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1、海洋沉积环境与沉积相部分,大洋盆地占全部海洋面积的2/3，它包括深海盆地、海岭、海峰、火山脊等。,海相组,滨海相,浅海陆棚相,半深海相,深海相,第五章 海洋陆源碎屑沉积环境第一节 海洋环境的一段特征（与大陆不同）介质动力条件以波浪、潮汐和海流为主，有单相流动和振荡运动。具较高的含盐度，正常海水盐度为35。海水中含氧量不一，可以出现各种氧化还原条件。生物相当丰富，底栖生物主要分布在水深0-200m的海底。根据海底地形、海洋划分为：1 陆栅（陆壳、大陆架）一般200m（最大400m），坡度1-2度。2 大陆坡（陆壳与洋壳的过渡带），一般坡度4-7度，有大量深沟峡谷所割切200-2000（3000）
2、。3 大洋盆地（洋壳），平坦、有洋脊和海沟。,结合海水深度和海底地形，可划分四个沉积环境：1、海岸环境（滨线环境）：浪基面以上（属海陆过渡环境）2、浅海陆栅环境：浪基面到陆栅边缘水深2500m。沉积物不仅可以陆源群屑物质为主，也可以碳酸盐物质为主，也可属两者混合。,海相沉积的一般特征1.岩石类型岩石类型极为多样，如砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、碳酸盐岩等。厚度大、分布广、岩性稳定，成分成熟度和结构成熟高。2.沉积构造发育各种类型的层理、波痕、雨痕、泥裂等。常发育有生物遗迹或遗迹化石。3.自生矿物海绿石：形成于弱碱性、弱还原、盐度正常的环境，水深202000m，以30200m最佳，水温一般为152
3、0。鲕绿泥石：形成水温高于20，水深60m。自生磷灰石：形成水深30300m。,4.生物化石生物相当丰富生活环境：盐度、水深狭盐性生物：耐盐度有限的生物。广盐性生物：耐盐度广泛的生物。生活方式：底栖、游泳、浮游，底栖生物主要分布在水深0-200m的海底。,波浪规模巨大，是海洋中产生侵蚀、搬运、沉积作用的主要动力，对海岸附近不同地带沉积物的作用不同。,潮汐的形成：月球吸引潮位：潮汐引起海面水位的垂直升降潮流：潮汐引起海面水位的水平移动潮位的升降扩大了波浪对海岸作用的宽度和范围，并形成潮间带沉积环境。潮流对海底沉积物的改造、搬运、堆积起到重要作用。,海流：由地球重力场或海水温度、盐度分布不均产生密
4、度梯度而引起的海水流动，如上升洋流、等深流、内潮汐流等。,第二节 海岸沉积环境一、一般特征水动力条件复杂：主要为波浪和潮汐作用，次为海流，活岸流河流及风。盐度多种多样：正常、淡化、咸化。生物以发育广盐度生物为特征，并出现海陆相生物混生。海岸环境分为二类：无障壁海岸（海滩或潮坪陆缘海）、有障壁海岸（障壁、泻湖、潮坪、陆表海）,二、无障壁型海岸（海滩环境）无障壁型海岸与大洋的连通性好，海岸受较明显的波浪及沿岸流的作用，海水可以进行充分的流通和循环，又称为广海型海岸及大陆海岸。包括这种海岸的海盆又称为陆缘海。,水动力：滨海带内的水动力状况是比较复杂的。海水的主要运动形式是波浪、潮汐、沿岸流波浪是控制
5、海岸水动力学特征和海岸发育状况的主要因素。规模：风的吹程大，故海浪的波长较大，一般为4080m，波基面大致在2040m。,（一）海岸水动力学及搬运沉积特点,正常波浪推向海岸时，波浪因与海底摩擦会发生形变和破碎，出现分带。,起浪带：属正常波浪，水质点运动轨迹呈圆形，如不考虑重力作用，这时波浪对沉积物并不产生位移搬运。破浪带：波浪由于形变而发生破碎。碎浪带：破碎的波浪继续向前推进，振荡波逐渐变成平移波。冲洗带：海水成为一般水流冲向滩面。,起浪带,破浪带,碎浪带,冲洗带,随着波浪的破碎，可以导致海水向岸方向和离岸方向流动，引起沉积物的向岸及离岸搬运，结合重力作用，总的趋势是离岸搬运。,波浪运动可以分
