第八章洋底地形

第八章洋底地形 • 概说 • 太平洋 • 大西洋 • 印度洋 • 其它海区

一、概说 1、洋底地形基本单元 2、洋底地形的形成

大洋中脊系统

大洋中脊 大洋中脊也称为中央海岭,他是地球上最大、最长的山系。这条洋底山系在太平洋、大西洋、印度洋连续延伸。并且展入北冰洋，成为环球山系，总长约八万公里。大洋中脊顶部的水深约2000-3000米，高出两侧洋盆约1~3公里。有些高起处，可突出海面成为岛屿。中脊的宽度不一，宽者可达三、四公里，总面积约占洋底面积的32.8%。可见，大洋中脊是全球最宏大的构造单元之一。

大洋中脊 虽然大西洋洋中脊发现较早，但直至1956年，才由拉蒙特地质所的尤因和希曾首先指出，整个世界大洋洋底横贯一条大洋中脊体系。大洋中脊的发现是近代地质学的一项重大成就。由此曾进一步导致了海底扩张说的建立，大洋中脊顶部是形成新海底的扩张中心。

大洋中脊在三大洋的分布特点 太平洋内，他的位置偏东，两坡平缓，一般称为东太平洋海隆。大西洋内，山系居于正中部位，轮廓与大西洋两岸平行，也是S型弯曲，其两坡较陡，故称为大西洋中脊。印度洋中脊也大体位于大洋中部，整个洋中脊形状歧分三支，成为倒置的Y型。

大洋中脊在三大洋的分布特点 大洋中脊在南端相互串连。东太平洋海隆南部向西绕行，在澳大利亚以南与印度洋中脊的东南支相接。印度洋中脊的西南支绕行于非洲以南与大西洋中脊南端相接。另一个特点是，三大洋中脊的北端伸展入大陆。东太平洋海隆北端伸入加利福利亚湾，潜没于北美洲大陆西部之下。印度洋中脊北支，经冰岛进入北冰洋，从罗蒙诺索夫海岭与欧亚大陆之间的南森海盆通过，并在勒拿河河口附近伸向西伯利亚。因此，中脊构造虽然主体部分位于大洋中，却也分别伸进海岸内，大洋中脊这一称呼实际上并不十分确切。

大洋中脊在三大洋的分布特点 中脊地带的地形比较复杂，在纵向上，呈现波状起伏的形态。横向上，岭脊与谷地平行于轴向延伸，相间排列。谷地中有一些沉积物，有些地方填平成小块平地，岭谷起伏的幅度，随着靠近中脊轴部愈益增大。在大西洋和印度洋中脊的轴部，一般有中央裂谷沿中脊走向展布。裂谷从中脊顶部切入，深约一、两公里，宽数十到一百多公里。

洋中脊 洋中脊带在构造上并非连续不断，他被一系列与轴线相垂直或斜交的大断裂带切断。这种大型断裂在地形上表现为狭长海脊和海槽相间排列，往往是一系列脊槽沿断裂带走向，呈雁形状布列。崖壁在中脊轴部较高，向两翼渐次变低。这种横向断裂把裂谷和纵向岭脊平错开来，错移的幅度可达数十到数百公里。在东太平洋海隆和大西洋中脊的赤道部分，这种平错最为显著，有的幅度可达千公里以上。在大洋中脊上，火山地形的发育异常广泛。中脊上的岛屿多属火山成因。火山主要顺着中脊轴向展布，少数火山则沿横向断裂带展布。

大洋盆地 大洋盆地的面积约占整个海洋的一半，它的一侧与平缓的麓相接，另一侧与大陆裾或海沟相邻。大洋盆地的轮廓受制于大洋中脊的分布格局。东太平洋海隆偏于东部，因此海隆以西大部分太平洋可看作一巨大洋盆，在海隆以东的洋盆面积就小得多。大西洋的洋盆，则对称地分布在S型洋中脊的两侧。印度洋的洋盆被三叉形的洋中脊分隔成三部分。

