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天天學普地||淺海沉積與半深海沉積

淺海沉積

淺海位於大陸架(也叫大陸棚),其水深的下界為200m。

各地淺海帶的寬度不等。位於被動大陸邊緣者寬,如北冰洋的歐亞沿岸、澳大利亞的外阿拉弗加海、北美的白令海等淺海帶寬1000多千米,我國東部諸海淺海帶寬度由100多千米到500多千米。位於活動大陸邊緣者窄,如中南美洲西岸外淺海帶極窄,有的地段甚至缺失。

淺海常有海流作用,較強的波浪也能影響到海底,故海水仍較為動蕩,富含氧。這裡的陽光一般能達到海水下層,鹽度較為正常,生物豐富。其上半部生活有藻類植物、遊泳動物、浮遊動物及絕大多數的底棲動物,其下半部生物的數量及類型均減少。

淺海沉積物類型多樣,碎屑沉積物Al、Fe、Mn的氧化物,碳酸鈣,碳酸鎂以及磷酸鈣等沉積物普遍發育。

砂與粉砂層多分佈在淺海帶的上部,具有交錯層與波痕,泥質物多分佈在其較深部位,常具有水平層理。局部地區發育有較粗的沉積物。在近極地地區還可以出現由冰山帶來的冰磧物。

Al、Fe、Mn的氧化物主要是以膠體形式(少部分為真溶液)從大陸搬運入海的,遇到電解質後凝聚,有時富集成為礦體。它們常具有鮞狀構造,成為鮞狀鋁質巖(oolitic aluminous rock)、鮞狀鐵質巖(oolitic ferruginous rock)、鮞狀錳質巖(oolitic manganous rock)。由於Al、Fe、Mn的膠體具有正電性,SiO2的膠體具有負電性,因而鮞狀巖石中常富含SiO2的成分。在Al-Fe-Mn系列中,鋁的氧化物最不穩定,堆積的地方離岸最近;錳的氧化物最穩定,堆積的地方離岸最遠;鐵的氧化物堆積在兩者之間。此外常有磷酸鈣的生物化學沉積物,呈層狀或結核狀產出與錳質沉積物共生。

碳酸鹽沉積物最終都會轉變成生物灰巖和顆粒結構的灰巖等。生物灰巖中以生物礁(organic reef)為代表。生物礁是由生物生長所形成的海底突起。造礁生物的種類很多,最有代表意義的是珊瑚。造礁珊瑚(reef coral)的生長需要下列條件:20℃左右的溫暖海水,充足的陽光,水質清澈不含泥沙,含鹽度正常,水深一般不超過60m等。因而它是淺海沉積環境的指示性生物。珊瑚礁有下列形態類型:①岸礁(fringing reef),位於大陸或島嶼邊緣,低潮時露出水面,高潮時淹沒。我國海南島、臺灣及其附近12個島以及澎湖列島等均有廣泛發育。②堡礁(barrier reef),離岸有相當距離,平行海岸呈堤狀,礁體與海岸同有瀉湖。如澳大利亞東岸的大堡礁長達1800km,離海岸30-45km,海湖深度約30-60m。③環礁(atoll reef),斷斷續續呈不規則環形展佈的珊瑚礁。我國東沙群島、西沙群島和南沙群島有許多環礁。其中西沙群島的華光礁,環徑約20km,為我國較大的環礁。

不同類型的珊瑚礁代表不同的演化階段。熱帶海洋中常因火山噴發形成島嶼,在火山島嶼四周,先發育岸礁,後因島嶼下沉,珊瑚便向上生長。珊瑚礁因其外側生長條件有利,成長較快,便形成堡礁,隨著島嶼進一步下沉,珊瑚圍繞島的不斷生長,最後形成環礁。鉆孔資料證實,太平洋上有些環礁體的基部確實存在玄武質的火山島嶼。

古代的生物礁已經變成具有生物骨架結構的石灰巖,即礁灰巖。

淺海沉積中顆粒結構的灰巖甚為廣泛。其顆粒可以是由生物介殼及骨骼破碎而成,也可以是海底碳酸鈣質沉積物經侵蝕破碎而成。

絕大部分淺海沉積物都含有生物化石,有的還含有海綠石。在古代的淺海沉積中見有大規模白雲巖,這可能是因當時氣候幹熱,蒸發量大,海水咸度高,白雲石以化學方式沉淀。更多的是因碳酸鈣沉積受到富含鎂質的海水交代而形成。

半深海沉積

半深海(bathyal)是位於大陸坡上的水域。

半深海帶的寬度由數萬米到數十萬米不等。波浪作用不能影響到海底沉積物。本帶生物少,主要為浮遊及遊泳生物,上半部有底棲生物,但種屬單調,下半部底棲生物極少。

半深海的代表性沉積物是由懸浮物質緩慢沉淀而形成的泥質與粉砂或細砂的混合物,以細粉砂占優勢。大部分是陸源的,少數為生物成因,並含有不等量的CaCO3,有時含有火山物質。其中具有藍灰色、灰綠色者稱為藍泥或青泥(blue mud),因沉積物中存在氧化亞鐵及有機質,是還原環境的標志。在熱帶的半深海帶發育紅泥(red mud),為磚紅色、紅棕色,這種顏色並不意味著海底為氧化環境,而是因陸源物本身為來自大陸的紅土(laterite)。在有利的條件下(如暖流與寒流交匯以及沉積速度很慢時),本帶沉積物中可出現豐富的海綠石,使沉積物成為綠色稱為綠泥(green mud)。在火山作用強烈的半深海地區,沉積物中混入有大量火山灰並含有浮石、火山角礫者,稱為火山泥(volcanic mud)。在珊瑚島附近發育有珊瑚泥(comal mud),由珊瑚礁的海蝕產物堆積而成。

註:'天天學普地'欄目的內容摘錄自舒良樹版《普通地質學》

美編:魯方圓

校對:張騰飛

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