6、为垂直海岸和平行海岸两种，前者常称为横浪，后者常称为纵浪。,当波浪波脊斜交海岸时，会产生沿岸流，就可引起沉积物的沿岸搬运。,滨岸环境中，波浪作用对碎屑物质的搬运方式和粒度分布起着明显的控制作用,滨外,（二）海滩环境亚相类型及特征,海滩环境亚相类型按照地貌特点，可划分为四个次级环境。,滨岸相,海岸沙丘亚相,后滨亚相,前滨亚相,近滨亚相,位于潮上带的向陆一侧，即特大风暴时潮水所到达的最高水位。分海岸沙丘、海滩脊、砂岗等沉积单元。海岸沙丘系由波浪作用从近滨搬运至前滨和后滨而处于海平面之上的海岸砂，再经风的吹扬改造而成。,1.海岸沙丘亚相（coastal dune sub-facies）,常呈长脊状或
7、新月形，宽可达数公里。沉积物的圆度和分选好，细中粒，成熟度高，重矿物富集。具大型槽状交错层理，细层倾角陡，可达3040，层系厚数十厘米，也常出现层系界面为上凸形的前积交错层理。,海滩砂脊：在最大高潮线附近出现的线状砂脊，又称为海滩脊。在高于平均高潮线的高潮时期和暴风潮时期由波浪堆积起来，可高达数米，宽数十米，长达数百米至数十公里。可呈单脊或成组平行海岸出现，常由砂、砾石和介壳碎片组成。底部具冲刷面和平行层理，上部具交错层理，细层倾角7-28，多双向倾斜，较陡者倾向大陆，较缓者倾向海洋。强烈风暴时，海水越过海岸砂丘，其携带的滨岸砂体在海岸砂丘背后形成砂质扇形堆积体，延伸较远，具水平纹层。,海岸砂
8、丘,海滩砂脊,2.后滨亚相（back-shore sub-facies）位于海岸沙丘与平均高潮线之间，属潮上带。有水时，沉积水动力较强，无水时，受风的改造，沉积动力较弱。沉积物为较粗的砂，粒度较沙丘带粗，圆度及分选较好。,后滨亚相沉积物具平行层理，可见小型交错层理。当后滨中有较浅的洼地并被充填时，可形成低角度的交错层理。具有大量遗留和堆积下来的生物介壳，凸面向上。风暴期可在后滨与海岸沙丘交界处对重矿物分选形成砂矿。,浙江普陀岛后滨滩脊剖面,3.前滨亚相（foreshore sub-facies）位于平均高潮线与平均低潮线之间的潮间带，地形平坦，起伏较少，并逐渐向海倾斜。沉积物以中砂为主，分选较
9、好。砂质沉积的粒度分布十分特征，跳跃总体和悬移总体都有很陡的斜率，表明分选好。滚动总体不发育。跳跃总体出现两个次一级总体，这可能与波浪的冲刷与回流两种作用有关。悬浮总体的斜率陡是海滩砂的特征,层系平直，以发育低角度（小于8）交错层理-冲洗交错层理为特征。纹层倾角取决于颗粒粗细，颗粒越粗，海滩坡度越大，倾角也越陡。,对称、不对称波痕及菱形波痕大量出现。极浅水的其他标志如冲刷痕、流痕、变形波痕、流水波痕、生物搅动构造亦常见到。前滨下部沉积物分选比上部差，并含有大量贝壳碎片和云母等，贝壳排列凸面朝上，属不同生态环境的贝壳大量聚集。,4.近滨亚相（near-shore sub-facies）位于平均低
10、潮线至波基面之间的潮下带，也称为潮下浅海或临滨亚相。常发育沿岸砂坝，波能愈弱，沿岸砂坝越少，在低能海岸区，仅有一条沿岸砂坝发育于低潮线附近。高能沉积地区可发育多排沿岸沙坝。,沿岸砂坝向陆一侧伴有凹槽，其中发育浪成波痕和小型流水波痕。近滨上部发育有大量砂质沉积物，并发育较大规模的交错层理，愈向岸愈多，愈向海的深水部位交错层理渐少，而生物扰动构造增多，且出现水平纹层。越向下部沉积物越细，逐渐过渡为泥质沉积。,近滨亚相沉积特征,（三）垂向沉积层序在海岸发展的地史进程中，随着海进、海退的发生，可以形成进积型和退积型的海岸垂向沉积层序。一般来说，在古代地层剖面中以进积型垂向层序最常见。,进积型砂质高能海
