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生物海洋沉积物(海洋沉积的生态作用)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-04-26 04:00   点击:88  编辑:jing 手机版

1. 海洋沉积的生态作用

化学沉积,是利用一种合适的还原剂使镀液中的金属离子还原并沉积在基体表面上的化学还原过程。与电化学沉积不同,化学沉积不需要整流电源和阳极。用化学反应机理,使物质沉积。相对于机械沉积。

化学沉积是指,岩石碎屑与搬运时与水发生了化反应而逐渐沉寂下来。

海的化学沉积

浅海是化学沉积的有利地区,形成了众多的化学沉积物,其中许多是重要的矿产。地质历史时期曾发育过大量浅海化学沉积,现代浅海化学沉积主要发生在中、低纬地区。浅海的化学沉积物主要有碳酸盐、硅质、铝、铁、锰氧化物和氢氧化物、胶磷石和海绿石等。

碳酸盐沉积在浅海化学沉积物中,碳酸盐类所占比重最大,主要为灰岩和白云岩。碳酸盐沉积的原因是温度升高或压力降低,这样引起海水中CO2含量减少,重碳酸钙过饱和形成CaCO3沉淀。在海水动荡的条件下,碳酸钙以一定的质点(如岩屑)为核心呈同心圆状生长,形成鲕粒状沉积物,成岩后形成鲕状灰岩。已固结或弱固结的碳酸钙被波浪冲碎并搓成扁长形团块,胶结成岩后,形成竹叶状灰岩。

硅质沉积 海水中的硅质一部分来自大陆,它们以溶解硅(H3SiO4-)和悬浮硅两种形式搬运;另一部分硅质来源于海底火山作用、海水的溶解作用及生物活动。当硅胶进入海洋后,在温度较低、偏碱性的环境中,逐步凝聚而沉积下来,形成蛋白石,进一步脱水形成燧石。燧石常呈结核状、透镜状或条带状产出,颜色多样。

铝、铁、锰及海绿石沉积 海水中的铝、铁、锰等主要来自大陆。湿热气候区强烈的化学风化作用,使Al、Fe、Mn以胶体状态随河流迁入海中,在近岸地带遇电解质而凝聚沉积,在近岸区,因海水动荡,易形成鲕状结构或豆状、肾状结构。海成铝土矿是由铝的氢氧化物组成,铁质沉积物主要为赤铁矿和褐铁矿,而锰质沉积物则以水锰矿、硬锰矿的形式出现。海绿石是一种绿色粘土矿物,是由海水中硅、铝、铁的胶体吸附钾离子而成。

磷质沉积 磷主要以HPO42-的形式存在于海水中,表层海水含磷量低,难以沉积。海洋的下层由于有机物体的分解富含磷质,当富含磷质的海水随上升洋流到达浅海区后,因压力减小,温度升高,CO2的含量降低,磷质发生沉积,形成胶磷石[Ca3(PO4)2]。胶磷石和其它沉积物共同组成磷灰岩。当含磷量较高时形成磷矿床。

2. 海洋沉积的生态作用有哪些

变质作用先已存在的岩石(包括岩浆岩、沉积岩和先形成的变质岩)受物理条件和化学条件变化的影响,改变其结构、构造和矿物成分,成为一种新的岩石的转变过程;一般形成变质岩,如大理岩(由灰岩变质而来)、板岩(由泥岩变质而来)等. 岩浆作用就是当岩浆产生后,在通过地幔或地壳上升到地表或近地表的途中,发生各种变化的复杂过程;一般形成岩浆岩,如花岗岩、玄武岩等. 沉积作用被运动介质(主要是水)搬运的物质到达适宜的场所后,由于条件发生改变而发生沉淀、堆积的过程;一般形成沉积岩,如泥岩、砂岩、灰岩

3. 海洋沉积的主要场所

沉积地层从沉积方式上分为陆相沉积和海相沉积,在古大陆形成的沉积叫陆相沉积,在古海洋形成的沉积叫海相沉积,二者可通过岩石粒径、化石标本、沉积特点等来加以区分。区分陆相沉积和海相沉积对于搞清大地构造及探矿等有重要的意义,如石油和煤炭只在特定的陆相沉积地带中存在。

4. 海洋沉积作用的主要类型

1  在海洋生态系中的作用:海洋经历着剧烈的变动而又不断地保持着动态平衡,始终富有生命力和生产力,海洋微生物在其中起着重要的作用。当海洋生态系的动态平衡遭受某种破坏时,海洋微生物以其敏感的适应能力和极快的繁殖速度,迅速形成异常微生物区系,积极参与氧化、还原活动,调整和促进新动态平衡的形成和发展。

