生物礁形成

科技工作者之家 2020-11-17

生物礁的形成需要适合的生态条件,造微生物所需要的生活环境和条件,古代造礁生物和现代造礁生物没有多大区别,基本上是一致的,包括光照、水温、盐度、水深、浊度、营养水平、底质以及水流等。

生物礁的发育受大地构造、海平面变化及古地理环境控制,同时也受造船生物兴衰演化的控制。不同地史时期造礁生物及其附礁生物组合也各有特色,形成的礁体在类型、规模和结构等方面也具有不同特征。生物礁的发育主要由造礁生物的生长、沉积颗粒的供给和早期的胶结作用所决定,同时还受礁体生长的作用与生物的破坏、物理的冲击破碎和滑塌作用的影响,并最终决定了生物礁的结构(Fluget and Kiessling,2002)。

简介生物礁的形成需要适合的生态条件,造微生物所需要的生活环境和条件,古代造礁生物和现代造礁生物没有多大区别,基本上是一致的,包括光照、水温、盐度、水深、浊度、营养水平、底质以及水流等。

生物礁的发育受大地构造、海平面变化及古地理环境控制,同时也受造船生物兴衰演化的控制。不同地史时期造礁生物及其附礁生物组合也各有特色,形成的礁体在类型、规模和结构等方面也具有不同特征。生物礁的发育主要由造礁生物的生长、沉积颗粒的供给和早期的胶结作用所决定,同时还受礁体生长的作用与生物的破坏、物理的冲击破碎和滑塌作用的影响,并最终决定了生物礁的结构(Fluget and Kiessling,2002)。1

生物礁的生长因素生物礁的形态和规模由于造礁生物个体的大小、形状、生长速度和生长位置的不同而发生变化。非骨架生物的生长主要导致了沉积碎屑颗粒的被捕捉、粘附和固定,而骨架生物的生长不但能发挥以上的作用,而且可以产生原地的生物骨架堆积和碎屑沉积(钟建华等,2005)。吴亚生和范嘉松(1991)总结了形成硇的生物和生物作用,其中形成生物礁的生物作用包括:生物的造架作用;钙化或非钙化生物对灰泥等沉积物的障积作用;钙化生物的供骨作用;生物的粘结作用;生物的覆盖作用;生物的稳定加固作用。

沉积物颗粒(基质)的供给是生物礁生长的一个重要因素,沉积物颗粒被障积或粘结到生物碱中,也可被波浪作用搬运到生物礁内,同时礁群落中生物体的分解和破碎也会产生沉积物颗粒。

在生物礁中除了基质和骨架以外,快速的胶结作用能够为生物礁的生长提供结构支持和稳定性。胶结作用主要受到生物引发的化学条件的改变,以及生物礁孔隙中的微环境条件改变的影响,另外地质历史时期海洋化学性质的变化也是控制生物礁中胶结作用的重要因素(钟建华等,2005)。1

海平面变化海平面变化对生物礁的发育也是一个重要控制因索,海平面相对变化不仅可以控制礁体形成的时间,而且也可以控制礁体的形态和规模。生物礁的生长需要一定的水深范围,亦即需要一个浅水环境,如生物礁生长速度大于海平面上升速度,当礁生长达到海平面时就只能向深水区进积;若生物礁生长速度和海平面上升速度相当,则生物礁垂向加积发育。海侵过程中的古地貌高地常常是礁的发生地,地壳下沉幅度与造礁生物生长幅度一致是生物礁发育的必要条件。海侵过程中海平面上升幅度太快,海水变深,或海退过程中海平面下降得太快,海水变浅,盐度增加,以及其他因索等,都会中止生物礁的发育。因此,持续的海侵有利于生物礁的并进增长(李建温,1983)。1

古地貌格局古地貌格局是生物礁形成的重要条件。在地质历史中,古地貌格局又受大地构造的控制。大地构造形成生物礁赖以生存的古地貌特征,对生物礁开始生长和发育位置的限定首先体现在地形上(李建温,1983)。1

生物礁的破坏生物侵蚀、钻孔和物理冲击作用对同沉积生物礁体骨架的破坏作用在显生宙时期广泛存在并持续发生,至改变了生物礁的结构(钟建华等,2005)。不同的生物礁类型,生物侵蚀和物理破坏作用的结果不同。另外,生物侵蚀作用也会随生物演化和造礁生物类型的差异而不同。在生物骨架礁中,这些破坏因素降低了生物礁的高度,并且可以在生物礁表面生成较细的沉积物颗粒,促使生物礁表面沉积物流失,至促使形成生物礁周围的礁砾岩。强烈的生物和物理破坏作用会导致对生物礁结构的解释比较困难和复杂。钟建华等(2005)将生物礁的主要破坏因素总结如下:

(1)生物侵蚀和钻孔作用生物钻孔作用和啃噬作用会导致生物礁的分解和破碎,这些生物包括双壳类、腹足动物等。生物钻孔作用会降低生物礁的体积,侵蚀表面的原生组构,并且可以提供大量的细粒沉积物。但需要指出的是,生物钻孔并不只具有破坏作用,一些微生物钻孔和充填作用也是一种建设作用。

(2)物理破坏作用物理破坏作用的范围较广,从礁的破碎到总体格架的破坏均有发生。生物侵蚀和钻孔作用降低了生物礁的总体强度,但是浅水生物礁更容易受到大风浪作用,尤其是飓风引起的风浪作用,生物礁的主体不仅断裂而且成岩块体会被水流冲走,并在礁前形成礁角砾岩。1

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学

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