海溝沉積物研究進展

海溝多發育於俯衝帶中，而俯衝帶是全球物質再循環的重要場所，亦常被稱為「俯衝工廠」。板塊俯衝是地球內部系統最核心的地質過程，板塊及其所攜帶的沉積物在海溝處俯衝到地幔深處，經歷了強烈變質變形和脫水作用，發生顯著的物質循環再造，因此海溝是實現地球表面及其內部物質和能量交換、陸殼生長、殼-幔相互作用的重要場所，進入海溝的沉積物也構成了全球物質循環的重要部分。同時海溝沉積物對火山和地震活動、礦產資源分布等具有廣泛且深刻的影響。另外海溝沉積物儲藏了大量的碳而影響著全球氣候變化。因此認識海溝沉積物的性質變化，對於理解區域能量與物質交換有著重要的作用。目前，對海溝沉積物的研究多集中於沉積物和構造運動關係的研究，例如海溝沉積物的厚度對附近板塊的彎曲度以及地震強度的影響關係的研究，海溝匯聚邊緣前的構造侵蝕作用以及俯衝帶地震海嘯的研究等，而對海溝內後期充填沉積的沉積環境和沉積特徵等方面的研究仍較為薄弱，受限於取樣深度，目前較普遍的研究手段也多以地球物理方法為主。

一、海溝的形成和分布

⒈ 海溝的形成和形態

海溝是兩板塊相向匯聚的地方，和同時形成的島弧、弧後盆地共同形成了一組具有成生聯繫的溝-弧-盆體系。匯聚板塊邊緣有兩種可能的構造特徵：①在大陸匯聚邊緣或活動大陸邊緣，大洋岩石圈俯衝到大陸岩石圈之下；②在大洋匯聚邊緣，大洋岩石圈俯衝到另一大洋岩石圈之下，如馬里亞納海溝即太平洋板塊俯衝到菲律賓板塊之下形成的。前者稱智利型,陸坡之下即為海溝(圖1b)，後者即馬里亞納型，依次發育邊緣海盆、島弧及海溝(圖1a)。

A—A′:馬里亞納型；B—B′:智利型

圖1兩種大陸活動邊緣類型

海溝常見於深海的Abyssal Zone(4000～6000m)和Hadal Zone(>6000m)中，該區域僅佔全球海洋面積的1%～2%。海溝是兩壁陡峭且狹窄的「V」形槽狀窪陷,常呈弧形或直線形展布，一般長800～4500km，寬40～120km，較之毗鄰洋底深2000～4000m。海溝是海洋中最深的部分，目前測得的海洋最深處位於馬里亞納海溝的挑戰者深淵，水深為10984±25m。

海溝兩側的斜坡，近陸地的一側稱為「內坡」或「陸坡」，較為陡峭，近海的一側稱為「外坡」或「洋坡」，地形坡度略緩。通常情況下，溝坡的上部較緩，下坡較陡，整個坡度平均為5°～7°，但個別海溝坡度較陡，如湯加海溝的溝坡坡度可達45°，波多黎各海溝內坡的平均坡度可達15°，最陡處達24°～30°。海溝斜坡地形複雜，切割強烈，多見峽谷、台階、堤壩和窪地等，海溝底部海山、海丘普遍發育。

⒉ 海溝的分布

據統計，全球共有40餘條超過5000m的海溝，已知的29條分布在太平洋邊緣，特別是西太平洋邊緣；印度洋有7條，大西洋有5條，北冰洋僅有兩條，且深度均小於5500m。研究程度相對較高且比較著名的海溝有27條(圖2)。

圖

2全球海溝分布圖

二、海溝沉積物的來源

進入海溝的沉積物主要包括兩種來源：①俯衝大洋板塊從海溝下潛時被上盤板塊刮削下來的沉積蓋層和洋殼碎片，連同板塊上的深海沉積物可堆積到海溝的向陸側形成增生楔形體和混雜堆積(圖3a)，是一種構造作用形成的堆積；這部分物質大部分會隨著板塊進入地幔而消耗(圖3a)。②海溝逐漸形成後通過沉降以及其他各種沉積作用充填入海溝的沉積物(圖3b—3d)。相向匯聚的兩板塊間應力作用若強，則有助於刮削俯衝板塊上的深海沉積物，甚至洋殼(圖3a)；若弱，則可允許沉積物俯衝於上地幔之中。因此,智利型邊緣是最易找到俯衝增生稜柱體的地方；而在馬里亞納海溝、日本海溝、中美海溝、千島—堪察加海溝(圖3b)、華盛頓—俄勒岡海溝(圖3c)、阿留申海溝(圖3d)等地則不易發現俯衝增生稜柱體。這些海溝以後期遠洋-半遠洋以及陸源等充填沉積為主,沉積物呈水平產出,並具有正常地層層序,僅在較陡峭的島弧坡面發生滑塌堆積使得沉積層複雜化。

