南海表层沉积物生物软泥的初步分析

南海表层沉积物生物软泥的初步分析近年学者对于南海海底表层沉积物的关注越来越多。

目前大体将深海表层沉积物中的主要组分分为深海陆源碎屑沉积、生物源沉积和深海粘土及其他矿物，其中生物源沉积是深海的主要沉积物。

目前对南海生物源沉积的研究主要集中在单独分析某一项沉积物质的分布和来源，但对于生物软泥的分布还未做完整解释。

本文结合前人对南海的钙质和硅质沉积物的研究综合分析南海深海沉积物中的生物软泥的分布特征，含量变化及其物质来源。

从分析结果可以发现，南海生物软泥中的碳酸钙含量由浅水向深水逐渐减少，硅质软泥中的硅藻则具有纬度分带性和环陆分带的特性。

标签：南海表层沉积生物软泥分布特征海洋环境随着陆地资源的逐渐减少，人们将目光逐渐转向神秘的海洋，浩瀚的海洋蕴藏的石油资源占全球石油资源总量的34%，海岸及近岸海底含有锡石、锆石、金红石、独居石、磁铁矿和金刚石等砂矿床，深海表层还分布大量锰结核、锰结壳，数量远大于陆地产量[1]。

为避免不必要的浪费，更加充分的开发海底蕴藏的丰富能源，首先我们必须对深海地形和环境进行深入的探讨和研究，其中最主要的就是深海沉积物的分布。

深水沉积体系中的沉积物输送机制是控制深水区沉积物分布的重要因素[2]。

1区域概况南海是西太平洋最大的边缘海，面积约为350万平方公里，属于半封闭海性质，具备良好的油气成藏条件，具有一定勘探前景，目前在南海的白云凹陷珠江口盆地、莺歌海海域和北部湾发现的大面积油气储藏就是对其最好的佐证。

南海北部大面积陆坡区为重力流沉积和半远海沉积物的发育创造了良好的地质条件[3]。

为了更好地开发，尚需对南海海底的地质条件进行深入分析，尤其是表层沉积物中的组分。

2南海表层生物软泥生物源沉积物是指含量超过30%的生物骨屑沉积物和粘土组成的[5]，广义的生物源沉积包括钙质软泥、硅质软泥、珊瑚碎屑沉积和有机质沉积四个亚类，其中钙质沉积物和硅质沉积物是深海生物源沉积的主体，在世界各大洋总面积中占61.9%[6]。

钙质软泥和硅质软泥是狭义的生物软泥，其主要物源为大洋浮游生物[1]。

2.1 钙质软泥钙质软泥的物源是有孔虫、颗石藻和翼足类等钙质浮游生物，主要成分是CaCO3，碳酸钙是海洋沉积物中最重要的生物源沉积之一。

海底沉积物中的碳酸钙含量既与海水中钙质壳体生物生产力和碳酸钙的溶解作用有关，又受非碳酸钙物质的稀释和自生碳酸钙的集结等因素的控制[7]。

南海是西太平洋最大的半封闭型边缘海，具有独特的周边海洋环境：入海河流较多，拥有水深超过4000m 的深水海盆。

因此详细分析和揭示南海表层沉积物中碳酸钙含量的分布及其影响因素对研究南海第四纪的碳酸钙保存与溶解、沉积物物源变化具有重要的科学意义。

张兰兰等人（2010）通过对南海213个表层沉积物样品中碳酸钙含量的测定，深入探讨了南海碳酸钙含量的近现代沉积特征;综合分析了影响控制碳酸钙含量分布的各种环境因素，并利用现有的资料对南海表层沉积物中碳酸钙含量与其钙质物源量的相关关系进行探讨。

赵建青等人早在1996年就采用气量法即二氧化碳气体体积法来测定沉积物中的碳酸钙含量[8]。

借助这种实验手段张兰兰等人（2010）分析样品的结果显示，南海213个表层沉积物样品中碳酸钙的含量平均值为23.25%;最低值1.49%，其中低于2%的有8个站位，均位于水深大于3500m的深海区;最高的达到99.43% ，高于80%的有4个站位，均位于水深小于1000m的大陆架或大陆坡区[7]。

同南海表层沉积物中钙质超微化石丰度分布以纬度14°N为界，南北存在较大差异一样[9]，南海表层沉积物中碳酸钙含量亦表现出以纬度14°N为界，南北分布趋势存在较大差异，即南海纬度14°N以北的海域表层沉积物中碳酸钙含量由大陆架向陆坡区逐渐增高，然后往深海盆降低，在陆坡处含量最高;而在纬度14°N以南的海域表层沉积物中碳酸钙含量分布相对比较复杂（图1）。