11、岸沉积序列,海岸沉积序列实例,图1 砂质推进海岸沉积层序,中粒砂岩，具低角度交错层理，顶部无构造，很少见虫迹，属前滨后滨环境。,含粒粗砂岩，具槽状交错层理，有的为近平行的层理，有少量虫迹，近滨带上部,细粒砂岩，具平行层理或板状交错层理，具不符合虫迹，近滨带下部,细纱岩及粉砂岩，无层理，有很多潜穴，地为薄层砾岩，滨外环境,图2 砂质推进海岸沉积层序,低角度交错层砂岩，顶部由植物根迹，前滨后滨沉积。,槽状交错砂岩，近滨带上部,丘状交错层理的砂岩，部分水平纹理状砂岩，有虫迹，近滨带下部,水平纹理状粉砂岩和页岩，薄层的丘状交错层砂岩。滨外带沉积。,图3泥质海岸剖面层序,7.是6的上部，局部有向上边洗的
12、冲击剖面结构。,6.块状红色泥岩，有植物根迹，泥裂和结核。,5.淡褐色红色粉砂岩，有植物根迹和泥裂。,加积的滨岸平原,4.灰色泥岩夹薄层细砂岩，很少的腕足类动物,海岸泥坪,3.橄榄绿色含化石的页岩，由分散的腕足和海百合化石-滨外带,2.砂岩，有生物扰动1.底为突变接触介线,海侵带滞留砾岩,（四）滨岸相的主要鉴别标志1.岩矿特征砂质较纯，石英等稳定组分含量高，重矿物相对较富集，圆度和分选较好，成分成熟度和结构成熟度较高。粒度概率曲线具双跳跃组分。2.沉积构造海岸沙丘槽状交错层理前滨大型冲洗交错层理、各种波痕近滨槽状、板状交错层理近滨下部水平层理、生物潜穴,3.生物化石含数量不等的各门类海相生物及
13、其碎片。4.垂向层序以进积型沉积层序最发育，呈现出下细上粗的反旋回特征。自下而上依次出现滨外沉积近滨前滨后滨沉积。5.砂体形态海岸砂体常平行于海岸线走向呈线状分布，并往往成排出现，剖面上常呈下平上凸的透镜状或席状。,荷兰潟潮卫星照片,三、有障壁海岸环境（潮坪-泻湖沉积环境）,障壁型海岸由于沿岸的海中存在着一种障壁的地形，如砂坝、滩、礁等，使得近岸的海与大洋隔绝或半隔绝，致使海水处于局限流通或半局限流通的状况，这种海岸又称为堡岛海岸。,具有这种海岸的海盆称为障壁海盆。这种海中波浪作用不明显，主要是受潮汐作用的影响。,障壁型海岸沉积体系的形成：（1）缓坡（1/10005/1000）的砂质海岸带，波
14、浪垂直向海岸运动将海岸砂体堆积成岗垅状。,（2）波浪形成的沿岸流对三角洲的改造所致,潮汐作用对滨海带沉积物的搬运和沉积，沉积相带的分布以及沉积层序的结构都有重大的影响。,陆表海（epeiricsea）：位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海，又称内陆海、陆内海（inland sea）、大陆海（continental sea）。低坡度：海底坡度1ft/mile（0.030.15m/km），很浅的：水深一般只有几十米，一般不超过200m。范围广阔：延伸可达几百几千公里。,障壁型海岸沉积体系的相带划分,（一）潟湖相潟湖是为海岸所限制，被障壁岛所遮拦的浅水盆地，以潮道与广海相通，呈