大洋盆地 许多大洋盆地内，还展布着海岭或火山链，把洋盆分割成许多次一级的深海盆地。深海盆地的一般深度为4-6公里。在大西洋北部拉布拉多和冰岛附近的海盆水深最浅，为2600米至3000余米，而太平洋的一些深海盆地的一般深度5000余米，局部可达6000米以上。

大洋盆地 深海盆地底部的深海平原，是地球上最平坦区域。他的坡度极微，一般小于1/1000，有时甚至小于1/10000。深海平原的基底实际上并不平坦，但由于有较厚的深海沉积物的披覆把起伏的基底盖平。深海平原中，有的是由海生生物遗体堆积成很平坦的海底平原，主要发育在热带海洋区，也有微起伏的深海平原或由浊流堆积成缓斜的深海扇。如果海底沉积物没有或极薄，则玄武岩基底表面控制了海底地形，呈现为深海丘陵，它的起伏比较缓和。这种地形分布很广，在太平洋它约占整个洋底面积的80-85%。通常，海丘呈圆形或椭圆形，直径可达5公里，小者甚至不足一公里，多为玄武岩流组成的小型盾形火山。有些丘陵呈纵长的外形，可有数个顶峰。如果深海丘陵上覆沉积较厚，往往构成波状深海平原。

大洋盆地 • 在海盆区，尚分布着不少海崖和海槽，其形成与断裂有关。有许多海槽或线状延伸的坳陷，分布在深海平原与海岭或火山链相邻接的地方。 • 把各深海盆地分隔开的，使一些正向的海底地形，这些地形从等轴状到长条状，具有各种各样的形态。长条状的正向海底地形，通常叫海岭。往往由链状的海底火山构成。像夏威夷海岭。

大洋盆地 • 一般缺乏地震活动（或仅由火山活动引起的地震），称为无震海岭。他与代表海底扩张中心的中央海岭在构造含义上迥然不同。 • 海岭有的部分露出水面，构成群岛，其与相邻深海盆地的高差显著变大。还有的海岭隆起区近于等轴状，高差不大。 • 此外，在印度洋、大西洋、太平洋西部有一些海底隆起区，系由小型残留的大陆地壳构成。

海山海山具有比较陡峭的斜坡和较小的峰顶区，相对高度在500米以上。有的顶部平坦，叫平顶海山。平顶海山问题是赫斯教授于1946年首先提出的，他为了纪念普林斯顿大学地学教授A.Guyot，将平顶的海底山称为盖奥特（Guyot）。海山绝大多数为火山成因。在世界大洋中，至少已有数百个详细研究过的海山，肯定属于火山。有少数海山呈块状隆起，往往由变质岩和沉积岩组成，可能属于断块成因。太平洋海山数量最多，至少有7000座以上（大多集中在太平洋西半部），大西洋和印度洋中就少得多。平顶海山主要分布在太平洋中（约有220座）。海山广泛见于大洋中脊、大洋盆地、大陆边缘（甚至海沟）等各种地形单元，但在大洋盆地的海岭区特别多见。

洋底地形的形成 洋底地形千差万别，十分复杂；然而又组成一幅有规律的图景。洋底巨型地形与地质构造之间存在着规律的联系。大洋中脊是热地幔物质上涌的地方，正是这种热的、膨胀的地幔物质导致形成巍峨的大洋中脊。新洋底不断在中脊顶部形成，并不断向两侧扩展。洋底岩石圈在扩展过程中逐渐冷却、收缩而下沉，也就是说，洋底在边扩张、边冷却、边下沉，所以洋底离中脊轴部越远，年龄越老，其水深也越大。

