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海洋沉积学(共93张PPT)

第一章海洋沉积学概述

海洋沉积学是一门研究海洋沉积物形成、分布、沉积过程以及沉积记录的学科。它对于理解地球表层环境的演变、海洋生态系统功能以及全球碳循环等具有重要意义。在海洋沉积学的研究中，我们首先关注的是海洋沉积物的类型与分布。海洋沉积物主要分为无机沉积物和有机沉积物两大类，无机沉积物包括碎屑岩、化学岩和生物岩，而有机沉积物则主要由生物残骸和有机质构成。这些沉积物的分布受到多种因素的影响，如水深、气候、洋流和海底地形等，形成了独特的沉积格局。

海洋沉积作用过程是海洋沉积学研究的核心内容之一。这一过程涉及沉积物的来源、搬运、沉积和成岩等多个阶段。沉积物的来源包括陆地来源和海洋来源，陆地来源主要是指河流携带的碎屑物质，而海洋来源则包括生物残骸、化学沉淀物等。在搬运过程中，沉积物受到洋流、波浪和重力等力的作用，形成不同的沉积模式。沉积阶段是沉积物最终沉积到海底的过程，而成岩作用则是在沉积物沉积后，在地质历史过程中发生的物理、化学和生物变化，这些变化使得沉积物逐渐转化为岩石。

海洋沉积学的应用领域十分广泛，它不仅有助于揭示地球表层环境的演变历史，还可以为海洋资源的勘探和开发提供科学依据。例如，通过研究海洋沉积物的分布和沉积相，可以预测油气藏的分布；通过分析沉积物的地球化学特征，可以了解古气候和古环境的变化；通过研究沉积物的生物标志物，可以揭示古生物的生态特征和演化历史。此外，海洋沉积学在海洋环境保护、海洋灾害预警等方面也发挥着重要作用。因此，海洋沉积学的研究对于促进海洋科学的发展、保障海洋资源的可持续利用以及维护海洋生态平衡具有重要意义。

1.1海洋沉积物的类型与分布

(1)海洋沉积物的类型繁多，主要包括无机沉积物和有机沉积物两大类。无机沉积物主要由碎屑岩、化学岩和生物岩构成。碎屑岩主要来源于河流携带的碎屑物质，如石英、长石和岩屑等，其粒径范围通常在2至64微米之间。化学岩主要包括碳酸盐岩、硅质岩和铁锰质岩等，它们是由海水中的化学物质沉淀形成的。生物岩则主要由生物骨骼和壳体构成，如珊瑚礁、贝壳和有孔虫等。有机沉积物主要由生物残骸和有机质构成，其含量在沉积物中通常占较大比例。

(2)海洋沉积物的分布受到多种因素的影响，包括水深、气候、洋流和海底地形等。例如，在大陆边缘地区，由于河流携带的碎屑物质丰富，形成了以碎屑岩为主的沉积环境。据统计，全球陆缘地区的碎屑岩沉积面积约为1.5亿平方公里。而在深海区域，由于缺乏陆源物质输入，化学岩和生物岩成为主要的沉积类型。例如，北大西洋洋盆的沉积物中，化学岩和生物岩的比例高达80%以上。此外，海底地形也会影响沉积物的分布，如深海沟、海底山脊和海山等地区，沉积物的类型和分布特征与周围环境存在显著差异。

(3)海洋沉积物的分布还与全球气候变化密切相关。例如，在晚白垩纪至早第三纪期间，全球气候变暖导致海平面上升，使得海洋沉积物的分布范围扩大。在这一时期，全球海平面上升了约100米，导致大陆边缘地区的沉积环境发生变化，碎屑岩沉积面积显著增加。此外，海洋沉积物的分布还受到人类活动的影响，如海岸工程、海底采矿和海洋污染等。例如，在近海地区，海岸工程和海底采矿活动导致沉积物扰动和沉积环境改变，影响了海洋沉积物的自然分布。

1.2海洋沉积作用过程

(1)海洋沉积作用过程包括源区、搬运、沉积和成岩四个主要阶段。源区阶段涉及沉积物的来源，主要来源于陆地的河流、冰川、风蚀等自然过程。据统计，全球每年约有10万立方千米的陆源物质被携带进入海洋。以亚马逊河为例，每年约有1.5亿立方米的沉积物被输送到大西洋。

(2)搬运阶段是沉积物在海洋中移动的过程，主要由洋流、波浪和重力等力驱动。在搬运过程中，沉积物颗粒的大小和形状会发生变化，较大的颗粒容易沉积，而较小的颗粒则更容易被搬运。例如，北太平洋的环太平洋洋流可以将沉积物从亚洲大陆搬运至美洲大陆，形成长距离的沉积体。

(3)沉积阶段是沉积物到达海底并堆积的过程。这一阶段受多种因素影响，如海底地形、水深、水流速度和沉积物的性质等。在沉积过程中，沉积物颗粒会根据其大小和密度在海底形成不同的层理结构。例如，在深海平原上，沉积物以水平层理为主，而在海底峡谷中，则可能形成交错层理。成岩阶段是沉积物在地质历史过程中逐渐转化为岩石的过程，包括压实、胶结、成岩作用和后成岩作用等。这一阶段对沉积物的保存和记录古环境具有重要意义。

1.3海洋沉积学的研究方法

(1)海洋沉积学的研究方法主要包括现场调查、实验室分析和遥感技术等。现场调查是研究海洋沉积学的基础，它包括海底取样、沉积物描述、海底地形测量和地质剖面绘制等。海底取样是获取沉积物样品的重要手段，常用的取样工具包括抓斗、钻探设备和重力取样器等。例如，全球海洋沉积物采样计划（GOSMA