圖

3不同海溝內充填的沉積物類型示意圖

本文關注的主要是第二類沉積物的特徵(圖3b—d)。海溝形成後充填的深海沉積物主要包括：深海黏土、陸源碎屑、火山灰沉積、生物源(包括遠洋鈣質沉積、硅質沉積)、海洋自生物質和宇宙源。

⒈ 陸源物質

陸源沉積物可以來自大陸邊緣懸浮沉積。懸浮的陸源物質在水中經過長時間停留後,慢慢沉入洋底和附近海溝，沉積速率較低，形成深海黏土。這在許多海溝都有發現，例如西太平洋馬里亞納海溝的黃褐色的深海黏土。東太平洋秘魯—智利海溝沉積物主要為橄欖綠色深海黏土。陸源物質也來自相鄰的島弧以及弧前地區、濁流沉積以及各種崩塌、滑塌堆積組成的碎屑沉積物。例如印度洋爪哇海溝的沉積物主要為陸源碎屑搬運的結果，這些物源碎屑物主要來自印度洋東北部周緣的造山和火山區，且絕大部分來自喜馬拉雅抬升基底區。另外靠近陸地的海溝沉積物中陸源物質的輸入也可以來自河流的搬運，經過大陸斜坡或沿著平行海溝軸的洋流進入海溝。例如大西洋的波多黎各海溝的南端與奧里諾科河(Orinoco)三角洲相鄰，加之波多黎各島(Puerto Rico)和伊斯帕尼奧拉島(Hispaniola)為波多黎各海溝提供穩定的沉積物來源,因而波多黎各海溝內沉積物較發育。而當遠離陸地時河流貢獻很小，陸源碎屑則主要為風塵物質(例如中國黃土)。Rea等(1996)對12個海溝系統中的各個沉積物組分進行了定量的計算,包括陸源顆粒、碳酸鈣、蛋白石和水，結果表明，每年有1.4×1015g沉積物和0.9×1015g水進入海溝沉積層中,而其中1.1×1015g·yr-1的沉積物為陸源物質，其餘成分中碳酸鹽多於蛋白石。

⒉ 火山物質

區域性構造運動和火山作用可以為海溝沉積物提供大量火山灰和火山碎屑。而沿海溝分布的地震帶是地球上最強烈的地震活動帶。馬里亞納海溝沉積物雖以深海黏土為主,但仍可常見火山物質，尤以2.2Ma之前較為發育，說明馬里亞納海溝附近2.2Ma之前極有可能由於馬里亞納海槽擴張引起了規模較大的火山噴發活動。智利海溝沉積物的碎屑物質主要來自大陸架的濁積物沉積物質及火山碎屑物，而其化學膠結物可以來自海水中溶解的物質，海底拉斑玄武岩的海解物質及海底熱泉等。日本海溝內坡上部除了接受半遠洋沉積之外，受火山源影響也較明顯。

⒊ 生源物質和自生礦物

生源物質主要來自海洋中生物體死亡後的沉降，例如硅藻Ethmodiscus rex勃發可以給海溝沉積物帶來大量的生源物質。這可能是因為陸源風塵物質輸入帶來的豐富Si和Fe造成了硅藻勃發事件。馬里亞納海溝沉積物也發現豐富的硅藻化石,丰度可達165～5481個·克-1,這是因為冰期時段南極深層水中較高的硅含量的流入會減弱硅藻溶蝕作用,從而激發硅藻E.rex大量繁殖。秘魯—智利海溝沉積物中可見大量砂級有孔蟲，而隨著水深增加，鈣質沉積為主導的模式逐步轉變為以硅質沉積為主，在1500m以下，放射蟲的丰度通常為有孔蟲的兩倍。波多黎各海溝中,分布在海溝斜坡上的全新世沉積物中含有棕色翼足類和有孔蟲類的軟泥。