洋底地形的形成 洋底随着远离中脊轴部水深的加大，尚与海底扩张速度有关。大西洋中脊的扩张速度较慢，两翼岩石圈有充分的时间冷却沉陷，中脊边坡较陡；东太平洋海隆扩张速度较快，海隆边坡比较平缓。澳大利亚和南极洲之间的印度中脊东南支，扩张较快，两坡也较平缓，可见，大洋中脊的形态取决于海底扩张过程。在大洋中脊两边，洋底年龄越老，水深加大，逐渐过渡为大洋盆地。从水深较浅的大洋中脊的顶部，到比较老的洋盆，洋底大约沉降了3公里左右；洋底并被改造成为深海平原或深海丘陵。从大洋盆地向大陆边缘方向，如果洋壳发生俯冲，将形成宏伟的岛弧海沟系，也可在陆侧形成边缘海。

洋底地形的形成 由此来看，洋底地形的基本格架是受海底扩张和板块构造控制的。大洋中脊顶部由于拉张开裂作用，形成纵向的断裂谷。横断中脊的巨型断裂带对洋底地形也有很大的影响。此外，火山活动在洋底地形中表现相当广泛，它可以形成峻峭的海山，纵长绵延的海岭，也可以形成平缓低矮的海丘。

洋底地形的形成 在构造地形和火山地形的形成过程中，外力作用亦将施加它的影响，但是与陆上相比。深洋底的外力作用表现要弱得多，这就使得原始的构造地形和火山地形能够在许多地方保存下来。通常在最年轻的大洋中脊顶部，地形特别崎岖不平。在洋底的外力作用中，最重要的是沉积作用。通过沉积物的充填，力图把内力作用形成的崎岖地形盖平。前已经提及，深海平原的形成就与较厚的沉积物的覆盖有关，从中脊顶部向两翼，随着沉积层的加厚地形逐渐展平。（如图）

二、太平洋

太平洋简介 太平洋是所有大洋中最大最深的洋，总面积约1亿8千万平方公里，差不多等于世界大洋总面积（3亿6千万平方公里）的一半。约占全球总面积的35%，比陆地总面积还要大，其平均深度为3984米，世界大洋的最大深度（11022米）就位于太平洋的马里亚纳海沟中。自东向西，太平洋大致可分为3大区：（1）东部的太平洋海隆。以及受大型横向断裂带所控制的东北太平洋区域。（2）中部的大洋盆地区。（3）西部的岛弧——海沟——边缘海区。在板块构造上，第一区属于板块的生长边界区；第二区属于太平洋的内部；第三属于板块消亡边界区。由于太平洋周缘大多有海沟发育，拦截了从陆地带来的陆源沉积物，故太平洋洋盆中沉积层相对较薄，深海平原比较少见，深海丘陵地形最为发育。

东太平洋海隆和东北太平洋海盆 东太平洋海隆大多分布在1000—4000米的水深范围内，它的顶部比大洋盆地底部高出1—2.5公里，宽度可达2000~4000公里。海隆的边坡比大西洋中脊的边坡和缓，只有0.001%~0.002%，并逐渐过渡到相邻洋盆近乎平坦的洋底面。海隆顶部一般未出现如大西洋中脊那样显著的裂谷；但平行于隆顶方向，有许多低矮的海脊和海槽。在海隆顶部火山岩之上没有或者很少沉积物覆盖。与其他中脊不同，东太平洋海隆脊槽地形的切割幅度在斜坡中部较大，在顶部和麓部减小（如图）

东太平洋海隆和东北太平洋海盆

东太平洋海隆和东北太平洋海盆 东太平洋海隆横贯于太平洋的东部和南部，西经130度处为西北—东南向埃尔塔宁断裂通过的地方，有人把该断裂带以西的海隆段落称为南太平洋海隆或南太平洋海岭，断裂带以东的海隆段落则称为东太平洋海隆。

