳陷形成。 5.中、新生代褶皱构造的陆架：中、新生代褶皱边缘强烈下沉而形成的陆架。 6.现代地槽区陆架：现代褶皱带下沉部分，具有火山和珊瑚等特殊地形。图84大陆台阶的基本类型 (谢帕德，l973) a、b型大陆架外缘发育阶梯状断层； c、d型大陆架外缘因堆积而不断增宽； e、f、g、h型大陆架外缘凸起形成基底脊台式陆架构造形式a增筑型外缘陆架b阶梯状断层型外缘陆架大陆架边缘坝的构造形式基底脊b褶曲堤c.掀斜坝d生物礁e底辟坝f火山锥或侵入体坝1.大陆挠折说： 布卡尔（Bourcart,1952）认为大陆到大陆边缘，

7、是一个挠折带，这一带的海进和海退取决于挠折的发展 ，在海进和海退的作用的塑造下，形成了陆架，目前发现一些陆架表面的沉积层略有倾斜，其倾角与陆架表面坡度是一致的，这是陆架发生过挠折的有力证据。2 2 大陆延伸说：大陆延伸说： 潘若夫潘若夫 （19591959）首先注意到陆架基底构造与邻）首先注意到陆架基底构造与邻接大陆的一致性，基底构造又影响到陆架表面地接大陆的一致性，基底构造又影响到陆架表面地形和沉积作用以及后期构造运动的一系列性质，形和沉积作用以及后期构造运动的一系列性质，因而陆架与毗邻大陆的地形和沉积物性质有一定因而陆架与毗邻大陆的地形和沉积物性质有一定的连续性，他把这些性质称之为继承性，

8、说明陆的连续性，他把这些性质称之为继承性，说明陆架是大陆的延伸。架是大陆的延伸。 浪蚀阶地说浪蚀阶地说： 迪茨迪茨（Deitz,1963Deitz,1963）对大陆架的成因与）对大陆架的成因与波浪作用的下限关系，进行了详细的考察，波浪作用的下限关系，进行了详细的考察，他认为，不存在由波浪作用形成的大陆架，他认为，不存在由波浪作用形成的大陆架，因为波浪作用的下限是非常有限的，但是随因为波浪作用的下限是非常有限的，但是随着海平面的下降，出现波浪作用下限移动，着海平面的下降，出现波浪作用下限移动，使得波浪作用遍及整个大陆架。这一概念与使得波浪作用遍及整个大陆架。这一概念与前面叙及的把前面叙及的把20

9、0200米水深作为波浪作用的下限米水深作为波浪作用的下限有很大的差别，不可混为一谈。有很大的差别，不可混为一谈。4. 中新世构造形成说： 星野通平 （1970）认为中新世末期以后，上新世初是整个地球膨胀隆起时期。大陆侧发生强烈的隆起，通过断裂作用，使得从滨岸线到水深2000米以上的海域，出现了一系列阶梯状的平坦面，如，南非、巴西、印度、西澳大利亚和日本等地。 一般比大陆架略深的称为“边缘台地”，水深超过1000米的称为“深海平坦面”。这样，从大陆到洋底，便有“堆积准平原大陆架边缘台地深海平坦面”等，陆架不过是这一系列平坦面中之一，仅受到晚更新世冰期低海平面的修饰而已，它和其他阶地面一样，是断阶

10、带的产物，又是其中的一级。 因而星野认为：大陆架不是冰期才出现的，它在第四纪以前就是堆积和沉降的平衡地区，甚至可以位于不同的深度，它的主要形成时期是中新世末期强烈隆起时，以断阶带形式出现。(1)上限和下限 大陆坡的上限即大陆架外缘，那里有一个明显的坡折，该处平均水深为130米左右。而大陆坡的下限水深变化较大。科辛纳（1921）在计算海陆起伏线的平均值时，取大陆坡的下限水深为2440米。 谢帕德（1948）将2000米水深作为大陆坡的下限。沃兹尔（1968）总结了大量的地球物理资料，研究大陆边缘地壳结构的变化，他认为水深2000米是大陆地壳变成大洋型地壳的位置，可以作为大陆坡的下限。但是世界不少

