海解作用是海底风化作用的简称,是指在沉积作用微弱或完全没有沉积作用的海底上发生的海水与沉积物之间的地球化学反应过程。大洋中的铁锰结核、海绿石、某些沸石都是海解作用的产物。
海解作用是海底风化作用的简称,是指在沉积作用微弱或完全没有沉积作用的海底上发生的海水与沉积物之间的地球化学反应过程。大洋中的铁锰结核、海绿石、某些沸石都是海解作用的产物。
化学沉淀物质海水中含有大量复杂的盐类,在适当条件下可直接从海水中沉淀下来,属于自生沉积物。有些沉积物堆积海底,经历复杂的化学和物理作用,它与自生沉积形成过程不同。
在海水和沉积物的界面上,由于海底风化作用(海解作用)而溶于海水中的物质和陆源输入的溶解物质,通过化学沉淀而析出各种水成矿物。储量极高的锰结核,就是铁、锰等金属离子经过漫长的化学作用而形成的这种海洋自生矿物。
海解作用是指颗粒刚刚沉积于海底,直至它被新的沉积物埋藏复盖之前,与底层海水之间的一种化学反应作用。其大致上相当于咸水介质中的同生作用。由于在一些阶段内,颗粒中的一些元素(如Ca、Si、P)。也可能转移至海水中,故亦称“海底风化作用”。
“海解作用”这个名词是由德国学者休模(Hummel,K,1922)提出,其来自希腊文两个字根——“hal”:海洋及“myros”:软质。海解作用是指颗粒刚刚沉积于海底以至它再次被搬运或被新的沉积物埋藏之前与海水底层水之间的一种化学反应。它可能长期处于与海水接触状态,也可能很快地被埋藏起来,即过渡为下一个变化阶段。
在海盆地底部发生的同生作用称作海解作用,也称海底风化作用。在大陆淡水沉积中所发生的同生作用称为陆解作用。海解作用在沉积过程中具有重要意义,海绿石及某些沸石都是海解作用的新生矿物;海洋中的铁锰结核也是海解作用的产物。陆解作用的间矩,淡水作用极弱,如云母等可变为粘土矿物,但在古代沉积中不易鉴别,故陆解作用远不如海解作用重要和广泛。
有些生物死后躯体可立刻被海水溶解,赫胥特(1933)对北海沉积物表面的生物介壳所进行的测量表明,经一年后总重量可损失10~20%,而在富含有机质的某些泥质沉积物中,甚至只能见到生物介壳的痕迹;无机的沉积物有时只发生微弱的变化,例如石英砂的“净化”(变纯)。另一些情况下也可以出现较强的变化,如方解石和铁白云石的快速溶解,钙质生物介壳的破坏,某些长石及粘土矿物的“海底风化”等。
海解作用阶段的代表性新矿物是海绿石、钙十字沸石、沸石和结核型铁、钙质矿物。一般认为海绿石的形成可能与粘土、云母或长石的缓慢水化和离子交换作用有关;也可能有有机质参加,这可使Fe/Fe值保持稳定。钙十字沸石广泛发育在海洋深水区,例如太平洋的“红色软泥”区,有的地方钙十字沸石的含量竟占非碳酸盐组分的50%,大陆环境所产钙十字沸石与火山喷发物共生等等。海解作用中形成的沸石与后生作用期所形成的此种矿物不易区别。
海解作用过程中形成的新生物沿层理分布,保持了其原生沉积构造性质。穿过层理的构造常见的是钻孔生物的遗迹,即虫孔或虫管,虫孔构造发育时,可造成混乱不清的生物扰动构造。
在陆架硅质碎屑沉积作用中,在沉积物-海水和颗粒-孔隙水的界面上发生了化学过程。通过海解作用、逆风化作用及沉淀作用形成各种海洋自生矿物。化学过程以海解作用最广泛,即沉积物与海水之间发生离子交换或化学反应。来自大陆的黏土矿物在海洋环境中被改造,发生离子交换及吸附,转变为其他矿物。
影响海解作用的因素主要是pH值、Eh值、有机质及矿物成分。在正常海盆中,底水一般为氧化条件,在水的循环很差的盆地中,水处于停滞状态而导致底水污染毒化,并缺乏底栖生物,因而造成原生水平层理中保存完好的微一薄层状泥质沉积物。在水的循环良好的盆地中,底部发育了喜气的细菌,有一些细菌需要软泥水中的氧,因而P(二氧化碳)明显增大,引起pH的降低。随着深度的变化,pH可从8降至6.5,此带的深度下界可从几毫米至30~50厘米,它取决于盆地的深度、有机质的数量、堆积的速度等。
①探讨多金属结核成矿物质来源对研究多金属结核形成和分布规律具有十分重要的意义。相关学者在东太平洋海盆多金属结核中火山物质研究及海水玄武岩反应实验研究基础上,通过对海底热液活动等资料的综合分析,认为结核成矿物质与火山活动有密切关系,其主要来源于火山活动、岩浆热液活动以及玄武岩类火山物质的海解作用等。
②太平洋深海盆地的远洋沉积物在物质组成和来源上远较大陆边缘简单。由于远离大陆,又有海沟与周边大陆分隔,太平洋深海沉积物中通常不包含由河流水系搬运而来的悬浮物,因此从深海沉积物中提取古气候、古环境信息可以避免诸多地质因素相互叠加和干扰。深海远洋沉积物中的主要组分是风成陆源碎屑(包括火山碎屑)和来自上层海水的生源组分(降落到洋底的生物壳体)以及由海解作用形成的自生矿物,其中陆源碎屑的相对含量、粒度及矿物成分可以反映大气环流的强度及物源区的气候环境,生源组分的组成、相对含量和丰度以及种属含量变化则与表层海水的生产力和溶解作用有关。