15、半隔绝状态。水体特征：盐度异常，能量较低，以潮汐为主,沉积特征：粉砂、泥；以水平层理为主；生物种属单调，量少体小壳薄咸化潟湖特征：干旱气候，盐类沉积发育淡化潟湖特征：潮湿气候，边缘具泥炭沉积,（二）障壁岛相（barrier island facies）障壁岛是平行海岸高出水面的狭长形砂体，以其对海水的遮拦作用而构成潟湖的屏障。障壁岛是由水下砂坝或砂嘴发展而成，故其下部由砂坝或砂嘴构成底座，上部则由海滩、障壁坪、沙丘三部分组成。障壁岛（滩）的沉积特征：主要为中细砂岩和粉砂岩，重矿物较富集，也有生物壳，颗粒的分选和圆度很好，多为化学物质胶结。,（三）潮汐通道和潮汐三角洲相潮汐通道又称潮道，是位于障
16、壁岛之间的连接潟湖与海洋的通道。,潮汐通道属潮下高能环境，沉积物主要是由于沿平行海岸方向的侧向迁移形成的。潮汐通道垂向层序：自下而上粒度由粗变细、交错层理规模和厚度变小变薄的正旋回层序。,潮汐三角洲和潮汐通道密切共生，它是由于沿潮汐通道出现的进潮流和退潮流在潮汐口内侧和外侧发生沉积作用而形成的。,涨潮三角洲特征：主要受潮汐作用，以向陆的大型板状和槽状交错层理为主，双向交错层理发育，层系向上变薄。,退潮三角洲特征：主要受波浪作用，波浪较强时不发育，交错层系和波痕具有多向性。,（四）潮坪相(tidal flat facies)1.一般特点潮坪又称潮滩，发育在具明显潮汐周期（潮差一般2m）而无强烈风
17、浪作用的平缓倾斜的海岸地区（潟湖边缘）。,潮下带一直被水覆盖，主要为砂质物质，也称砂坪。潮间带受涨潮和落潮的影响，砂、泥沉积，也称砂泥混合坪。潮上带在特大高潮时才会被水淹没，它的沉积物主要是泥质物质，也称泥坪。,潮上带潮上坪，可发育沼泽和盐坪,潮坪,潮间带潮间坪,潮下带潮汐水道、水下砂坝、砂滩,高潮坪（低能）泥坪,低潮坪（高能）砂坪,中潮坪（中能）混合坪,2.浑水潮坪（碎屑潮坪）沉积特征（1）岩石类型以粘土岩、粉砂岩、细砂岩为主，砾岩极少。在平面上，由海向陆，沉积物粒度呈由粗变细的带状分布。潮上坪若发育有沼泽，可有泥炭沉积。干旱气候带的潮上坪可形成盐沼、盐坪，可有石膏等蒸发盐类沉积。,萨勃哈（
18、Sabkha）：阿拉伯语，意思“被盐浸透”代表干旱气候条件下，潮上带有盐壳的盐坪、盐碱滩，盐沼环境。以蒸发矿物为主，主要有石膏，硬石膏，盐岩、天青石和白云石。,（2）沉积构造层理：泥坪水平纹层/水平波状纹层、砂坪羽状交错层理、混合坪脉状、波状、透镜状层理、潮汐通道大型流水交错层、羽状交错层,（1）脉状层理（2）波状复合层理（3）透镜状层理,潮 汐 层 理,波痕：在砂坪和混合坪上常见流水波痕、浪成波痕、叠加波痕。,暴露构造：泥坪和混合坪可发育有干裂、雨痕、冰雹痕、鸟眼、足迹、虫孔等，干旱的泥坪见石膏及盐类假晶,（3）生物化石种类少而数量多、海相和陆相混生。半咸水生物或广盐性生物大量发育。,（4）
19、沉积层序潮坪沉积可发育海退型进积层序和海进型退积层序。古代潮坪沉积以海退型进积层序最为常见，在剖面上呈现出下粗上细沉积层序。,（NeriticShelf Facies）,第三节 浅海陆栅沉积环境,在正常浪基面以下，向外与外海、大陆斜坡连在一起的广阔的浅海沉积地区。坡度只有零点几度，最大4度。受滨岸水流体的影响，强风暴对陆棚也有重要影响。陆棚相沉积特征1、沉积物以砂、粉砂和泥为主，砂岩的成熟度高，分选性、磨圆度都比较好，自生沉积矿物常见胶磷矿、海绿石。2、水平、交错层理，特别是丘状层理。3、发育海相生物化石和生物扰动构造，可富集成介壳层。,（一）一般特征浅海陆棚环境包括近滨外侧至大陆坡内边缘这一