11、海域大陆坡的下限深度大于一数值。(2)坡度： 孟纳德（1964）认为大陆坡相对高度约110km，坡度110，这是一个非常概括的数据， 希曾（1959）认为大陆坡具有36的斜坡，各地不一。 谢帕德（1963）计算世界大陆坡的平均坡度为417，各大洋有所差异，太平洋区的大陆斜坡平均坡度大于世界平均值，为520；而大西洋为35，印度洋区为255坡度小于世界平均值。 陆坡上部和陆坡下部的变化也有所不同，太平洋区表现为上部缓、下部陡，大西洋和印度洋则相反。造成这种差异的原因是因为太平洋区的大陆斜坡之下往往与海沟相接，海沟沟壁的坡度一般都大于大陆斜坡。大西洋和印度洋区陆坡下部往往与坡度平缓的 大陆裾相连接

12、。因而越往下部坡度变得越平缓。可见，两种类型的大陆边缘，其大陆坡的地形特征是不同的。 世界上，大陆斜坡最陡的海域有：斯里兰卡岸外大陆斜坡坡度达3545。古巴南部大西洋岸外达35 (3)宽度： 在大陆边缘的三单元中，大陆坡的宽度最窄。 希曾（1959）基于对大西洋宽缓陆坡的认识，他认为大陆斜坡的宽度是20100km左右， 谢帕德（1963）着重归纳了太平洋区的资料，认为大陆坡平均宽度只有2040km， 赫德伯格（1970）认为大陆坡宽度一般仅1520km。 通常大西洋型大陆边缘的陆坡宽度较大，太平洋型大陆边缘的陆坡较窄。(4)表面特征： 多数大陆斜坡表面崎岖不平。下图为我国东海大陆坡地形剖面图，

13、其上有复杂的次一级地形，如海盆，海岭，海底峡谷和深海平坦面等。造成这种复杂地形的主要因素是断层发育，海底塌方和滑坡等重力剥蚀。以及浊流和其他海流的侵蚀作用。此外，底辟盐丘挤入、火山活动和珊瑚礁生长等也使斜坡地形变得复杂。这些复杂地形的产生与大陆坡的地质构造性质是分不开的。1.成分上：大陆坡的沉积中，泥质占60% ，砂质占25%，砾石、岩块占10% ，碳酸盐5占%。 2.机理：大陆坡的碎屑沉积主体由浊流作用形成，沉积层保留有浊流沉积的结构、构造，还有部分的塌方和滑坡等重力堆积，以及介壳和碳酸盐软泥的夹层。海底峡谷是陆坡上一种奇特的侵蚀地形，他形如深邃的凹槽切蚀于大陆坡上，谷轴垂直于陆坡边缘。 大

14、西洋型 : 陆坡下部平缓，峡谷一般终止于2000米。 太平洋型：陆坡下部陡峻，峡谷直通海沟。 海底峡谷作为一种通道，把陆源物质从大陆架输送到深海区及海沟中。 海底峡谷在陆坡上分布广泛，但不均，而且集中在一些陆坡宽度较窄，下部比较陡峻的区段。（1）海底峡谷的地形特征： 横剖面常为V字型，少数为U字型，但他在较大深度上仍为V字型。 海底峡谷下切深度达数百米乃至千米，谷璧最陡大40以上。一般凹岸陡，凸岸缓，与陆上河谷有相似之处（如图）。许多海底峡谷有谷中特征（如图），谷侧有台阶状地形，多数情况下，这种台阶发育于一侧，另一侧则不发育。一般说来，中下部平缓，沿谷轴能见到坡折（图B ）。这些坡折点与深海平

15、坦面在同一深度上。但两者毫无关系。海底峡谷的下端出口往往有类似河口三角洲的深海扇。海底峡谷的源头有的与河口相接，如刚果河（如图）海底峡谷平面多数呈蛇形弯曲，也有部分呈直线状，有的峡谷以单一峡谷形式存在，如刚果河口外峡谷，有的峡谷分叉呈树枝状，如美国东海岸（如图）。.沉积物主要为泥质，夹有少量的粗碎屑物质 .峡谷出口处往往是浊流沉积分布区 .沉积物中普遍含浅水有孔虫及海绿石 .峡谷中发现更新世末冰期和冰后期沉积物（3）海底峡谷成因 海底峡谷成因假说有很多，例如：赫斯假说、约翰逊假说、布卡尔假说、布彻假说。但是为大多数所接受的是浊流说。 最早把浊流与海底峡谷联系起来的是德利（1936），他认为海底

