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第第13讲讲（第七章（第七章 生源物质沉积作用地球化学）生源物质沉积作用地球化学）•生物软泥-生源沉积•个体直径<1mm•覆盖一半以上洋底•分布取决于上层具壳浮游生物产量和下沉保存情况•大洋内部和环流→营养盐分布→具壳浮游生物产量→肥力第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位–沉积物中的生物群落的物种构成和水体中活体群落的物种构成相对应–由于溶解、保存等方面的原因，两者不完全一致，沉积物中的物种从数量和种数上都要少得多第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位① 浮游有孔虫•表层至200 m的深度 •具有由方解石微粒组成的壳•在沉积物中的分布受表层水温的控制•是组成钙质软泥的主要生物成分•泛世界性分布，且演化较快而具有地层学意义第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位② 放射虫•生活在200-300 m的表层水体中•具有硅质骨骼③ 颗石藻属金藻植物门•具钙质骨板，又被称为钙质超微化石。

由方解石单晶或集合体构成在沉积物中多分散保存•以颗石藻为依据所进行的生物地层划带，与以浮游有孔虫所作的分带相对比，对深海沉积物的划分起着重要作用第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位④ 硅藻•硅质外壳•大部分的海洋浮游硅藻都是辐射硅藻，•对深海沉积物较重要•种的分布受区域限制⑤ 硅鞭藻•软泥中的次要成分•经常与硅藻一起出现于沉积物中第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位一、主要浮游生物及其在大洋系统中生态位⑥ 翼足类钙质介壳•组成生源沉积的重要生物组分，甚至可形成翼足类软泥•具壳浮游生物形体微小，但产量大，构成生源沉积的主要类群，使其它显得无足轻重二、主要浮游生物的分布趋向二、主要浮游生物的分布趋向取决于–营养盐：•富含营养盐的深层水是否回到表层•低肥力区永久温跃层阻碍深水向表层供应营养盐•对肥力要求高的不能大量繁殖，要求不高的则含量较高•每年部分时间里，不同水团会合时无机盐丰富，硅藻大量繁殖。

第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向二、主要浮游生物的分布趋向二、主要浮游生物的分布趋向取决于–气候分带•冷水种的增殖要比暖水种慢•低纬度地区生物群的多样性程度高，因此沉积物中壳的产量也高–光照的适宜性第一节第一节 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学一、生源碳酸盐沉积物的海底分布一、生源碳酸盐沉积物的海底分布覆盖率：大西洋60%，印度洋其次，太平洋15%分布：陆地山脉的雪线或陆地高山的雪帽——碳酸盐帽第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学二、碳酸盐的溶解度二、碳酸盐的溶解度如大洋深水如热带表层水D=[CO32-]海水/[CO32-]饱和，D>1沉积、D<1溶解方解石为稳定态，文石为亚稳态，易溶温度恒为2℃，水深Z：[CO32-]饱和=90exp[0.16(Z-4)]即化学沉积为：表层沉淀，深层溶解第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学二、碳酸盐的溶解度二、碳酸盐的溶解度温度恒为2℃，水深Z：[CO32-]饱和=90exp[0.16(Z-4)]第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学三、碳酸盐的饱和面、溶跃面和补偿深度三、碳酸盐的饱和面、溶跃面和补偿深度表层沉淀→深层溶解•饱和面：…•溶跃层：…•补偿深度（CCD）：…（定义见书）第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学三、碳酸盐的饱和面、溶跃面和补偿深度三、碳酸盐的饱和面、溶跃面和补偿深度特点：•饱和面： [CO32-]海水-[CO32-]饱和=0•溶跃层：溶解速度加快•补偿深度（CCD）：沉积物中含量大为降低第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法①岩芯剖面图太平洋4km大西洋5km第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法②悬挂溶解-重量差法•方解石在太平洋溶跃面为3km• 方解石在大西洋溶跃层位5km；• 低于文石2km。

