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第三章 海洋沉積 海洋沉積 一、海底沉積物獲取方式 深海鉆探（http://www-odp.tamu.edu/） JOIDES Resolution鉆探船 深海鉆探成果與目標(biāo) 二、海洋沉積物分類 海洋沉積可根據(jù)其來源劃分為四大類 ：陸源沉積、生物源沉積 、自生沉積 、宇宙源沉積 。每一類都有其特殊的化學(xué)組成、來源及主要分布區(qū)域 。 海洋沉積物可根據(jù)其沉積的海底地形及位置劃分：海灘沉積（近岸沉積）、大陸架沉積、大陸坡沉積、洋盆沉積等 根據(jù)水深深淺和距離遠(yuǎn)近分為深海沉積和淺海沉積 三 陸源沉積物的主要特征 問題： 陸源沉積物是什么？（what） 出現(xiàn)在什么地方？（where） 怎么沉積在海底？（How?) Why? 陸源沉積物——來源 來源：主要來自早已存在的巖石物質(zhì)，其次則是大洋當(dāng)中的火山島嶼 。 風(fēng)化作用后巖石破碎成顆粒 陸源沉積物——組成 巖石碎屑顆粒（大部分都是石英顆粒） 陸地或島嶼巖石——風(fēng)化作用（機(jī)械風(fēng)化或化學(xué)風(fēng)化）——碎屑顆粒——覆蓋在原來巖石上。 怎樣從原來陸地位置搬運(yùn)到海洋？搬運(yùn)過程沉積物特性發(fā)生怎樣變化？ 陸源沉積物——搬運(yùn)方式（作用力） 大量陸地沉積物通過河流、風(fēng)、冰川甚至重力搬運(yùn)到海洋中。 在遠(yuǎn)離大陸的深海盆地中也可以發(fā)現(xiàn)大量的陸源顆粒，這主要是由盛行風(fēng)從亞熱帶沙漠地區(qū)帶來的。 陸源沉積物——顆粒大小分類 顆粒可從大到小劃分成：漂石（粒徑最大>256mm）、鵝卵石、小鵝卵石、礫石(>2mm)、沙(0.0039-2mm)、泥或者黏土（<0.0039mm粒徑最�。�。 陸源沉積物——搬運(yùn)過程 起動——搬運(yùn)——力——沉積環(huán)境 顆粒越大，所需要的力越大，搬運(yùn)的動力減弱，不再能搬運(yùn)得起一定大小沉積物時(shí)，該沉積物沉積下來。 動力強(qiáng)，能量大的海域，只能沉積粗顆粒的沉積物 沉積物的大小與海洋沉積環(huán)境的能量大小成正比。在波浪作用強(qiáng)烈的地方，主要沉積一些粒徑很大的顆粒如漂石、鵝卵石。而細(xì)顆粒的物質(zhì)主要沉積在能量很低、流速很小的地方。 動力分選作用，粗—中砂—細(xì)沙——泥 陸源沉積物——搬運(yùn)過程 沉積物的分選性隨搬運(yùn)距離越來越好 分選性是衡量堆積在一起的沉積物大小的均勻程度 沉積物（泥沙）所組成的顆粒大小都一致的話，其分選性就非常好。分選性差的沉積物，是指其組成顆粒大小非常不均勻，也指示當(dāng)初沉積前的搬運(yùn)過程是將漂石、黏土等大小顆粒一起搬運(yùn)，比如冰川搬運(yùn)，其消融后殘留下來的就是分選性很差的沉積物。 動力分選——沉積物的選擇性搬運(yùn)過程。 陸源沉積物——搬運(yùn)過程-磨圓度 從左到右，隨著搬運(yùn)距離的增加，沉積物顆粒磨圓度越好，分選性越好，成熟度越高 陸源沉積物——空間分布 根據(jù)其搬運(yùn)動力和來源，陸源沉積物應(yīng)分布在什么位置？ 海岸——淺海陸架——陸坡——陸麓——洋盆 在海洋中陸源沉積無處不在：幾乎在所有的洋底，都發(fā)現(xiàn)了小部分的陸源沉積物。 陸源沉積物又可分為淺海陸源沉積和遠(yuǎn)洋陸源沉積（深海陸源沉積）。淺海沉積一般是指大陸架及島嶼附近的沉積，而深海沉積一般是指深海盆地的沉積。 陸源沉積物——分布特征 絕大部分淺海沉積都是陸源沉積。主要沉積在陸架、陸坡、陸麓，沉積物厚度最厚。 包括：海灘沉積，陸架沉積、濁流沉積和冰川沉積等。 陸源沉積物—分布——海灘沉積 海灘沉積物主要是由通過河流搬運(yùn)過來的富石英沙組成，其大小變化大 . 如礫石灘、沙灘、泥灘等 陸源沉積物—分布——陸架沉積物 陸源沉積物—分布——陸架殘留沉積 陸架殘留沉積：在末冰期（18000年以前），冰川消融，海平面上升。結(jié)果，世界上大部分河流攜帶其沉積物沉積在現(xiàn)代沉溺河口，而不再象之前那樣沉積在陸架上。在現(xiàn)在大陸架的大部分區(qū)域，海平面未上升到該處時(shí)的陸地沉積物在海平面上升后依舊殘留在該處，且未未曾被現(xiàn)代沉積所覆蓋，這些沉積物稱為陸架殘留沉積。 殘留沉積占世界陸架沉積的70%以上。而在剩下的一些陸架區(qū)域，則是一些現(xiàn)代的沙脊、沙波、沙灘沉積。 陸源沉積物—分布——冰川沉積 分布：高緯度的陸架地區(qū)，如南極洲和格林南島的陸架區(qū)域廣泛分布著這類沉積物。 