1. 海洋沉積層

沉積特征多取決于物質(zhì)來源和動(dòng)力環(huán)境。通常分為：

①海灘沉積，在高潮線以上沿海分布的大片砂體,，常與海岸平行呈帶狀分布,。由擊岸浪形成，以砂,、礫石和生物介殼為主，并含有重礦物；

②潮間帶沉積,，以潮汐作用為主。在砂質(zhì)海岸,，沉積物主要由砂,、礫石組成；在淤泥質(zhì)海岸,，多由淤泥和粉砂質(zhì)淤泥組成,；在熱帶及副熱帶海區(qū)及某些島嶼上，為軟體動(dòng)物的介殼,、珊瑚碎屑,、有孔蟲等殼體組成的鈣質(zhì)沉積物；

③瀉湖沉積,，由沙壩阻擋,，位于濱岸壩之內(nèi)伸展的水體，通過潮流與外海聯(lián)系,，以潮汐與河流的沉積作用為主,。在溫濕地區(qū)以陸源碎屑為主；在氣候干旱地區(qū)以沙為主,；在熱帶潮濕地區(qū),，以鈣質(zhì)沉積物占優(yōu)勢(shì)；

④三角洲沉積,，為河流在濱岸地帶形成的,、大致呈三角形的堆積體，河流及海流綜合作用的產(chǎn)物。沉積物以粉砂和泥或砂與粉砂為主,，通?？拷涌谔幒沉枯^大，遠(yuǎn)離河口處以粘土為主,，沉積物水平層理發(fā)育,。濱海沉積一般速率大，沉積物粒度比河流的細(xì),，比淺海的粗,，具有良好的分選與磨圓度，沉積物粒度通常自岸向海方向變細(xì),。沉積物構(gòu)造多樣,。

2. 海洋環(huán)境沉積相類型

陸相地層是由陸相環(huán)境下所形成的地層，如河流,、湖泊,、沖積扇等等，巖性上以碎屑巖最為多見（砂巖,、礫巖,、泥巖等）。

一般地層厚度變化較大,，橫向上分布不均勻,；海相地層就是在海洋環(huán)境下沉積的沉積物壓實(shí)成層，包括濱海,，淺海,，深海下的沉積，濱淺海多見碳酸鹽巖沉積,，深海為泥質(zhì)沉積,。地層平面上連續(xù)性非常好，可以追溯很遠(yuǎn),！

3. 海底沉積層

     冷泉跟熱液的形態(tài)類似,，最大的區(qū)別是溫度，冷泉流體溫度3℃到5℃,，和周圍的海水溫度幾乎一致,。

      冷泉和熱液是海底生命極度活躍的特殊生境，通常認(rèn)為化能自養(yǎng)型微生物是熱液和冷泉生態(tài)系統(tǒng)的主要初級(jí)生產(chǎn)者,，可以高效的利用熱液和冷泉流體中的化學(xué)能,。熱液生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)者嗜熱細(xì)菌和古細(xì)菌，其初級(jí)能量來源于地球深部上升噴出流體提供的化學(xué)能,，它們氧化熱液中硫化物(如H2S,FeS)和甲烷獲得能量,還原二氧化碳制造有機(jī)物,，而不依賴光合作用,。

        深海熱液又稱為“黑煙囪”，主要是海底深處噴出的高溫流體遇到海水時(shí)混合形成的“黑煙”,，這些黑煙富含硫化物顆粒,，流體成分主要是甲烷、二氧化碳和硫化氫,，溫度可以高達(dá)400攝氏度,。冷泉跟熱液的形態(tài)類似，最大的區(qū)別是溫度,，冷泉流體溫度3℃到5℃,，和周圍的海水溫度幾乎一致。

     在幾千米的深海中,，沒有陽(yáng)光，但卻存在生命,。深海中的熱液和冷泉,，孕育了極端的生命現(xiàn)象，顛覆了“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”的基本理論,。