加利福利亚湾是东太平洋海隆向北延伸的地方。这一海湾被斜向的断裂分割成一系列深达2200—2600米的海盆，这里构造运动和火山活动相当活跃，地壳结构类似于东太平洋海隆的洋壳。加利福利亚湾是东太平洋海隆向北延伸的地方。这一海湾被斜向的断裂分割成一系列深达2200—2600米的海盆，这里构造运动和火山活动相当活跃，地壳结构类似于东太平洋海隆的洋壳。自加利福利亚湾向北，东太平洋海隆没入北美西部大陆之下。

东太平洋海隆以东，与南美洲西海岸之间，屡见斜向伸展的次一级海岭，由南向北有智利海岭、纳兹卡海岭、加拉珀戈斯海岭、可可海岭、特旺特佩克海岭等。把洋底分隔成若干深海盆地（如智利海盆。秘鲁海盆等）东太平洋海隆以东，与南美洲西海岸之间，屡见斜向伸展的次一级海岭，由南向北有智利海岭、纳兹卡海岭、加拉珀戈斯海岭、可可海岭、特旺特佩克海岭等。把洋底分隔成若干深海盆地（如智利海盆。秘鲁海盆等）从地震活动性和地磁条带分析，智利海岭和加拉珀戈斯海岭也是扩张中心，他们实际上是东太平洋海隆的侧向分支，智利海岭顶部也有纵向的脊槽地形分布，从而在智利海岭与加拉珀戈斯海岭之间划出了纳兹卡板块；在加拉珀戈斯海岭以北划出了可可板块。这二板块沿南美洲、中美洲一缘，为秘鲁—智利海沟，中美海沟。

北美大陆以西及西南，为东北太平洋海盆。其西和西南边界，是一系列海岭，自北而南为天皇海岭、夏威夷海岭、莱恩群岛和土阿莫土群岛。北美大陆以西及西南，为东北太平洋海盆。其西和西南边界，是一系列海岭，自北而南为天皇海岭、夏威夷海岭、莱恩群岛和土阿莫土群岛。东北太平洋海盆是太平洋中最大的海盆，其内部缺失大型海底隆起。北美大陆以西的东北太平洋洋底，似乎是已潜入北美大陆以下的东太平洋海隆的西翼，其海底地势总的说来向西倾伏变深。东北太平洋海盆另一个显著特征是广泛发育有一系列宏伟的近纬向断裂带。

1952年，孟纳德和迪茨首先发现大洋中的第一条横错断裂带，即东北太平洋北纬40度附近的门多西渃断裂带。1952年，孟纳德和迪茨首先发现大洋中的第一条横错断裂带，即东北太平洋北纬40度附近的门多西渃断裂带。此后，在门多西渃断裂带、默里断裂带、莫洛凯断裂带。再以南的断裂切割了东太平洋海隆，大型的断裂带自北而南为：克拉里永断裂带、克利珀顿断裂带、加拉珀戈斯断裂带、复活节岛断裂带、查林杰断裂带、费尔南德断裂带、埃尔塔宁断裂带等。

在东太平洋海盆的东北端，加拿大西海岸外，阿拉斯加南海滨岸外的洋底，断裂带不发育，除一些海底火山外，地形相当平坦。由于加拿大西海岸外缺失海沟，从大陆发源的冰蚀槽谷和河谷，携带了大量物质，以浊流的方式进入本区，发生堆积和刻蚀，形成一系列的深海谷、深海扇以及与深海谷伴生的天然堤。在东太平洋海盆的东北端，加拿大西海岸外，阿拉斯加南海滨岸外的洋底，断裂带不发育，除一些海底火山外，地形相当平坦。由于加拿大西海岸外缺失海沟，从大陆发源的冰蚀槽谷和河谷，携带了大量物质，以浊流的方式进入本区，发生堆积和刻蚀，形成一系列的深海谷、深海扇以及与深海谷伴生的天然堤。这里是大洋中深海谷最密集的地区。谷地深度在10—100米之间，宽度约数百米至数公里。在前方，深海扇复合连接成一片深海平原。据研究，从阿拉斯加来的深海谷，其上游部分已经被近期形成的阿留申海沟截断，从而失去了沉积物补给源地，阿留申深海平原上较老的浊积物，已经被远海沉积物所覆盖。

