海洋侵蚀搬运作用.ppt

1、第五章 海洋及湖泊的地质作用 掌握：基岩海岸的侵蚀过程和海蚀地形；滨海带碎屑沉积物和主要沉积地形；浅海区的碎屑沉积物；浅海区化学沉积方式及主要沉积物；浅海生物碎屑堆积和珊瑚礁；半深海和深海区各种软泥、大洋粘土和锰结核沉积。 了解：海水的运动方式；海洋环境分区；沙质海岸的改造过程；泻湖的形成及其沉积物特征；浊流及浊积物特征；湖泊的分类；干旱气候区湖泊中盐类沉积；潮湿气候区湖泊的沉积方式和主要沉积物。,第一节 海洋的侵蚀和搬运作用,涉及的英文术语 sea wave; wave base; tide; tide current; ocean current; littoral zone; nerit

2、ic zone; bathyal zone; abyssal zone; sea notch; sea cave; sea cliff; wave cut bench; wave built bench; sea stack; sea arch;,第一节 海洋的侵蚀和搬运作用 一、海水的运动及海洋的环境分区 （一）海水的运动 影响海水运动的主要因素：风、日月引力、海底地震或火山爆发、地球自转、海水温度、盐度。 海水运动的主要方式有：波浪、潮汐、洋流和浊流。 海水的运动是海洋地质作用的主要动力。,1. 波浪（sea weave） 是海水最基本的运动方式，主要由风吹引起。在风与水面之间磨擦力的作用

3、下，海水运动形成波浪。波浪运动时水质点基本上绕某个平衡位置作圆周运动，向前位移很小。（在海水中游泳）,波浪中水质点的实际运动情况,水面波浪起伏的最高点称波峰，最低点称波谷，两峰之间的距离称波长，波峰与波谷之间的垂直距离称波高。 波长及波高的大小与风力、水深有关。在广海深水区，风力越大，波浪的波长和波高就越大。,波浪的要素,波浪运动模式,水质点的动能在向下传递过程中，随水深增加、压力增大，内摩擦力也增大，质点运动圆周变得越来越小。实验证明，其圆周直径的减小与波长呈函数关系，当水深达1/2波长时，波浪运动已很微弱。一般认为此深度是波浪作用的下限，即浪基面(wave base)。 另外由于海水深度的

4、差异，海底对运动的水质点产生的影响也不同，因此波浪运动的特点也不同，据此，波浪作用又可分深水波和浅水波。,波浪作用的下限浪基面,深水波出现于深度大于1/2波长的水域，质点作规则的圆周运动。波浪规则对称，不发生变形。 浅水波出现于深度小于1/2波长的水域，质点运动受内磨擦力和海底磨擦力的影响，表层水质点运动比下层水快，运动轨迹变形，成椭圆形，形成向前倾的不对称波浪。 随水深进一步变浅，波浪翻卷，卷入空气，在空气压力与重力的作用下形成破浪。 破浪因惯性冲上海岸形成进流，进流在重力作用下沿斜坡回到大海形成退流（底流）。 当进流方向与海岸斜交时，可同时形成退流和平行海岸的沿岸流。,波浪运动的过程,浅水

5、区波浪运动的变化,在礁石海岸的较深水区，波浪突然受阻后，波长迅速减小，波高急剧加大，形成拍岸浪。能量巨大，冲击力可达29吨/m2 。,威力巨大的拍岸浪,威力巨大的拍岸浪,波浪折射现象,在岬角及海湾发育的海岸地带，波浪受海底磨擦力不同的影响，使波浪向海岸推进的速度产生差异。海湾处快，从而使波脊线（波峰连线）弯曲，趋向与弯曲的海岸平行，这种现象称波浪折射。由此导致波能向岬角聚集，在海湾分散。,Wave refraction,Wave refraction,海啸,在海底火山或地震发生时，海水产生汹涌的海波，波高可达几十米，称海啸tsunami。能长距离传播，可将上百吨船只抛上海岸。,Tide是由月球

6、和太阳引力引起的地球海水面周期性升降现象。 而由海水面升降导致的海水水平流动则称潮流（tide current）。 海面升高，海水涌上海岸称涨潮，反之称落潮。高潮，低潮，潮差。潮差以朔（农历初一）望月为周期变化，潮差最大时为大潮，最小时为小潮。 在海峡、海湾、河口及低缓的海岸带，潮汐作用尤为明显，潮流速度也快。,2. 潮汐（tide）,ocean current是海洋中沿一定方向有规律移动的海水。分表层洋流和深层洋流。 表层洋流主要受盛行风的磨擦力拖带作用产生，以水平运动为主，深度为100-200米。 深层洋流由温度和盐度差引起，具水平和垂直两个方向。以上两种洋流可相互转换，并长距离迁移，对海