      近幾十年來,，隨著各種海洋勘探工具的快速發(fā)展，人類對(duì)海洋的認(rèn)識(shí)也迅速?gòu)亩S進(jìn)展到三維,、四維,，獲取了不同深度、時(shí)間上不同類型的大量數(shù)據(jù)資料,，逐步揭開了其神秘面紗,，海洋也在不斷地驚艷著我們。從變幻多彩的海平面,、到美麗繁華的熱帶淺海生物,，再到漆黑荒涼的深海海底，又到奇形怪狀的深淵生物,，我們的海洋觀不斷地被刷新,。今天，就給大家介紹下深海里的兩種神秘的特殊環(huán)境——熱泉和冷泉,。

       海底熱泉（又稱海底熱液）系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)是以1948年瑞典科學(xué)家利用“信天翁號(hào)”(Albatross)考察船在紅海發(fā)現(xiàn)高溫高鹽溶液為標(biāo)志,。1963-1965年國(guó)際印度洋調(diào)查期間，在紅海的軸部及中央盆地中識(shí)別出層化的高溫高鹽溶液,，發(fā)現(xiàn)了熱液多金屬軟泥,從而揭開了海底熱液活動(dòng)研究的序幕,。在隨后的調(diào)研中，在大洋中脊多處發(fā)現(xiàn)了黑煙囪,、塊狀硫化物及噴口生物,，海底熱液活動(dòng)也成了科學(xué)家了解地球深部構(gòu)造及地球生命起源的一個(gè)重要窗口,。

      海底熱液活動(dòng)在離散板塊邊界和匯聚板塊邊界均可出現(xiàn)，但都集中在拉張性構(gòu)造帶上,，主要分布于洋中脊,、弧后擴(kuò)張中心等。其形成的機(jī)理是：海水沿裂谷張性斷裂或裂隙滲入洋殼內(nèi)部,，受熾熱的熔巖影響后與基底玄武巖發(fā)生反應(yīng),，形成酸性、還原且富硫化物與成礦金屬的熱液,，溫度高達(dá)350～400℃,。反應(yīng)程度隨溫度和壓力的增加而增加，直到巖石變得難以滲透,，含礦熱液就上升回到海底,。當(dāng)它們從噴口涌出時(shí)與冷海水相遇，導(dǎo)致黃鐵礦,、黃銅礦,、纖鋅礦、閃鋅礦等硫化物及鈣,、鎂硫酸鹽的快速沉淀,，最后不斷堆積成一種煙囪狀的地貌。煙囪高低粗細(xì)各不相同,，高的可以達(dá)到一百多米,，矮的也有幾米到幾十米。因溫度和組分差異,，形成白煙囪或黑煙囪：當(dāng)熱液溫度為100～350℃時(shí),，形成主要由硫酸鹽礦物(硬石膏、重晶石),、二氧化硅和白鐵礦組成的白煙囪,。當(dāng)溫度≥350℃時(shí)，形成由暗色硫化物如磁黃鐵礦,、閃鋅礦和黃銅礦等堆積而成的黑煙囪,。

       熱液生態(tài)系統(tǒng)與陸地-淺海光合作用為基礎(chǔ)的生命體系有根本區(qū)別，它們形成以嗜熱硫還原細(xì)菌為基礎(chǔ)生產(chǎn)力的食物鏈,，構(gòu)成一個(gè)自養(yǎng)自給的共生系統(tǒng),，目前認(rèn)為海底熱液是其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的初始來源。這一環(huán)境內(nèi)的生物組成主要有細(xì)菌,、雙殼類,、鎧甲蝦，與細(xì)菌共生的巨型管棲動(dòng)物,、管水母,、腹足類和一些魚類,，這在壓力巨大、一片漆黑的海底形成了一片繁華的生命奇景,。這一群落隨著“熱液”的長(zhǎng)消而出沒,，當(dāng)“熱液”停止噴發(fā)，這一群落也隨著消失,。當(dāng)新的“熱液”產(chǎn)生時(shí),，又能形成新的群落。

