海岸沉積物

海岸沉積物

海灘是在海岸地帶由碎屑沉積物堆積而成的乎坦地形。在山區的入海口或墨岩海烽附近,沉積物主要由礫石組成,這種海灘稱為礫灘。跟石具有較高的磨圓度,扁圓形礫石常具定向性排列,礫石長軸基本與海岸平行.最大扁平面傾向海洋。主要由砂組成的海灘叫沙灘。在波浪的長期作用下,砂粒具有良好的分選性和磨圓度.成分單一,不穩定礦物少,以石英砂最為常見。沙灘表面具有不對稱波浪,內部具有交錯層理。由於沙灘經受了波浪的長期篩選.獨居石、鋯石、鈦鐵礦、金等重礦物.易富集形成濱海砂礦。

基本介紹

  • 中文名:海岸沉積物
  • 外文名:coastal sediment
  • 學科:海洋沉積學
  • 所屬學科:地質學
海灘沉積體系,沉積物的成分和物質來源,沉積物的結構,沉積構造,後濱,前濱,內濱,濱面,海灘層序,

海灘沉積體系

在波浪作用占主導的近岸帶發育了海灘。海灘(beach)是沿岸分布的疏鬆沉積物堆積體,其範圍在狹義上是從海蝕崖或沙丘到中均低潮線,但廣義上是延伸到表層波浪對沉積物的搬運作用已很微弱的深度,即永深10一:um處(Komar,1976),也就是近岸帶的下界。
海灘多呈狹長狀,可延續數百公里,海灘的寬度變化很大,取決於近岸帶及內陸架的坡度、沉積物來源和潮差。潮差小、物質來源貧乏,海灘往往很窄,寬度僅數米:甚至不足十m;相反則可寬數公里。海灘是近岸堆積環境中最廣泛出現的地貌單元,雖可發育於各個氣候帶,但低緯度、雨量充沛的環境較之常年被冰覆蓋的高緯度地帶有利於海灘的發育。地形陡峭的基岩海岸,若氣候潮濕,則往往在岬角之間分布有小的袋狀海灘(pocket beach)o三角洲、河口灣、潮坪等的邊緣也可發育有誨灘。

沉積物的成分和物質來源

大多數海灘沉積物由陸源礦物碎屑——石英、長石組成,因為這些礦物的物理性質較其它礦物穩定。石英可能經歷了多個沉積一侵蝕旋迥。長石常具有多種類型和顏色,因為來源不同。此外,還有少量重礦物,如角閃石、綠簾石、石榴石、磁鐵礦等。 海灘如夏威夷和中美洲西海岸的沉積物可完全來自火山岩碎屑,主要成分為輝石、橄欖石及黑曜岩、玄武岩岩屑。礦物碎屑為主的海灘沉積物也往往含有一些生物碎屑,如軟體生物的介殼、有孔蟲等。由於風暴浪的侵蝕和搬運作用,介殼可在前濱大量富集,形成貝殼堤
組成海灘的物質多來自鄰近陸地,主要為河流自流域內搬運來的風化產物。海岸侵蝕是海灘物質的最直接來源,許多袋形海灘往往由基岩岬角的侵蝕產物所組成。冰川漂積物是高緯度區海灘的重要物質來源。另一物源是內陸架沉積物的向岸搬運,這在全新世海侵時有特別重要的意義。波浪作用的有效深度是物質向岸搬運的控制因素,除特大風暴外,岫般限於10m深度內。
雖然,最初的物源來自河流、冰川或向岸搬運,但海灘物質的最終供獻者還是沿岸流的縱向搬運。縱向(沿岸)搬運的距離可達數百公里。如有基岩岬角,則往往使沿岸搬運中斷,這時,沉積物則進人海底溝谷向外濱搬運。

沉積物的結構

海灘沉積物的粒度變化很大,可從粉砂到巨礫,以砂為主:但每一海灘窄其特徵的粒度範圍。 控制海灘沉積物平均粒徑的因素有三: (”來源物質的粒度;(2)波能強度;《3)海灘坡度。
海灘環境可簸選出與其動力條件相適應的粒度,但最粗部分不會比來源物質的最大·粒度粗。若物源區不能供給與其水動力條件相適應的粒度的物質,則海灘不可能發育。
波能的強弱控制著海灘沉積物結構的橫向和縱向變化。在橫向方向上,粗的顆粒多分布於破波帶,由此向岸、向海粒度均變細(表2—5),向海變細的程度較向陸的要大得多。前濱為砂及少量礫石;濱面為砂—粉砂的互層,反映了正常天氣與風暴天氣的交替。前濱的沖洗帶上部的沉積物較下部的粗,因為回流較沖流弱,只能搬運較細的顆粒。前濱中部;沉積物可比後濱的粗0.3q5。強波浪的高能海灘沉積粗顆粒,開闊海灘較之隱蔽海灘粒度粗。斜射波較垂直入射波形成較強沿岸流,能將細顆粒帶走,殘留下較粗組分。同一海灘由於各部分的波能強弱不同,沉積物的粒度亦不同。岬角處經常發育礫石灘,而岬角間的地段則為砂灘。
通常,海灘沉積物具有好的分選性。當只有一種物源時,分選係數的變化趨勢與粒度的相同。但當有兩個或多個物源時,如混合物的平均粒徑介於來源物質的眾數之間時分選就不好;如與其中的一種相近,則分選為中等。
海灘沉積物常顯示負偏態,可能因為細粒組分被簸選定了,或者是加入了粗粒的陸源、生物碎屑。如為後種情況,則會出現雙嶧態,分選程度降低。
Vishei(1969)“”發現,粒度機率圖上的三至四條直線段反映了砂的不同搬運方式(懸移、躍移及推移。前濱沉積物以躍移為主,惟侈、懸移很次要。躍移部分又分為二個線段,Visher解釋為沖流和回流作用的結果。如介殼碎屑很富集,則推移組分的含量增高。