20、宽阔的陆架或广海陆棚区。上限位于浪基面附近，下限水深一般在200m左右，宽度由数公里至数百公里不等。地形平坦，坡度一般只有几分，不超过四度。,浅海陆棚的水动力条件复杂而多样，其中包括有波浪、潮汐流以及密度流等。它们对沉积作用的影响随深度而变化。陆棚浅水区（过渡带）阳光充足，氧气充分，底栖生物大量繁殖。陆棚深水区（滨外带）因阳光和氧气不足，底栖生物大为减小，藻类生物几乎绝迹。,（二）过渡带过渡带是指近滨与滨外陆棚之间的过渡地带，位于波基面以下，水深220m。过渡带沉积一般为粉砂及粘土质粉砂沉积，有时因强风暴而成风暴砂层。生物种类和数量多，生物扰动作用强烈。,（三）滨外陆棚位于过渡带外侧至大陆坡内
21、边缘的浅海区，也常称为“陆架”或“陆棚”，水深在220m以下至130200m，主要受潮汐流和风暴流作用。,岩性：主要为粉砂质粘土或粘土质粉砂，泥质沉积中常夹有强烈风暴所形成的粗粉砂或细砂层并有大量化学岩及生物化学岩。结构：成分成熟度和结构成熟度高，不稳定组分少，圆度及分选较好，填隙物多为化学胶结物。自生矿物：常见海绿石、鲕绿泥石、胶磷矿等自生矿物。沉积构造：波痕、交错层理，较深水处水平层理发育。常见生物扰动构造、底冲刷、虫孔、虫迹。生物化石：在较浅水区生物种类和数量众多。,（四）浅海风暴沉积浅海风暴流是季节性台风或飓风引起的风暴潮所产生的。风暴潮的强大动力冲刷着沿岸和近岸沉积，在风力减退时，风
22、暴退潮流携带大量呈悬浮状态的沉积物向海方向搬运，形成一个向海方向的密度流。,艾格（Ager,1973）把由风暴流作用形成的一套沉积物组合称为“风暴岩”（tempestites），属于事件性沉积。一次风暴形成的风暴层厚约几十厘米至1m，具有特征的垂向沉积层序和沉积构造。,粒序层或滞留沉积段，有侵蚀的底,平行层段,丘状或浪成交错层段,泥岩或页岩段,风暴活动分为高峰期和衰退期两个阶段，不同阶段沉积特征各不相同。,风暴高峰期风暴浪引起的涡流及风暴退潮流强烈地冲刷海底，形成明显的冲刷面。风暴衰减期是在风暴高潮之后，风暴减弱，细粒沉积物迅速地从悬浮状态沉积下来。,风暴岩底部具明显的侵蚀面,碎屑颗粒呈直立状
23、或菊花状排列,风暴流沉积受水体深度影响，风暴作用随深度的增加而减小。从内陆棚至外陆棚，风暴及风暴退潮流的影响逐渐减小，故风暴岩有近源和远源之分。,近源风暴岩：较厚，粒粗，底部侵蚀构造发育。远源风暴岩：较薄，细粒为主，底界明显，侵蚀构造不发育,风暴岩垂向层序往往发育不全，而平行层理和丘状交错层理是其典型的层理。,普陀岛滨岸风暴沉积,普陀岛滨岸风暴沉积,第四节 半深海及深海沉积环境（Hemipelagicand Pelagic Facies）,（一）半深海相（Hemipelagicfacies）半深海又称次深海，位置和深度相当于大陆坡，是浅海陆棚与深海环境的过渡区，底界水深一般为2000m。,物源
24、：陆源物质和海洋浮游生物为主，其次为冰川和海底火山喷发物。包括异地沉积和原地沉积（以原地垂直降落为主）。,沉积物：主要由泥质、浮游生物和碎屑三部分沉积物组成，泥质沉积物所占比重最大，主要是洋流搬运陆源碎屑物质在半深海沉积；粉砂质碎屑主要是风暴浪的扰动和重力滑动是陆棚的碎屑物质搬运沉积在半深海；海底洋流和等深流也可形成粉砂质砂体。生物化石：半深海环境中无植物发育，生物群以腹足类为主，还可见双壳类、腕足类、放射虫、有孔虫等。,半深海相沉积类型,半深海相沉积主要是质纯色暗的广泛分布的泥岩：（1）蓝色软泥：成分以陆源粉砂质粘土为主，夹有大洋产物。颜色为天蓝、灰绿、铅灰或青灰色，钙质含量小于35%，含H