特征：冰川沉積物分選性很差，從漂石到黏土，各種粒徑的顆粒混雜在一起。 這些沉積物形成于冰后期的冰川完全消融后的殘留物。 陸源沉積物—分布——濁流沉積 分布：大陸麓 濁流是指水底沿大陸坡周期性滑動的滑坡、塌方，并切割形成海底峽谷的高含沙水流。濁流帶著大量的陸架沉積物向深海流動，形成大陸麓。 特征：分選性差、成扇狀沉積，其厚度從陸坡底向深海盆地逐漸減少，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)。 陸源沉積物—分布——深海陸源沉積物 深海陸源沉積物的來源有： 火山爆發(fā)所形成的火山灰； 風(fēng)攜帶的灰塵以及深海洋流所帶來的細(xì)顆粒物質(zhì)。 大陸麓上的濁流所帶來的淺海沉積物也可以溢出到深海盆地。 陸源沉積物—分布——深海黏土 深海黏土至少由70%以上的陸源細(xì)顆粒物質(zhì)組成 這些陸源沉積物由風(fēng)或者大洋環(huán)流經(jīng)過長距離的搬運(yùn)，然后沉積在深海盆地。 特征：顆粒極細(xì)，深海黏土含有大量氧化鐵，其顏色多呈紅褐色或者淺黃色。 深海盆地中深海黏土占主導(dǎo)地位的原因并不是因?yàn)橛凶銐蚨嗟酿ね脸练e在海底，而是因?yàn)槠渌�能沉積在深海海底的物質(zhì)太少。 四、生物源沉積 硅質(zhì)軟泥的生物來源 海藻（硅藻屬） 鈣質(zhì)軟泥的生物來源 鈣質(zhì)軟泥和硅質(zhì)軟泥的分布 硅質(zhì)軟泥的分布及成因 鈣質(zhì)軟泥的分布及成因 CCD深度及鈣質(zhì)軟泥的空間分布 三、自生礦物沉積（Hydrogenous Sediment） 來源是海水中的溶解物質(zhì)。 海水中含有很多的溶解物質(zhì)。 海水中的化學(xué)反應(yīng)促使一部分礦物結(jié)晶、沉淀。當(dāng)海域環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，比如海水的溫度或壓力或者其它可導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，海水礦物析出沉淀就會發(fā)生。 自生礦物只占海底沉積物的很小一部分，但它卻具備不同的成分，能反應(yīng)不同的沉積環(huán)境。 五、自生礦物沉積 六、宇宙源沉積 此類沉積物僅占海洋沉積中很少很少的部分，主要由兩部分構(gòu)成：微型小球體以及大型的流星碎片。 微型球體是很小的宇宙塊狀體。 90%以上的微隕石在其進(jìn)入地球大氣圈時(shí)由于摩擦生熱而被摧毀掉，估計(jì)每年仍有300000噸的太空灰塵（微隕石）到達(dá)地球表面。這類富鐵的太空灰塵掉入到海洋中后常常被海水溶解掉。而未被溶解掉的微隕石就逐漸沉積在海底，成為海底沉積物中很少的一部分。 大型的流星碎片在地球上很少發(fā)現(xiàn)，但可以發(fā)現(xiàn)很多大型的隕石坑。 實(shí)際海洋的沉積物是多來源的混合沉積物 需要說明的是海洋沉積物沒有一種是單獨(dú)存在的，而是相互混雜在一起，每一類沉積物中都包含著其它類沉積物。 也即是說，海洋沉積物是多種類型沉積物的一個(gè)混合體。只是根據(jù)占主導(dǎo)地位的某一類型的沉積物，將海洋沉積物劃分成以上四個(gè)類型。 七 人類可利用資源的其它海洋沉積物 海底沉積中包含大量的人類可利用的或潛在的礦物和有機(jī)資源。 石油和天然氣 早期沉積在海底的微型有機(jī)體——在其被完全分解前就被后來的海底沉積物掩埋，即是現(xiàn)在石油沉積的來源。 海洋非生命的資源中，超過95%的價(jià)值是海洋石油創(chuàng)造的 開采量在近代迅增，1930年少量，2000年達(dá)30% 主要的石油蘊(yùn)藏區(qū)： 波斯灣、墨西哥灣、北海、加利福尼亞南部、東印度群島。其它還有：阿拉斯加北海岸、亞洲各海域、非洲和巴西等。 未來，海洋石油開發(fā)特別是較深水的陸架邊緣區(qū)的石油開發(fā)將變得越來越重要。 但是，海上石油開采所遇到的一個(gè)無法避免的問題就是——在鉆探過程中由于開采技術(shù)或者其它原因如管道爆裂所造成的石油泄漏。石油泄露對海洋環(huán)境的污染非常大。 關(guān)于海底天然氣儲量，也有不同的預(yù)測。據(jù)國際石油天然氣工藝研究所預(yù)計(jì)，世界天然氣總儲量為255-280萬億m3，其中海洋天然氣儲量為140萬億m3。 沙和礫石 近岸的沙、礫石工業(yè)是僅次于海洋石油工業(yè)的第二個(gè)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦產(chǎn)資源。DYb紅軟基地

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