詳解「深海沉積」：古環境研究的檔案館

大洋鑽探岩芯所記錄的白堊紀/第三紀界線事件

「深海沉積」：古環境研究的檔案館

對古環境、古氣候的研究是以地質時期留下的實物記錄為依據的，而深海沉積物是極理想的信息庫。因為深海與陸地幾乎隔絕，沉積物不易受到干擾破壞，可以保持連續的記錄，而且它沉積速度緩慢，平均每千年僅沉積1毫米，短短1米的樣品就可記錄百萬年的歷史。這些深海沉積中保存了大量的浮游微體生物和超微生物死亡後的遺骸，此外還有風塵沉積、火山灰、冰山載運的碎屑以及宇宙塵等物質，它們隨著環境的變遷都會留下各自的信息指標，就像考古文物那樣記載著地球的蹉跎歲月，成為古環境研究的歷史檔案館。

洋底沉積物類型

深海沉積物的分布

深海沉積物主要有兩類:

一類是以浮游有孔蟲和顆石藻等微體生物和超微生物為主的灰白色軟泥，其碳酸鹽平均含量達65%以上，分布總面積約1.26億平方千米；

另一類是深海褐色粘土，其中所含的生物殘骸以硅質微體生物為主，其碳酸鹽含量約8%，分布總面積約1億平方千米。前者主要分布於各大洋的較淺部位，而後者分布於洋底最深部位。

微體生物化石

微體生物化石

作為古環境研究指標的微體生物化石，雖然極其微小，肉眼難以看清，但是在顯微鏡下，它們有極其複雜而優美的結構，簡直象高檔的工藝品一樣。而它們所蘊含的古環境、古氣候的信息則更具有重大的科學價值。

1

有孔蟲

有孔蟲是一種單細胞動物，以浮游和底棲兩種方式生活。殼體由方解石（CaCO3）組成，在其鈣質殼體的化學組成中所含穩定同位素18O與16O的比值與海水保持平衡，能夠成為海水溫度、鹽度以及全球冰蓋大小和海平面升降幅度變化的環境指標。

生活方式:浮游有孔蟲 底棲有孔蟲

殼體成份:瓷質殼 玻璃殼 膠結殼

殼體形狀:單房室 單列式 雙列式 三列式 螺旋 平旋 繞旋 平凸 盤式

蹼狀 特殊型 長條狀 管狀

生存年代:現代 更新世 中新世 漸新世 始新世 古新世 白堊紀

2

鈣質超微化石

世界上最小的化石——鈣質超微化石，1～35微米大小的碳酸鈣質化石。包括顆石藻類所產生的顆石及與其相似的化石，也包括與顆石化石共生並且大小相近，但形狀不同，歸屬不明的絕滅類別如白堊紀的微錐石類與第三紀的盤星石類等。

當 C. G. 埃倫貝格 1836年發現白堊紀中鈣質超微化石時，以為是無機成因的物體，稱作形石(Morpholithe);直到19世紀60年代發現顆石結合成球狀的顆石球(coccosphaere)並在熱帶大洋中發現現生具顆石球的生物時才最終確定了顆石的生物成因。然而直到1954年，美國M.N.布拉姆萊特與W.R.里德爾提出鈣質超微化石的地層意義後，方才開始受到重視。尤其是60年代後期深海鑽探開始、掃描電子顯微鏡應用於生物學以來，受到地質界，特別是海洋地質界的廣泛注意，已經成為中、新生代海相地層與古海洋學研究的主要材料之一。

中國超微化石的研究於70年代晚期、80年代初期開始於東海與台灣地區，接著又在南海北部和華北地區的晚新生代、新疆地區的第三紀等地層中開展工作，為石油勘探，地層對比與古地理變遷研究提供了重要根據。

3

海相介形蟲

一種體形微小的節肢動動。

4

放射蟲

原生動物門肉足綱中的輻足亞綱放射蟲目原生動物的通稱。因偽足和骨骼大都呈輻射狀而得名。放射蟲種類多，數量大，死亡後沉積海底所形成的軟泥占現代海底面積的2～3%（僅次於有孔蟲）。

生態習性：大洋環境，營漂浮生活

分布：廣泛，遍及所有海域。溫帶地區，尤其是赤道地區最為豐富。

具有結構精緻的硅質骨骼，發育著名的放射蟲軟泥。

地史分布：寒武紀——現代

繁盛期：D、C、J、K、始新世、中新世，現代為極盛。

已知化石放射蟲2000種以上，現生放射蟲6000種以上。

5

硅藻

硅質浮游藻類.

硅藻是一類具有色素體的單細胞植物，常由幾個或很多細胞個體連結成各式各樣的群體。硅藻的形態多種多樣。 硅藻常用一分為二的繁殖方法產生。分裂之後，在原來的殼裡，各產生一個新的下殼。盒面和盒底分別名為上、下殼面。殼面彎伸部分名殼套。上下殼套向中間伸展部分，稱相連帶。

硅藻屬於不等長鞭毛類這一大類群，這一大類群既有自養生物（如金藻、巨藻）又有異養生物（如水霉）。黃棕色葉綠體是不等長鞭毛類的一個特徵，這種葉綠體有四層膜，含有類胡蘿蔔素、墨角藻黃素。硅藻個體通常無鞭毛，但其雄配子具不等長鞭毛，同時與其他類群相比其鞭毛缺乏茸毛。

硅藻在食物鏈中屬於生產者。硅藻的一個主要特點是硅藻細胞外覆硅質（主要是二氧化硅）的細胞壁。硅質細胞壁紋理和形態各異，但多呈對稱排列。這種排列方式可作為分類命名的依據。但是這種對稱並不是完全的對稱，因為硅藻細胞壁的一側比另一側略大一點，這樣才能嵌合在一起。化石遺迹顯示，硅藻最遲起源於早侏羅紀時期。僅中心硅藻類的雄配子具鞭毛，可以遊動。硅藻一直以來是一種重要的環境監測指示物種，常被用於水質研究。分類上歸為一綱，轄下有中心硅藻目及羽紋硅藻目。此外也是近海的優勢類群。

6

溝鞭藻

單細胞的浮游藻類。

溝鞭藻屬甲藻門(Pyrrophyta)，溝鞭藻綱(Dinophyceae)，現為溝鞭藻門（Dinoflagellata） ，為一種原始的真核有機體(Evitt，1985；Fensome，Riding & Taylor,1996)。 單細胞為主，浮游，個體微小，一般為20-250μm。溝鞭藻是構成現代海洋中食物鏈的重要基礎部分(有人稱為「海里的草」)，也是主要的氧氣製造者，在淡水和半鹹水的湖泊等水體中也存在。最早的化石紀錄為上三疊世。更重要的是石油和天然氣等烴類礦產資源的生產者（郝詒純和茅紹智，1993）。 個體微小，具抗酸性外壁，廣泛的地理分布和迅速的演化——生物地層上具有重要的價值 。現存溝鞭藻120多屬，1000餘種；化石溝鞭藻400餘屬，2000餘種。

END

文章來源：綜合自科普中國；百度；互聯網等 。

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