馬里亞納海溝沉積物中細菌數量是周圍深海平原沉積物的10倍，這可能是因為沉到馬里亞納海溝陡峭面的海洋植物和魚類殘體經常會滑到溝底深處，從而為微生物以及生物成因礦物的發育提供了條件。此外,自生礦物也是海溝沉積物的重要來源之一，部分礦物源於界面水、間隙水和海底火山物質水解的析出物,如微結核，部分則是火山物質蝕變後的產物，如蒙脫石、沸石，上述三種礦物在馬里亞納海溝沉積物中均可見到。

三、海溝的沉積厚度

海溝沉積一般堆積速度快,是深海盆地的10倍。沉積複雜發育程度取決於俯衝角度的大小及聚斂速度的大小，俯衝角越小，堆積厚度就越大，聚斂速度越小；俯衝角越大，堆積厚度就越小，聚斂速度越快。海溝沉積物的厚度可以影響海溝附近板塊的彎曲度，也可能影響到俯衝帶地震的發生和強度等。

⒈ 不同海溝之間沉積厚度的差異性

不同海溝之間，沉積物的厚度和沉積位置均存在較大差異，受物源的影響，有的海溝沒有或僅有很少的沉積物覆蓋，例如大西洋中的南桑偉奇海溝地震剖面顯示海溝斜坡幾乎無沉積物，這是因為南桑偉奇海溝的東端為斯科舍島弧(Scotia Arc)，而島弧的南端位於大洋中間，無陸源碎屑供應，因而海溝內幾乎沒有沉積物。新不列顛海溝也幾乎未見沉積層；太平洋雅浦海溝的底部沉積物厚度也較薄，以海底藻類軟泥為主。

但有的海溝沉積物可以很厚，例如伊豆—小笠原海溝在29°以北的海溝沉積物，厚達1000m。在馬尼拉海溝，地震資料表明海溝沉積物集中在海溝窪地內，厚度可達1.2～2km，自北向南減薄。一般來說，海溝沉積物的厚度小於1km。琉球海溝底部被沉積物充填並形成了10km寬的平坦面，內有200～300m的深海水平層沉積，且連續性好，未受擾動；帛琉海溝北側底部約600～700m厚的沉積物,主要分布於海溝軸部，溝坡上未見沉積物。日本海溝沉積物主要發育于海溝軸部盆地和海溝內坡，海溝外坡的沉積物比內坡少。

⒉ 同一海溝內部沉積物的空間變化特徵

同一海溝中，沉積物厚度也分布不均勻。在琉球海溝靠近沖繩島東側沉積層薄，幾乎無沉積；但在靠近台灣島的南端，存在600m厚的濁流層，使海溝深度變淺。琉球海溝靠近奄美海台、南大東海嶺和沖大東海嶺區域的陸側海溝斜坡上，可見不規則分布的始新世以來的沉積層；向海一側島坡面存在岩漿岩露頭，還有多處呈陡崖下降,因而缺乏沉積。在馬尼拉海溝中，總共有三個方向的物源供給將陸源物質輸運至海溝堆積，這三個物源分別位於海溝南端、海溝北端以及16°N左右的一處峽谷水道中，其中以北端物源為馬尼拉海溝最主要的沉積物輸入區，故而馬尼拉海溝北段(18°N～20°N)沉積物較厚，沉積物充填作用使其水深淺於4000m。

四、海溝沉積物的特徵

全球海溝中對海溝沉積物特徵的研究主要集中在太平洋地區，尤其是馬里亞納海溝，印度洋和大西洋中海溝沉積物的研究程度較低。但是就海溝沉積物特徵的總體研究程度來說還是比較薄弱。

⒈ 沉積物粒度特徵

一般在海溝地區隨著深度的增加，水動力逐漸減弱，因而深部的海溝沉積物直徑中值呈遞減趨勢且分選性較差。海溝沉積物直徑中值與深度呈負相關(表1)。海溝沉積物分選中等—很差,且分選係數與深度呈正相關。馬里亞納海溝沉積物粒度分選係數為0.96～2.21Ф，平均為1.77Ф，偏度0.07～0.19，負偏—正偏，峰態0.74～1.07，寬—中等峰態；千島海溝沉積物分選係數介於1.0～2.3，且隨著水深的增加呈現遞增趨勢，水深大於5000m時，分選係數>2.0。