25、2S，还原条件下产物，可形成含有机质的蓝色页岩。（2）红色和黄色软泥：以粉砂质粘土为主，含碳酸盐，主要分布于热带和亚热带半深海或浅海陆棚区。（3）绿色软泥：因含海绿石而呈绿色，成分为粘土、硅质生物、少量钙质及碎屑物质（海绿石、石英、长石、云母）。（4）碳酸盐软泥和砂：碳酸钙含量可达18%-90%，浮游生物含量高，砂粒为细砂或粉砂，以钙质含量高区别于蓝色软泥，以粒度粗区别于深海钙质软泥。,（二）深海相（Pelagic facies）深海相发育于大洋盆地，水深在2000m以下，平均深度为4000m。深海底层温度一般稳定在1左右。底栖生物稀少，种类单调。,现代深海主要沉积物为各种软泥，以远洋沉积物为
26、主。其次：底流活动、冰川搬运、滑坡作用形成的陆源沉积物；局部地区各种矿物的化学和生物化学沉淀作用形成的锰、铁、磷等沉积物；少量风吹尘、宇宙物质等。,深海远洋沉积（灰白色）背景中发育的腐泥质沉积（黑色）（ODP160航次）,深海沉积类型,沉积构造：现代深海的许多地区存在着强烈的底流，可以引起沉积物的搬运，并在沉积物表面形成波痕、冲刷痕、水流线理、交错层理等。,（三）深海浊积岩,浊积岩鉴别标志：1、陆源碎屑浊积岩可由砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩组成，砂岩为杂砂岩，杂基含量高（15%）。2、在剖面上细碎屑岩与粗碎屑岩呈频繁的韵律互层。,水流方向,3、砂岩粒度曲线呈低斜率的平缓曲线，在C-M图上的分布区平
27、行C=M线。4、砂岩的底界面通常清晰，可见各种大量底面构造，而顶界面则渐变为粉砂岩和泥岩。5、沉积构造有粒序层理、平行层理及沙纹层理，而无大型交错层理。6、生物化石含浅水底栖生物及深水生物，即浮游生物与底栖生物共存，并可有深水遗迹化石。,风暴岩与浊积岩的区别,第五节 海洋碳酸盐沉积环境及相模式（Sedimentary facies and faciesmodel of ocean carbonate）一、海洋碳酸盐沉积环境特点：碳酸盐沉积物主要形成于温暖、清洁、透光的浅水环境碳酸盐沉积物的分布主要受水能控制碳酸盐沉积物主要是生物成因,碳酸盐沉积的环境碳酸盐沉积物的形成方式有化学的、生物化学的、
28、生物的和机械的，以生物成因为主。现代碳酸盐沉积物主要发育于海洋环境，少量见于非海洋环境。,现代海洋碳酸盐主要分布于赤道南北纬30的温暖浅海带，而且水体清澈，即温暖、清洁、透光的浅水环境有利于碳酸盐的形成。,注：碳酸钙沉积作用补偿深度指在此深度界面之上碳酸钙的沉积速率大于溶解速率，在此界面之下则相反。补偿深度取决于CO2的溶解量。,关于温度：近些年来，人们也发现了不少现代和古代的非热带碳酸盐，包括温凉水及冷水碳酸盐岩、温带及寒带碳酸盐岩和有孔虫软体动物组合碳酸盐岩，它们主要分布在30以上的中高纬度地区，沉积温度在2025以下，其特征不同于热带浅海碳酸盐岩。这些认识对暖水碳酸盐岩的概念提出质疑。,
29、关于清洁度：清澈的海水有利于生物进行光合作用，而陆源碎屑物的注入使水体变浑浊，不利于碳酸盐沉积物的形成。但在现实中确实存在陆源碎屑物与碳酸盐沉积物混和出现的情况，包括结构混合（如互层）和成分混合（如砂质灰岩、灰质泥岩等），有学者将这类沉积岩称为“混积岩”，如何解释是沉积学研究的热点之一。,关于深度：海洋浅水（小于30m）环境有利于碳酸盐的沉积是毫无疑问的，但是现代深海海底三分之一以上的地区覆盖有30以上的钙质软泥。深海碳酸盐沉积物主要来自海水表层浮游生物和浅水区飘运来或由碳酸盐岩重力流搬运而来。,潮坪碳酸盐沉积：缺乏陆源物质输入物、海浪被阻止。这类碳酸盐岩分布最广。海滩碳酸盐沉积：处于开阔浅海