2  在海洋氮循环中的作用:海洋氮循环的基本途径与陆地相仿,至今尚未从海洋中直接分离得到根瘤菌,但通过定量PCR方法发现地中海腐殖泥中有大量放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)。固氮菌可以从海洋中分离到,硝化细菌多集中分布于海洋沉积物中。在海水中,硝酸盐的含量随着靠近海底沉积物的距离而逐渐增加,因此硝化作用在大陆架和近岸海域较为明显,海洋中的硝酸盐主要是通过这一途径产生。反硝化作用在有机物来源丰富、溶解氧浓度低的内湾和河口海域较为强烈,反硝化细菌在一定条件下影响海洋中可利用状态的氮。

3  在海洋硫循环中的作用:某些异养细菌分解含硫蛋白类物质时产生硫化氢;在有机物丰富的浅海嫌气水域,硫酸盐还原细菌还原硫酸盐时,也产生大量硫化氢,污染大片海湾与滩涂。这些硫化氢可由各种硫细菌逐步氧化,最终形成硫酸盐。

4  在海洋磷循环中的作用:细菌分解海洋动植物残体,并释放出可供植物利用的无机态磷酸盐。磷也是海洋微生物繁殖和分解有机物过程所必需的因子。

5  在海洋食物链中的作用:海洋微生物多数是分解者,有一部分是生产者,因而具有双重性,参与海洋物质分解和转化的全过程。在嫌气条件下,有机物质分解的最终产物是甲烷和硫化氢等;在多氧条件下,有机物质的分解是不完全的。在海洋中,分解有机物的代表性菌群是随着被作用有机物的类别而不同的:分解有机含氮化合物者,分别有液化明胶、消化鱼蛋白、蛋白胨多肽、氨基酸、含硫蛋白以及分解尿素等细菌;分解碳水化合物者,分别有分解各种糖类、淀粉、纤维素、琼胶、褐藻酸以及甲壳素等细菌。另有降解烃类化合物以及利用芳香化合物(如酚等)的细菌。海洋微生物分解有机物质的终极产物,如氨、硝酸盐、磷酸盐以及二氧化碳等,都直接或间接地为海洋植物提供营养。

5. 海洋沉积环境

(一)浅海环境

浅海位于大陆架之上,是低潮线以下至200m水深的海区。在此范围内的沉积称为浅海沉积,又称大陆架沉积。

各地浅海带的宽度不等,从几千米至上千千米,位于被动大陆边缘者宽,如北冰洋的欧亚沿岸、北美的白令海等,浅海带宽达千余千米。位于活动大陆边缘者窄,如太平洋东岸的中南美洲浅海带极窄,甚至缺失。我国东部诸海浅海岸宽度由100km至500km不等。

浅海带阳光充足,海水温暖,常有海流作用,波浪有时可波及海底,因此水体较动荡,具有良好的通气条件及稳定的盐度,加之离陆地较近,接纳着由陆地带来的大量物质,富含营养,故海洋生物极为丰富,90%以上的海洋生物在浅海中大量繁殖。浅海是海洋生物的乐园。

(二)浅海的沉积特征

浅海区是海洋沉积作用最主要的沉积场所,它接纳由陆地带来的大量碎屑和溶解物质,常形成巨厚的各类型沉积物,绝大多数沉积岩属于浅海沉积形成的。按其沉积方式分为机械沉积、化学沉积和生物沉积三种类型。

1.浅海机械沉积特征

浅海机械沉积的碎屑物质主要来源于陆地,部分来自海蚀作用产物;沉积物颗粒比滨海为细,砾石极少见。由近岸到浅海深处,沉积物由粗到细:粗砂—中砂—细砂—粉砂(粉砂质粘土);沉积物具有极好的水平层理,常含有较完整的动物遗体、贝壳等。

2.浅海化学沉积特征

浅海化学沉积物是来自海水溶蚀和河流、地下水从陆地上溶运来的溶解物质和胶体物质,化学成分主要有:NaCl、KCl、MgCl2、CaSO4、MgSO4、CaCO3、MgCO3、FeCO3、Al2O3、MnO2及SiO2等。这些物质按一定的顺序和分异作用在不同的环境下沉积下来,形成化学沉积物。

