2016-06-20 18:23:35

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地质学
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编辑分类

生物沉积(biogenic deposit)是指由生物活动结果形成的沉积物。它包括由生物遗体或遗物(如粪便)直接形成的沉积物,如硅藻土、贝壳层、鸟粪层、泥炭、煤等;也包括与生物生命活动有密切关系的各种沉积物,如磷块岩,某些石灰岩、石油等。生物沉积物多形成于海洋中,部分形成于湖沼中。

基本信息

  • 中文名

    生物沉积

  • 外文名

    biogenic deposit

  • 具    有

    坚硬的介壳

  • 硅藻土、贝壳层、鸟粪层、

目录

折叠 编辑本段 简介

海洋沉积生物海洋沉积生物,体形较小、具有坚硬的介壳或骨骼并构成海洋生源沉积的海洋生物。海洋沉积生物是一个包括多个门类的海洋生态类群的统称,其主要成员为原生动物的有孔虫、放射虫、鞭毛虫。软体动物的翼足类、异足类;节肢动物的介形虫;以及苔藓虫、颗石类、硅藻类。它们中有的终生营浮游生活,也有的营底栖生活。浮游种类大部分是远洋性的,种类虽少,但数量巨大,是构成世界各大洋钙质软泥和硅质软泥的主要生源成分;营底栖生活的种类繁多,自滨岸泻湖至深海盆均有分布,主要集中于大陆架区,但对构成所起的作用,则远逊于浮游类群。

折叠 编辑本段 简史

折叠 萌芽阶段

大致可分为 3个阶段: ①萌芽阶段。早在公元前 5世纪,希腊哲学家希罗多德就注意到用以筑成金字塔的岩石,主要由货币虫(Nummulites)组成。到了18世纪中叶,林奈记述了15种有孔虫。19世纪上半叶,学者们确定有孔虫为原生动物,作了系统分类,首次描述了放射虫,随后发表了一些著作。19世纪下半叶,科学家们建立了现代介形虫的分类系统,发表了研究有孔虫、放射虫等一系列报告。为海洋沉积生物的形态分类描述奠定了基础。

折叠 应用阶段

自20世纪20年代至第二次世界大战,石油勘探事业的需要促进了有孔虫、介形虫以及其他沉积生物(如硅藻)研究的迅速发展。在形态描述、分类、亲缘关系等方面的研究更加深入,进一步建立和完善各类沉积生物的分类系统,并应用于石油地质工作上。

折叠 综合阶段

50年代下半叶以来,随着对世界各大洋大规模调查工作的进行,沉积生物研究发展很快,尤其是的实施,使海洋沉积生物研究与现代海洋学、生态学、生物地层学、和古气候学等学科紧密结合;电镜的使用,扩大了对沉积生物超微结构的认识。因此,海洋沉积生物研究有了新的发展。

折叠 编辑本段 种类

折叠 硅质沉积生物

构成硅质软泥的有机体。主要有硅藻和放射虫,还有硅鞭毛虫类。在北纬 40以北的北太平洋亚寒带,水深4000~7000米的洋底,和大约在南纬50~60之间的南亚寒带、水深约4000米的洋底,都覆盖着硅质软泥。其中南亚寒带海域沉积物所含的硅藻壳量比北太平洋高。三大洋硅藻软泥的覆盖面积约为3100万平方公里;放射虫软泥的覆盖面积约为 700万平方公里,主要分布在太平洋和印度洋赤道海域水深超过4000~5000米的海盆。

1.硅藻

硅藻 (Bacillariophyceae)。具硅质藻壳的单细胞藻类,容易保存。现代硅藻和古硅藻共约有 600属、2万种,其中现代种约占1/4。硅藻壳大小差异很大,从几微米至近2毫米,大多数在10~100微米。依藻壳的形状可分为辐射硅藻和羽纹硅藻两大类。辐射硅藻的纹饰呈辐射对称形,绝大多数为浮游种;羽纹硅藻的纹饰沿中线两侧对称,多数为底栖种。在深海沉积中的硅藻壳,最主要的是圆筛藻(Coscinodiscus)[圆筛藻])、弯角藻(Eucampia)和根管藻 (Rhizosolenia)暖水性硅藻壳体大而薄,冷水性硅藻壳体则小而厚。硅藻的数量在赤道区远少于寒带、亚寒带。在世界许多白垩纪和第三纪油田地层中,常发现丰富的硅藻化石群。