第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法四、碳酸盐海底分布与溶解速率的调查方法③直接测饱和情况依据：[CO32-]~pH结果：饱和面：西大西洋4.5km、中印度洋3.5km，北太平洋<3kmCCD一般位于饱和面以下0.5km第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学五、碳酸盐溶解速率的影响因素五、碳酸盐溶解速率的影响因素①主要推动力： [CO32-]海水-[CO32-]饱和由0→-30×10-6mol/kg；②间隙水向海水CO32-扩散通量，与空隙率、反映阻碍作用的扭曲因θ、扩散系数D有关；③有机质的影响：沉积的有机物分解产生CO2，增加CaCO3溶解性；④非碳酸盐组分的稀释作用降低CaCO3溶解速率第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学六、过渡带宽度和形态六、过渡带宽度和形态过渡带：溶跃面→CCD–以上：仅堆积–以下：仅溶解稳态时：溶解速率S=降落速率R-堆积速率A S=R[1-F(1-fL)/fL(1-f)]CO32-扩散通量…→深度~方解石含量、降落速率~过渡带宽度第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学六、过渡带宽度和形态六、过渡带宽度和形态接近CCD[(△CO32-)深度1/ [(△CO32-)深度2]2=f深度2/f深度1第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学六、过渡带宽度和形态六、过渡带宽度和形态–对碳酸盐溶跃面及过渡带的定量研究，可根据水深和海底地貌、地理位置等，对海底沉积物类型和碳酸盐含量作出预侧。

–依据深海钻探岩芯的碳酸盐含量变化，研究海洋和全球性的地质发展历史第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学七、碳酸盐补偿深度与地壳运动七、碳酸盐补偿深度与地壳运动火山作用，薄CaCO3溶解、红粘土沉积，并覆盖早期碳酸盐沉积物上12第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学七、碳酸盐补偿深度与地壳运动七、碳酸盐补偿深度与地壳运动赤道，生源SiO2沉积蛋白石是天然的硬化的SiO2胶凝体，含5-10%的水分第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学七、碳酸七、碳酸盐补偿深度与地壳运深度与地壳运动气候变动在深海岩芯中CaCO3含量上的反映：Ø 化学沉积——•冰期：海平面低，水变浅， CaCO3沉积，方解石多•间冰期： … … CaCO3溶解， …Ø 生源沉积——•冰期：浮游有孔虫介壳数量大，且被保留•间冰期：底栖有孔虫介壳耐溶，浮游有孔虫介壳大半溶掉根据CaCO3可查冰期、间冰期波动情况和周期第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学八、八、CaCO3溶解速率模型溶解速率模型值与与实测值的比的比较模型：双箱式，见p23图2-1。

第二节第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学生源碳酸盐沉积作用地球化学八、八、CaCO3溶解速率模型溶解速率模型值与与实测值的比的比较模型：双箱式沉降总碳：B=V混（c深-c表）其中CaCO3形式：BCaCO3 =B/5计算结果：BCaCO3 =1.5g/cm2·103a实测：溶跃层（降落=堆积）：1.2g/cm2·103a低于溶跃层（降落=溶解）：1.2g/cm2·103a×0.8文石为方解石20%，全部溶解： 1.2g/cm2·103a×0.2计算结果：总溶解速率1.2g/cm2·103a第三第三节 生源生源SiO2沉沉积作用地球化学作用地球化学–硅藻、放射虫等硅质生物硬壳形成 的矿物–分非晶质和隐晶质一、生物一、生物SiO2沉沉积物的海底分布物的海底分布–海水对蛋白石不饱和，其含量与深度无关–与表层生物介壳的产率有关，上升流带来养分，因此硅质沉积物与上升流区一致第三第三节 生源生源SiO2沉沉积作用地球化学作用地球化学二、二、SiO2介壳在海底的溶解介壳在海底的溶解随着水深增加、压力增大，非晶质SiO2溶解增加生物介壳溶解在海底进行，影响因素：①水的不饱和程度、压力、温度②其它组分对蛋白石的稀释③因被埋藏而不易溶解④于粪粒中保存⑤水动力加快进入海底速率第三第三节 生源生源SiO2沉沉积作用地球化学作用地球化学二、二、SiO2介壳在海底的溶解介壳在海底的溶解R蛋=A蛋+s蛋f=A蛋/(A蛋+A他)s=fns蛋*R：降落，A：堆积，s：溶解，f：组分分数。

分析：Ø一般深海沉积n=1，A蛋<

NH4+浓度下降、碱度下降，与为粘土摄取有关第四节第四节 磷酸盐沉积作用地球化学磷酸盐沉积作用地球化学•磷矿床：磷矿床：–晚元古代以前：海洋相对停滞–晚元古代：形成上升流、加速对流，营养盐进入表层–海平面上升，陆源浅海有利于生物繁衍和磷酸盐聚集–透光带生物繁茂，形成磷矿床来源，使以后介壳生物磷酸钙骨骼被碳酸钙骨骼所代替–缺氧还原环境导致磷酸盐从生物碎屑释放和沉积第五节第五节 海底地形概述海底地形概述自学，因为属于地质学科。