4.2 海洋化学背景
17
3、CO2和碳酸系统
海水中的CO2和碳酸系不仅控制了海洋中碳酸盐矿物 的溶解和沉淀，而且由于其与水反应生成碳酸(H2CO3)， 进而分解形成H+和HCO3-，也就简接地控制了海洋中的pH 值，影响着电解质的平衡。
对含量一经改变，就会导致各种化学平衡朝着
不同方向进行。这些化学变化可以使物质分解
破坏、迁移或沉淀。通过长期缓慢的物质交换，
造成地质时期各种类型的沉积物及有用矿物的
富集。
4.2 海洋化学背景
6
就海洋系统而言，影响海水化学元素含量
分布，并导致矿物溶解和沉淀的最重要的化学
参数是pH值、Eh值和CO2（碳酸盐系统）。其中 pH值主要影响电解质的溶解/沉淀平衡，Eh值
主要影响变价元素的存在形式，也就决定着变
价元素矿物的溶解与沉淀，海水中溶解CO2决定 了碳酸盐系统的地球化学平衡，不仅决定着生
物（壳体）的沉淀与溶解，也是海洋与大气联
系的纽带。三者密切联系，共同作用
4.2 海洋化学背景
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1、pH值
H2O = H+ + OH-，25ºC平衡常数： Kw=[H+][OH-]=10-14，
常温常压下纯水的[H+]=[OH-] =10-7 mol/L
pH=-logaH+=-log[H+]
常温常压下纯水 pH=7
4.2 海洋化学背景
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1、pH值
海水中的H＋浓度在10-7～10-8 mol／L(克离
子／公升)之间， pH值为7.5～8.2，呈弱碱性。
由于氢离子参与海水中大多数化学反应平衡，
100～200 m深度范围内，由于生物耗氧量以及有机
物的氧化使海水的含氧量降低为最小值（缺氧层）；
底层水体由于受两极下沉水体充氧及温度较低而缺
氧不明显，缺氧层往往位于水体中部。
4.2 海洋化学背景
11
2、Eh值
在海洋的某些特殊深海闭塞静水区，可以出
现无氧带，以致这里的底栖生物完全绝迹。
在地质历史中出现过多次海洋“缺氧事件
1
海洋地质学导论
(第八讲） 主讲
2
本讲作业与思考题
1、海浪、潮汐、洋流对海底的主要作用？
2、浊流发生的机制及其在海底地形地貌及
沉积物分布中的作用？
3、温跃层、密跃层的基本概念及其成因？
4、何谓“沉积滞后效应”？
抓好信息技术与课堂教学整合，提高 教师制作课件，充分利用多媒体进行 语文教学的能力。
继续加强大阅读，课内指导，课 外阅读，提高学生的阅读水平，丰富 学生的语言积累。
确立大语文观，开展丰富多彩的 实践活动。
树立科学的发展观，提高教学质 量。
采取一切可行的方法，提升学生 的语文整 体素养 ，包括 学生的 听、说 、 读、写的 能力， 提高学 生的语 文品位 ， 培养高素质的一代新人。
三、工作内容 1、本学期语文组要加大组织学习 新课程标准和研究新教材的力度，结 合本校存在的问题，有重点的组织专 题性学习。
因此,很多矿物的形成和生物的活动都与氢离子
浓度有关。海水的弱碱性有利于海洋生物利用
CaCO3组成介壳，海水的pH值恰恰在适于方解石 和白云石等矿物形成的pH值范围内（pH＝7.2～
9），因此，海洋成为生命的摇篮。
4.2 海洋化学背景
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1、pH值
海水的pH值主要取决于二氧化碳的平衡。
在温度、压力、盐度—定的情况下，海水的pH 值主要取决于H2CO3离解形成的各种离子浓度， 而海水中H2CO3的浓度取决于CO2，而后者又与大 气中的CO2含量有关。
元素离子的浓度；Eh
值则主要影响变价元
素的存在形式，也就
控制着变价元素化合
物的溶解与沉淀。
4.2 海洋化学背景
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3、CO2和碳酸系统
CO2和碳酸系是地球上最重要的平衡系统之一，它和 氧一样，在生物一大气一水之间进行着复杂的循环，对
大气－海洋界面、海水的化学性质、生物的生存和海洋
沉积物的沉积过程都起着重要作用。地壳岩石中分布广
泛的碳酸盐类沉积，就是在CO2参与下形成的。 一般气体在海水中的溶解量与其在大气中的分压成
正比，但CO2是个例外。CO2与水的反应，大大提高了CO2 在海水中的浓度。海水对CO2的吸收取决与3个过程：一 是海水的静态容量（达到平衡后海水中的CO2含量），二 是大气—海洋之间的CO2交换，三是海水垂直混合速率。
4.2 海洋化学背景
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3、CO2和碳酸系统
海水从大气中吸收CO2的能力很大，而且最初
它所能吸收的CO2是现今的几倍。要准确估计海水
吸收CO2的能力是较为困难的，因为整个体系处于
动态之中。CO2与水生成碳酸，碳酸离解得到碳酸
氢根和碳酸根，这是海水中溶解碳的主要化学形
式。CO2浓度随深度的增加而增加，因为藻类光合 作用消耗CO2而在呼吸中放出氧，另一个原因是 CO2的溶解度随压力增加而增加。
3
海洋地质学
第四章
海洋环境要素
4
第四章 海洋环境要素
4.1 海洋物理学特征 4.2 海洋化学背景 4.3 海洋生物与生物地质作用 4.4 小结
4.2 海洋化学背景
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海水中含有数十种元素，主要以悬浮微粒、
胶体和离子三种形式存在。在海洋中，由于气
候、海流、潮汐、蒸发与降雨等因素，造成了
各地海水在化学成分上的重大差别。元素的相
H2CO3 H+ + HCO3-
CO2(x) + H O 2 (aq) H2CO3
4.2 海洋化学背景
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2、Eh值
在海水中溶解有部分游离氧，其含量控制着海
水的氧化还原性质。反映氧化还原强弱的指标称为
Eh值(单位为伏或毫伏)，又称为氧化还原电位。
海水中的游离氧对于生物活动关系重大。在海
水表层，由于生物光合作用，含氧量最大；在水深
其突出特征是：氧化环境下形成的矿物
中变价元素呈高价态。
4.2 海洋化学背景
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2、Eh值
海水中的pH值和
Eh值是反映海洋环境
最基本也是最重要的
两个指标，二者有着
密切的联系。从某种
角度看，两个指标控
制着地球上整个生命
系统。
4.2 海洋化学背景
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2、Eh值
海水中的 pH值控
制着电解质的溶解平
衡，也就控制着金属
anoxic event” （由于海底缺氧，在沉积物中形成
黑色、富含有机碳、一般无底栖生物扰动，常含
黄铁矿和重金属的海相纹层状沉积层事件）。
4.2 海洋化学背景
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2、Eh值
按Eh值的高低可将海水环境分为氧
化、中性、还原等环境。氧化环境中常
见的自生矿物有氢氧化铁和氧化铁，而
还愿环境下则形成白铁矿和黄铁矿等。