这种南北分布差异被认为可能主要与地形和河流入海径流量有关：南海南部相较于北部有更多的珊瑚岛礁和暗礁分布，为碳酸钙沉积提供了丰富的物质基础;位于南部的湄公河的径流量、输沙量和浊度均远大于北部的珠江[10]，这可能也对碳酸钙的沉积分布有较大的影响。

崔喜江等（2006）分析南海南部22个表层沉积物站位的数据，利用pearson相关性分析确定了钙质超微化石丰度和碳酸钙含量之间的关系，初步认为南海表层沉积物中钙质超微化石对碳酸钙含量具有较高的贡献[11]。

张兰兰等人（2010）通过对213个站点的沉积物中的碳酸钙含量做散点图（图1）认为在南海纬度14°N以北海域碳酸钙含量在3714 m水深的海底表层沉积物中急剧下降，然后随着水深增加而含量基本稳定在较低的数值，由此可以推测14°N以北的南海海域的CCD在水深3700m左右; 14°N以南南海海域的碳酸钙含量在4000m水深的海底表层沉积物中迅速下降，在大于4000m水深的海底均稳定在较低的含量，因此认为，14°N以南CCD深度大约在水深4000m左右。

2.2硅质软泥硅藻软泥和放射虫软泥是目前最为常见的硅质软泥。

硅藻类浮游生物恰是深海硅质软泥的物源，因此有必要搞清楚深海表层沉积物中硅质软泥的分布状况，相当于硅藻的分布特征。

硅藻喜低温，因此在高纬度寒冷海域的硅藻产量比其他海域高些。

此外，硅藻产量的多少还取决于海水中营养盐的含量，所以在一般情况下，冷水区和上升流频发区的硅藻含量相对更加丰富。

海水对硅质介壳的深度溶解效应与钙质介壳不同。

在海水中也存在氧化硅溶跃面和补偿面，因钙质介壳的溶跃面深度小于碳酸盐深度，所以在CCD以下大部分钙质介壳被溶解，这种环境有利于硅质软泥的形成，因此硅质软泥多存在于水深大于CCD的深海区域[1]。

沉积物中硅藻的分布特征是由海洋环境条件综合作用所决定的，因此表层沉积我硅藻的分布特征能有效地反映所处海域的环境特征。

现代沉积硅藻的定量分析为研究古环境演化提供了重要的研究手段[16]。

不同海区的自然地理状况不同，因此控制硅藻分布的主要因素也不尽相同。

水温、盐度、营养盐等水文气候条件会影响硅藻种类的分布，如水温较高海域的南海南部多见Azpeitia crenulatus、Hemidiacus cuneiformis、Nitzschia marine等热带属种和Azpeitia africanus、Asteromphalus imbricatus等赤道属种;而水温相对较低的南海北部硅藻属种则多见亚热带和广温种。

孙美琴等人（2013）根据南海的61个表层沉积物样品中的硅藻成分的分析成果，而绘制出沉积硅藻丰度与水深的关系图（图2）中可知，水深与硅藻丰度之间确实存在着一定的正相关关系，通过结合站位与海底地形的联系认为：南海硅藻丰度变化基本呈现从陆架向陆坡至深海海盆呈现递增的趋势。

3结论如前所述，钙质软泥和硅质软泥都受控于温度、盐度、水动力状况等因素的影响，尤其是钙质软泥中的碳酸钙含量在CCD上下的差异尤其明显。

生物软泥的组分，除了浮游生物之外，主体部分还是粘土，因此只有在粘土供应充分的情况下才能有利于生物软泥的发育。

影响生物软泥形成和分布的因素有很多，各种原因在不同区域所占的比重亦有所差异。

不管是钙质软泥还是硅质软泥，其分布都受水温气候条件、溶解度、沉积速率和水动力等因素的综合作用。

综合资料，本文得出以下结论：（1）深海区因受碳酸盐溶解作用的强烈影响，钙质生物和碳酸盐含量都很低;（2）硅质软泥和碳酸钙软泥共生，不能独立存在。

且在CCD以下，硅质软泥较钙质软泥更易发育;（3）硅藻丰度从浅海向深海逐渐变大;（4）水动力因素对粒径分布影响较大，因此对生物软泥的形成也有较大影响。

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