a) chuyển động dao động, b) chuyển động sóng, c) chuyển động khố
1.5.4. Trầm tích đáy
Lớp mặt của thạch quyển dưới đại dương là một lớp bùn đá đáy gồm đá gốc và các tích tụ vật liệu bở rời tạo thành từ những hạt rắn với nguồn gốc và thành phần khác nhau, gọi là lắng đọng đáy, hay trầm tích đáy. Sự hình thành lớp trầm tích đáy là kết quả tương tác của nhiều nhân tố: địa chất học, địa mạo học, hải dương học và sinh học.
Lắng đọng trầm tích đáy trong đại dương phổ biến hầu như khắp nơi, ngoại trừ những khu vực sườn dốc đứng, đỉnh của các dãy núi, núi dưới nước và những vùng (chủ yếu ở thềm lục địa) với hoàn lưu sát đáy mạnh. Quá trình hình thành trầm tích được gọi là sự thành tạo trầm tích hay sinh trầm tích và có các giai đoạn sau: gia nhập trầm tích, phân tán theo diện tích đại
dương, phân hóa (lựa chọn, phân loại) và bản thân quá trình sinh trầm tích, tức hình thành những thành tạo trầm tích bền vững dưới dạng những kiểu trầm tích biển khác nhau. Hiện nay trong Đại dương Thế giới hàng năm hình thành gần 9
10
27 tỉ tấn chất lắng đọng. Số lượng này đem chia cho diện tích đại dương sẽ cho khoảng 75 tấn/km2, hay 0,0075 g/cm2. Có căn cứ để cho rằng chế độ thành tạo trầm tích này đặc trưng ít nhất cho 17 nghìn năm gần đây, tức cho thời kì Holoxen.
Theo nguồn gốc và thành phần vật chất, trầm tích đáy có thể chia thành các nhóm sau: trầm tích lục nguyên, trầm tích núi lửa, trầm tích nguồn gốc sinh vật, trầm tích nguồn gốc hóa học và trầm tích đa nguyên.
Trầm tích lục nguyên chiếm hơn 2/3 tổng lượng trầm tích đáy (bảng 1.15). Trầm tích này đặc trưng cho khu vực rìa lục địa dưới nước và gồm các phần tử do dòng sông mang vào đại dương, dòng chảy rắn từ băng hà, hoàn lưu bụi khí quyển (phong hóa gió), bờ và đáy bị bào mòn trong quá trình xâm thực. Những khu vực chủ yếu tích tụ các trầm tích lục nguyên nằm ở các vĩ độ cực và ôn đới và những vùng ẩm ướt của các đới chí tuyến và xích đạo. Đặc biệt mang ra đại dương được nhiều trầm tích lục nguyên nhất phải nói là các dòng sông lớn như Brakmaputra, Hoàng Hà, Trường Giang, Amazonka. Một dạng đặc biệt của trầm tích lục nguyên là trầm tích băng hà gồm vật liệu đá tảng đầu nhẵn, ít chọn lọc và thành phần cấp hạt rất đa dạng.
Trầm tích núi lửa có tính phân bố địa phương. Chúng gồm những sản phẩm của hoạt động núi lửa hiện đại hoặc hoạt động núi lửu cổ nhập vào đại dương trong thời gian các vụ phun núi lửa trên đất liền hay dưới nước, hoặc trong khi bóc mòn các thành tạo núi lửa. Ở những vùng nước sâu có thể gặp những trầm tích đáy dạng tro bụi, đôi khi chúng chiếm những diện tích không phải là nhỏ (vịnh Aliaska, các biển quanh Inđônêxia, biển Na Uy v.v...). Ở các vùng hoạt động núi lửa tích cực (thí dụ gần những vòng cung đảo) người ta còn có thể thấy từ lòng đất thoát ra những sản phẩm dạng hòa tan và dạng khí của núi lửa.
Bảng 1.15. Lượng nhập vật liệu trầm tích vào Đại dương Thế giới,
tỉ tấn/năm (theo A.P. Lisisưn và nnk.)
Lượng trầm tích Nhóm trầm tích tỉ tấn/năm % của tổng lượng Lục nguyên: Dòng rắn các sông 18,3 67,5 Dòng hòa tan 1,2 4,4 Dòng băng hà 1,2 4,4
Phong hóa (gió) 2,0 7,4
Xâm thực bờ và đáy 0,9 3,3 Nguồn gốc núi lửa 1,7 6,3 Nguồn gốc sinh vật: Trầm tích cacbonat 1,4 5,2 Trầm tích silic 0,4 1,5 Tổng 27,1 100,0
Trầm tích nguồn gốc sinh vật cấu tạo từ những tàn tích khung xương của các cơ thể sinh vật phù du và động vật đáy. Tùy theo thành phần vật chất, những trầm tích này được chia thành trầm tích silic và trầm tích cacbonat (đá vôi). Phổ biến nhất là các trầm tích đá vôi, trầm tích này cũng cực kì đa dạng về thành phần cấp hạt: những loại lớn nhất gồm các thành tạo rạn san hô và vỏ nhuyễn thể, những loại nhỏ nhất là bùn cacbonat hạt mịn. Những lắng đọng trầm tích ở những vùng sinh sống của san hô có giá trị to lớn trong số các trầm tích cacbonat, chúng gồm những mảnh vỡ của các thành tạo san hô, tảo đá vôi và một số động vật đáy. Một kiểu trầm tích cacbonat khác, có phân bố đáng kể trong Đại dương Thế giới - đó là các loại bùn trùng chùm cầu và trùng lỗ, chúng chứa đến 99 % đá vôi. Một đặc điểm quan trọng của các lắng đọng cacbonat là ở những độ sâu lớn tồn tại một mực sâu tới hạn của các tích tụ cacbonat, phía dưới mực đó các phần tử cacbonat bị hòa tan. Mực này ở khoảng độ sâu 4100-5500 m và giảm dần từ các vĩ độ cực tới các vĩ độ gần xích đạo.
