1、海滩沉积
海滩(beach)是沿岸分布的砂质沉积物堆积体。谢帕德(1973)认为海滩是砂或砾石覆盖的海滨,不包括淤泥质和岩石海岸。
波浪破碎产生的冲流及回流塑造了海滩剖面,波浪及其派生的沿岸流、裂流驱动沉积物运移,造成沉积物不断地再分布。潮汐使波浪作用带的范围加宽。
海滩淤蚀动态:海滩的淤蚀取决于众多的因素,例如,泥沙的供给、地壳或海面的升降、水动力条件强弱等,在一定时间段内,有时甚至还要考虑人类活动和压实作用的影响。
海滩从暴风浪期侵蚀淤积到平常涌浪期,经历了一个循环,称为海滩的波浪旋回。季节旋回——受季节气候变化和洪枯季沉积物供应变化的影响,海滩淤蚀剖面在一年中交替出现于夏冬季节之间,称为海滩的季节旋回。季节性旋回在黄河口附近的海滩表现的尤为明显。
潮汐旋回——大潮潮差大,海滩剖面的范围大,海滩发生侵蚀;小潮潮差小,海滩范围也变小,则海滩发生淤长,每14.5天作为一个周期。海滩随大小潮而一蚀一淤得轮回现象称为海滩的潮汐旋回。
海滩的三个动态旋回普遍存在于沙质海滩上,不能以某点某时刻的淤蚀动态随便确定海滩的持续动态,必须进行海滩的长期观测。
通常,按海滩的物质粒度组成可将沙质海岸分成砂砾质和粉沙淤泥质两种,前者以波浪作用为主,后者以潮流作用为主。
2、沙坝——泻湖沉积体系
砂砾质有坝海岸的主要特征是沿岸分布一条或几条沙坝,坝内发育泻湖,泻湖通过潮流通道与外海联系,潮流通道两端分布有内外潮流三角洲,它们之间互有联系,总称为沙坝-泻湖沉积体系。
粉沙淤泥质海岸是指岸坡平缓、水动力条件较弱、海滩沉积物主要由泥沙粒级和贝壳碎屑及植物腐殖质组成的海岸。
1、 潮间带沉积动力过程
在粉沙淤泥质海岸的前沿地带基本都发育有坡度平缓、宽度不一的淤泥质潮坪。宽阔的潮坪是粉沙淤泥质海岸普遍的地貌特征。
2、碎屑潮坪沉积
碎屑潮坪在地貌上又称为潮滩,主要由粉砂淤泥质组成。潮坪的宽度取决于潮差和坡度,坡度小\潮差大,则潮坪宽广。
由于沉积滞后效应和涨、落潮流在时间、速度上具有不对称性,使得质点每个潮周期过程中都净向陆迁移一段距离,直到该质点不能再被落潮流携带为止而沉积下来。
沉积构造特征——潮坪环境中潮流的双向性以及能量的周期性变化,使得潮坪沉积形成了一系列的特征沉积构造:各种波痕、羽状交错层、潮汐层理及再作用面等。
岩石海岸约占世界海岸的80%。在山地、丘陵绵延的滨岸地带,地质构造和岩性对海岸过程起着主要的控制作用。海岸线的曲折程度取决于沿岸的地质构造,港湾、岬角相间分布,海岸线蜿蜒曲折,反映出地质构造对海岸分割程度。
岩石圈板块离开扩张带朝着聚合带运动,这个过程对世界海岸轮廓和海岸的发育具有广泛的影响。七十年代以来,有些学者根据海底扩张和板块构造的观点来区分海岸的类型:板块前缘碰撞海岸,板块后缘拖曳海岸,边缘海海岸等三大类型。
1、碰撞海岸的线性构造与海岸平行,海岸高耸且相当平直,内陆构造活动跃,大陆架相当狭窄。这种海岸是世界上火山和地震活动的重要地带。沿着海沟的地震活动是海啸灾害性波浪产生的原因。新构造运动对海岸的影响是最为显著的。
2、拖曳海岸——主要是指大西洋型海岸,通常都有着宽阔的大陆架。在拖曳海岸外侧是否发育有宽阔的大陆架主要取决于海岸和毗邻的海洋发育的程度。在新的拖曳边缘海岸则基本没有大陆架,代之的是陡峭的内陆海岸。
3、边缘海海岸——指弧后盆地周边的海岸。边缘海海岸常受到冲积平原和三角洲的改造。大陆架的宽度主要依赖于内陆地区的地势和河流情况。例如,中国东海因受冰期海平面变化和长江、黄河入海物质的影响,不仅陆架宽阔,而且主要是淤泥质海岸。