图8-9 海洋化学沉积和分异作用

浅海常见的化学沉积物,按其溶解度由小到大,顺序是:Fe→Al→Mn→SiO2→P2O5→CaCO3→NaCl→MnO2,前几种是胶体,后几种为真溶液。呈胶体状态的铁、铝、锰以氧化物或氢氧化物首先沉积下来(图8-9),有的可形成鲕状、豆状和肾状结构。我国华北诸省就有这种类型的铝土矿和赤铁矿,工业价值很大。接着是低价铁的硅酸盐和铁的碳酸盐沉积,形成海绿石与菱铁矿。然后是碳酸盐类沉积,形成分布广泛的石灰岩和白云岩。溶解度最大的碱金属硫酸盐和卤盐,只有在潟湖中才能沉积。

3.浅海生物沉积特征

浅海生物大量死亡后,其骨骼或外壳在原地或被波浪等搬运到适当环境沉积下来,形成由生物遗骸组成的沉积物,经成岩作用形成生物沉积岩。如贝壳灰岩、珊瑚礁灰岩、有孔虫灰岩及硅藻岩等。

珊瑚是浅海固着底栖生物,珊瑚礁是由群体生活的珊瑚动物形成的。群体珊瑚的生活条件要求较高。一般在水深<50m、氧和阳光充足、水温在20℃左右、水质清洁不含泥砂、含盐度正常的环境中生活。其躯体呈树枝状,由许多CaCO3小管构成,珊瑚虫就生活于管中。珊瑚不断繁殖、长大,形成巨大的珊瑚礁,构成海中岛屿,如我国的南沙、西沙群岛等。

浅海中有大量的生物,特别是微生物。它们死亡后埋藏在泥沙中,在缺氧的环境下,受到一定的温度、压力和细菌的分解作用,有机质就转化成石油、天然气。我国大陆架海域辽阔,蕴藏着丰富的石油和天然气资源。

6. 海洋生物沉积主要发生在什么带

海底沉积物的总称 。沉积包含物理、化学和生物等过程,且往往都是综合进行的。

①物质来源。包括陆地岩石风化剥蚀而成的砾石、砂、粉砂和粘土等,海水中由生物作用和化学作用生成的固体物质如生物遗体、海绿石、磷酸盐、二氧化锰以及粘土等,火山碎屑、溢出地幔的物质、宇宙尘等。

②陆源物质的搬运。主要靠径流,其次靠浮冰和风力带入海洋,主要沉积于河口和大陆架;浮冰搬运物沉积于高纬度海域。

③沉积。比重大于海水的悬浮物质或颗粒的状态和沉降的速度,主要受潮流、密度流、风海流和风浪等作用所控制,在不同海区的沉积速率不同:大型三角洲和河口区最高可达50000厘米/千年左右 ;在大陆坡和大陆隆最高可达100厘米/千年;深海区一般只有0.1~10厘米/千年,因而深海洋底沉积物的厚度平均不过0.5千米。

沉积于海底的物质。包括陆源物质(来源于陆地,为流水、风、冰川及海岸带的剥蚀产物)、生物物质(海洋生物骨骼和遗壳)、宇宙物质(宇宙尘埃)、火山物质(火山灰、火山泥与火山岩的碎屑)、化学物质(经复杂的物理化学作用后沉淀的物质,如碳酸盐、鲕状或细粒石灰质软泥)等。由于所处的环境不同,其粒度、矿物成分、生物和化学组成各不相同。

7. 海洋沉积物主要来源于什么

地球在漫长的地质历史变化中,海洋沉积作用受到各种因素影响。总的来说,海洋沉积作用主要.受到气候、沉积大地构造、海平面升降、沉积物供给、生物活动、化学作用、火山活动等的影响。

影响海底沉积主要原因有以下主要因素产生。

1.深度。深度不同,海水物理性质、化学成分(盐与二氧化碳)、生物状况就不同,沉积物性质和分布必然受到影响。比如二氧化钙在碱性溶液中沉淀,在酸性溶液中溶解;二氧化碳含量影响着海水的酸硷度并控制着二氧化钙的沉淀。

2.气候。气候温暖时,陆上有较多的铁、锰、铅等金属元素可流入海洋,二氧化钙易沉淀形成石灰岩;生物种类为珊瑚(生长温度20左右)

3.陆地地形及其地质表面活动物质组成。

8. 海洋沉积物的价值

单位均为×10–6g/g,根据海域的不同使用功能和环境保护目标,该标准将海洋沉积物质量分为三类:

第一类适用于海洋渔业水域、海洋自然保护区、珍稀与濒危生物自然保护区、海水养殖区、海水浴场、人体直接接触沉积物的海上运动或娱乐区,与人类食用直接有关的工业用水区;

第二类适用于一般工业用水区、滨海风景旅游区;

第三类适用于海洋港口水域、特殊用途的海洋开发作业区。

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