     多金屬硫化物礦床是熱液活動(dòng)的產(chǎn)物,，富含Cu,、Zn、Fe,、Mn,、Pb、Ba,、Ag,、Au、Co,、Mo等金屬和稀有金屬，賦存于2000～3000米水深的海底,，是繼大洋錳結(jié)核和結(jié)殼之后發(fā)現(xiàn)的又一具有巨大開發(fā)遠(yuǎn)景的海底礦產(chǎn)資源,。它和深海熱液噴口生物、大洋多金屬結(jié)核,、富鉆結(jié)殼,、天然氣水合物等新型資源一起被譽(yù)為21世紀(jì)人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略接替資源，具有很好的科研與商業(yè)應(yīng)用前景,。

     海底冷泉從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)近40年,，是繼海底熱液之后的又一重大發(fā)現(xiàn)，二者都反映了海底的極端環(huán)境,。來自海底沉積界面之下的以水,、碳?xì)浠衔?（天然氣和石油）、硫化氫,、細(xì)粒沉積物為主要成分的流體以噴涌或滲漏方式從海底溢出,，并產(chǎn)生系列的物理、化學(xué)及生物作用,，這種作用及其產(chǎn)物稱為冷泉,。既然海底熱泉是熱的，那么冷泉也是冷的嘍,？其實(shí),，海底冷泉的溫度與周圍海水溫度相近,，約2～4℃。冷泉常呈線性群產(chǎn)出,，主要集中在斷層和裂隙較發(fā)育地區(qū),，經(jīng)常伴隨著大量自生碳酸鹽巖、生物群落,、泥火山,、麻坑、泥底辟等較為宏觀的地質(zhì)現(xiàn)象,。

導(dǎo)致冷泉形成的因素主要包括：

①海底沉積物埋藏或者沉積物滑動(dòng),、運(yùn)移及重新沉積；

②全球氣候變冷或變暖引起海平面的升降,，從而使海底壓力和溫度變化,；

③構(gòu)造抬升或海平面下降使壓力降低；

④與地震有關(guān)的壓力快速變化,、火山噴發(fā),、地溫梯度升降；

⑤海底底層水變暖或溫鹽環(huán)流變化,，冬季變冷和夏季升溫引起的海底環(huán)境變化?

      冷泉的流體可能來自于下部地層中長(zhǎng)期存在的油氣系統(tǒng),，也可能是海底天然氣水合物分解釋放的烴類（CH4等）。因此,，當(dāng)上述因素出現(xiàn)時(shí),，流體會(huì)沿著泥火山?構(gòu)造面或沉積物裂隙向上運(yùn)移和排放，便會(huì)形成甲烷冷泉?根據(jù)冷泉流體溢出速度的不同,，將其分為快速冷泉和慢速冷泉,。快速冷泉常產(chǎn)自泥火山,，流體為富甲烷的流體攜帶大量細(xì)粒沉積物,；慢速冷泉流體富油或氣，在空間上快速和慢速冷泉常過渡伴生,。冷泉流體的流量在時(shí)間和空間上也是不斷變化的,，控制因素主要有潮汐作用、構(gòu)造作用,、孔隙流體與海水的濃度差產(chǎn)生的對(duì)流,、生物泵作用（海底生物活動(dòng)改造流體的流動(dòng)方式）等。

     冷泉生物系統(tǒng)是指示海底冷泉非常直接的標(biāo)志,。甲烷氧化菌和硫酸鹽還原菌參與到冷泉流體中的甲烷與硫酸根離子的缺氧甲烷氧化反應(yīng)中,，為化能自養(yǎng)生物提供了碳源和能量，成為冷泉生態(tài)系的初級(jí)生產(chǎn)者,。在其基礎(chǔ)上又發(fā)育著菌席和深海雙殼類（貽貝類和蛤類）及蠕蟲（管狀群蠕蟲和冰蠕蟲）多毛類動(dòng)物以及海星,、海膽,、海蝦等一級(jí)消費(fèi)者，其中管狀蠕蟲只出現(xiàn)在冷泉流速較低的環(huán)境,。二級(jí)消費(fèi)者有魚,、螃蟹、扁形蟲,、冷水珊瑚等,。所以冷泉活動(dòng)區(qū)域一般都是海底生命極度活躍的地方，和熱液生態(tài)系統(tǒng)并稱為“深海綠洲”,。

