海洋的地质

地球是太阳系中唯一存在巨大水量的星体。地球的表面积为5.1亿平方公里，其中海洋的面积为3.67亿平方公里，占整个地球表面积的70.8%，可以说地球是一个水球。海洋是地球上广大连续的海水的总称。海和洋是有区别的。海洋的中心主体部分称为洋。它远离大陆，为深邃而浩瀚的水域，约占海洋总面积的89%，深度通常在3000米以上，盐度及温度不受大陆影响，盐度平均为35‰。洋的水色清，透明度大，并有独特的潮汐系统和强大的洋流系统。其沉积物多为钙质软泥、硅质软泥和红粘土等海相沉积。洋是地球水体的主体。联合国规定将地球海域分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋四大洋。海的面积约占海洋总面积的11%，按所处位置的不同又分为边缘海、地中海（或称陆间海）和内陆海。边缘海位于大陆边缘，它靠近大陆一边，受大陆影响显著，而靠大洋的一边受大洋的影响较大。地球上有54个海。

太平洋是世界上最大、最深及边缘海和岛屿最多的大洋。它东西最大宽度约2万公里，南北约1.6万公里，超过所有大陆和岛屿面积的总和。太平洋的平均深度是4028米，一半以上深度超过5000米，最深处为马里亚纳海沟，深达11034米。大西洋面积为9336万平方公里，平均深度3626米。最深处位于波多黎哥海沟，为9218米。印度洋面积7491万平方公里，平均深度2897米，最深处为爪哇海沟，达7450米。北冰洋面积1310万平方公里，平均深度1200米，最大深度5449米。

以海平面为基准，陆地平均高度是875米，而海洋的平均深度却有3800米。深厚的海水淹盖了海底的面貌，其实，海底的地势起伏并不亚于陆地。根据海底地形特点，可把海底分为大陆架、大陆坡和洋底等部分。

大陆架是陆地向海洋延伸并被海水淹没的部分，坡度极为平缓，海水很浅，一般仅几百米。各大洋大陆架的宽度差别很大。在大陆为平原的地方，大陆架一般很宽，可达数百至1千公里，如太平洋西岸、大西洋北部两岸和北冰洋的边缘。紧邻的大陆若是高原或山脉，大陆架宽仅数十公里，甚至缺失，如南美大陆西海岸那样。全世界的大陆架面积约占海洋总面积的7.5%左右。

大陆架以下，坡度显著增加，深度也急剧加大，直到2000至3000米的深度，这个陡急的斜坡就叫大陆坡。它是大陆架向洋底过渡地带，宽度20至100公里不等，总面积和大陆架差不多。大陆坡上往往有深切的峡谷地形，规模可起落数千米，超过陆地上最大的峡谷。大陆架和大陆坡构成一个整体，由于它紧邻大陆，又是大陆的延伸部分，所以叫做大陆边缘。

由此可见，大陆坡的底部才是大陆与大洋的真正分界。正是在这个分界处，地壳由于不同的地质结构而发生巨大的裂缝，出现了一系列狭长的深渊，这就是海沟。海沟是洋底最深的地方。这些地方的地壳活动强烈，地震十分频繁，火山不时爆发。目前大洋中已发现20多条海沟，它们大部分在太平洋，深度一般在6千米以上，有的超过1万米。西太平洋边缘的海沟有10条之多，都与岛弧伴生，如阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟、汤加海沟等。其中马里亚纳海沟深达11034米，为目前大洋已知的最深处。东太平洋边缘的海沟紧靠相当于岛弧的大陆上的山脉，如中美海沟、秘鲁海沟、智利海沟等。

洋底是大洋的主体，占海洋总面积80%左右。洋底的起伏形态与陆地一样，十分复杂，但其排布呈现一定的规律。在各大洋的中部，都有一条高峻脊岭，它们虽然走向曲折，但彼此相接，全长约8万公里，贯通四大洋，一般统称为大洋中脊。这是陆地上任何一条山脊所不及的。最壮观的是大西洋中脊，宽达1500至2000公里，约占大西洋面积三分之一，相对高度约1000至3000米，巍然耸立于洋底之上。它的位置居中，距东西两岸几乎相等，山脉走向作s形，与两岸轮廓一致，“中脊”之名即由此而来。大洋中脊也是火山活动带，这里有很多海底火山,露出海面的火山则成为岛屿，太平洋中部就有很多这样的火山岛,如著名的夏威夷群岛。