岩石海岸多为侵蚀性海岸,主要的作用力来自于海浪。当波浪侵蚀海岸基底时,不仅可以将剥蚀下的碎屑物质运移海岸,而且可以引起海岸岩石滑坡和崩塌等块体运动。
岩石海岸的平面形态各种各样。
1)树枝状海岸:类似橡树叶的型式,是河流在水平岩层和均匀物质上的侵蚀作用所形成。
2)格子状海岸:是由河流在不同硬度的倾斜岩层上的侵蚀作用形成的。
3)海浪裁直的海崖海岸。麓部具有倾斜平缓的海底,与断层海岸向海陡峻斜坡不同。
4)浪蚀作用造成的不规则海岸: 所形成的海湾不深凹进陆地内。
5)岬角海岸:大型突出岬角型海岸。
生物海岸
由生物作用和生物体堆积所形成的海岸称为生物海岸。
生物海岸分类除了根据海岸形态和与陆地的关系外,经常是根据主要造礁生物的种类进行划分。例如:珊瑚礁海岸、红树林海岸、沼泽草地海岸等。
1、生物海岸的主要类型
(1)珊瑚礁海岸:包括珊瑚或藻类所建造的礁石型海岸,常见于热带。通常礁体围绕在海滨边缘,内侧见有海浪堆积起来的堤垒滩。
(2)红树林海岸:红树植物扎根于海湾的浅水地带,其根部周围的沉积物逐渐堆出海面而扩展形成的海岸。这类海岸亦发育在热带和亚热带。
(3)沼泽草地海岸:盐碱沼泽草类,在不受风浪袭击的海域中,能生长到浅海区,并像红树林那样,聚集沉识物,扩展成陆地。这些海岸也可被划分为泥滩和盐碱湿地类。
2、海岸过程中的生物作用
生物对海岸的作用形式是多种多样的,有些生物加剧了海岸侵蚀过程,大大削弱了岩石的抗蚀能力,相应地增强了波浪对海岸的侵蚀效率。而有些生物对海岸则起着建设性作用,如珊瑚等的骸骨堆建成礁石。
生物对岩石的破坏,常常是以机械作用和化学作用相结合的。有些动物能够分泌出一种溶解岩石的有机酸,在石灰岩等可溶性的岩石海岸带有着明显的效应。钻孔生物对海岸的破坏是通过扩大裂隙进行的。
第五部分 海岸带与中国近海地形地貌2
河口三角洲海岸
三角洲是指入海河流所携带的陆源沉积物在入海河口附近堆积所形成的三角形沉积体,包括陆上三角洲平原和水下三角洲平原。
1、河口三角洲
三角洲剖面呈楔状,一般都有一个堆积中心,其厚度向其周围变薄。
大型三角洲形成的先决条件是有一个能搬运大量碎屑物质的大型河流系统,这个系统是由流域盆地、冲积河谷、三角洲平原和受水盆地组成。
大型三角洲通常在构造稳定且缓慢下沉的海岸带发育,一般不会在构造活动强烈或距离分水岭很近、高程梯度大的海岸带形成。
从地貌学角度可以定义河口湾是:“涨潮海水侵入河谷的通道”,根据形态将其分为不同的类型,主要反映长期的海面变化、构造运动、淡水和沉积物供应状况。
在河口研究中,另一个有价值的分类是根据潮差,大潮潮差小于2m划分为小潮河口,大于4m为大潮河口,2~4m米为中潮河口。在中国,黄河口潮差小于1.6米属小潮河口,长江口、辽河口和珠江口大潮潮差都大于2m属中潮河口,鸭绿江、钱塘江属大潮河口。
2、河口动力过程——(2) 河口环流与沉积物搬运
影响河口发育的主要水动力因素包括:河流、潮汐、波浪和风等,而盐度能够很好地指示咸淡水相互混合类型及过程。
盐水楔河口(A型)——以河流为主,其环流形式是淡水水体位于高密度盐水之上向海扩散,盐水楔可称为盐水异重流。
部分混合河口(B型)——潮流作用增大,河流作用减弱,潮汐混合作用使得咸淡水之间盐度突变界面消失,盐度变化呈过渡状态。
充分混合河口(C型)——大潮差、强潮流河口,盐度垂向分层完全被破坏,河口湾被海水控制。