2.放射虫

放射虫(Radiolaria)。属于原生动物的辐足虫纲(Actinopoda),包括等幅骨虫(Acantharia)、泡沫虫(Spumellaria)、 罩笼虫(Nassellaria)、 稀孔虫(Phaeodaria=Tripylea) 和分类地位尚未十分确定的棒矛虫(Sticholonche)等类。等幅骨虫骨骼的成分为硫酸锶,稀孔虫骨骼为硅和有机质的混合物,两者的遗骸在深水中均易于溶解;泡沫虫和罩笼虫骨骼成分为二氧化硅蛋白石,可保存在大洋沉积物中。已记录的放射虫现代种及化石种达7180种。从大洋表层至几千米深水层均有分布,分广深性种和狭深性种;其种类和数量在热带和大洋环流区最为集中,尤以水深25米到数百米的水层数量最多,可达820万个/米。表层种骨骼壳棘刺多、饰物繁杂;深层种棘刺和饰物都较简单,骨骼壳较坚实[ 放射虫])。放射虫是海流、水团和水层深度的良好指示生物。60年代末以来,新生代放射虫地层学研究有了新的发展。在热带大洋区从古新世至更新世可划分出若干放射虫带。

3.硅鞭毛虫类

硅鞭毛虫类(Silicoflagellata)是微小的(20~100微米)单细胞生物,前端有一活动鞭毛,由圆盘形或半圆形的空心硅质骨架承载整个细胞质团,含有金褐色素体,能进行光合作用,但其线状伪足亦可摄食,是自养性兼异养性的混养性生物。主要生活于大洋 0~300米水层,分布广,在高纬度大洋中数量较多。现代有58种。暖水性的网络硅鞭毛虫(Dictycha)与冷水性的光端硅鞭毛虫(Distephanus)的比率,可用以研究古气候的变化。

折叠 钙质沉积生物

1.有孔虫

有孔虫 (Foraminifera) 属于原生动物的粒网虫纲(Granuloreticulosa), 除少数网足虫亚目(Allogromiida)的成员为淡水种外,其余全部生活于海洋。有浮游和底栖两大生态类群,种类繁多,已记录的约34000种。其中现代种约4600种,主要是底栖种,浮游的约40种。底栖有孔虫自滨岸潮间带至深海盆均有分布,以中、外陆架区的种类和数量最多。它们在陆架碳酸盐沉积的组成上,有时可占一定份量;但在深海沉积物的组成上,则不及 1%。随着深度的变化,底栖有孔虫的种类和数量有明显的差异,能指示不同的深度,成为很好的海深指示生物。 浮游有孔虫均是大洋性种类,它们的分布受大洋环境和水团的制约,其中在低纬度海域种类和数量最多浮游有孔虫软泥分布在北纬45与南纬45之间的洋底,浮游有孔虫占这类软泥组成的30%以上,平均分布深度约3600米。浮游有孔虫的动物地理区系与太平洋、大西洋各大水团的分布范围颇为一致,两大洋的区系基本相对应,只在区系的种类组成上略有差异,如现在仍分布于印度-太平洋热带区的紧格方球虫(G loboquadrina con-lomerata)和六萃方球虫(G.hexaona),在最近一次冰期从大西洋消失了。浮游有孔虫能指示海流的方向和位置,是很好的海流指示生物,有的学者曾用以判别阿根廷沿岸流、巴西暖流与马尔文寒流的大致界限,以及南大西洋亚热带水与亚寒带水辐聚区的地理位置。根据浮游有孔虫壳体的旋向、壳壁孔的大小和密度等形态特征,可阐明海洋古气候的变化。有孔虫有孔虫

