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海洋沉積系統(精)/海底科學與技術叢書 版權信息
- ISBN:9787030726810
- 條形碼:9787030726810 ; 978-7-03-072681-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
海洋沉積系統(精)/海底科學與技術叢書 本書特色
不但致力于闡述從海岸帶到陸架到大洋底的各類沉積環境和沉積相,更從板塊構造視角出發,關注在板塊構造旋回中打樣板塊地層的古沉積特征
海洋沉積系統(精)/海底科學與技術叢書 內容簡介
本書集中圍繞與海洋相關的地球表層系統的沉積過程展開分析,包括“濱、淺海沉積體系”、“半深海及深海沉積體系”和“洋板塊地層”三部分共13章內容,具體介紹了濱、淺海各類沉積體系和沉積驅動作用,大陸邊緣過程,半深海、深海沉積物類型及深海沉積驅動作用,“洋板塊地層學”概念和洋板塊地層的分析重建方法。同時,對上述各類沉積體系的板塊背景、形成環境、物質來源、影響因素和發展演化等做了盡可能深入的分析。 本書可供從事海洋地質、海洋沉積、海洋環境、海洋油氣和海洋資源、洋陸俯沖和弧陸碰撞造山帶研究的科研人員、研究生及本科生參考,還可為海洋相關領域的科研管理人員及公眾辨析海洋沉積及相關問題提供科學的方法論支撐。
海洋沉積系統(精)/海底科學與技術叢書 目錄
第1章濱、淺海沉積驅動及主要沉積類型1
1.1濱、淺海的空間范圍及沉積環境1
1.2濱、淺海沉積驅動2
1.2.1波浪2
1.2.2潮汐11
1.3濱、淺海沉積特征13
1.4海岸帶的分類16
1.4.1基于板緣類型的海岸帶分類方案16
1.4.2海岸帶的其他分類方案19
1.5海岸帶演變的跨緯度、跨源匯特點22
1.5.1影響海岸帶演變的關鍵因素22
1.5.2海岸帶演變受匯區動力的制約24
1.5.3海岸帶跨緯度變化特征24
第2章濱海風成沙丘沉積體系25
2.1濱海風成沙丘的概念25
2.2濱海風成沙丘的沉積特征和沉積模式25
2.2.1沙丘25
2.2.2丘間27
2.2.3濱海風成沙丘沉積模式27
2.3濱海風成沙丘的形成和保存條件29
2.3.1濱海風成沙丘的形成條件29
2.3.2濱海風成沙丘的保存條件31
第3章障壁島沉積體系35
3.1障壁島的概念和分類35
3.1.1障壁島和障壁島沉積體系的概念35
3.1.2障壁島的分類38
3.2障壁島沉積體系和沉積特征39
3.2.1島前淺海40
3.2.2障壁島41
3.2.3潮道43
3.2.4潮汐三角洲44
3.2.5島后潟湖47
3.3障壁島體系的沉積樣式及沉積機制48
3.3.1障壁島體系沉積樣式48
3.3.2障壁島體系沉積機制51
3.4障壁島體系發育的主要影響因素52
3.4.1海岸帶地形和基底巖性52
3.4.2相對海平面變化54
3.4.3沉積物的源匯和通量56
3.4.4風、浪、沿岸流、跨岸流和潮汐56
3.4.5風暴潮58
3.4.6氣候59
3.4.7河流排放60
第4章潮汐沉積體系62
4.1潮汐沉積體系的重要概念和形成背景62
4.1.1潮汐沉積體系的重要概念62
4.1.2潮汐沉積的形成背景65
4.2潮汐沉積體系及沉積特征67
4.2.1潮坪67
4.2.2潮汐沙壟、沙脊和沙波73
第5章三角洲沉積體系76
5.1三角洲的概念和發育過程76
5.1.1三角洲的概念76
