地质学

李亚龙

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 地球科学的研究对象
    • 1.2 中国的地学优势
    • 1.3 当代地质学的特点与最新进展
    • 1.4 地球科学家的任务
    • 1.5 地球科学的内容与分科
  • 2 矿物
    • 2.1 基本概念
    • 2.2 矿物的物理性质
    • 2.3 常见矿物与其鉴定
  • 3 岩浆作用与火成岩
    • 3.1 喷出作用与喷出岩
    • 3.2 侵入作用与侵入岩
    • 3.3 火成岩的结构与构造
    • 3.4 火成岩的主要类型
  • 4 外动力作用与沉积岩
    • 4.1 大气圈、水圈、生物圈、岩石圈
    • 4.2 沉积岩的特性
    • 4.3 四类沉积岩
    • 4.4 沉积地层及其接触关系
  • 5 变质作用与变质岩
    • 5.1 变质作用基本特征
    • 5.2 变质作用中原岩的变化
    • 5.3 变质作用类型及其代表性岩石
  • 6 地质年代
    • 6.1 相对年代的确定
    • 6.2 同位素年龄的测定
    • 6.3 地质年代表
  • 7 地震及地球内部构造
    • 7.1 地震学基本概念
    • 7.2 地震波与地震仪
    • 7.3 地震的分布、预报与防治
    • 7.4 地球的内部构造
  • 8 构造运动与地质构造
    • 8.1 地壳运动
    • 8.2 岩石的变形构造
  • 9 板块构造
  • 10 风化作用
    • 10.1 风化作用的类型
    • 10.2 控制岩石风化的因素
    • 10.3 风化作用的产物
  • 11 河流及其地质作用
    • 11.1 河流概述
    • 11.2 河流的侵蚀作用
    • 11.3 河流的搬运作用
    • 11.4 河流发育同地质构造的关系
  • 12 冰川及其地质作用
    • 12.1 冰川的形成与运动
    • 12.2 冰川的类型
    • 12.3 冰川的剥蚀作用与冰川地貌
    • 12.4 冰川的搬运作用与沉积作用
    • 12.5 冰水沉积物及其地貌
  • 13 地下水及其地质作用
    • 13.1 地下水的基本概念
    • 13.2 地下水的类型
    • 13.3 地下水的地质作用
  • 14 海洋的地质作用
    • 14.1 海水的运动及其地质作用
    • 14.2 海底沉积物
    • 14.3 海水的进退
  • 15 湖泊及沼泽的地质作用
    • 15.1 湖泊概况
    • 15.2 湖泊的地质作用
    • 15.3 沼泽及其地质作用
  • 16 风的地质作用
    • 16.1 风的剥蚀作用
    • 16.2 风的搬运作用
    • 16.3 风的沉积作用
  • 17 人类社会与地质环境
    • 17.1 环境地质学的一般概念一、环境与地质环境
    • 17.2 城市兴衰与地质环境一、城市兴衰的地质因素
    • 17.3 人为地质作用由人类地质活动造成的环境恶化
海水的运动及其地质作用

要点: 1.海水运动造成海岸及海底岩石的剥蚀、搬运与沉积,是重要的外动力作用源.  2.海水的运动表现为:波浪、潮汐、浊流、洋流。

 wave,tide,turbidity current,ocean current

一.波浪(高低起伏的海水)特点

1.波浪的4点起因:风摩擦海水、月球引力、海底地震、大气压变化。

2.波浪四要素:波长(相邻波峰间距离;数十至800多米);波高(波峰波谷间的垂直距离;1-4至15-30米);波的周期(相邻二波峰传经同一点所间隔的时间);波速(波形在单位时间内前进的距离)。波峰wave crest,波谷trough,波长length,波高high,波的周期period,波速velocity

3.波浪的大小与风速、刮风的持续时间有关。

●波浪运动时,看似汹涌澎湃,滚滚向前,但如在某一峰点作一个记号,便可见其只是作上下运动。

●海洋天气预报主要是风力、风向、浪高,以确定什么吨位船可以出海。

●在波浪影响的范围内,从上而下,水质点作圆周运动的半径减小,以至消失。

原因:水的内摩擦作用。

浪基面wave base=1/2波长(波浪运动停止面),故波浪向下变小且传导的深度只能<1/2波长。

●靠岸处,因水深小于1/2波长,水运动受到海底磨擦,底部水质点运动由圆→椭圆→扁圆,水体只能前后运动,不能上下运动;此时,上层水流速大于下层,波长变小,波高加大,故波峰变尖,最后翻卷成破浪breaker(或卷浪,白的水花)。拍击海岸时则叫激浪surf。