中太平洋海岭和海盆 本区是指东太平洋海隆和东北太平洋海盆以西，西太平洋岛弧—海沟系以东的区域。这里是海岭、海山和平顶海山分布最密集的地方。海岭和海山多呈西北走向展布。太平洋中部最引人注目的是夏威夷海岭，它沿夏威夷群岛向西北延伸，绵延4500公里。整个夏威夷海岭相当宽缓，但其顶部有许多高耸的火山，有的出露水面构成夏威夷群岛。海岭西北端与北北西向的天皇海岭相接。天皇海岭亦称为西北海岭，整个海岭全没于水下，但是其高度相当大，个别海峰顶部的水深不过数十米，高出两侧洋底达5000米以上。

夏威夷群岛以西，为南岛—威克—内克海岭（或称为中太平洋海岭）。向南，有两列海岭朝西北—东南走向；西面的一列露出水面的峰顶构成了马绍尔群岛、吉尔伯特群岛和埃利斯群岛，东面的一列露出水面的峰顶构成了莱恩群岛、土阿莫土群岛。埃利斯群岛东南面，还有西北—东南走向的海岭，其上依次出露萨摩亚群岛、库克群岛和土布艾群岛。在马绍尔群岛以西，展布着一条东西向的加罗林海岭。夏威夷群岛以西，为南岛—威克—内克海岭（或称为中太平洋海岭）。向南，有两列海岭朝西北—东南走向；西面的一列露出水面的峰顶构成了马绍尔群岛、吉尔伯特群岛和埃利斯群岛，东面的一列露出水面的峰顶构成了莱恩群岛、土阿莫土群岛。埃利斯群岛东南面，还有西北—东南走向的海岭，其上依次出露萨摩亚群岛、库克群岛和土布艾群岛。在马绍尔群岛以西，展布着一条东西向的加罗林海岭。

中太平洋这一系列海岭，出露水面的岛屿或是火山岛，或是珊瑚礁岛。珊瑚礁岛的钻探表明，珊瑚礁以下的基底也是火山物质。珊瑚岛和火山岛有时相伴出现，他们统属于大洋岛类型。中太平洋这一系列海岭，出露水面的岛屿或是火山岛，或是珊瑚礁岛。珊瑚礁岛的钻探表明，珊瑚礁以下的基底也是火山物质。珊瑚岛和火山岛有时相伴出现，他们统属于大洋岛类型。

珊瑚礁岛最密集之处，是加罗林、马吉尔、吉尔伯特、埃里斯、莱恩、土阿莫土等群岛。这里集中了全球环礁的半数以上。礁区钻探揭示礁岛的火山基底曾有大幅度的下沉。在这一海区还存在总多的平顶海山（如下图）珊瑚礁岛最密集之处，是加罗林、马吉尔、吉尔伯特、埃里斯、莱恩、土阿莫土等群岛。这里集中了全球环礁的半数以上。礁区钻探揭示礁岛的火山基底曾有大幅度的下沉。在这一海区还存在总多的平顶海山（如下图）

平顶海山的平顶被认为是波浪削平的结果，因为在海山顶部采到过有一定磨圆度的玄武岩砾石以及浅海环境化石。有的平顶山顶部还有珊瑚遗体，他们可能就是后期深深沉没的环礁。平顶海山的平顶被认为是波浪削平的结果，因为在海山顶部采到过有一定磨圆度的玄武岩砾石以及浅海环境化石。有的平顶山顶部还有珊瑚遗体，他们可能就是后期深深沉没的环礁。平顶海山的顶部的平均水深大约是1300米左右，其形成时代是白垩纪或早第三纪。结合环礁钻探资料，都表明太平洋中部这一地带曾发生过1000米以上的下沉。孟纳德于是推论，在下沉以前，这里曾经是相对较浅的海区。他把这个古老的隆起叫“达尔文隆起”，认为在中生代时这是个长10000公里，宽4000公里，呈西北—东南走向的庞大海隆。深海钻探资料发现这里的深海盆地堆积着晚白垩世的远洋粘土和第三纪的硅质软泥，显示当时曾处于深达5000米的深海环境，并没有总体隆起的证据。至于平顶海山和环礁下沉，可能只是表明火山体本身或所在海岭的发展，并不代表整洋盆的历史，因此，“达尔文隆起”这个概念并未得到肯定。