表1海溝沉積物中值粒徑隨深度變化情況

⒉ 沉積物黏土礦物特徵及碎屑礦物特徵

在馬里亞納海溝,沉積物類型以深海黏土為主，含量可高達70%，含硅藻軟泥、遠洋紅黏土、鐵錳氧化物與黏土夾層，但幾乎不見鈣質生物，推測其形成於碳酸鹽補償深度(CCD)界面之下，屬於典型深海黏土沉積。另外，生物殘渣約佔15%～30%，碎屑礦物含量為5%～20%，主要包括磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、火山玻璃、綠泥石、微結核、沸石、輝石、角閃石;偶見鈦鐵礦、雲母、鋯石；輕礦物有石英、長石、硅質和魚牙骨。

印度洋維馬海溝的岩心柱狀樣品見重礦物砂層和超基性岩的礫屑，它們局部可能來自於海溝壁，該岩心的岩石學特徵與大西洋的羅曼什海溝相似。

⒊ 沉積物中的生物特徵

⑴海溝沉積物中軟殼類有孔蟲和極端嗜壓菌發育

秘魯—智利海溝7800m的沉積物中發現了軟殼類有孔蟲，隨後馬里亞納挑戰者深淵底部的沉積物中也發現了活的軟殼類有孔蟲類，它們體型微小，432個有孔蟲個體總共分布在不到12μm的橫截面上。這類有孔蟲生活於CCD界面之下，缺少鈣質外殼，其中85%屬於軟殼類，僅5%～20%接近海面的有孔蟲群落，正是得益於軟殼對巨大壓力的承受能力，它們可以在1090倍海面壓力的挑戰者深淵中旺盛繁殖。

極端嗜壓菌Shewanella sp，DB21MT-2和Moritella sp.DB21MT-5分離自馬里亞納海溝沉積物中，這種微生物的基因可能在低溫和高壓的作用下產生了變異，相對於它們的非嗜壓近緣種，細胞膜中含有更高比率的單不飽和脂肪酸(18：1和14：1)，使其在脂肪酸的組成、壓力調控機制、嗜壓基因的表達、運動性等方面形成有別於常壓微生物的獨特機制。查戈斯海溝柱狀沉積物中的細菌和真菌研究表明，孢子形式的真菌萌芽可以在100、300和500bar的靜水壓力與5℃的環境中生存，證實了其耐高壓性並且可推測其應該是誕生在深海沉積物中。

⑵海溝軸部較斜坡地區或海溝邊緣有機質含量和生物量均明顯富集

Glud等(2013)對挑戰者深淵沉積物(11000m)中微生物活動的研究表明，該區的生物耗氧速率(154±48μmol·m-2d-1，n=51)超過了附近兩個6000m水深站位的速率(85±38μmol·m-2d-1，n=36)。同時，沉積物分析表明在挑戰者深淵具有較高的微生物細胞濃度，其平均原核細胞密度為0.97±0.004×107cm3(n=2),而6000m水深站位的平均原核細胞密度僅為0.14×107cm3(n=1)。Leduc等(2016)也對湯加海溝10800m深的地平線號深淵(HorizonDeep)和6250m深的海溝邊緣站位做了類似的對比試驗，且結果與Glud等(2013)具有一致性。

五、海溝的沉積機理

⒈ 海溝重力滑塌

滑塌堆積是由水下重力滑動和塌落的不同類型沉積物堆積而成的半流體沉積體，缺乏層理但又夾在正常地層序列中的巨大透鏡狀地層單元。滑塌物多來源於弧前盆地。由於海溝內溝坡較陡，在海溝內溝坡上的沉積物也會發生滑塌沉積。如馬里亞納海溝內壁的鑽孔，獲得了重力滑塌沉積物，其中既有晚白堊世的放射蟲和晚侏羅世化石，又有從第四紀到始新世所有時代的微體化石。

⒉ 濁流沉積

陸源沉積物以及海溝附近島弧和海山的侵蝕產物在重力或水流的作用下,以濁流形式搬運而沉積，可為沉積物提供物源。另外海底滑坡、火山作用、偶發地震等也可以誘發泥石流或濁流，使沉積物從陸地經過陸坡最終搬運至海溝。

