• 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 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
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
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 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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
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
第三节 生源SiO2沉积作用地球化学
二、SiO2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：
一般深海沉积n=1，A蛋<<A他<<s蛋*，→A蛋/R蛋
着重要作用。
第一节 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
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 构成生源沉积的主要生物群及其分布趋向
第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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。
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 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
① 岩芯剖面图
太平洋4km
大西洋5km
第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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 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
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 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
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
=10% 间隙水沉积n=0.5，对不同s蛋*做图（见图7-13）
第三节 生源SiO2沉积作用地球化学
三、间隙水对蛋白质溶解作用
沉积柱中溶解，经间隙水扩散移出。
间隙水饱和时间决定沉积柱饱和深度。
扩散方程：
沉积物-水界面的溶解SiO2通量：
第四节 磷酸盐沉积作用地球化学
• 营养元素
• 表层摄取-碎屑下降-深层分解/海底沉积
– 分非晶质和隐晶质。
一、生物SiO2沉积物的海底分布
– 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。
第三节 生源SiO2沉积作用地球化学
二、SiO2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：
第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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 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
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 生源碳酸盐沉积作用地球化学
形态：磷钙石结核、磷酸盐化生物遗骸、磷酸
盐化粪石。
成分：P和Fe正相关，因为生源沉积和成矿中 共同富集
第四节 磷酸盐沉积作用地球化学
• 间隙水：
– 100m深：SO42-被细菌还原HS-，浓度降低至最
小，NH4+和PO43-被释放，浓度最大、碱度最大
；
– 更深：PO43-快速下降，说明磷酸盐析出，与生
3
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
第三节 生源SiO2沉积作用地球化学
– 硅藻、放射虫等硅质生物硬壳形成 的矿物。
根据CaCO3可查冰期、间冰期波动情况和周期。
第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学
八、CaCO3溶解速率模型值与实测值的比较
模型：双箱式，见p23图2-1。
第二节 生源碳酸盐沉积作用地球化学
八、CaCO3溶解速率模型值与实测值的比较
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：BCaCO =1.5g/cm2· 103a
壳的产量也高。
– 光照的适宜性
第二节 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
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 生源碳酸盐沉积作用地球化学
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。
• 沉积影响因素：强烈上升流
• 缺氧还原环境，SO42-缺氧氧化有机质：
→HS-→黄铁矿、硫铁矿（还原性 指示矿物）
→HP
– 磷酸盐矿物：磷酸钙、磷酸铁、磷酸镁
– 富磷沉积物：
统称：磷钙土（石）、磷灰（块）岩。
组成：磷酸盐矿物+粘土矿物+碎屑矿物。
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。
第一节 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
取决于
– 营养盐：
• 富含营养盐的深层水是否回到表层。
第五节 海底地形概述
自学，因为属于地质学科
第13讲
（第七章 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 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
– 沉积物中的生物群落的物种构成和水体中活体
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 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
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
SiO2胶凝体，
含5-10%的 水分。
第二节 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
气候变动在深海岩芯中CaCO3含量上的反映：
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，
…
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
– 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 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
火山作用，
薄
1
2
CaCO3溶解、
红粘土沉积，
并覆盖早期 碳酸盐沉积 物上。
第二节 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