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如同陆地上一样,海底有高耸的海山,起伏的海丘,绵延的海岭,深邃的海沟,也有坦荡的深海平原。纵贯大洋中部的大洋中脊,绵延8万千米,宽数百至数千千米,总面积堪与全球陆地相比。而整个海底世界也并不像人们所想象的或是像表面看起来那样平缓和宁静,相反却是地球上最活跃最动荡不安的地带。地震、火山活动频繁,只不过一切都掩盖在海水之下进行而已。
虽然世界各大洋的洋底形态复杂多样、各不相同,但基本上都是由大陆架,大陆坡,海沟,海盆,洋中脊(海底山脉)几个部分组成。现在根据大量的深海测量资料,人们已清楚知道,海底的基本轮廓是这样的:沿岸陆地,从海岸向外延伸,是坡度不大、比较平坦的海底,这个地带称“大陆架”;再向外是相当陡峭的斜坡,急剧向下直到3000米深,这个斜坡叫“大陆坡”;从大陆坡往下便是广阔的大洋底部了。整个海洋面积中,大陆架和大陆坡占20%
炽热的地幔物质从洋中脊上升涌出,冷凝形成新的洋底,并推动先形成的洋底向两侧对称地扩张;当洋底扩展移至大陆边缘的海沟处时,向下俯冲潜没在大陆地壳之下,重新返回到地幔中,旧的洋底灭亡。左右,大洋底占80%左右。也可以简单地说,世界大洋的海底像个大水盆,边缘是浅水的大陆架,中间是深海盆地,其深度在2500~6000米之间。
在整个海底世界,宏伟的海底山脉,广漠的海底平原,深邃的海沟,上面均盖着厚度不一、火红或黑的沉积物,把大洋装点得气势磅礴、雄伟壮丽。
那么我们不禁要问:海底是怎样诞生的呢?
有人认为整个地壳大致可分为六大板块,其中又分为大洋板块和大陆板块。大洋板块在地幔上浮动着,高温的地幔物质在洋中脊地区上升,使本已很薄的地壳发生皱裂,于是喷出熔岩,熔岩冷却之后,就形成了新的地壳,于是海底便诞生了。
后来,人们又通过地震波及重力测量,了解到海底地壳的结构与陆地地壳有所不同。原来,海洋地壳主要是玄武岩层,厚约5000米,而大陆地壳主要是花岗岩层,平均厚度33千米。重要的是,大洋底始终都在更新和不断成长,每年扩张新生的洋底大约有6厘米。像这样下去,每经过两三亿年,大洋底就将更新一次。
前面我们已经讲过,在深海中也有如同陆地平原一样的地貌,这就是深海平原。深海平原一般位于水深3000~6000米的海底。它的面积较大,一般可以延伸几千平方千米。深海平原坡度小于1/1000,其平坦程度超过大陆平原。
有了平原,当然也会有高山。海底火山的分布相当广泛,大洋底散布的许多圆锥山都是它们的杰作。
大陆基(陆隆)(continental rise)主要发育在没有海沟的大洋中,是大陆坡向深海盆地过渡的地带,也称陆隆。大陆基宽度为300 ~400km,坡度较缓,发育海底扇(submarine fan),或称深海扇(deep-sea fan),也叫浊积扇(turbidite fan),是浊流堆积形成的产物。
海沟(trench)也称海渊,是海洋中一种非常壮观的地形,在太平洋最发育(图 8-14),而在大西洋几乎缺失。海沟的水深一般大于 6000m,世界上最深的海沟是南太平洋的马里亚纳海沟,深达 11033m,与珠穆朗玛峰(8844. 43m)高差为 19877m。海沟两壁的坡度较陡,呈峡长的槽谷沿深海盆地的边缘展布,其宽为 40 ~120km,长为 500 ~4500km。根据地球物理的研究,海沟的热流值较低,重力偏负异常。
深海盆地(abyssal basin)也称大洋盆地(oceanic basin),是位于海沟与大洋中脊之间,或大陆基与大洋中脊之间的广阔深海海底,水深在 2000 ~6000m。深海盆地的地形平缓,面积大,地形起伏在 300m 以内的称为深海平原(abyssal plain),由火山锥连接形成的 “山脉”称为海山(seamount),若火山锥的顶部被侵蚀夷平就形成平顶山(tafelberg)。
图 8-15 大洋积横剖面结构图(据 H. C. 埃尔门多夫和 B. C. 希曾; 转引自曹伯勋,1995)
大洋中脊(mid-ocean ridge)又称海岭(submarine ridge),是海洋中最巨型的山脉。在大西洋和印度洋中,大洋中脊分布在大洋中间,但在太平洋偏东部分布。大洋中脊其南端连接在一起,而北端伸向太平洋、大西洋和印度洋,其总长大于 70000km,其宽度达 1000km。大洋中脊的顶一般位于海平面之下 1000~2000m,个别地方露出海面,高出深海海底 2000~3000m。在横剖面上,其轴部有一明显的裂谷,称中央裂谷(median valley),深达1500 ~2000m,宽近20km(图8-15),是现今洋壳岩浆溢出的重要通道。
深海沉积物 深海的沉积物与半深海区域相似,主要的沉积类型有生物软泥、粘土、锰结核、冰筏屑沉积、多金属软泥沉积、浊流沉积。生物软泥(biotic ooze)是由一些浮游生物的硬体部分和粘土堆积形成的,如硅藻、放射虫、有孔虫、颗石藻等,生物组分的含量可超过50% 。生物软泥可分为硅质软泥(siliceous ooze)和钙质软泥(calcareous ooze),硅质软泥主要由硅藻和放射虫构成; 钙质软泥主要成分为碳酸钙,由有孔虫、翼足类和颗石藻等含钙质的生物遗体构成。深海粘土(deep-sea clay)为褐色,粘土组分占 80% 以上,有机质很少,夹大量锰结核,在太平洋分布的面积占洋底面积的 49%。锰结核(manganese nodule)分布在水深4000~6000m 的海底,它由多种矿物组成,主要的矿物有水针铁矿、钠水锰矿和钡镁锰矿等,含30 多种元素,锰结核大小不一,一般在0. 5 ~25cm,平均直径8cm。锰结核具有非常重要的资源价值,是人类未来重要的矿产资源。冰筏屑沉积同半深海的成因,特点相似。多金属软泥(polymetallic ooze)分布在水深 2000~3000m 的海底,是一种富含多种金属(铁、锰、铝、锌、银、金等)的未固结泥质沉积物,各种金属主要以硫化物的形式存在,其金属含量很高,具有重要资源开发价值。浊流沉积(turbidity current deposit)发育在大陆基,形成深海扇(sea fan)。浊积物(turbidite)为典型的陆源碎屑,主要为岩屑和石英,含少量的长石、云母和海绿石,其粒级以砂为主,其次为粉砂,分选性和磨圆度中等,常含浅海生物遗体,而缺少远洋生物群的遗体。
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