5.1.2三角洲形成背景和發育過程79
5.2三角洲類型84
5.2.1三角洲的分類84
5.2.2三角洲動力地貌的時空演變88
5.3三角洲沉積特征及鑒別標志90
5.3.1河控三角洲的沉積特征90
5.3.2浪控三角洲的沉積特征97
5.3.3潮控三角洲的沉積特征99
5.3.4扇三角洲的沉積特征101
5.3.5辮狀河三角洲的沉積特征107
5.3.6古代三角洲的沉積鑒別標志111
第6章河口灣沉積體系113
6.1河口灣的概念和分類113
6.1.1河口灣的概念113
6.1.2基于地貌特征的河口灣分類114
6.1.3基于鹽度特征的河口灣分類116
6.1.4基于水動力條件的河口灣分類118
6.2河口灣沉積特征119
6.2.1浪控河口灣沉積體系121
6.2.2潮控河口灣沉積體系122
6.2.3洪水對河口灣沉積的影響122
第7章碳酸鹽巖和礁沉積體系124
7.1碳酸鹽巖和礁沉積作用的基本特征124
7.1.1碳酸鹽和礁沉積作用的基本特征124
7.1.2制約碳酸鹽獨*沉積特征的主要因素125
7.2碳酸鹽巖沉積體系127
7.2.1現代濱岸-潮坪碳酸鹽沉積體系128
7.2.2淺海碳酸鹽臺地淺灘沉積體系131
7.2.3深海碳酸鹽沉積134
7.3礁沉積體系135
7.3.1礁的概念、基本特征和分類135
7.3.2礁的形成和生物造礁作用138
7.3.3碳酸鹽巖和礁沉積旋回與海平面變化的關系142
7.4碳酸鹽巖和礁沉積模式144
7.4.1碳酸鹽陸表海沉積模式144
7.4.2混積型碳酸鹽沉積相模式146
7.4.3威爾遜碳酸鹽綜合沉積相模式149
7.4.4塔克碳酸鹽綜合沉積相模式153
第8章大陸邊緣過程和半深海、深海沉積類型155
8.1大陸邊緣過程和半深海、深海沉積物搬運155
8.1.1大陸邊緣過程155
8.1.2半深海、深海沉積物搬運157
8.2遠洋沉積物的類型與分布158
8.3大洋沉積記錄與全球變化162
8.3.1古水深、全球海平面變化及大洋環流模式163
8.3.2海水的氧溶解度和大洋缺氧事件165
8.3.3古海洋溫度和白堊紀極熱期166
8.3.4冰蓋演變與冰期旋回168
8.3.5季風演變174
第9章重力流沉積體系179
9.1沉積物重力流概念、顆粒懸浮機理和類型180
9.1.1沉積物重力流的概念180
9.1.2沉積物重力流的顆粒懸浮機理和形成條件181
9.1.3沉積物重力流的類型185
9.1.4不同類型沉積物重力流之間的轉換191
9.2重力流沉積物(巖)的基本特征192
9.2.1重力流沉積巖的巖石學特征192
9.2.2重力流沉積巖的結構和構造特征195
9.2.3重力流沉積的時間尺度197
9.3濁流沉積體系198
9.3.1海底扇濁流沉積體系198
9.3.2濁積溝道沉積體系205
第10章深水牽引流沉積207
10.1等深流及等深流沉積的概念與特征207
10.1.1等深流的概念207
10.1.2等深流的沉積特征209
10.1.3等深流沉積巖丘的研究與鑒別標志215
10.2內波、內潮汐沉積218
10.2.1內波、內潮汐的概念218
10.2.2海底峽谷中的交替流動219
10.2.3海盆內波、內潮汐作用223
10.2.4內波、內潮汐的沉積特征224
10.2.5深水牽引流沉積與濁流沉積的主要區別229
10.2.6大型沉積物波的成因231
第11章洋板塊地層學233