二.波浪的地质作用

1.浪蚀wave erosion: 岸边岩石在巨大能量的海水作用下,节节后退。抵抗力强的岩石突出成为海岬strait;抵抗力弱的岩石凹入成为海湾gluf,海岸线岬湾交错);沿断裂带则形成海蚀沟谷marine canyon,如普陀山观音洞。

●在岸边后退时,伸入海中的岩石可形成海蚀柱

 marinestack、海蚀桥marine bridge等地貌景观。

●在水平方向上,激浪和石块对陡崖的冲击,先形成海蚀洞穴~cave→海蚀凹槽~trough,

 继之凹槽上的陡崖崩塌,原凹槽的底变成海蚀平台submarine platform和新陡崖cliff。

●海蚀平台称为波切台wave cut,崩塌的碎屑在水下堆积成的平台叫波筑台wave built platform。

●海蚀平台发展停止后的海岸剖面叫海蚀平衡剖面 marine balancedsection。

●洞穴、凹槽、平台应位于海浪作用的高度。如它们高于该高度,则表明地壳有过上升;反之下降。

● 波浪运动使海水在岸边反复前进称进流 intergression~、后退称回流reflux,形成磨圆

  度与分选性好的碎屑。粗的形成海滩beach、砾滩;细的形成砂坝sand bar、砂堤~barrier。

●如果波浪运动与海岸斜交,可形成与岸平行的沿岸流longshorecurrent;在海岸凹入处,沿岸流携带的物质沉淀成沙嘴sandspit。被沙嘴隔离在近陆的封闭海域称为泻湖lagoon。

三.潮汐及其地质作用

1.潮汐tide:月球引力作用下造成的海平面周期性升降现象。潮汐作用使海水大规模水平运动,形成潮流tidal current。潮汐影响小的地方河口形成三角洲delta;潮汐作用大的地方,河口强烈冲刷,形成三角港triangular harbour。

● 海宁县盐官镇,钱塘江潮,宽10公里。中秋节后2-3天,浪高3-5米,推进10米/秒;大潮极其壮观。

●潮汐条件:a.狭窄的河道;b.向海张开的漏斗状河口;c.河口处的水下砂堤(抬升浪高);d.强东南风。

●沿海地区利用海进、海退来运输。

●潮汐带沉积物中含有丰富的石油。

四. 洋流及其地质作用

1.洋流ocean current:定向流动的广海海水。

●控制因素:定期的信风trade wind(中纬度的西风流)、海水的温差、含盐度的不同(密度流)、科里奥利效应、大陆和岛屿的位置、海底地貌。

●表层洋流影响深度<100m;深部洋流可达海底。

●按温度有暖流、寒流。

●洋流流速:0.5-1.5米/秒,对海底有轻微冲刷、搬运、沉积能力。

●沿陆坡等深线低速流动的深部洋流称等深流。

 contour current,3-750px/s,见于大西洋陆隆。2.浊流Turbidity Current

(1)定义:发生在大陆架斜坡上的高密度(1.5- 2.0g/cm3)、高速度向下流动的水体,属密度流。

●产物:海底泥石流、浊积岩(具有很大厚度的沙、泥、砾沉积,含浅水生物碎片)。沉积物与海水搅拌在一起,以19.1米的高流速向下运动,能量大、破坏力强,可将陆缘物质搬运至深海,重塑海底地貌;可冲断海底电缆。

●规模: 在北大西洋西部水深5400m处,一个海底滑塌扇展布面积达40000km2,滑塌体长度达54km。

●原因:地震产生的海底滑坡。 (2)浊流的地质作用

●浊流的侵蚀可形成海底峡谷submarine canyon:与大陆架、大陆坡方向相垂直并终止于陆隆的浊流通道。

●海底峡谷的前锋是巨型扇状沉积体称海底冲积堆或深海扇,分布在陆坡-陆隆交界带。

 submarine alluvial cone, deep sea turbidityfan

●陆隆是浊流的终结处(由陡的陆坡变缓的陆隆处必然沉积),因此认为陆隆是浊流沉积形成的;陆隆上的浊流沉积体为向洋变薄的楔状体(可用来判别海陆位置极性)。