30、，受波浪作用的影响较大。生物礁碳酸盐岩：在特定的条件下形成风暴控制的浅海碳酸盐台地：风暴岩。大陆坡碳酸盐沉积：远洋软泥+浊流沉积深海碳酸盐沉积：远洋软泥为主。,现代碳酸盐沉积作用,陆表海与陆缘海Shaw（1964）首先把碳酸盐的主要沉积场所浅海划分为陆表海和陆缘海两种类型。,二、碳酸盐沉积相模式,1.陆表海（epeiricsea）陆表海是位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海，又称内陆海、陆内海（inland sea）、大陆海（continental sea）。低坡度：海底坡度1ft/mile（0.030.15m/km）范围广阔：延伸可达几百几千公里。很浅的：水深一般只有几
31、十米，一般不超过200m。,2.陆缘海（Pericontinental sea）陆缘海位于大陆边缘或陆棚边缘的、坡度较大的、范围较小的、深度较大的浅海。坡度较大：海底坡度为（0.63m/km）范围较小：宽度一般为（160480km）深度较大：水深可达200350m,现在的浅海大多是陆缘海，如黄海、东海、南海，但地质历史中沉积碳酸盐岩的浅海大多是陆表海，缺少现成的陆表海模式。,我们正生活在一个海平面很低的地质时代中,Irwin根据陆表海水动力条件，主要是潮汐和波浪作用的能量，划分出三个能量带：远离海岸的X带（低能带）稍近海岸的Y带（高能带）靠近海岸的Z带（低能带）,1.X带（低能带）位于浪基面之
32、下，一般来说海底很少受到扰动，只有在特殊情况下才有海流的干扰。此带宽约几百英里。沉积物主要是来自Y带（高能带）的细粒物质，主要为灰泥。生物：处于光合作用下限，底栖生物和藻类都不发育；浮游生物、自游生物和来自高能带的大量有机物质都可在此堆积下来。沉积构造：水平层理发育。,颜色：安静缺氧，沉积物多呈暗色。沉积厚度：沉积物厚度一般不大。该带岩石是有利的生油岩。,2.Y带（高能带）从波浪开始冲击海底的地点开始，向滨岸方向延伸，直到波浪和潮汐的能量大部分被消耗掉为止。此带宽约几十英里。沉积特征：此带波浪及潮汐十分活跃，水浅、阳光充足、氧气充分，底栖生物和藻类大量繁殖。向海一侧，从深水带来的养料丰富，各种
33、生物大量发育，往往形成生物礁。向岸一侧，见各种较粗的颗粒堆积，形成岩石主要为生物屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。此带的碳酸盐岩是良好的油气储集岩。,3.Z带（低能带）位于Y带的向岸方向，直到滨岸为止。水很浅，波浪和潮汐作用都很弱，水循环也很弱。宽度较大，可达几百英里宽。海底坡度很小，或近于平坦。靠近滨岸的地带，如因气候炎热干燥，水流停滞，可形成白云石以及各类盐类矿物的沉积。此带形成的岩石主要是泥晶石灰岩、泥晶白云岩以及蒸发岩。化石少见，但叠层藻席相当发育。沉积构造：干裂、冲沟、鸟眼、生物钻孔等。,由于陆表海平坦宽阔，水又很浅，因此微弱的地壳升降运动或冰川的消长都会使海平面产生显著变化，这样就产生
34、了大范围的潮坪沉积。陆表海碳酸盐沉积还有一个特征，就是旋回性发育。地质历史中的碳酸盐岩，绝大部分是陆表海清水沉积作用的产物，具有普遍意义。,陆表海碳酸盐沉积的其他特征：,潮汐作用相带模式1.拉波特的模式Laporate（1967）研究纽约州下泥盆统曼留斯组的碳酸盐岩后，认为该组是在一个非常接近海平面的环境中形成的，并根据该组岩性及古生物特征，以潮汐作用带为主要标志，划分出了潮上带、潮间带和潮下带等3个相带。,（1）潮上带生物化石：少见。岩石类型：主要是泥粉晶白云岩、白云质泥质石灰岩、球粒泥晶石灰岩等。沉积构造：纹理、藻纹层、干裂、鸟眼构造,（2）潮间带岩石类型：主要为薄层不含化石的球粒泥晶灰岩