7、洋沉积和生物分布有重大影响。,3. 洋流（ocean current）,世界洋流图,大西洋的深海流,turbidity current是海洋或湖泊中载有大量悬浮物质的高密度水下重力流，相当于水下 “ 泥石流 ” 。 turbidity current的特点是密度大，携带大量粘土、泥沙及砾石。 分布于陆架外缘、大陆坡上部或河口三角洲前缘，诱发因素主要为地震。,4.浊流（turbidity current）,根据深度及海底地形可分滨海、浅海、半深海及深海。各区的水动力特点、物理化学及生物特征各不相同：,（二）海洋的环境分区,图5-6 海洋环境分区,滨海（litoral zone）：低潮线与最大高潮

8、线之间的海陆交互地带。环境变化大，水动力强，生物稀少，常暴露地表。滨海带的宽度取决于潮差的大小及海岸地形的坡度，潮差大、坡度缓，则滨海带宽，反之则窄。,浅海neritic zone：低潮线以下至水深200米之间的海域。海水较浅，阳光、氧气充足，生物丰富，水温受季节影响，海底平缓，以波浪的影响为主。陆源物质较丰富。 半深海bathyal zone：水深200-2000米之间的海域。海底地形较陡，平均坡度4.3度以上，是大陆坡分布的地带。大陆坡上常发育深达数百上千米的海底峡谷。由于水深，透光性差、水温较低，海水运动以洋流为主，生物贫乏，以浮游生物及食腐生物为主。 深海abyssal zone：水深

9、大于2000米的广大海域，是大洋盆地的分布区。陆源物质少，海水运动以洋流为主，生物贫乏。,海洋对海岸及海底岩石的侵蚀破坏作用称海蚀作用。分机械侵蚀和溶解两种。 机械侵蚀主要是由于海水的波浪运动、潮流等对海岸产生的破坏作用，具体又可分冲蚀和磨蚀两种。 溶解是由于海水中含较多的CO2等溶剂，可对海岸及海底岩石产生溶解作用。,二、海蚀作用,基岩海岸：由坚硬的、未经移动的岩石所组成。特点：坡度相对较大，潮间带窄，海岸线不平，多岬角和港湾。 海蚀凹槽sea notch：由于基岩海岸向陆方向海水迅速变浅，导致拍岸浪，海水及所带沙石反复冲击和磨蚀基岩海岸，使下部岩石破碎，并被掏空，形成平行海岸延伸的凹槽。

10、海蚀崖sea cliff：海蚀凹槽上部岩石崩塌后形成海蚀崖。 波切台wave cut bench：海蚀崖不断后退，在前方形成微上凸向海倾斜的的基岩平台。,（一）基岩海岸的海蚀作用,sea notch & wave cut bench,（一）基岩海岸的海蚀作用,海蚀洞sea cave：在岬角处，由于波浪的折射，在岬角两侧受能量集中的波浪冲蚀而形成的洞穴。 海蚀穹sea arch：海蚀洞进一步发育连通扩大而成。 海蚀柱sea stack：海蚀穹崩塌而成孤立的石柱。 波筑台wave built bench：由波切台上的塌积物随退流搬运至低潮线以下沉积下来所形成。,sea cave,Sea arch,

11、Sea stack,Sea stack,基岩海岸海蚀平衡剖面：当地壳长期稳定，平均海平面不变时，随波浪侵蚀作用进行，波切台逐渐展宽，当其宽度发展到波浪虽在波切台上运动，但能量基本消耗在克服与波切台的磨擦和搬运碎屑物时，波浪不再有侵蚀能力，此时，基岩海岸的横剖面呈上凸曲线，曲线上各点的侵蚀强度趋于零，此剖面称为基岩海岸海蚀平衡剖面。 总之，基岩海岩海蚀作用的结果，是使海岸趋于平直，地形坡度变缓。,基岩海岸海蚀作用结果,图5-7 基岩海岸海蚀平衡剖面的形成过程,沙质海岸：由松散的沙粒所组成的海岸，地形较为平坦。 改造的动力：波浪和潮汐，进流和潮流带动砂粒向海岸方向运动，底流又把部分沙粒带回海中。,

12、（二）沙质海岸的改造过程,沙质海岸,（二）沙质海岸的改造过程,首先假定原始沙质海岸坡度各处一致，处于动态平衡的中立点。 中立点上进流和退流动力与沙粒重力沿坡向的分力大小相等、方向相反，沙粒只绕各自的平衡点作往复运动。 中立点以上，水浅，波浪冲击力强，沙粒向岸运动。中立点以下则向海方向运动。长期作用后，形成下凹的形态。中立点以上坡度变陡，以下变缓。,（二）沙质海岸的改造过程,形成的地形： 沿岸堤：迁移的沙粒在高潮线附近堆积成沿岸分布的长条状沙垄。 水下沙坝：在低潮线附近（中立点以下）堆积成平行海岸分布的长条状垄岗地形。,沙质海岸平衡剖面的形成,三、海洋的搬运作用 动力类型：波浪、潮流和洋流是主要动力，在滨海及浅海的近岸区域，通常以波浪为主，潮流为次；在近海有狭窄海道的地区潮流搬运作用明显；半深海及深海则以洋流为主。