大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带,按构造活动性分为稳定型和活动型两大类。
一、稳定型大陆边缘
稳定型大陆边缘没有活火山,也极少地震活动,反映了近代在构造上是稳定的,以大西洋两侧的美洲和欧洲、非洲大陆边缘比较典型,故也称大西洋型大陆边缘,此外也广泛出现在印度洋和北冰洋周围。稳定型大陆边缘由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成(图2—9)。
大陆架简称陆架,亦称大陆浅滩或陆棚。根据1958年国际海洋法会议通过的《大陆架公约》,大陆架定义为“邻接海岸但在领海范围以外深度达200m或超过此限度而上覆水域的深度容许开采其自然资源的海底区域的海床和底土”,以及“邻近岛屿与海岸的类似海底区域的海床与底土”。依自然科学的观点,大陆架则是大陆周围被海水淹没的浅水地带,是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。坡度陡然增加的地方称为陆架坡折或陆架外缘,因此陆架外缘线不是某一特定深度。大陆架最显著的特点是坡度平缓,平均坡度只有0°07′,其内侧比外侧更缓。大陆架的宽度与深度变化较大,如北冰洋陆架宽度可超过1000km;其深度取决于陆架坡折处的深度,如北冰洋的西伯利亚和阿拉斯加陆架宽达700km以上,外缘深度不足75m,但其东面的加拿大岸外陆架宽约200km,陆架外缘深度却超过500m。东海大陆架是世界较宽的大陆架之一,最大宽度达500km以上,其外缘深度130~150m。在漫长的地质时期中,大陆架曾屡经沧桑,如第四纪冰期的末次亚冰期,全球海面平均下降130m左右。冰后期气候转暖,海平面又逐渐回升,距今约6000年,海平面与现代接近。海面下降时大陆架成为陆地,海面上升时成为海底。现代大陆架是经过陆上和海洋各种营力交替作用的地区,并留下这些作用产生的地貌形态。大陆架表面常见的地形主要有:(1)沉没的海岸阶地;(2)中、低纬地带沉溺的河谷和高纬地带沉溺的冰川谷;(3)海底平坦面,如大西洋陆架上可划分出6~9级海底平坦面;(4)水下沙丘、丘状起伏和冰碛滩等微地貌形态。
大陆坡是一个分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡,其上限是大陆架外缘(陆架坡折),下限水深变化较大。大陆坡的坡度一般较陡,但不同海区差别很大,Sherpard(1973)计算的世界大陆坡的平均坡度为4°17′。稳定型陆缘的大陆坡一般宽度大、坡度小,如大西洋为3°05′,印度洋为2°55′,坡度均小于世界平均值;但全球陆坡最陡的海域却分布在稳定型陆缘,如斯里兰卡岸外陆坡达35°~45°。多数大陆坡的表面崎岖不平,其上发育有复杂的次一级地貌形态,最主要的是海底峡谷和深海平坦面。海底峡谷是陆坡上一种奇特的侵蚀地形,它形如深邃的凹槽切蚀于大陆坡上,横剖面通常为不规则的“V”型,下切深度数百米甚至上千米,谷壁最陡40°以上,与陆上河谷极为相似。关于海底峡谷的成因目前还有争论,多数人认为是由于浊流侵蚀作用所致,它是把陆源物质从陆架输送到坡麓及深海区的重要通道。深海平坦面是大陆坡表面坡度接近水平(<0°30′)的面,宽数百米至数千米,长数十千米。大西洋大陆坡上可识别出三个较大的平坦面,水深分别是550m,1650m和2950m,呈阶梯分布。其成因可能是陆坡发育过程中岩性差异侵蚀或夷平面断陷所致。
大陆隆又叫大陆裾或大陆基,是自大陆坡坡麓缓缓倾向洋底的扇形地,位于水深2000~5000m处。它跨越陆坡坡麓和大洋底,是由沉积物堆积而成的沉积体。大陆隆表面坡度平缓,沉积物厚度巨大,常以深海扇的形式出现。大陆隆的巨厚沉积是在贫氧的底层水中堆积的,富含有机质,具备生成油气的条件。地震探查证实富含沙层的大陆隆很可能是海底油气资源的远景区。
二、活动型大陆边缘
活动型大陆边缘与现代板块的汇聚型边界相一致,是全球最强烈的构造活动带,集中分布在太平洋东西两侧,故又称太平洋型大陆边缘。太平洋型大陆边缘的最大特征是具有强烈而频繁的地震(释放的能量占全世界的80%)和火山(活火山占全世界80%以上)活动,有环太平洋地震带和太平洋火环之称。
太平洋型大陆边缘又可进一步分为岛弧亚型和安第斯亚型两类,两者都以深邃的海沟与大洋底分界(图2—10)。海沟是由于板块的俯冲作用而形成的深水(>6000m)狭长洼地,往往作为俯冲带的标志。海沟长数百至数千千米,宽数千米至数十千米,横剖面呈不对称的“V”形,一般是陆侧坡陡而洋侧坡缓。全球已识别的海沟20多条,绝大多数分布在太平洋周缘,其中深度超过万米的6条海沟也全部在太平洋(表2—5)。
表2-5全球沟-弧体系
注:①括号里的名称是别称或以前曾用过的名称。
②据“海洋测绘”(1996年第4期),世界最深的马里亚纳海沟为10920±10m。此前最大深度通用11034m。
岛弧亚型大陆边缘主要分布在西太平洋,其组成单元除大陆架和大陆坡外一般缺失大陆隆,以发育海沟-岛弧-边缘海盆地为最大特点。这类大陆边缘的岛屿在平面分布上多呈弧形凸向洋侧,故称岛弧,大都与海沟相伴存在。在岛弧与大陆之间以及岛弧与岛弧之间的海域称为边缘海,其中的深水盆地往往具有洋壳结构,深达数千米。因位于岛弧后方(即陆侧),又叫弧后盆地。海沟、岛弧和弧后盆地具有成生联系,从而构成沟-弧-盆体系。
安第斯亚型大陆边缘分布在太平洋东侧的中美-南美洲陆缘,高大陡峭的安第斯山脉直落深邃的秘鲁-智利海沟,大陆架和大陆坡都较狭窄,大陆隆被深海沟所取代,形成全球高差(15km以上)最悬殊的地带。