印度洋馬克蘭海溝發育有大型濁積層楔狀體。太平洋伊豆—小笠原海溝和琉球海溝中就發育厚層濁流沉積；爪哇海溝和菲律賓海溝中的沉積物也主要為濁流沉積。馬尼拉海溝沉積物以多層火山灰-濁流沉積為特徵的粉砂質黏土為主，說明海溝濁積層物質具有陸源和火山源性質。日本海溝儘管處於CCD界面之下，但多數沉積物樣品中都含有鈣質微體化石，推測其可能存在沉積物在重力作用下發生順坡搬運作用。台灣淺灘陸坡具有活躍的重力流活動，這些超密度流(懸移物濃度36～53kg·m3)有足夠的能量挾帶大量沉積物經海底峽谷運送至海溝。從陸架前緣—陸坡—馬尼拉海溝發育了典型且壯觀的重力流沉積體系，可將台灣造山帶的陸源沉積物傳輸到馬尼拉海溝北部。濁流發生受到地震和海嘯的影響，同時也受到氣候和海平面變化的強烈影響，因此，與氣候變化，海平面以及構造運動息息相關，這些因素髮生的頻率、速率和沉積物的補給也會影響濁流體系中沉積物的分布模式。然而無論是誘發的泥石流、濁流還是超密度流，使得遠洋(包括海溝)沉積是以一種「事件」過程發生沉積。沉積速率會較大，但是目前還沒有長期定量的結果。

⒊ 火山活動

海溝附近以深源地震頻發和火山作用強烈為特徵，所以火山活動也是海溝沉積過程中的重要機理之一。智利海溝沉積物中火山岩屑和斜長石佔主導部分；日本海溝鑽探剖面中，可見早中新世期間由強烈火山活動產生的綠色凝灰岩；在馬里亞納海溝南坡，沉積物雖以深海黏土沉積為主，但仍常見火山物質，故推測馬里亞納海溝附近火山活動較頻繁，特別是2.2Ma之前，沉積物受火山源影響明顯，且物源分析表明帕里西維拉海盆和西馬里亞納海脊火山物質對沉積物物質來源的貢獻最大。

⒋ 海溝生物化學沉積過程

海溝沉積的生物地球化學過程,既包含海洋生源沉積的埋葬問題又關乎全球碳循環的問題。在活動大陸邊緣，俯衝板片脫水產生的流體導致上覆板塊的地幔橄欖岩發生蛇紋岩化，在伸展構造作用下，以泥質和碎屑狀蛇紋岩為主的蝕變產物沿斷裂通道上升，可在弧前海底形成蛇紋岩泥火山。馬里亞納弧前發育7座蛇紋岩泥火山，泥火山中的微生物種群均以古菌為主，古菌依靠滲漏流體中的無機成因甲烷和營養物質生存，並調控甲烷缺氧氧化(AOM)作用，在附近可形成碳酸鹽岩和水鎂石等自生沉澱，並伴生有微生物席發育，而蛇紋岩化伴生的碳酸鹽岩在全球碳循環中扮演著頗為重要的角色。

在馬里亞納海溝挑戰者深淵北坡水深5600m的海底形成了Shinkai滲漏場,由於滲漏流體中富含CH4，所以在滲漏場附近發育由巨蛤、海葵、六放珊瑚、櫛水母等組成的化能自養生物群；日本海溝和千島海溝地區，在水深為6000m和5600m之間的向陸斜坡上也觀察到蛤生物群體，其中Calyptogena蛤佔優勢，且總是與buccinid腹足、海參以及多毛類蠕蟲相伴生，且該底棲生物群附近的水樣顯示甲烷富集，推測該地區也存在類似的蛇紋岩流體系統。

⒌ 海溝漏斗效應

雖然在一般情況下，生物總量和有機質量會隨著水深減少，但是由於海溝深部的漏斗狀形態，使得海溝底部成了沉積物和微生物的匯。研究發現海溝沉積物中生物總量及有機質的含量隨著海溝深度的增加而增加，而海溝軸部的含量最高。這個現象在多個海溝都有發現,例如太平洋中的馬里亞納海溝、千島—堪察加海溝、琉球海溝、伊豆—小笠原海溝、湯加海溝、秘魯—智利海溝和大西洋中的南桑偉奇海溝。

針對這種海溝有機沉積物的「漏斗作用(funnelling)」，Ichino等(2015)以克馬德克海溝作為測試環境，建立了一個沉積物在重力作用驅動下沿海溝斜坡運輸的數學模型，結果顯示，在重力和海溝斜坡坡度的驅使下，海溝軸部表現出較高的有機碳含量和生物量,且偶發地震活動和多次再懸浮-沉積作用也可能導致不穩定的沉積物顆粒沿斜坡向海溝軸部運移，並在軸部表現出較快的沉積速率和更高的有機碳濃度。沉積物中過剩210Pb(210Pbex)的分析表明，挑戰者深淵11000m站位沉積物中的210Pbex為50459±7967bq·m2(n=2)，而6000m水深站位沉積物中的210Pbex僅為17880±933 bq·m2(n=2),進一步證實了在海溝軸部有較多的有機質沉積。海溝軸部有機碳的快速沉積有利於將大量的有機物在未遭受氧化的情況下迅速埋藏在地層中,後期原位有機質的細菌降解作用可以為天然氣水合物提供更多生物成因氣源,進而在原位或附近形成天然氣水合物礦藏。