16、峡谷为浊流作用形成。奎年（1950、1965、1967）先后进行多次试验，证明浑浊水流即使只有很小的有效密度，也会顺槽底流动。 反对浊流说者认为，浊流不可能有足够的能力来侵蚀陆坡，大部分陆坡由固结程度很弱的泥沙层组成，浊流只是能在其上可发挥作用。像加尼福利亚的圣路加斯峡谷，谷璧由花岗岩组成，则难以用浊流解释，须先假设有断层存在，再由浊流来加工塑造。 后来，谢帕德认为，除浊流外，还有其他类型的海流起重要作用，往往与浊流一起作用的有下沉流，它是沿岸形成的冷水流横越陆架向下流去。 它是大陆斜坡上表面坡度接近水平的面。该面一般不超过030，宽数百米至数公里，长数公里至数十公里。 它是陆坡发育过程的产物

17、。深海平坦面的成因目前对其成因尚无定论，主要有以下几种说法： 1.断裂构造说：希曾（1959）认为其为阶梯状断层形成，陆坡上平行岸线的断层，使得某一地段成为阶梯状的平坦面。 2.挠曲说：日本列岛外缘海底有二级深海平坦面，大塚（1930）认为，它是挠曲作用形成的，大西洋东侧岸外的上新世晚期深海平坦面，他认为是大陆下挠作用形成的。 3.浊流说：吉布森（1953）等通过对阿留申中岛弧外陆坡上阶地的研究认为，深海平坦面是浊流沉积形成的。日本左藤（1968）也发表了同样的意见。大陆坡根据断裂性质进行分类（列昂捷夫 ，1956根据断裂发育程度和特点分）（如图） (1)堆积型陆坡基底稳定，未发生断裂变形，接

18、受沉积(图a)； (2)挠折型陆坡基底因巨厚沉积层的重压而发生挠折(图b)；(3)断块型陆坡基底发生断陷，凹陷处接受沉积，凸起部分遭受侵蚀(图c)； (4)阶梯状断层陆坡陆坡基底发生阶梯状断层(图d)。大陆坡的构造类型 赫德伯格（1970）认为，大陆坡分为： 1.前进沉积型 2.侵蚀型 3.断层型 4.礁块型按成因的分类1.三角洲前积层形成的陆坡： 比较平缓，陆坡上的等深线与三角洲前缘形态一致（如下图）。但是也有例外，如密西西比河三角洲前缘有许多盐丘隆起，形成起伏不平的地形。2.断层形成的陆坡： 普遍而常见的大陆坡。 断层与陆坡的关系有两种：一为垂直岸线的断层，形成断层崖；另一为平行岸线的断层

19、，形成阶梯状陆坡。3.地壳下挠的陆坡： 大西洋西岸线外陆坡上的沉积层产状与陆坡的倾斜是一致的，陆坡上的沉积层产状基本是水平的，二者呈下挠过渡关系，中间并没折断。 但是也有人不同意这种大陆下挠作用，认为北大西洋陆坡是中新世准平原下沉到海底形成的。4.珊瑚礁形成的陆坡： 珊瑚礁形成的陆坡一般出现在中低纬度海区。 它们的陆坡坡度很陡。5.年轻山脉海岸的陆坡： 太平洋边缘普遍存在这类陆坡。这些海区陆架狭窄，陆坡上发育海底峡谷。 在陆坡形成的机理中，由浊流和塌积作用形成的堆积是十分重要的。地震剖面显示，在平缓的陆坡上，松散的厚层沉积物中，有着大规模的崩塌和滑坡。有些陆坡上有关重力蠕动造成滑移褶皱（如图）5.年轻山脉海岸的陆坡： 摩尔等人通过做实验发现，平缓陆坡上的强烈滑移是在更新世低海平面时期，河流在外陆架建造三角洲，使得陆坡负荷过重，因而引起滑移。此外，垂直方向的下沉流和回归潜流等都能引起侵蚀，使陆坡上的沉积物遭到破坏。美洲东岸大陆边缘地壳结构 非洲西岸塞拉勒窝内大陆边缘地壳结构示意图 1上地幔2洋壳层3非洲大陆基底硅铝层4洋壳层 5大陆盖层(下) 6洋壳盖层与大陆盖层(上) 7海底松散堆积层西