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淺海沉積
鎖定
- 中文名
- 淺海沉積
- 外文名
- shallow sea deposit
- 別 名
- 陸架沉積
- 水深範圍
- 20~200米
- 主要分佈
- 大陸架區
- 學 科
- 海洋地質
淺海沉積淺海陸棚
淺海陸棚沉積環境基本特徵(含風暴沉積):
水動力:以波浪和海流為主,靜水低能。
沉積構造:水平層理為主,可發育交錯層理,丘狀層理是淺海陸棚沉積所特。缺乏曝露標誌。
化石特徵:化石豐富,保存完整,生物遺體有時可富集成介殼層,潛穴和生物擾動構造發育。
淺海沉積類型
淺海沉積物主要由陸源碎屑組成,根據粒徑大小及級配狀況可劃分為礫石、砂、粉砂、泥或粘土等主要類型。美籍加拿大海洋地質學家K.O.埃默裏按成因將淺海沉積物劃分為以下5種類型:
① 陸源沉積物。大陸岩石風化和侵蝕的產物,被河流、風、冰川等搬運。入海的沉積物,如礫石、砂、粉砂等。
② 殘留沉積物。較早時期形成而殘留於現今海底的沉積物,其形成與冰後期的海侵有關。殘留沉積所顯示的早期沉積環境(如濱岸、陸上環境)與目前所處的淺海環境截然不同。
③ 自生成因的沉積物。從海水中沉澱,通過化學作用而形成的沉積物,如海綠石、磷酸鹽等。
④ 生物成因的沉積物。主要來源於生物體,大部分由鈣質物質組成。
⑤ 殘餘沉積物。指下伏岩層遭受風化而就地形成的沉積物。
埃默裏認為,現代陸架面積的70%,被殘留沉積物所覆蓋。有的學者則對殘留沉積物的概念提出了修正,將受到改造過的殘留沉積物,另稱為變餘沉積物。
淺海沉積淺海沉積作用
淺海是海岸以外較平坦的淺水海域,其水深自低潮線以下至水深200m之間。許多地區的大陸架水深在200m以內,地勢開闊平坦,所以淺海大致與大陸架相當。淺海距大陸較近、各種生物極其繁盛,是海洋中的最主要沉積區,無論沉積物數量及沉積作用的類型都比海洋中的其它環境分區要豐富得多,古代海相沉積岩中絕大部分也為淺海沉積。
1.淺海的碎屑沉積
淺海中90%以上的碎屑物來源於大陸。當不同粒級碎屑進入淺海時,海水的運動使顆粒下沉速度減慢,一些較細的顆粒處於懸浮狀態,海流將這些懸浮物搬運到離岸較遠的地區;較粗的顆粒沉積在近岸地區。因此從近岸到遠岸,依次排列着礫石、粗砂、細砂、粉砂和粘土等。淺海帶沉積物的特點是:近岸帶顆粒粗以砂礫質為主,具交錯層理和不對稱波痕,含大量生物化石,有良好的磨圓度和分選性,成分較單一;遠岸帶粒度細,以粉砂和泥質為主,具水平層理,波痕不發育,有時有對稱波痕,分選好但磨圓度不高,成分較複雜。
2.淺海的化學沉積
淺海是化學沉積的有利地區,形成了眾多的化學沉積物,其中許多是重要的礦產。地質歷史時期曾發育過大量淺海化學沉積,現代淺海化學沉積主要發生在中、低緯地區。淺海的化學沉積物主要有碳酸鹽、硅質、鋁、鐵、錳氧化物和氫氧化物、膠磷石和海綠石等。
碳酸鹽沉積在淺海化學沉積物中,碳酸鹽類所佔比重最大,主要為灰巖和白雲岩。碳酸鹽沉積的原因是温度升高或壓力降低,這樣引起海水中CO2含量減少,重碳酸鈣過飽和形成CaCO3沉澱。在海水動盪的條件下,碳酸鈣以一定的質點(如岩屑)為核心呈同心圓狀生長,形成鮞粒狀沉積物,成巖後形成鮞狀灰巖。已固結或弱固結的碳酸鈣被波浪衝碎並搓成扁長形團塊,膠結成巖後,形成竹葉狀灰巖。
硅質沉積 海水中的硅質一部分來自大陸,它們以溶解硅(H3SiO4-)和懸浮硅兩種形式搬運;另一部分硅質來源於海底火山作用、海水的溶解作用及生物活動。當硅膠進入海洋後,在温度較低、偏鹼性的環境中,逐步凝聚而沉積下來,形成蛋白石,進一步脱水形成燧石。燧石常呈結核狀、透鏡狀或條帶狀產出,顏色多樣。