11.1洋板塊地層學的概念及標準模式234
11.1.1洋板塊地層學的概念234
11.1.2洋板塊地層的標準模式234
11.2洋板塊地層組成的變化237
11.3海山和大洋高原洋板塊地層特征238
11.4洋板塊地層的失序破壞240
第12章年輕造山帶洋板塊地層242
12.1太平洋洋板塊地層242
12.1.1阿拉斯加南部增生造山帶洋板塊地層244
12.1.2俄羅斯遠東和中國東北地區洋板塊地層247
12.1.3日本洋板塊地層249
12.1.4菲律賓洋板塊地層254
12.1.5加利福尼亞州海岸山脈洋板塊地層254
12.2印度洋邊緣洋板塊地層261
12.2.1爪哇島中部的陸虎混雜巖262
12.2.2蘇拉威西島西南部的班提瑪拉混雜巖262
12.2.3蘇門答臘的烏拉群262
第13章古老造山帶洋板塊地層265
13.1英國威爾士安格爾西島洋板塊地層265
13.1.1安格爾西島混雜巖特征265
13.1.2洋中脊-海溝洋板塊地層269
13.1.3經歷俯沖的高壓藍片巖相270
13.1.4重力滑塌型洋板塊地層271
13.1.5安格爾西島新元古代洋板塊地層演化階段271
13.2澳大利亞皮爾巴拉洋板塊地層274
13.2.1西皮爾巴拉洋板塊地層274
13.2.2東皮爾巴拉洋板塊地層275
13.3洋板塊地層隨時間的變化278
參考文獻280
索引301
海洋沉積系統(精)/海底科學與技術叢書 節選
第1章濱、淺海沉積驅動及主要沉積類型 1.1濱、淺海的空間范圍及沉積環境 海岸帶位于海陸結合部并呈帶狀圍繞大陸邊緣,既包括一部分陸地,也包括一部分海域,是受海陸相互作用影響顯著的地帶,既有舟楫之便,又有漁鹽之利,自古以來就是世界上經濟*為發達的地區。 從物質和能量輸運的角度考慮,海岸帶上界應當是海洋作用所能波及的地區,包括感潮河段及風暴所及的陸地,一般是*大風暴潮作用的上界,相當于離岸線10km的陸區;其下界應當是陸地地質作用影響所及之處,即風暴浪基面,相當于水深10~200m的海域(何起祥等,2006)。廣義的海岸帶是指從平均高潮線到陸架坡折帶之間廣闊的地表區域,包括大陸架在內(圖1-1)。狹義的海岸帶是指地球表面第四紀以來(*近2.60Ma以來)受海陸相互作用影響的一個沿海狹長地帶,包括化石海岸、海岸平原、現代河口、沙丘和海灘區、海岸(海灘的水下部分)和大陸架的一部分。 圖1-1海洋沉積相帶的劃分及濱、淺海的空間范圍 海岸環境是海洋動力*強烈和*復雜的地區,波浪、潮汐及沿岸流強烈地沖刷、搬運和沉積海岸沉積物質,其作用強度要大于河流流水作用強度的100倍。 第四紀以來海平面變化顯著。冰期全球海平面比現在低得多(>100m),間冰期海平面升高約10m。冰期—間冰期變化使濱、淺海沉積遠遠擴展到現代海岸區域之外。在構造活躍的沿海地區,古海岸線也會明顯地移位。海岸演變還具有累積效應,當代海岸地貌是以前海岸過程的產物(Cowell et al.,2003a,2003b)。海岸帶也是人類活動*活躍和*集中的地區,人類活動改造已經成為海岸帶一種重要的地質營力,參與著海岸帶的再造。 1.2濱、淺海沉積驅動 在濱岸帶,波浪、潮汐和沿岸流是*為活躍的地質營力;在淺海陸架區,存在流向和強度變化均很大的潮流、風暴流等多種水動力作用形式,隨著水深增加,水動力作用強度逐漸減弱。這些水動力為濱、淺海沉積物搬運提供了基本的能量,也是塑造海岸帶地貌的物理驅動力。能量梯度是導致波浪和潮汐形成的驅動因素,這些驅動力*終來自太陽能及太陽與月球的引力。