振動試驗

[拼音]:shenhai chenji

[英文]:deep sea sediment

水深大於2000米的深海底部的鬆散沉積物。主要分佈在大陸邊緣以外的大洋盆地內。深海沉積物主要是生物作用和化學作用的產物,還包括陸源的、火山的與來自宇宙的物質。其中濁流、冰載、風成和火山物質在某些洋底也可以成為主要來源。

由於海底自生礦產資源主要產於深海,而且古海洋學、古氣候學的發展也有賴於深海沉積物的研究。因此,深海沉積的研究日益受到重視。

型別

深海沉積物的主要型別如下:

生源沉積物。統稱生物軟泥,指含生物遺體超過30%的沉積物。主要有兩種:

(1)鈣質軟泥,為鈣質生物組分大於30%的軟泥(生物組分以碳酸鈣為主),包括有孔蟲軟泥(抱球蟲軟泥)、白堊軟泥(顆石藻軟泥)和翼足類軟泥。

(2)矽質軟泥,為矽質生物組分大於30%的軟泥(生物組分以非晶質二氧化矽為主),包括矽藻軟泥和放射蟲軟泥。

非生源沉積物。主要有:

(1)褐粘土,②自生沉積物,③火山沉積物,④濁流沉積物,⑤滑坡沉積物,⑥冰川沉積物,⑦風成沉積物。

有些學者常把深海的各種生物軟泥和褐粘土稱為遠洋沉積物。

分佈

不同的沉積型別,其分佈不同。

鈣質軟泥。覆蓋大洋麵積約45.6%。主要分佈在大西洋、西印度洋與南太平洋。分佈水深平均約為3600米。以有孔蟲軟泥分佈最廣,顆石藻軟泥次之,翼足類軟泥主要由文石組成,易於溶解,分佈很窄,主要存在於大西洋熱帶區水深小於2500~3000米的地方。

矽質軟泥。覆蓋大洋麵積約10.9%。矽藻軟泥主要分佈在南、北高緯度海區(南極海域與北太平洋),平均水深約3900米。放射蟲軟泥主要分佈在赤道附近海域,平均水深約為5300米。

褐粘土。也稱紅粘土或深海粘土,為生源物質含量小於30%的粘土物質。因含鐵礦物遭受氧化而呈現褐色至紅色。在大洋中所佔面積約為30.9%,主要分佈在北太平洋、印度洋中部與大西洋深水部位。平均分佈水深為5400米。由於分佈水深較大,生源物質大部分被溶解,所以非生源組分佔優勢。主要成分是陸源粘土礦物,此外還有自生沉積物(如氟石、錳結核等)、風成沉積物、火山碎屑、部分未被溶解的生物殘體及宇宙塵等。

自生沉積物。海水中由化學作用形成的各種物質。主要有錳結核、蒙脫石和氟石等。錳結核的分佈十分廣泛,但其成分隨地而異(見深海錳結核)。蒙脫石與氟石在太平洋與印度洋比較豐富,大西洋稀少。

火山沉積物。來自火山作用的產物。主要分佈在太平洋、印度洋東北部、墨西哥灣與地中海等地。

濁流沉積物。由濁流作用形成的沉積物,常呈陸源砂和粉砂層夾於細粒深海沉積物中。主要分佈在大陸坡麓附近,在太平洋北部和印度洋周圍較發育。

滑坡沉積物。由海底滑移或崩塌形成的物質。主要分佈在大洋盆地的邊緣及一些地形較陡的海域。

冰川沉積物。大陸冰川前端斷落於海中形成的浮冰挾帶著來自陸地和淺水區的碎屑物質,可達遠離大陸的深海地區。當浮冰融化,碎屑物質沉落海底,便形成冰川沉積物。主要分佈在南極大陸周圍和北極附近海域。

風成沉積物。為風力搬運入海的沉積物。主要分佈在太平洋和大西洋南緯30°和北緯30°附近的乾燥氣候帶及印度洋西北海區。風成沉積物有時不單獨列為深海沉積的一個型別。

此外,在深海沉積物中經常發現的宇宙塵,因其數量較少,一般也不單獨列為一種沉積型別。但是深海宇宙塵的研究具有重要的價值。

概括地說,深海沉積物分佈的狀況是:各大洋中以鈣質軟泥和褐粘土為主,鈣質軟泥主要分佈在海嶺和高地上,褐粘土則見於深海盆地;矽質軟泥和冰川沉積物主要分佈在南、北極附近海域;放射蟲軟泥主要分佈在太平洋赤道附近;自生沉積物分佈在太平洋中部和南部以及印度洋東部;濁流沉積物分佈在洋盆周圍;火山沉積物散佈在各地並在火山帶附近富集(見圖)。

影響因素

影響和控制深海沉積的因素除物質來源外,搬運營力和沉積作用也有重要影響。

在深海區,搬運沉積物的營力主要有大洋環流、濁流和深海底層流等。在區域性海域風與浮冰的搬運也有重要作用。環流將細的陸源懸浮物與生源物帶至深海,在底層流活動強烈的大洋邊緣,常順流向形成窄長的沉積體。在底層流活動弱的地區,沉積物均一地覆蓋於海底。

洋盆中由於生物、物理和化學條件的不同,導致各類沉積物的沉積因素也不同。影響鈣質沉積物的主要因素有:生物的供應、水深、深水迴圈狀況等。雖然鈣質生物死亡後在下沉過程中大部分被溶解,但生產力越高,在海底堆積的生物殘體的絕對量就越多,所以鈣質軟泥主要分佈在熱帶和溫帶生產力高的海域。此外,碳酸鹽補償深度對鈣質沉積物的分佈也有重要影響。影響矽質沉積物的主要因素有:矽質生物的供應量,矽質骨骼的溶解程度等。例如,在南、北兩極附近海水中含有豐富的矽藻,因此,矽藻沉積物廣佈於高緯度海域。

深海沉積物的沉積速率極其緩慢,一般約為 0.1~10釐米/千年。由於受陸源物質的影響,從洋盆邊緣到中心,沉積速率由大變小,而且,不同的沉積型別,甚至不同的洋底部位上其沉積速率也有很大的差別。鈣質沉積物的沉積速率約為1~4釐米/千年;矽質沉積物的沉積速率約為 0.1~2釐米/千年,深海粘土的沉積速率最低,小於0.1~0.4釐米/千年。

參考書目

W.H.Berger,Deep Sea Sedimentation,C.A.Buck & C.L.Drake,eds,The Geology of ContinentalMargins,SpringerVerlag,New York,1974.

參考文章

深海沉積物Deep-seaSediments地球科學