三,西太平洋岛弧—海沟—边缘海 中太平洋海岭和海盆区以西，为西太平洋岛弧—海沟—边缘海区．两区的边界，北起阿留申，经千岛、日本、新几内亚、所罗门、汤加、克马德克至新西兰、麦阔里一线。这也就是所称的安山岩线（这些岛弧区广泛出现安山岩）安山岩线以西为单独一区，为过渡带海沟通常呈单列延布，但是在日本本州附近发生分叉现象海沟采样，可获玄武岩、超基性岩，远洋软泥，砂、砾、浊流沉积，海沟沉积一般不超过数百米。海沟一般纵列于岛弧的向洋一侧岛弧与海沟大抵平行延伸，他们在地形上有个显著特点是高差特别大。

三、大西洋

1.大洋中脊 大西洋纵贯着一条大洋中脊，从冰岛到非洲以南的布维岛，全长17000公里，宽约1000—2000公里，往往占到整个大洋宽度的1/3。

1.大洋中脊 大洋中脊顶部，很少或甚至没有沉积物覆盖。谷中正断层和胀性裂隙发育，都平行于中脊的轴向。其两侧还有一系列平行延伸的岭脊和谷地。一些断裂带谷地底部见到侵蚀痕迹，表明这些断裂带谷地有强大海流通过。

2.洋盆海岭 大西洋中脊和两侧大陆边缘之间，为大西洋洋盆区。洋盆的平均深度约4670米。大西洋洋盆中深海平原分布甚广，而太平洋洋盆比较复杂。大西洋洋盆中，有数列无震海岭垂直于中脊或与中脊斜交这些海岭可以阻挡大洋底流通过。还将大西洋洋盆分隔为若干次级的深海盆地，盆底多有深海平原发育。

三．深海谷和深海底流 深海平原中常见深海谷，其流动方向与大陆海岸线的方向近于平行。现今了解得最清楚的是大西洋深海谷，他的源头在巴芬湾，自此向东南方而下，穿过纽芬兰海盆，从纽芬兰海岭前端绕过，进入北美海盆的那雷斯海渊。这条深海谷长4500公里，谷璧较陡，谷底平坦，宽约2公里。深海谷顺坡南行，平均坡降1/2900，谷地中的沉积物可能属于砂质浊流沉积。在北大西洋东面，雷克雅内斯洋脊东侧有另一条深海谷；在巴西东北和圭亚那海岸外也有流向与海岸平行的深海谷；在非洲西海岸也有一条深海谷。

四、印度洋

印度洋的西、南、东三面，为非洲、澳大利亚、南极洲等稳定陆块；北面则是活跃的红海——亚丁湾段裂谷，喜马拉雅造山带以及爪哇海沟。印度洋的独特之处有：印度洋的西、南、东三面，为非洲、澳大利亚、南极洲等稳定陆块；北面则是活跃的红海——亚丁湾段裂谷，喜马拉雅造山带以及爪哇海沟。印度洋的独特之处有： 1.呈倒置Y形的洋中脊系统。 2.有多条南北向及南南西——北北东向的海岭和海底高原。 3.大洋范围内散布着具有陆壳性质的大陆岛和微型大陆。 4.具有大型深海扇 5.真正的海沟只有一条，即位于大洋东北缘的爪哇海沟。

第八章 洋底地形