      全球海洋環(huán)境中可能發(fā)育有900多處海底冷泉活動(dòng)區(qū),，每年釋放大量 CO2 和 CH4等烴類氣體到大氣中，而 CH4的溫室效應(yīng)是相同質(zhì)量 CO2的20倍以上,，因此是全球變化的重要影響因子,。我國(guó)近海冷泉區(qū)主要有 7個(gè)，其中南海海域分布6個(gè),，東海沖繩海槽1個(gè),。2015年“海馬”號(hào) ROV 在珠江口盆地西部海域發(fā)現(xiàn)了海底巨型活動(dòng)性“冷泉”，被命名為“海馬冷泉”,。該冷泉淺表層富含天然氣水合物,、自生碳酸鹽巖大量出露、冷泉生物群廣泛發(fā)育,，是非常典型冷泉系統(tǒng),。

      研究冷泉具有重要的科研意義。冷泉是探尋天然氣水合物的重要標(biāo)志之一,；冷泉生態(tài)系統(tǒng)是研究地球深部生物圈的窗口；冷泉溢出的 CH4 和 CO2是可能造成全球氣候變化的重要因素,；同時(shí),，研究全球圈層相互作用和全球變化也是科學(xué)前沿之一。

4. 海洋沉積巖

形成鈣化的巖石類型應(yīng)該是三大類巖石的沉積巖,，巖石中的鈣質(zhì)是在巖石沉積過程中幾類生物體的鈣

在溫暖的淺海環(huán)境沉積物堆積的過程中埋藏了大量的海洋生物遺體并固結(jié)成巖,，再由于地殼的抬升出露地表，經(jīng)流水的溶蝕作用形成喀斯特地貌,，又叫巖溶地貌

5. 海洋沉積相

三角洲基本特征

三角洲是在河流攜帶大量沉積物流入相對(duì)靜止和穩(wěn)定匯水盆地或區(qū)域(如：海洋,、湖盆、半封閉海,、湖等)處所形成的,、不連續(xù)岸線的、突出似三角形砂體,，它供應(yīng)沉積物的速度比由當(dāng)?shù)嘏璧刈饔迷俜峙涞乃俣纫臁?/p>

通常三角洲是由一個(gè)固定供水系統(tǒng),，并且該供水系統(tǒng)最終形成一條主干河流,，將沉積物供應(yīng)給岸線(海岸或湖岸)的局部地區(qū)入水體沉積造成突出幾何形態(tài)的三角洲體，它不斷向?；蚝胺e推進(jìn),。三角洲是在河流作用與海洋作用共同影響和相互作用下所形成的沉積物堆積體系，這個(gè)體系可以從陸上一直延續(xù)到水下,，所以它們屬于大陸與海洋之間的過渡型沉積體,。

三角洲平原的主要微相特征如下：

（1）分流河道或廢棄分流河道

分流河道是三角洲平原的主要微相，形成三角洲的大量泥砂都是通過分流河道攜帶而來的,。分流河道具有一般河道的特征,，為單向水流，有周期性的水位變化,，它可以是曲流河,、辮狀河、網(wǎng)狀河或順直河,，上三角洲平原以辮狀河為主,，下三角洲平原以曲流河為主。其沉積物以砂質(zhì)為主,，每條分流河道的沉積都為周期性水位變化的單向水流所形成的向上

變細(xì)的正韻律層序,，但比中、上游的河流沉積要細(xì),，且分選更好,，底部多以中－細(xì)砂為主，向上逐漸變?yōu)榉凵盎蚰噘|(zhì)粉砂及粉砂質(zhì)泥,，最上部為含有大量植物根系的粉砂和粘土層,。其底界常具有沖刷面，砂層中有槽狀,、板狀或波狀交錯(cuò)層理,，向上規(guī)模變小。