六、結論

由於世界較深的海溝大多分布於西太平洋邊緣，因此關於海溝沉積物特徵、沉積環境、沉積機理的研究主要集中於此處，而關於大西洋和印度洋海溝沉積物的研究資料相對較少。對於超過6000m的海溝，由於取樣工作困難，其沉積物特徵及沉積過程的研究仍十分薄弱，本文在總結海溝沉積物特徵的基礎上提出以下幾點討論，以期為今後的海溝研究提供新思路和新方法。

①海溝沉積物受控於構造運動，例如有些海溝中發育來源於板塊及其所攜帶的深海沉積物從海溝下潛時被上覆板塊刮削下來形成的增生楔形體；有些海溝因重力滑塌、地震等引發濁流沉積；有些海溝因火山活動帶來大量的火山物質等，而大部分海溝沉積物會受到以上幾種運動的綜合作用。同時海溝沉積物也受控于海溝逐漸形成過程中和形成後的各種沉積作用，例如生物化學沉積。因此對於海溝內多種成因的沉積物的來源分析，仍然是海溝沉積物研究的重要部分。

②智利型和馬里亞納型海溝的形成機制不同，距離大陸的距離不同，導致物源和海溝的沉積物特徵不同。兩種海溝之間，沉積物的厚度和沉積位置均存在較大差異，較厚的沉積物可以達到幾千米，有的海溝可能會因為遠離大陸而沒有沉積物。而同一海溝的不同段位沉積厚度也存在較大差異。因此研究不同類型海溝的物源差異和沉積過程的差異性，將對理解海溝的沉積物沉積有重要的意義。

③海溝沉積物厚度可以影響海溝附近板塊的彎曲度、俯衝帶地震的發生和強度。同時海溝沉積物的來源可以是地震影響形成的濁流沉積。因此，使用濁流沉積對古地震進行精確的恢復研究應該引起重視，這也對預測區域地震具有重要的實際應用價值。

④前人研究中認識到海溝沉積物整體粒度較細，以4～63μm為主，且隨著深度增加沉積物中值粒徑呈遞減趨勢；分選中等—差，分選係數與深度呈正相關。海溝沉積物的碎屑礦物以及黏土礦物的組成也有一定的認識。重大發現主要集中在沉積物中的生物和微生物的特殊性，海溝沉積物中的生物和微生物都發育了適應高壓條件的特性，例如軟殼類有孔蟲和極端嗜壓菌發育，特徵明顯不同於其他淺水環境。6000m以下的沉積物研究成果更少。海溝沉積物由於處於較為極端的環境中，其自生礦物以及生物成因礦物的特殊性應當予以重視。因此這方面的研究也將是今後的研究重點。

⑤由於海溝的漏斗狀地貌形態，海溝沉積物的沉積過程受到漏斗效應的影響，例如海溝沉積一般較深海盆地堆積速度快，且俯衝角越小，堆積厚度就越大。海溝內坡較陡，受到火山或地震的影響，可引起海溝內的重力滑塌堆積或者濁流沉積，從而形成堆積較厚的沉積物，在溝底形成沉積物的「匯」，使得微生物和有機質含量在底部增大。這種獨特的漏斗效應，將會在今後的海溝研究中得到進一步重視。

⑥大洋碳循環在全球碳循環中具有舉足輕重的地位，而海洋沉積物中的硅藻席在固碳作用中具有巨大貢獻。由於目前全球海洋發現的硅藻席稀少，很多硅藻碳循環的假說也一直缺乏合適的硅藻沉積物材料來予以驗證，而馬里亞納海溝內發育硅藻席，可以據此開展硅藻席沉積的碳、硅循環過程及由其古海洋響應制約的沉積模式研究。

【作者簡介】本文作者/肖春暉 王永紅 林間，來自中國海洋大學海洋地球科學學院,、美國伍茲霍爾海洋研究所和中國科學院南海海洋研究所；第一作者肖春暉，女，1991年出生，山東省東營市人，博士研究生，從事海洋沉積學研究；本文來自《熱帶海洋學報》（2017年第6期），參考文獻略，用於學習與交流，版權歸作者和出版社共同擁有。

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