关于海沟介绍

[拼音]：haigou

[外文]：trench

其深度比相邻海底深2000米以上，两坡较陡的狭长深海洼地。它通常分布在大洋边缘，而且平行于相邻岛弧或大陆边缘；比海沟的规模小，两坡较缓、水深较浅的长条状海底洼地，则称为海槽或舟状海盆。海沟是极其壮观的海底地形。全球最深点（水深 11034米）就位于太平洋西部的马里亚纳海沟。海沟是大洋岩石圈俯冲及返回地幔的场所，在全球构造中占有突出的地位。

关于海沟的定义，现在仍然存在着不同的见解。有些学者认为：所有水深超过6000米的长条状洼地都应列为海沟。但这就将许多位于大洋中部的深长洼地也包括在内。而洋内的沟槽（常沿断裂带发育）与大洋边缘的海沟在构造含义及成因上截然不同，不宜混为一谈。近年来，不少学者倾向于将海沟一词限用于与火山弧伴生的边缘海沟。

海沟常呈弧形或直线形展布，长 500～4500公里，宽40～120公里，水深多为6～11公里。大多数海沟有不对称的 V字形横剖面。其洋侧坡(也称外壁)较缓，陆侧坡（也称内壁）较陡；沟坡的上部较缓，下部较陡，平均坡度为5°～7°。但汤加海沟有陡达45°的沟坡（图1）。海沟斜坡地形复杂，切割强烈，多见峡谷、台阶、堤坝和洼地等。沟底可被沉积物充填成不宽的平底。沟底的沉积物不厚，大多不超过1公里，有红粘土和硅质沉积，也有来自相邻大陆或岛弧的浊流沉积和滑塌沉积。海沟与洋盆之间，常有宽缓的海底高地，随海沟走向延伸，这种高地高出洋盆底部300～500米，称为外缘隆起。外缘隆起靠海沟一侧坡度较陡，靠洋盆一侧坡度较缓。

海沟分布在活动大陆边缘，主要见于环太平洋地区。在太平洋西部，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东缘，海沟与陆缘火山弧相伴随。大西洋和印度洋也有少数海沟(见图2和表)。

海沟与岛弧紧密共生构成统一的弧沟系。大多数海沟位于岛弧向洋一侧；也有少数海沟见于岛弧陆侧的边缘盆地中，如南海东缘的马尼拉海沟、所罗门海的新不列颠海沟和珊瑚海的新赫布里底海沟等。这些海沟除长度较小外，其他形态特点与一般海沟无异。

（1）地壳结构。海沟洋侧坡是大洋盆地岩石圈的直接延续，地壳结构一般属于正常的大洋地壳。海沟的轴部地壳开始增厚，但仍具有洋壳的3层结构。轴部地壳增厚主要是由于层 3增厚的结果。层3厚度可达7～9公里，比标准洋壳的层3(4～5公里)厚。有的海沟轴部莫霍面的深度超过海面之下20公里，如千岛-堪察加海沟和汤加海沟。 但也有轴部地壳无明显增厚的，如琉球海沟和阿留申海沟。自轴带向陆一侧，地壳厚度普遍急剧增大。海沟大体上是大洋地壳与大陆地壳（或过渡型地壳）之间的接触过渡带。

（2）地震活动。海沟及其伴生的火山弧，位于板块俯冲边界，有强烈的地震活动。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带，称为贝尼奥夫带，其形成与板块俯冲作用有关。海沟本身主要为浅源地震带。大量的浅源地震发生于海沟陆侧坡一带。其震源机制多数显示为逆断层型，反映了俯冲板块与上覆板块之间的汇聚挤压作用。浅源地震也见于海沟轴部和洋侧坡。在洋侧坡和外缘隆起，地震震源机制多显示引张作用。这可能是由于大洋板块俯冲下弯，使弯曲部凸面的板块表层处于伸张状态所致。中、深源地震则主要分布在火山弧及弧后地区（见海底地震）。

（3）重力与磁异常。20世纪20～30年代，荷兰学者F.A.芬宁·梅因纳斯首先发现海沟是重力负异常带。自由空间异常与均衡异常最低值位于海沟轴部或略偏陆侧。自由空间异常低达-200毫伽以下，显示出海沟地区的地壳均衡状态遭到剧烈破坏。负重力异常表明：在均衡调整作用下，该带具有上浮而使海沟地形消失的趋势。但板块的俯冲沉潜作用与均衡上浮力相对抗，使深邃的海沟地形得以维持。俯冲作用使海底岩石圈下陷，并代之以增厚的水层，必然会导致重力值降低。故负重力异常的存在也为俯冲作用的存在提供了佐证。外缘隆起则伴有不大的重力正异常。

有的海沟未发现磁异常，或仅有微弱的正或负的磁异常。有的海沟（如阿留申海沟和日本海沟）已发现条带状磁异常与海沟轴斜交，条带状磁异常越过海沟轴，延伸入海沟内壁下数十公里，其异常幅度向陆侧逐渐降低。这可能是大洋板块向陆侧俯冲的反映。

（4）热流。海沟是冷板块的下潜处，其热流值低达1微卡/(厘米2·秒)以下。由于岩石的热导率极低，俯冲的速度却较快，下插板块的温度就比同深度的地幔的温度低得多，海沟及海沟内壁附近出现很低的地温梯度和热流值，所以海沟本身缺乏火山活动，海沟深部可出现高压低温变质作用。而海沟向火山弧的方向，热流值却显著升高。

芬宁·梅因纳斯根据显著的重力负异常，提出海沟是地幔对流下降流导致地壳下弯的结果。俯冲作用说是这一见解的进一步发展。海沟与作为俯冲形迹的贝尼奥夫带息息相关，如海沟走向的弯转（如汤加海沟北端）便伴随着贝尼奥夫带形状的相应改变。重力、地磁和热流异常等事实也有利于俯冲作用说。板块的俯冲带动洋底下倾、陷落，形成了地球表面最低洼的地方──海沟。但是，海沟地区的应力场显示出既有挤压作用，也有引张作用。海沟的形成与俯冲的机理相当复杂，现仍在继续研究之中。

参考书目

1. M.塔尔沃尼等编，郭令智等译校：《岛弧、海沟和弧后盆地》， 海洋出版社， 北京， 1984。 (M.Talwani，W.C.Pitman Ⅲ，eds，IslandArcs，Deep Sea TrenchesandBack-Arc Basins，American Geophysical Union，Washington，D.C.，1977.)