大洋中脊的两侧，便是广阔的大洋盆地，海深一般有4000至5000米。这里分布有纵横的海岭，林立的海峰，孤立突兀的海台，平缓隆起的海底高原，它们将整个大洋盆地分割成若干个海盆。海盆底部特别平坦，称为深水平原，在大洋盆地中分布面积最广。

我们知道地壳下面是流动的岩浆，地壳就好比浮在水上的冰块。科学家把全球的岩石圈分成六大板块，它们是亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。如果再次划分，还可分出若干次一级的板块来，如纳兹卡板块、阿拉伯板块等等。板块与板块的交界处都是地壳活动频繁的地带，那里火山、地震以及断裂、挤压褶皱等等都非常强烈。板块的相对运动方式不同，形成了不同的板块边界类型。一是离散型板块边界，如大洋中脊的轴部，两侧板块相背分离，软流圈中的地幔物质沿中脊的中央裂谷上升、涌出，冷疑成新的洋底岩石圈，并添加到两侧板块的后缘上，所以这里是板块的增生边界。一是汇聚型板块边界，相当于海沟和年轻的造山带，两侧板块相向而行。它们又分为俯冲边界和碰撞边界。俯冲边界相当于海沟，两个板块相互叠覆，因大洋板块的厚度小，密度大，位置低，大陆板块则相反，故一般是大洋板块插入大陆板块下面，形成海沟并在海沟处潜没消亡于地幔之中，形成安第斯型或岛弧-海沟系大陆边缘。碰撞边界相当于年轻造山带。一是平错型板块边界，相当于转换断层，两侧板块相互滑过。

大洋的发展与大陆的分合是相辅相成的。洋底一方面在大洋中脊增生新的，一方面在海沟处消亡旧的，大约二亿年整个洋底就更新一次，所以洋壳是年轻的。在地幔对流推动海底扩张的板块相互水平推移的过程中，大洋从无到有、从小到大、或从大到小、从小到无。科学家推算，寒武纪时期地球上只有一块大陆，其周围则都是大洋。后来因板块的运动形成了今天的模样。根据板块构造模式，人们预计随着大西洋和印度洋的继续扩张，太平洋将进一步缩小；地中海消失，非洲与欧洲连接；东非大裂谷完全裂开，形成新的大洋等等。最后，各大陆将在太平洋位置上相遇汇聚，太平洋完全闭合，亚洲与美洲连接，巨大的山系将在其间崛起，一个新的泛大陆诞生。

1977年，美国“阿尔文”号深潜器再次对位于太平洋东部附近的洋底进行考察。这个由13个大岛及数百个小岛组成的群岛，全是由火山喷发的熔岩堆积而成的，形成时间不到200万年，其中大部分都只有100万年左右，从海上看，各岛都耸立着一座座高大的火山堆，有的还不时发出低沉的轰鸣声。踏上一些岛后，还会看到地上布满了黑色的玄武岩。整个加拉帕戈斯群岛共有大小火山口2000多个，并且相当有规模地排列在纵横交错的断裂纹上，大约每隔35公里一个。这些群岛上如此众多的火山，早就引起了地质学家和海洋科学家的注意。后来他们才知道：原来这些岛屿正好位于东太平洋洋隆中大裂谷的附近，这里因太平洋板块的移动而被撕裂成许多巨大的裂谷和许多小断裂，地球内部的炽热岩浆从裂谷和断裂处不断地向上喷涌，形成了座座火山并冒出海面，构成了加拉帕戈斯群岛。在这里有世界上最为壮观的海底热泉。位于北纬21度附近的东太平洋隆起的脊轴上的热泉，属大洋中脊型热泉。在一条长7公里、宽约200至300米的狭长型条状区域内，分布有25个以上的热泉“烟囱”，各“烟囱”的热泉温度变化各异。其中东北段热泉新喷出的水温较低，为5至20摄氏度，水质也较清澈，因而此处生物繁茂。而西南段喷口新喷出的水温则较高，有的竟达400摄氏度左右，水质中所含成分十分复杂，致使喷口处形成了块状硫化物堆积。堆积物将喷口围成1至5米高的圆形筒状，形成“黑烟囱”。经分析发现，“黑烟囱”喷出的水中含有大量的硫磺铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜、铁的硫化物等物质，对硫磺铁矿的液体进行测定表明，其外壁由石膏、硬石膏、硫酸镁组成，而与热水接触的内壁，则为粗大的结晶黄铜矿和黄铁矿。