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沉积物在潮汐的作用下可以形成各种沉积底形。流态和底形序列的概念基本上可以应用于潮流沉积。但是,潮汐是周期性的双向水流运动,因此其沉积构造也往往具有韵律性和双向性的特点。这是鉴定潮汐沉积的充分标志。
潮流沙丘(dune)是潮汐作用带主要的底形类型。在主潮流的速度足以推动沙丘运动的情况下,形成交错层理。其中常有几乎等间距的不连续面,标志着反向的次潮流的存在。如果次潮流也足够强,就会侵蚀沙丘,形成微向潮流方向倾斜的再活动面,并推动沉积物向相反方向运动,形成反向的交错层理。潮流转向的拐点,流速为零。在潮流速度大幅度减缓的时期,在背流面形成泥皮,多为以粪粒形式出现的泥质(Dalrymple,1992)。由于被次潮流所搬运的沉积物为量少,故次潮流形成的泥皮与主潮流形成的泥皮十分接近,构成双黏土层。波浪作用较强或发生旋转潮流的地方,没有零速期,也就没有泥皮。在一个主潮期内形成的砂质细层系,上下界面由再活动面或泥皮限定,称为潮积束。
由周期性大潮引起的潮流速度的变化,势必导致沉积层厚度的旋回性变化,形成所谓的潮汐韵律。潮汐韵律层的砂层是由沙波或沙丘侧向迁移形成的潮积束,而泥层则是悬浮体垂向加积形成的泥皮。由砂层到泥皮通常为渐变过渡,没有截然的界限,而由泥层到砂层的转变通常为突变接触。
鱼骨形交错层理是一种比较典型的潮流沉积构造。呈板状双向交错,状似鱼骨。鱼骨形交错层理是判别潮流沉积的充分条件,但不是必要条件。在潮流有主次之分的情况下,一般都形成单向层理或以单向为主、逆向为辅的潮汐层理,鱼骨形层理并不多见。
在潮流较弱的情况下,底形规模较小,以波纹为主。潮流速度较高时形成的砂质波纹与潮汐转向期形成的泥皮在纵向上更迭,即形成压扁层理或透镜状层理。如果次潮流也较强,则在砂岩透镜体内可以见到反向的交错层理。砂泥比、砂泥层的厚薄和沉积物的粒度大小都取决于潮流的强弱。
潮汐层理在绝大多数情况下是鉴定潮汐沉积的充分必要条件。这种情况在其他的沉积物中并不多见。
海面受潮汐影响周期性涨落的幅度称为潮差。大洋的潮差一般不超过1 m。海岸带的潮差变化很大。因此,按照潮差可以将海岸带分为小潮差的、中潮差的和大潮差的三类。在小潮差的海区,波浪作用居于主导地位。而在大潮差和部分中潮差的海区,潮汐作用居于主导地位。
潮流的速度和方向在一个单一的潮汐周期内发生有规律的往复变化。通过某一点的最大潮流速度取决于在半潮周期内通过该点的水量,是潮差和排水面积的函数。当潮波传入近海时,由于水体变浅,排水面积减小,潮汐能量相对集中,致使潮流速度增大。即使是在潮差很小的地区,如果河口的面积很小,也能出现较大的潮流速度,这就是所谓的狭管效应。
沿岸地区海底变浅,排水面积减小,是潮流速度最大的地区。在半封闭的陆架海,潮流速度可达100 cm/s。水质点在半潮周期内的运动距离可达1~10km(Dalrymple,1992)。
在理想情况下,涨潮流和落潮流的速度和持续时间应当是相等的。按理不应当产生水和沉积物的纯搬运。但是,实际情况并非如此。当潮波沿着河道逆流而上时,受径流抵挡,传播速度变小并产生变形,潮波前坡增大,后坡平缓,并出现涨潮时短落潮时长的现象。潮水侵人河口还会影响到水流的内部结构,在某些断面上出现表层向海流动,底层逆河而上的现象。退潮时,河水与海水一起顺流而下,落潮流速大于涨潮流速。因此,涨潮流和落潮流总是不平衡的。沉积物会向着强潮流或主潮流的方向发生纯搬运。在一个潮汐沉积旋回的不同潮汐通道内,主潮流和次潮流的方向往往不一致,沉积作用会更加复杂。
石灰岩.砂岩、页岩 按沉积物的颗粒大小,沉积岩可分为砾岩、砂岩、页岩、等,石灰岩也是。沉积岩里面常常能找到古生物遗体、遗迹,沉积岩是地球历史的记录。 沉积岩,又称为水成岩,是三...
