第十章古海洋学解说.ppt

第十章 古海洋学 第一节 大洋盆地的起源和演化 第二节 古海水的历史 第三节 海洋演化中的若干重大事件 一、概述 古海洋学——60年代末期开展DSDP以来，从深海底岩芯得到了有关海洋发展演化的许多信息，从而创立的一门新的学科。 古海洋学是研究海洋体系发展演化的学科(Kennett，1982)。 主要是根据海洋沉积物研究地质时期里的海洋环流、海洋化学和海洋生产率、生物地理的演变过程。 多数学者认为古海洋学是研究“大洋环流、化学、肥力和生物地理的历史”的科学。 海洋体系包括： 1、海水温度、盐度、密度以及洋流的发展和演化； 2、底层环流格局的演变历史和影响； 3、浮游底栖生物的地理发展； 4、海洋生产力的历史变化及其对沉积物分布的影响； 5、碳酸钙和硅质沉积的溶解历史等。 中国任美锷教授1984年提出古海洋学是研究海洋古环境或海洋地质历史的学科。包括海水温度、生物量、化学、古气候、古海洋及其与板块的关系、古海洋与现代海洋环境的关系等。 汪品先教授(1989)认为古海洋学是海洋地质的一个分支；根据海洋沉积来研究地质时期里海洋水文、海洋化学及海洋生物的分布和演化过程。 古海洋学是一综合性新学科。涉及地质、生物、化学、水文、气象等多个学科领域。 1968—1983年的DSDP和1985至今的ODP在古海洋研究方面取得成果包括： 1、中生代至今洋流格局变化过程及其影响； 2、晚白垩纪以来大洋水温的阶状变冷； 3、大洋和地中海盐度的变化； 4、白垩纪末生物灭绝事件的始末； 5、大洋缺氧沉积特征和意义； 6、新生代大洋海面的变化； 7、海水溶解作用与古CCD线的升降； 8、沉积碳酸盐和大洋生产力变化； 9、综合若干地质事物勾划出新生代古海洋的演化历史。 现存局限性： 1、DSDP/ODP钻孔只限于某些区域，难以真正掌握全球信息； 2、岩芯采取率仍不理想； 3、年代精度不够； 4、生物扰动干扰了一些地层顺序； 5、沉积物成岩作用在各地有差异，影响对环境的推断。 古海洋学是通过沉积物岩芯来推断全球环境的有关问题，指导思想： 1、将今论古、比较转化的思想方法。比较沉积学是把现代环境参数用于古代，分析并解释古代。就是把当代的比较分析转化到古代沉积物的分析中去。 2、全球变化思想方法。古海洋学分析问题始终以全球变化观点为指导，常由一孔岩芯的结论推断对全球的影响，或从一种环境的变化推断对全球其它环境的影响。如某一海峡的开通引起洋流路线改变，从而影响大气环境、气温、降水和侵蚀间断面的发育。 3、强调动态古地理时空研究的思路。岩相古地理的研究，往往注重地质体的机械记录，而古海洋学是以运动的方式恢复古地理，强调它们的时空关系。同时使用站位回溯法，推断多少年以前此地质体的地理位置，始终以动态的观点分析古海洋。 4、强调事件地质的研究方法。事件地质是指某特定时期、特定环境下形成特定的与现代环境不协调的地质体。通常指全球性事件。正地质事件指留下了沉积物，如洪水泛滥、风暴潮沉积；负地质事件指较大的沉积间断。古海洋就是依靠若干地质事件的澄清将海洋演化史串连起来的。 古海洋学与现代物理海洋学有明显的差异： (1)古海洋物理参数的估算是通过间接途径得来的，而现代物理海洋参数是通过直接测量和计算得来的； (2)古海洋学的时间尺度包括几十年、几百年、几千年、至百万年，而物理海洋学只包括几年甚至当年参数变化的尺度。 第一节 大洋盆地的起源和演化 一、大洋盆地的起源 大洋永存说：美国的丹纳（1847）等倡导的，他们认为，大洋是原生的，大洋地壳形成于地质历史的最初阶段，大陆则是后来形成并逐渐增生的，现代大洋盆地是大陆增长以后原始大洋的残留部分，在目前大洋的位置上从来不曾被大陆占据过。可是，一系列的地质资料，特别是古生物地理资料，促使修斯早在一个世纪前就已断言中生代中期前，现今印度洋以及南大西洋的位置上曾存在着冈瓦纳超级大陆，后来魏格纳进而认为曾有过统一的联合古陆。这些事实与大洋永存说根本对立。另外，若大洋果真如永存说所鼓吹的是形成于太古时期，尔后从未经历变动的话，那么，洋底钻探能钻遇古生代以至前寒武纪的巨厚沉积地层。然而，深海钻探的事实证明，洋底沉积层极薄且非常年轻，其年龄均不老于侏罗纪。 大洋化说 前苏联学者别洛乌索夫（1962、1970）提出，他认为在古生代末期以前，全球皆被大陆地壳所覆盖，太平洋、大西洋、印度洋地区在那时还不是大洋；古生代末至中生代初，来自地幔的基性、超基性岩浆大规模上升，大陆地壳破裂为块状，并与上升的基性、超基性岩浆混合，遭受变质，密度加大并沉入地幔之中；大陆地块沉陷之处，形成洋盆；随着玄武岩浆的喷溢，洋盆底部覆盖上一层玄武岩层。这便是大陆地壳的基性化或大洋化作用。 上述两种假说均属固定论观点。大洋化说