碳酸鹽補(bǔ)償深度

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1、碳酸鹽補(bǔ)償深度碳酸鹽補(bǔ)償深度是指海洋中碳酸鈣（生物鈣質(zhì)殼的主要組分）輸入海底的補(bǔ)給速率與溶解速率相等的深度面，也稱碳酸鈣補(bǔ)償深度。它是海洋中的一個重要物理化學(xué)界面。海水表層碳酸鈣是飽和的。隨著水深增大，由于溫度降低,CO2含量增加，碳酸鈣溶解度增大，至某一臨界深度，溶解量與補(bǔ)給量相抵平衡，這一臨界深度就是碳酸鈣補(bǔ)償深度（carbonatecompensationdepth(CCD)　　海底富含碳酸鹽的沉積和非碳酸鹽沉積之間的巖相界面。海水到達(dá)某一深度時，碳酸鹽的補(bǔ)給速率和溶解速率可大體得到補(bǔ)償，故名。　　大約深海

2、底的一半為鈣質(zhì)軟泥所覆蓋，另一半則為缺少碳酸鹽的沉積物所覆蓋。二者之間的界線大致隨等深線變化，是因碳酸鹽的溶解速度隨海水深度的增加而增高的緣故。這種深度的連線便構(gòu)成碳酸鹽線或碳酸鹽補(bǔ)償面，根據(jù)補(bǔ)償物質(zhì)的不同，補(bǔ)償深度又有方解石補(bǔ)償深度、文石補(bǔ)償深度及有孔蟲補(bǔ)償深度之分。一般在此補(bǔ)償面之上保留有大量碳酸鹽沉積物，而此面以下則代之以大量非碳酸鹽沉積物，主要為紅粘土。補(bǔ)償面的深度和形狀因受海區(qū)碳酸鹽補(bǔ)給量和溶解速率、地形、再沉積作用等的影響而變化?！　≡谌蚍秶鷥?nèi)，碳酸鹽補(bǔ)償面的深度變化幅度在2000米左右。而各大洋不

3、盡相同，如太平洋為4300米、大西洋為4900米、印度洋則為4850米。對其深度和形狀的研究，有助于了解構(gòu)造運(yùn)動、海平面變化、海洋物理化學(xué)環(huán)境等的特點(diǎn)及其演變歷史?！　√妓猁}補(bǔ)償深度(CCD)在海底沉積物分布特征上有明顯反映，淺于這一臨界深度的海底，廣布白色碳酸鈣沉積，在這一深度之下，缺失鈣質(zhì)沉積（為硅質(zhì)沉積或褐粘土）。因此，CCD猶似海底雪線，是海底沉積物最重要的相界面。有時把這一深度的連線稱做碳酸鹽補(bǔ)償線(CCL)或碳酸鹽補(bǔ)償面(CCS)簡稱碳酸鹽線。至于碳酸鹽溶躍面，是指海洋中碳酸鹽物質(zhì)發(fā)生急劇溶解的深度帶

4、，也就是海底沉積物中鈣質(zhì)殼保存完好與遭受溶蝕破壞之間的分界面，其位置一般在CCD之上，或大體相同的深度上。由于翼足類、浮游有孔蟲殼和顆石的抗溶能力不同，又可區(qū)分出不同的溶躍面，其中翼足類溶躍面最淺，有孔蟲溶躍面次之，顆石溶躍面最深?！　CD的位置是碳酸鈣物質(zhì)供給速率和溶解速率的函數(shù)，而這兩者又取決于海水肥力、生物生產(chǎn)力、溫度和CO2含量（CO2分壓）。在深海區(qū)，當(dāng)海水肥力和生產(chǎn)力高時，碳酸鈣供給速率超過溶解速率，CCD變深,如赤道輻散帶高生產(chǎn)力區(qū)，CCD往往超過5000米。但是,靠近大陸的上升流區(qū)，盡管肥力和生

5、產(chǎn)力也高，由于陸源物質(zhì)的稀釋作用，以及大量生物活動導(dǎo)致CO2含量的增高,使碳酸鹽溶解速率明顯增大，因而CCD從洋內(nèi)向洋緣變淺。由于碳酸鈣溶解度隨溫度升高而降低，故CCD自赤道向兩極升高。現(xiàn)代海洋中CCD平均約4500米,其中大西洋最深，平均為5300米，太平洋最淺，平均只有4400米，印度洋為5000米?！　‖F(xiàn)代碳酸鹽補(bǔ)償深度是根據(jù)海水中碳酸鈣含量的實(shí)測資料和現(xiàn)代鈣質(zhì)沉積物的分布來確定的。地質(zhì)時期CCD的深度，則根據(jù)研究區(qū)沉積巖心中碳酸鹽和非碳酸鹽沉積物之間發(fā)生相變的年代，并按板塊構(gòu)造模式中的海底年齡-深度曲線予

6、以確定。在曲線中海底年齡越老,其水深越大。在地質(zhì)時期，CCD屢有波動。白堊紀(jì)CCD較淺，平均約3000米。第三紀(jì)始新世時CCD仍較淺，在太平洋和印度洋分別為3200米和3600米。早漸新世時，由于南極大陸周圍出現(xiàn)海冰，開始形成南極底層水，在世界大洋內(nèi)產(chǎn)生溫鹽循環(huán)，造成海水中CO2減少，導(dǎo)致CCD下降，至漸新世中期達(dá)最深值。中新世初期開始，CCD復(fù)又上升，至中新世中期達(dá)到最高峰（圖2）。距今約1000萬年以來，CCD再度下降。第四紀(jì)期間，隨著冰期、間冰期的更替,CCD頻繁變動。在太平洋，冰期時CCD下降，間冰期時C

7、CD上升。由于控制因素的不同，大西洋的情況恰好相反，更新世CCD變動旋回(碳酸鹽旋回)可與氧同位素升降旋回相對比。由于CCD的波動狀況中包含著海洋古深度、海平面和洋流動態(tài)及生物生產(chǎn)力等環(huán)境和氣候變化的信息，因此它是研究古海洋和古氣候的有用手段之一。