以物质来源为主要考虑因素的分类,沉积岩被分成三类,即由母岩风化物质、火山碎屑物质和生物遗体形成的不同沉积岩。 母岩分化产物形成的沉积岩是最主要的沉积岩类型,包括碎屑岩和化学岩两类。碎屑岩根据粒度细...
用途:1、沉积岩记录了地球演化历史 地球约有46亿年历史,最古老沉积岩36亿年,这36亿年的沉积记录对研究地球的演化和发展有着十分重要的理论价值。 2、沉积岩(物)蕴藏着占世界矿产资源总储量的...
沉积建造类型
沉积建造( sedimentary formation ) 泛指在一定构造背景条件下,当地壳发展到某一构造阶段时所形成的 一套具有特定岩相组合的沉积岩系,如碳酸盐岩建造、 含煤建造 、红色建 造、潟湖建造 、复理石建造 、磨拉石建造 等。 1、含煤建造( coal bearing formation ) 是一套由砂岩、页岩为主夹有多层煤或煤线的岩系。无论是否具有可 采煤层,都可称为含煤建造。 该类建造主要形成于古陆边缘的滨岸地带或陆内的陆相盆地中。在构 造环境上,它是后地槽阶段的产物,也可理解为是地台发展阶段的一种沉 积建造。含煤建造是湿润气候条件下的产物,与潟湖建造所代表的气候条 件截然不同。 2、红色建造( redbeds formation ) 是一套主要由泥质岩、粉砂岩和砂砾岩组成的以红色为标志的陆相沉 积。它有时还夹有薄层白云岩、石灰岩和石膏等。 红色建造总体是在氧化环境下形成的
潮汐能(tide energy) 海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能,其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用,是一种可再生能源。由于在海水的各种运动中潮汐最守信,最具规律性,又涨落于岸边,也最早为人们所认识和利用,在各种海洋能的利用中,潮汐能的利用是最成熟的 。
我国沿海有许多重要浅水港口,如上海、广州等。这类港口由于航道较浅,对潮汐预报的准确度要求就比较高,而这些地区的潮汐预报误差一般较大。除了气象影响在这些地区表现得更激烈之外,从潮汐本身而言,主要是由于在浅水区域非线性效应不可忽视,潮波波形常常产生显著的畸变。
在潮汐预报中,由于浅水潮汐的复杂性,一般采用调和方法(例如杜德森( 1928 ) 提出的60个分潮。往往不能获得满意效果。为此,杜德森曾子1957 年提出了一个直接对高低潮进行浅水改正的方法。这个方法虽然使高低潮的预报准确度有了提高,但把它应用到逐时潮高预报上则有许多困难和不便之处。
近年来,通过谱分析,先确定比较重要的分潮, 后再进行调和分析和预报的方法, 在国外颇为流行。
但它存在着下面几个问题:
(1)浅水分潮的重要性往往是因地而异的。例如英国和美国曾分别对泰唔士河口及安科雷季的潮汐记录进行了谱分析, 业将调和分潮的个数分别增加到113 个和115 个。但是在这两个地方选出的浅水分潮差别很大。这样一来,在进行潮汐分析和预报时就必须在不同的港口采用不同的浅水分潮,这在实际工作中是一件相当麻烦的事情。
(2) 在浅水分潮中常常有这样的情况,即来源于不同源分潮的浅水分潮具有相同的或十分接近的周期。到目前为止,通常的处理方法是根据源分潮的重要性,确定其中一个为主的浅水分潮,然后在分析和预报时就只考虑这一个浅水分潮的存在。这自然会给计算带来误差。
(3)在浅水港口, 往往存在大量小振幅然而又是不可忽略的高频振动。它们的影响一般主要表现在潮时预报方面。由于它们的振幅校小,在调和分析时常常由于偶然因素的影响,使得这些分潮的迟角出现较大误差。
上述问题给调和方法的广泛使用带来一定的困难。
根据工作实践,如果把调和方法同非调和方法结合起来,常常可以取得较好的预报效果。例如从1966年开始, 我们曾采用一种简单相关法对我国十几个浅水港口的低潮时预报进行了改进,效果良好。
潮汐观测通常称为水位观测,又称验潮。验潮的目的是为了了解当地的潮汐性质,应用所获得的潮汐观测资料,计算该地区的潮汐调和常数、平均海面、深度基准面、潮汐预报以及提供测量不同时刻的水位改正数等,供给有关军事、交通、水产、测绘等部门使用。潮汐观测是海洋工程测量、航道测量等工作的重要组成部分。通常记录某时刻的潮汐值作为潮汐改正的资料。在高潮和低潮的前后两个小时,记录的时间间隔要短一些,一般为10分钟记录一次。在平潮时,记录的时间间隔可以适当延长。
潮汐观测的手段包括:水尺、井式自记验潮仪、声学水位计、水压式验潮仪等。