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深海海底地貌及沈積物

大陸基(陸隆)(continental rise)主要發育在沒有海溝的大洋中,是大陸坡向深海盆地過渡的地帶,也稱陸隆。大陸基寬度為300 ~400km,坡度較緩,發育海底扇(submarine fan),或稱深海扇(deep-sea fan),也叫濁積扇(turbidite fan),是濁流堆積形成的產物。

海溝(trench)也稱海淵,是海洋中壹種非常壯觀的地形,在太平洋最發育(圖 8-14),而在大西洋幾乎缺失。海溝的水深壹般大於 6000m,世界上最深的海溝是南太平洋的馬裏亞納海溝,深達 11033m,與珠穆朗瑪峰(8844. 43m)高差為 19877m。海溝兩壁的坡度較陡,呈峽長的槽谷沿深海盆地的邊緣展布,其寬為 40 ~120km,長為 500 ~4500km。根據地球物理的研究,海溝的熱流值較低,重力偏負異常。

深海盆地(abyssal basin)也稱大洋盆地(oceanic basin),是位於海溝與大洋中脊之間,或大陸基與大洋中脊之間的廣闊深海海底,水深在 2000 ~6000m。深海盆地的地形平緩,面積大,地形起伏在 300m 以內的稱為深海平原(abyssal plain),由火山錐連接形成的 “山脈”稱為海山(seamount),若火山錐的頂部被侵蝕夷平就形成平頂山(tafelberg)。

圖 8-15 大洋積橫剖面結構圖(據 H. C. 埃爾門多夫和 B. C. 希曾; 轉引自曹伯勛,1995)

大洋中脊(mid-ocean ridge)又稱海嶺(submarine ridge),是海洋中最巨型的山脈。在大西洋和印度洋中,大洋中脊分布在大洋中間,但在太平洋偏東部分布。大洋中脊其南端連接在壹起,而北端伸向太平洋、大西洋和印度洋,其總長大於 70000km,其寬度達 1000km。大洋中脊的頂壹般位於海平面之下 1000~2000m,個別地方露出海面,高出深海海底 2000~3000m。在橫剖面上,其軸部有壹明顯的裂谷,稱中央裂谷(median valley),深達1500 ~2000m,寬近20km(圖8-15),是現今洋殼巖漿溢出的重要通道。

深海沈積物 深海的沈積物與半深海區域相似,主要的沈積類型有生物軟泥、粘土、錳結核、冰筏屑沈積、多金屬軟泥沈積、濁流沈積。生物軟泥(biotic ooze)是由壹些浮遊生物的硬體部分和粘土堆積形成的,如矽藻、放射蟲、有孔蟲、顆石藻等,生物組分的含量可超過50% 。生物軟泥可分為矽質軟泥(siliceous ooze)和鈣質軟泥(calcareous ooze),矽質軟泥主要由矽藻和放射蟲構成; 鈣質軟泥主要成分為碳酸鈣,由有孔蟲、翼足類和顆石藻等含鈣質的生物遺體構成。深海粘土(deep-sea clay)為褐色,粘土組分占 80% 以上,有機質很少,夾大量錳結核,在太平洋分布的面積占洋底面積的 49%。錳結核(manganese nodule)分布在水深4000~6000m 的海底,它由多種礦物組成,主要的礦物有水針鐵礦、鈉水錳礦和鋇鎂錳礦等,含30 多種元素,錳結核大小不壹,壹般在0. 5 ~25cm,平均直徑8cm。錳結核具有非常重要的資源價值,是人類未來重要的礦產資源。冰筏屑沈積同半深海的成因,特點相似。多金屬軟泥(polymetallic ooze)分布在水深 2000~3000m 的海底,是壹種富含多種金屬(鐵、錳、鋁、鋅、銀、金等)的未固結泥質沈積物,各種金屬主要以硫化物的形式存在,其金屬含量很高,具有重要資源開發價值。濁流沈積(turbidity current deposit)發育在大陸基,形成深海扇(sea fan)。濁積物(turbidite)為典型的陸源碎屑,主要為巖屑和石英,含少量的長石、雲母和海綠石,其粒級以砂為主,其次為粉砂,分選性和磨圓度中等,常含淺海生物遺體,而缺少遠洋生物群的遺體。