Trầm tích silic gồm những tàn tích của khuê tảo, trùng tia, tảo râu, tảo
silic hai cánh v.v... Phổ biến nhất và phong phú nhất về hàm lượng bùn silic là những lắng đọng khuê tảo, chúng phát triển tập trung chủ yếu ở những vùng nước cận Nam Cực của các đại dương. Một đai bùn khuê tảo thứ hai gặp thấy ở phần phía bắc Thái Bình Dương, ở các biển Bering và Okhot, song ở đây phần vật liệu lục nguyên rất lớn (đến 60-65 %). Ở các vùng nhiệt đới Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương phổ biến loại trầm tích khuê tảo trùng tia, cấu tạo từ các bùn hạt mịn trộn lẫn với vật liệu sét lục nguyên. Các lắng đọng loại bọt biển silic phổ biến nhất ở thềm lục địa Nam Cực và biển Okhot.
Trầm tích nguồn gốc hóa học ít phổ biến hơn nhiều so với các loại trầm tích khác. Chúng gồm những kết hạch sắt - mangan, oolit, glaukolit và photphorit. Những kết hạch sắt-mangan gặp thấy ở một số vùng nước sâu của đại dương, nơi đây chúng được tạo thành nhờ một quá trình lâu dài và phức tạp biến đổi sắt, mangan và những nguyên tố khác. Oolit là những hạt đá vôi rất nhỏ hình cầu được tạo thành nhờ kết tủa hóa học từ dung dịch. Điều kiện cần thiết để hình thành chúng là sự bão hòa CaCO3 trong nước lớp mặt, tức chỉ có thể ở các biển rất ấm. Trầm tích glaukonit sinh ra nhờ một vật liệu đặc biệt là glaukonit chỉ hình thành trong biển. Ở Thái Bình Dương chúng thường gặp nhất trên sườn lục địa Nam Mỹ. Photphorit thường được quan trắc dưới dạng những kết hạch, tạo thành những thể xâm nhập trong nhiều loại trầm tích khác nhau. Còn những mỏ photphorit trên một số đảo Thái Bình Dương rất hạn chế về diện tích nhưng giàu về trữ lượng là một ngoại lệ.
Trầm tích đa nguyên - đó là một kiểu trầm tích đáy rất đặc biệt, chủ yếu cấu tạo từ sét đỏ nước sâu, được tạo thành do kết quả biến đổi lâu dài các tàn dư sinh vật (cacbonat), bụi phong hóa, các phần tử nguồn gốc núi lửa và các phần tử nguồn gốc vũ trụ. Sét đỏ chỉ gặp ở những vùng Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Đại Tây Dương, nơi có độ sâu lớn hơn mực tới hạn tích tụ cacbonat. Ở ngoài các đới tích tụ cacbonat, sét đỏ nước sâu thực tế không tồn tại.
tích tính bằng milimét trong 1000 năm, được gọi là đơn vị Bubnov ( ). Trên phần lớn các vùng Đại dương Thế giới đơn vị Bubnov không vượt quá một số milimét trong 1000 năm. Ở Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương người ta gặp những vùng rộng lớn, ở đó B thậm chí nhỏ hơn 1 mm. Đó là do các đá gốc trần trụi nhô lên trên bề mặt đáy, đặc biệt ở các dãy núi. Tích tụ sét đỏ là chậm nhất (tốc độ cực đại - dưới 10 mm/1000 năm). Sự tích tụ trầm tích cực đại với tốc độ từ vài trăm milimét đến hàng trăm xăngtimét trong 1000 năm diễn ra ở các khu vực gần cửa các sông lớn, trong đó ở các châu thổ nhiệt đới tích tụ trầm tích thậm chí có thể đạt tới hàng trăm mét. Do tính năng động cao của nước biển ở các vùng thềm, những khối lượng lớn các hạt lục nguyên được mang ra khỏi phạm vi thềm và lắng đọng chủ yếu ở sườn lục địa. Nếu qui ước chấp nhận tốc độ tích tụ trầm tích trung bình trên thềm lục địa là 70 mm/1000 năm, trên sườn lục địa 150 mm/1000 năm, trên đáy đại dương 25 mm/1000 năm và căn cứ vào diện tích các vùng đó ta ước lượng được rằng 17,7% tổng khối lượng vật liệu trầm tích thuộc về vùng thềm lục địa, 76,5% thuộc vùng sườn lục địa và chỉ có 6,3 % thuộc vùng đáy đại dương.
B