在三角洲發(fā)育過程中,，分流河道可發(fā)生廢棄作用,，產(chǎn)生廢棄分流河道，這一過程是非常復(fù)雜的,，主要是由于某些突變因素造成,，如自然物質(zhì)的阻塞、坡度的變緩,、或河道流量的變化等,。一般情況下，廢棄河道的下部層序?yàn)檎：拥莱练e，上部覆蓋細(xì)粒物質(zhì),，多為突變或快速漸變接觸,。隨著時(shí)間推移和不斷沉降，最后整個(gè)河道為細(xì)粒,、分選差的含生物碎屑,、碳屑和含水量極高的粘土充填。MacMillan(1974)將分流河道的充填分為活動(dòng)河道,、部分廢棄河道及廢棄河道三種充填類型,。

（2）分流間灣

分流間灣為分流河道之間的沉積，前端常與?；蚝嘞噙B通,。其巖性主要為泥巖,、粉砂質(zhì)泥,、泥質(zhì)粉砂巖，也可有細(xì)－粉砂巖透鏡狀砂體存在,。當(dāng)三角洲向海推進(jìn)時(shí),，它們最終多被決口扇,、次三角洲或泛濫洪水帶來的沉積物充填。分流間灣泥巖在層序上往往向下漸變?yōu)榍叭侵拗弈鄮r,，向上漸變?yōu)楦缓袡C(jī)質(zhì)的沼澤沉積,。沉積構(gòu)造以水平層理、透鏡狀及波狀層理為主,，生物擾動(dòng)作用強(qiáng)烈,，偶見海相化石。

（3）天然堤

三角洲分流河道兩側(cè)的天然堤與正常河流的天然堤相似,，只是它們靠近?；蚝Ｌ烊坏涛挥诜至骱拥纼蓚?cè),，向河道方向變陡,，向外側(cè)變緩。天然堤在上三角洲平原發(fā)育較好,，向下游方向其高度減小，寬度增大,。其粒度比分流河道與決口扇細(xì),，以粉砂和粉砂質(zhì)泥巖為主，水平層理和波狀交錯(cuò)層理發(fā)育,，也常見水流波痕,、植屑、植莖、植根及潛穴等,，生物擾動(dòng)構(gòu)造也很發(fā)育,，有時(shí)可見雨痕和干裂等構(gòu)造。由于洪水期與平水期的交替,，天然堤的層序呈現(xiàn)出粉砂與粉砂質(zhì)泥巖互層的特點(diǎn),。

（4）決口扇

由于河道彎曲度的加大、構(gòu)造活動(dòng),、洪水作用的影響使分流河道中的河水沖破天然堤,，注入分流間灣地帶，其沉積物堆積成扇狀,，形成決口扇,，也叫次三角洲。這種決口扇與正常河流的決口扇沉積特征相似,，它們?cè)跈M向上和縱向上疊合形成三角洲復(fù)合體,，典型的如現(xiàn)代密西西比河三角洲分流間灣的決口扇。

（5）沼澤和泥沼

沼澤沉積在三角平原上分布最廣,，通常占三角洲平原面積的90%以上,，但其中砂體不發(fā)育，多為暗色泥巖,、泥炭或褐煤沉積,，可夾洪水?dāng)y帶的粉砂巖。常見的沉積構(gòu)造有塊狀層理,、水平層理,、生物擾動(dòng)，有時(shí)可見潛穴,。常含有植屑,、炭屑、植根,、介形蟲,、復(fù)足類及菱鐵礦等。

泥沼與沼澤相似,，兩者的主要區(qū)別是前者長(zhǎng)有大樹及灌木等高等植物,，大面積的泥沼沉積常發(fā)育于沼澤后面的上三角洲平原地區(qū)。

6. 海洋沉積環(huán)境

沉積作用是被運(yùn)動(dòng)介質(zhì)搬運(yùn)的物質(zhì)到達(dá)適宜的場(chǎng)所后,，由于條件發(fā)生改變而發(fā)生沉淀,、堆積的過程。經(jīng)過沉積作用形成的松散物質(zhì)叫沉積物,。

陸地和海洋是地球表面最大的沉積單元,，前者包括河流,、湖泊、冰川等沉積環(huán)境,，后者可分為濱海,、淺海、半深海和深海等環(huán)境,。盡管沉積場(chǎng)所十分復(fù)雜,，但沉積方式基本可以分為3種類型，即機(jī)械沉積,、化學(xué)沉積和生物沉積,。