沉積構造

海水、風、生物的作用使海灘沉積物產生多種沉積構造。由於海灘剖面各個帶的動力條件有差異,故各具有所特徵的沉積構造。

後濱

後濱的主要營力為風,常見的表面構造是具有大波痕指數的鳳成波痕。由於風向常變,可出現多組干涉波痕。層理構造為與後濱表面平行的薄平行層理,是由向岸風、大潮或風暴形成的越過灘肩的沖越流生成的,稱為後濱層理。蟹的鑽孔大量出現。

前濱

前濱沖洗帶最特徵的表面構造是沖流痕。沖流痕是在每一波浪形成的沖流末端堆積的弧形小砂脊,凸面向岸,凹面向海,高度不大於2mmo沖流痕的形態與沖流的能量有關,如較弱則形成直脊沖流痕。沖流前緣靠表面張力挾帶碎屑,故組成沖流痕的物質富含雲母片、貝殼碎屑、海草等粗而比重小的顆粒。沖流痕多發育在潛水面以上(潛水面以下的灘面往往覆蓋一層水膜,減弱了沖流的表面張力)或乾的灘面上。
中、高波能的前濱以向陸傾的沙波交錯層為特徵,低波能的前濱為沙紋交錯層。
坡度較緩的沖洗帶時常出現低振幅的逆行沙丘交錯層理,系快速的回流流過滲透差的細砂灘面而形成。較陡的沖洗帶多為與灘面平行的板狀平行層理,但由於波浪入射方向的變化及沖流的沖刷作用,在剖面上層系呈楔形,此即為沖洗交錯層理或前濱層理。所謂的雙坡式海灘層理,即由前濱層理和後濱層理組合而成(莊振業,1983)u8)。另外,前濱層理的單層內常出現逆粒序層理,底部富含細粒重礦物,向上則富集較粗較輕的顆粒,是由回流形成的。
激浪帶的沙壩和溝槽具有複雜的沉積構造。壩脊上單斜交錯層理與平行層理互動(圖2—28)。前積層向陸傾的交錯層,由高潮時的低流態流所形成。潮汐漲、落寸,處於高流態潮流的薄層水體流過壩脊又形成平行層理。溝槽內可出現疊瓦狀干涉波痕,因為溝槽底原發育有波浪及向岸流形成的與岸線平行的波痕,但當海水經溝槽流向裂流通道時,又在原有波痕上疊加了與岸線垂直的小波痕。溝槽內若沉積了泥,當沙壩向陸遷移覆蓋了溝槽,泥仍保存在先前波痕的波谷中,則可形成脈狀層理。——枷海圖2—28 前濱沿岸沙壩的內部構造(Davis,1972)“,

內濱

無沙壩發育的破波帶及外激浪帶以片狀流為特徵,故形成近於水平的平行層理。有沙壩的內濱,層理構造在壩的各部分及溝槽內是不同的。沙壩向海坡有浪成、流成沙紋交錯層理及平行層理,後者稍向海傾,形成於水較淺時。在壩脊處,以平行層理及大型交錯層為主。向岸坡為沙紋交錯層和稍向陸傾的平行層理。沙壩之間的溝糟內以沿岸流的作用為主,有垂直岸線的流成小波痕、大砂波甚至平行層理。

濱面

正常天氣時濱面僅受振動波的作用,形成對稱浪成沙紋,但最後往往變為生物擾動構造。風暴時形成丘狀交錯層理、平行層理及沙紋交錯層理。 在剖面上以生物擾動構造為主,夾以層理構造。

海灘層序

進積海岸有利於海灘層序的保存,後退海岸不易保存此層序。
濱面相覆蓋在陸架相之上,向上依次為內濱相、前濱相,整個層序厚數至十餘米。由下至上粒度逐漸變粗,最粗的部分代表破波帶沉積,再向上又稍變細。濱面相為生物擾動構造及丘狀交錯層理、平行層理、沙紋交錯層理。破波帶以向陸傾的沙波交錯層及平行層理為特徵。激浪帶為向海傾的沙波交錯層及平行層理。沖洗帶為稍向海傾的平行層理。其它還有裂流通道沉積、沙壩間的溝槽沉積。

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