鋁、鐵、錳及海綠石沉積 海水中的鋁、鐵、錳等主要來自大陸。濕熱氣候區強烈的化學風化作用,使Al、Fe、Mn以膠體狀態隨河流遷入海中,在近岸地帶遇電解質而凝聚沉積,在近岸區,因海水動盪,易形成鮞狀結構或豆狀、腎狀結構。海成鋁土礦是由鋁的氫氧化物組成,鐵質沉積物主要為赤鐵礦和褐鐵礦,而錳質沉積物則以水錳礦、硬錳礦的形式出現。海綠石是一種綠色粘土礦物,是由海水中硅、鋁、鐵的膠體吸附鉀離子而成。
磷質沉積 磷主要以HPO42-的形式存在於海水中,表層海水含磷量低,難以沉積。海洋的下層由於有機物體的分解富含磷質,當富含磷質的海水隨上升洋流到達淺海區後,因壓力減小,温度升高,CO2的含量降低,磷質發生沉積,形成膠磷石[Ca3(PO4)2]。膠磷石和其它沉積物共同組成磷灰巖。當含磷量較高時形成磷礦牀。
3.淺海的生物沉積
生物礁 生物礁是指在海底原地增殖、營羣體生活的生物,如珊瑚、苔蘚蟲和層孔蟲等的骨骼、外殼以及某些沉積物在海底形成的隆起狀堆積體。珊瑚礁在淺海沉積中有特殊意義,珊瑚蟲對生活環境有較嚴格的選擇,只能生活在20℃左右的海水中,並且要求水質清澈、鹽度正常,水深不超過20m,水流通暢而不激烈動盪。在這種環璋中,珊瑚蟲不斷繁生,其骨骼逐漸堆積成礁。如果珊瑚環繞島的岸邊生長,形成岸礁;如果珊瑚礁平行海岸分佈,與岸間有一個較寬的水道,則成為堡礁;珊瑚圍繞海底隆起的邊緣生長則形成環狀的礁體,稱為環礁。
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淺海沉積沉積物的來源
物質來源狀況和搬運方式對陸架沉積物的分佈有重要影響。在陸源物質十分豐富的開闊陸架上,主要為粉砂質泥。由於受海流,特別是沿岸流的影響,陸源物質的強沉積區多半侷限在一定範圍內(如離岸幾十海里的範圍內)。如果陸架狹窄,整個陸架區往往被現代陸源物質所覆蓋。若陸架寬闊,現代陸源物質尚不足以覆蓋整個陸架區,則殘留沉積物可直接出露於海底。
砂質沉積是淺海陸架上最常見的沉積類型,主要分佈在平坦而開闊的陸架上和海底淺灘、海灣入口處及其外側附近。
泥質沉積主要來源於河流的懸移質,多分佈在大河口外面、半封閉海灣內、開闊陸架的低凹部分及有大河注入的內陸架上。
淺海沉積物的分佈常受區域性特點與緯度分帶的影響。陸源砂和粉砂廣佈於中緯度海域,在低緯度海域往往被鈣質生物沉積所代替,冰川搬運的物質主要出現在兩極地區。自高緯度海域至低緯度海域,隨着化學風化的增強,沉積物中長石的含量減少,石英的含量增多。自生成因的沉積物多出現在上升流地帶的陸架外緣(主要在大洋東緣)。
淺海沉積影響因素
影響淺海沉積物形成和分佈的因素十分複雜。主要有:①水動力條件,主要是波浪和水體的流動,是沉積物搬運的重要營力。②物質來源狀況,陸源物質可通過河流、冰川、海岸侵蝕等途徑輸入淺海區。③生物作用,生物骨骼與遺殼參與沉積物的組成;生物體對沉積物的擾動,形成一些特殊的結構與構造。④化學作用,特別是在海水與淡水的混合區,對細粒物質的沉積起主導作用,而在一些低緯度海域,可與生物作用一起形成碳酸鹽等沉積。⑤陸架的輪廓、寬度與海底地形要素。⑥海平面變動過程。⑦氣候的影響,可形成沉積物的緯度分帶(見海洋沉積)。
淺海沉積中國海域情況
瀕臨中國大陸的各海域具有廣闊的淺海陸架區。上述陸架沉積的各種成因類型在中國陸架海均有所反映。根據沉積物的大尺度分佈狀況,並考慮到古地理變遷,可把中國陸架沉積劃分為兩個形成時期和成因各不相同的類型:①由河流搬運入海的現代細粒碎屑物質;②殘留沉積。在東海陸架,由長江等河流搬運入海的細粒物質主要分佈在內陸架區,大致以水深50~60米等深淺為界,其外直到陸架邊緣為廣佈的殘留沉積。這兩種沉積類型構成了東海陸架沉積的基本格局,這種狀況可一直延伸到南海陸架,只是這兩類沉積的分佈面積比例隨着陸架寬度的變化而有所差異。有時,在這兩類沉積之間存在它們的過渡類型。