可以看出,从水动力因素讲,河口类型主要取决于河流与潮汐(流)的相对强弱。河流强(大),则多为弱混合的盐水楔型河口,若潮流作用强,而河流弱(小),则会出现充分混合型河口。
2、河口动力过程——(4) 入海泥沙的扩散与沉积
河流对碎屑物质的搬运能力和起动能力随流速的增大而增大。当河流离开口门后,其动量由于与周围海水的相互作用而减弱,流速变小,搬运沉积物能力也随之减弱,泥沙将发生分选沉降作用,其结果是由河口向外沉积物由粗变细,沉积速率由快变慢。
河流入海后的扩散形式,主要取决于河流惯性力、底床上的摩擦力、河海密度差产生的浮力。河口犹如一个喷咀,根据河水与海水之间的密度差,可区分出三种河口喷流类型,即高密度流、等密度流和低密度流。
3、三角洲沙体类型
河流携带的泥沙进入受水盆地后,由于动力分选作用,大量的粗粒沉积物在河口附近沉积,形成了特有的三角洲沉积砂体。
河口三角洲形态有各种各样类型。仅就形态而言,可以划分为六种:
4、三角洲地层——(1)垂向地层序列
现代建设型河口三角洲地层组合有很大的相似性,基本上符合Gilbert(1884)的三元结构模式:由下向上沉积物由细变粗再变细,下部是粉沙质粘土粒级的前三角洲相,中部是粉沙质三角洲前缘相和细沙粒级的河口相沉积,顶部是相对较细的路上山角洲平原相。
从空间和时间的角度看,三角洲沉积体的发育并非是单一的生长过程,而是既有前进也有后退,主要取决于沉积物供应和相对海平面的变化。相对海平面变化主要是由盆地下沉和全球海平面波动所决定。
Postma(1995)总结出四个典型的海平面变化与三角洲复合体模式:
(A)Rs型:海平面以上升为主,伴有周期性的停顿,无下降或仅有短暂的下降。这是一个冰后期模式,在研究全新世海岸三角洲复合体中有代表意义。在坡度较陡的陆架上,随着海平面上升,不同的三角洲沉积体在垂向上相互迭置,在海平面最大变化速率点,产生不整合界面。
中国东部海区陆架地形宽缓平坦,自末次冰期后海岸线后退了大约1200km的范围。海平面上升造成了海岸的快速后退,使三角洲复合体在纵向上相互迭置,以浅滩型三角洲沉积为主。Gilbert型三角洲地层的三分性不明显,有时缺失部分层位,沉积地层较薄,具有海侵型沉积序列。
(B) Rf型:波动上升的海平面变化曲线。随着海平面波动上升,河流相和浅海相沉积地层相间出现,海平面下降形成的河流相顶部是滞留砾石层,被海平面上升过程中的波浪改造砂层所覆盖,这种砂层通常称为海进砂层,在现代黄河三角洲地区也普遍存在。
(C) Fr型:海平面以下降为主,伴有明显的波动。这种三角洲建造类型常见于晚更新世三角洲底层。在纵向上,随着海平面波动下降,多期三角洲体向海推进,以陆上三角洲平原沉积为主,夹有海面上升中形成的水下三角洲沉积层;在垂向上,一般由浅海过渡相向上变为水下三角洲和分流河道沉积为主的陆上平原沉积地层。
(D) Fs型:海平面以下降为主,伴有周期性停顿。河流随海岸向海运动,形成广阔的河流冲积平原,以河道和滨岸沉积层为主。
在末次冰消期,海面快速上升,大约在5—6ka BP后,海岸基本上稳定,全球河口处于稳定发展阶段,形成了广泛发育的三角洲海岸。河流在科氏力、地形和河道堆积等因素影响下,将发生弯曲变形,出现周期性的决口改道。河道每摆动一次,都将形成一个三角洲叶瓣。
因此,现代三角洲实际上由很多的三角洲叶瓣叠加而成。
第六部分 大陆架地形地貌与海洋权益
大陆架——大陆的自然延伸,通常指自海岸线(海陆交界线——平均高潮线)到海底地形明显变陡的陆架坡折之间海区。