地球表面普遍存在的溫度梯度導致風的形成。風吹過海面產生海浪,海浪有效地將能量傳輸到更遠的地方。太陽和月球引力梯度導致海面高度每日的劇烈變化并塑造海岸地貌。在能量梯度的驅動下,波浪和潮汐特征表現出強烈的空間和時間上的差異性;同時,波浪和潮汐的分布也會受到氣候變化的深刻影響。 1.2.1波浪 1.2.1.1波浪的形成與特征 風作為地質營力會直接產生侵蝕、搬運、沉積作用,作用于水體還會產生波浪。在風力直接作用下,海面受到風的摩擦,產生能量傳遞,發生起伏,形成波浪。 波浪形成時,海水質點受到擾動,離開原來的平衡位置而做周期性的向上、向下、向前和向后運動,并向四周傳播。描述波浪的大小和形狀是用波浪要素來說明的(圖1-2)。波浪的基本要素有波峰、波谷、波高、波幅、波長、波陡、周期、頻率、波速等。 1)波峰:波面的*高點。 2)波谷:波面的*低點。 3)波高(H):相鄰波峰與波谷之間的垂直距離。 4)波幅(α):波高的一半,α=H/2。 5)波長(L):相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的水平距離。 6)波陡(δ):波高與波長之比,δ=H/L。 7)周期(T):波形在傳播過程中,相鄰兩波峰或兩波谷相繼通過一固定點所需要的時間。 8)頻率(f):周期的倒數,f=1/T。 9)波速(C):波峰或波谷在單位時間內的水平位移(波形傳播的速度),C=L/T。 風成波浪的發生、停息、強度和范圍主要受三個因素的控制:①風速;②風程,即風的吹程,是指風速、風向近似一致的風作用于水域的范圍,即風與水面摩擦的距離;③風時,是指風速、風向近似一致的風連續作用于風區的時間。另外,風成波浪大小還受水深及海盆條件等因素影響,風速、風程、風時相同時,淺水區形成的風浪尺寸比深水區的小得多。一般情況下,風速大、風程長、風時長、海水深,則產生大浪,但風浪不會因為風時的延長而無限增大。因此存在一個風時臨界值,當大于這個臨界值時,隨著風時的延長風浪的大小不再增加,風浪此時達到定常狀態,稱為定常波。 1.2.1.2波浪的作用 波浪在從深水區向淺水區傳播并逐漸接近岸線的過程中,會產生一系列的變化:由于水深逐漸減小,波速會減慢、波浪會發生變形,如波峰變陡、波高增加直到破碎;由于濱岸帶地形變化等,波浪還會發生折射。 (1)波浪遇淺變形 按照水質點的運動方式,水面波可劃分為振蕩波和孤立波兩類:①在一個波浪周期內,水質點只以圓形或橢圓形的軌跡發生振蕩而沒有明顯凈位移,這種波浪稱為振蕩波。振蕩波主要發生在深水區。②在移動著的波峰處,水質點沿波浪前進方向發生位移,這種波浪稱為推進波或孤立波。 一個理想的波列經過水面時,波浪剖面表現為一系列對稱的波峰和波谷,近似于正弦曲線。當波峰通過時,水面上升,波峰下面的水質點都隨波浪前進而向前運動。波峰通過之后,水面逐漸下降,運動著的水質點也向下運動。當波谷到來時,其帶動水質點向著與波浪前進方向相反的方向運動。波谷通過之后,水質點繼續向上運動。在每個波浪周期內,水質點會在與波浪前進方向垂直的平面中,畫出一個圓形軌道,如此周而復始,稱之為振蕩波。由此定義水表面處水質點圓形軌道的直徑即為深水波的波高。這個圓形軌道的直徑會隨水深的增加呈指數減小。根據計算,當水深達到1/2波長(L0)的深度,軌道直徑變為其水面上數值的1/23,水質點幾乎靜止,所以一般將L0/2對應的水深處稱為浪基面。