2.翼足类和异足类

细小的浮游软体动物,属腹足纲(Gastropoda)。翼足类是后鳃亚纲 (Opisthobranchia)的一个目,包括真壳类(Euthecosomata)和假壳类(Pseudothecosomata)等,真壳类的壳体为文石质,能保存为化石。异足类则属前鳃亚纲(Prosobranchia)。现代真壳翼足类约有38种,现代异足类约有32种,大多数为暖水种,主要分布于热带和亚热带。冷水种和深水种很少,螺(Limacina helicina)是典型的两极种。后弯螺 (Limacina retroversa)是亚寒带种。中国近海共发现翼足类35种和 6个变种,异足类有20种,都是暖水种,分布在南海和东海暖流区(图2[翼足类])。

3.颗石类

颗石类(Coccolithophorida)。 超微单细胞生物,是自养性生物,有一对金褐色色素体和两根活动鞭毛,依靠鞭毛活动。现代颗石类有 150多种,除极少数种生活于淡水或半咸水外,都是大洋性浮游种,主要分布于大洋水体的真光层。在0~50米水层,密度最大,每升可达 5~50万个。它们繁殖迅速、产量甚高,是中的初级生产者。细胞体分泌极其微细的钙质盾板,称为颗石(Coccolith),大小仅1~15微米。这些颗石全部或部分地包裹在细胞表面,形成一个颗石球,平均直径 10~100微米。细胞死后,颗石球在沉降过程中解体成颗石,沉积于海底。颗石的形态多样,有十多种基本类型。颗石非常微小(图3[艾氏石(放大)]),但因其数量浩大,是堆积成大洋底钙质软泥的主要成分。颗石类多数生活于暖水区(南纬40至北纬40),热带和亚热带的种数约比南、北亚寒带多 3倍。20世纪70年代初以来,对颗石类的研究迅速发展,颗石类化石被有成效地运用于新生代地层的划分。

4.介形虫

介形虫 (Ostracoda)。 属于节肢动物的甲壳纲(Crustacea),其介壳一般呈长卵形、肾状或豆状,大小一般为0.15~2毫米,少数现代浮游种长达 25毫米,多数为具钙质介壳的底栖种。主要分布于近岸、内陆架浅海,少数种生活于深海,在淡水、半咸水也有分布。浮游的种类不多,介壳为几丁质,在一定水深即被溶解,不能保存于大洋沉积中。半深海-深海介形虫动物群,常被认为是世界性深海冷水圈动物群,一般分布于1000~1500米海底,水温在4~6C。介形虫在地层学上可指示深水环境。

5.苔藓虫

苔藓虫 (Bryozoa)。 苔藓虫的虫室多为钙质组成,虫体很微小,群体则结联成片,其骨骼在个别陆架区沉积中占一定比例。如在澳大利亚南岸外海苔藓虫骨骼是钙质砂沉积的主要成分。

折叠 编辑本段 特性

折叠 族群

可分为钙质沉积生物和硅质沉积生物两大类群。构成海底钙质软泥的有机体。主要有浮游有孔虫、翼足类和超微的颗石类,另外还有介形虫和苔藓虫等。如果主要成分为浮游有孔虫壳,则称为抱球虫软泥;如果主要成分为翼足类-异足类壳,则称为翼足类软泥。 颗石类普遍与浮游有孔虫或翼足类-异足类壳共存于远洋沉积物中,而且其数量远远超过前两类壳体。因此,上述两类软泥又分别称为浮游有孔虫-颗石软泥和翼足类-颗石软泥。

折叠 特点

钙质沉积生物绝大部分为暖水性种类。在北纬 45与南纬 45之间的暖水带远洋底部,钙质软泥最厚。估计世界三大洋海盆中浮游有孔虫-颗石软泥覆盖面积达1.2亿平方公里。翼足类-异足类介壳为文石质,一般在水深超过 2000米就溶解了,故三大洋海底翼足类-异足类软泥覆盖面积估计仅有 200万平方公里。主要分布于中大西洋隆脊、地中海、加勒比海、湾流系(北纬 25~35之间)、印度洋西部和东南太平洋。

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