遠洋粘土

遠洋粘土

形成於陸源沉積和生源沉積速率極低的深海環境,位於CCD面以下,是由陸源粘土和粉砂組成的大洋最深部沉積物。其中粘土礦物占百分之五十至百分之七十,含有一定量的長石、石英、輝石等造岩礦物,還有自生礦物。

簡介

遠洋粘土 遠洋粘土

又稱 褐粘土(brown clay)、 深海粘土(abyssal clay)。

其特徵為二氧化矽和碳酸鹽含量較低,大部分物質來自風運塵土。其次是遠洋生物和海水化學沉澱物,以及少量宇宙塵和火山泥。

紅粘土中有磁鐵礦、鋯石、電氣石、石英、長石及雲母等礦物和火山玻璃及沸石等火山物質,並含銅、鎳、鈷、鈹及鋁等元素及其他稀土元素,常伴有富含銅、鎳、鈷、錳的多金屬結核。

在各類海洋沉積物中分布較廣,約占海洋總面積的36%。

成因

生物成因物質含量<30%的大洋沉澱下來的細粒懸浮物和膠體物質以及生物殘骸沉積物。

遠洋沉積物中生物遺骸含量小於30%的紅褐色細粒泥質沉積物之總稱。 其特徵為二氧化矽和碳酸鹽含量較低,大部分物質來自風運塵土,其次是遠洋生物和海水化學沉澱物,以及少量宇宙塵和火山泥。 紅粘土中有磁鐵礦、鋯石、電氣石、石英、長石及雲母等礦物和火山玻璃及沸石等火山物質,並含銅、鎳、鈷、鈹及鋁等元素及其他稀土元素,常伴有富含銅、鎳、鈷、錳的多金屬結核。

在各類海洋沉積物中分布較廣,約占海洋總面積的36%。遠洋粘土因其顏色主要呈褐至紅褐色,又稱褐粘土或紅粘土。褐粘土主要由粘土礦物、石英和長石細碎屑、自生和宇宙源組分組成,平均粒徑小於0。005mm。粘土礦物由伊利石、高嶺石、綠泥石和蒙脫石及其混層礦物組成。褐粘土分布區往往是氣旋、反氣旋式環流中央的低生產力區。主要分布在太平洋,它覆蓋了洋底總面積的49。1%。大西洋和印度洋分布局限。

分布

深海黏土亦稱“褐粘土”或“深海粘土”。為分布在各大洋深水區(水深為5400米上下)的、生源物質含量小於30%的粘土質沉積物。因含鐵礦物遭受氧化而呈現褐色至紅色,主要分布在北太平洋、印度洋中部與大西洋深水區,覆蓋海底面積約30.9%。在這些深水區,由於生物源物質大部分被溶解,所以非生物源物質組分占優勢,主要成分有陸源粘土礦物、自生沉積物、風成沉積物、火山碎屑、部分未被溶解的生物碎屑及宇宙塵等。

相關研究

海洋粘土地基在波浪荷載作用後的應力應變和不排水抗剪強度衰減行為,將直接關係到上部建築物如海洋鑽井平台和海底管線的安全以及採油和輸油設備的正常運轉。因波浪荷載持續作用造成粘土地基強度降低或喪失,發生大變形或滑動,以致使上部建築物失穩或破壞的現象已得到證實。

因此,二十多年來,許多國內外學者關注或從事著這一方面的研究,並取得了一些很有價值的研究成果。因為海洋鑽井取樣費用高,海洋地基土的空間變異度大,難以保證所獲取土樣的數量和均勻性,所以對實際海洋粘土動力特性的研究工作比較困難。

挪威土工所對Dramman粘土原狀土樣進行了大量的動態試驗,系統地分析和研究了試驗結果,並成功地套用於實際設計,但這樣的例子很少見。以往開展這方面研究工作的多數研究者是基於重塑土,如高嶺土或區域擾動性土樣的動態試驗結果。通過分析土樣在動載作用下的應力應變和孔壓關係,給出重塑粘土的動、靜強度及剛度的衰減規律,並提出預估靜強度和剛度衰減的模型及關係式。

這種重塑土樣試驗研究的優點在於:土樣均勻,且土樣數量和試驗時間不受限制,試驗數據重複性好,易於分析。缺點為:不具有原狀土樣的天然結構,試驗結果和實際土樣相比可能有很大差別。少數研究者則基於原狀土樣的動態試驗結果,給出特定區域土的應力、孔壓、應變及強度衰減關係,有的也提出一些預測模型。但總的看來,由於原狀土樣數量少且不可能很均勻,因此,有關原狀土樣的大部分文章試驗數據點偏少,也較分散,難以取得滿意的靜強度和剛度衰減結果。

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