機(jī)械沉積作用是指被搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)，因?yàn)榻橘|(zhì)物理?xiàng)l件的改變,，而發(fā)生堆積的過程,。

這種介質(zhì)物理?xiàng)l件的改變，包括流速,、風(fēng)速的降低和冰川的消融等,。

水介質(zhì)中以膠體溶液和真溶液形式搬運(yùn)的物質(zhì)，當(dāng)物理,、化學(xué)條件發(fā)生變化時(shí),，產(chǎn)生沉淀的過程稱化學(xué)沉積作用。 與生物生命活動(dòng)及生物遺體緊密相關(guān)的沉積作用稱為生物沉積作用,。

生物的沉積作用可表現(xiàn)為生物遺體直接堆積,；另外還表現(xiàn)為間接的方式，即在生物的生命活動(dòng)過程中或生物遺體的分解過程中,，引起介質(zhì)的物理,、化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，從而使某些物質(zhì)沉淀或沉積,。

7. 海洋沉積物

海底沉積物的總稱 ,。沉積包含物理、化學(xué)和生物等過程,，且往往都是綜合進(jìn)行的,。

①物質(zhì)來源。包括陸地巖石風(fēng)化剝蝕而成的礫石,、砂,、粉砂和粘土等，海水中由生物作用和化學(xué)作用生成的固體物質(zhì)如生物遺體,、海綠石,、磷酸鹽、二氧化錳以及粘土等,，火山碎屑,、溢出地幔的物質(zhì)、宇宙塵等,。

②陸源物質(zhì)的搬運(yùn),。主要靠徑流，其次靠浮冰和風(fēng)力帶入海洋,，主要沉積于河口和大陸架,；浮冰搬運(yùn)物沉積于高緯度海域。

③沉積,。比重大于海水的懸浮物質(zhì)或顆粒的狀態(tài)和沉降的速度,，主要受潮流、密度流,、風(fēng)海流和風(fēng)浪等作用所控制,，在不同海區(qū)的沉積速率不同：大型三角洲和河口區(qū)最高可達(dá)50000厘米/千年左右 ；在大陸坡和大陸隆最高可達(dá)100厘米/千年,；深海區(qū)一般只有0.1～10厘米/千年,，因而深海洋底沉積物的厚度平均不過0.5千米。

沉積于海底的物質(zhì),。包括陸源物質(zhì)（來源于陸地,，為流水、風(fēng),、冰川及海岸帶的剝蝕產(chǎn)物）,、生物物質(zhì)（海洋生物骨骼和遺殼）、宇宙物質(zhì)（宇宙塵埃）,、火山物質(zhì)（火山灰,、火山泥與火山巖的碎屑）、化學(xué)物質(zhì)（經(jīng)復(fù)雜的物理化學(xué)作用后沉淀的物質(zhì),，如碳酸鹽,、鮞狀或細(xì)粒石灰質(zhì)軟泥）等。由于所處的環(huán)境不同,，其粒度,、礦物成分、生物和化學(xué)組成各不相同,。

8. 海洋的主要沉積場(chǎng)所

海洋沉積物的分布受氣候,、距陸地遠(yuǎn)近和深度等的控制，從而呈現(xiàn)出緯度分帶,、環(huán)陸分帶等分帶現(xiàn)象,。海洋沉積物的分帶性是一種具全球規(guī)模的宏觀現(xiàn)象。各種分帶同時(shí)存在,，相互交織在一起,，加以存在有濁流,、上升流以及火山活動(dòng)等區(qū)域性現(xiàn)象，致使海洋沉積物呈現(xiàn)出十分復(fù)雜的分布格局,。

　　

　　環(huán)陸分帶 在陸緣淺海,，以陸源碎屑沉積為主；在半深海海域,，既有陸源物質(zhì),，也有生物和化學(xué)作用形成的沉積；至深海區(qū),，則主要是生物和化學(xué)作用形成的深海沉積,。自陸緣向遠(yuǎn)洋方向，沉積速率和沉積厚度明顯降低,；沉積物從偏灰綠色逐漸過渡為紅褐色,。