浪基面離岸方向,波浪不再影響水底;浪基面向岸方向,波浪開始與水底相互作用。 波浪傳播至浪基面之上,波浪觸及水底,發生遇淺變形,深水波變為淺水波(圖1-3)。波浪進入淺水區以后,一方面波速不斷減小,另一方面水質點的運動速度加快。這樣,總有一個時刻波峰的水質點運動速度將會趕上并超過波形的傳播速度,此時波浪將發生破碎并消耗大量的能量,水質點的運動軌跡由圓形變為橢圓形,形成破浪帶,這也是遇淺波浪向岸一側的邊界。波浪發生遇淺變形后,水質點運動的橢圓半徑隨水深的增加變小,且橢圓的垂直半徑越來越小于水平半徑,直至水底橢圓的垂直半徑幾乎為零,水質點沿水底做往復運動。另外,隨著遇淺變形過程的深入,水質點的橢圓軌跡逐漸由封閉變為不封閉,導致在同一波浪周期中,水質點向岸運動的速度大于向海運動的速度,即水質點發生向岸方向的位移,振蕩波開始變為推進波。越靠近岸線,這種不對稱性越明顯,波浪變形也就越嚴重,直至波浪破碎,形成破浪。 圖1-3波浪傳播過程中的波形變化 波浪運動時傳播動能和動量。動能E的計算公式如下: 式中,ρ為水體的密度;g為重力加速度;H為波高。 動量q的計算公式如下: 式中,ρ為水體的密度;u為(沿岸流+跨岸流+垂向流)流速的矢量總和。 由于破浪帶緊靠岸線,雍高于岸邊的水體通過破浪帶會形成一股流回海洋的條帶狀表面沖擊流,又稱裂流(圖1-4)。因此,裂流是由破浪引起的向著海洋方向的一種單向流。裂流持續時間短、流速快,流向幾乎與海岸垂直,是濱岸沉積物向外海輸送的重要動力之一。 圖1-4破浪區中水流情況示意 (2)波浪折射 波浪折射指波浪從深水區向近岸傳播時,因水深變化而發生波向線和波峰線轉折的現象。波向線是指垂直于波峰、指向波浪前進和能量傳播方向的線;波峰線是指垂直于波浪傳播方向上各波峰頂的連線(圖1-5)。深水區波峰線垂直于波浪前進方向,淺水區波浪前進方向常與岸線斜交。同一波列兩端的水深可能有較大的差異,亦即同一波峰線上各點的水深不同。當深水波進入淺水區時,波峰線與底部地形等深線常常不平行而成一偏角α0(或波向線與等深線不垂直而成90°-α0)。由于波浪遇淺時,波速隨水深的減小而減小,因此同一波峰線上各點的波速不同。到達淺水區的波浪波速先變慢,而位于較深水波浪的波峰移動速度大于較淺處,造成波峰線和波向線的轉折,發生波的折射。波浪折射的結果使波峰線趨于與等深線平行,*后趨于與岸線一致,而波向線趨于與等深線垂直(α0逐漸變小),*后趨于與岸線垂直。 波浪折射引起波能的分散或集中。兩條波向線之間的能通量不變,因此折射引起的波向線擴展,要求同樣大小的能通量擴散到更大的波峰長度上,使能量擴散;如果波向線集中,則情況相反(圖1-5)。 岸線的不規則性和水下地形的復雜性導致波向線與波峰線在淺水區的變形呈現多樣性,并發生復雜的折射,使波高和能量在沿岸發生變化。圖1-5(a)和(b)為岸線平直的海岸帶不同水下地形對波浪折射的影響,峽谷狀水底使波向線向兩側輻散,波能分散,波高降低[圖1-5(a)];脊嶺狀水底將使波向線向中間(脊嶺處)輻聚,波能集中,波高增大[圖1-5(b)]。圖1-5(c)和(d)為岸線不規則的岬角、海灣區波浪折射的情況,波向線在岬角處輻聚[圖1-5(c)],在海灣處輻散[圖1-5(d)],波能集中于岬角。在波能輻聚區域,如岬角和岸線平直的脊嶺狀海岸容易遭受侵蝕;在波能輻散區域,如海灣和岸線平直的峽谷狀灣區易接受沉積。
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