35、；内碎屑、鲕粒、叠层石及藻灰结核常见。沉积构造：冲刷、干裂。生物化石：种类较单调，数量丰富，多杂乱堆积。,（3）潮下带岩石类型：主要是厚层至块状球粒泥晶石灰岩、含各种生物屑的石灰岩及富含层孔虫格架的礁石灰岩。,1969年，Laporate又把他的模式进行了修改，主要把潮下带进一步划分为上下两部分。潮下带上部：位于浪底之上，为高能环境，为礁和滩的发育地带。潮下带下部：位于浪底之下，为低能环境，为泥晶石灰岩生成环境。,2.Young等的模式（Young et al.，1972）根据阿肯色州奥陶系碳酸盐岩的岩性及古生物特征，拟定了一个以潮汐作用带为形式的相带模式，划分出潮上带、潮间带、局限潮下带和开
36、阔潮下带。,岩石类型：白云岩、白云质泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩。,（1）潮上带,沉积构造：干裂、鸟眼构造。生物化石：化石少见，有藻席。,潮间带上部：类似潮上带，藻席发育。潮间带下部：内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩，有柱状叠层石。生物化石：化石较多，虫孔也较常见。,（2）潮间带,沉积环境：水体能量受限制，较低能环境。岩石类型：内碎屑生物屑灰岩，灰泥充填，亮晶少。生物化石：多见，较浅处可形成生物丘。,（3）局限潮下带,岩石类型：内碎屑石灰岩或生物屑石灰岩，亮晶胶结。沉积构造：可出现低角度斜层理。生物化石：生物化石丰富。沉积环境：波浪潮汐作用较强，高能。,（4）开阔潮下带,三种模式的对比,混积型沉积相模式
37、阿姆斯特朗（Armstrong，1974）对北美阿拉斯加北极地区的石炭系两种不同的沉积组合进行系统研究后，拟定了两个沉积模式，其中之一就是碎屑岩碳酸盐岩沉积模式，该模式代表一个海进组合。,Armstrong的碎屑岩碳酸盐岩沉积模式相带,综合相模式1.Armstrong的碳酸盐岩沉积模式,停滞缺氧盆地,潮汐陆棚,斜坡脚,Irwin的X带,前斜坡,开阔海陆棚,浅滩水,开阔台地,局限台地,潮间潮上带,Irwin的Y带,Irwin的Z带,2.威尔逊（Wilson,1975）的模式,Wilson模式与Armstrong的相似，划分9个相带,Tucker将主要碳酸盐相与七种主要环境联系起来：潮上潮间坪；泻
38、湖及局限海湾；潮间潮下浅滩；开阔陆棚及台地；礁及碳酸盐岩隆；礁前塌砾及泥丘；远洋碳酸盐泥及浊积盆地。,3.塔克（Tucker，1981）的模式,Tucker模式将开阔陆棚与台地放在一起，碳酸盐台地中将泻湖（局限台地）与潮坪分开，开阔台地内分出浅水碳酸盐砂滩，局部出现斑（点）礁及泥丘。比较切合陆表海碳盐沉积模式,潮上潮间坪,泻湖及局限海湾,潮间潮下浅滩,开阔陆棚及台地,礁及碳酸盐岩隆,碳酸盐台地陆表海,礁前塌砾及泥丘,远洋碳酸盐泥及浊积盆地,盆地较深水斜坡区,我国的碳酸盐沉积相模式我国对碳酸盐沉积相研究主要是20世纪70年代末和80年代初大量借鉴国外沉积模式来进行研究的。国外的碳酸盐沉积模式在我国已被广泛采用，尤其是Wilson的模式，但在使用过程中也还存在一些问题。我国广大沉积学工作者在实践中提出了许多模式，补充和修改了威尔逊模式不足之处，最具代表性的是关士聪等提出的模式。,二、海洋碳酸盐沉积相模式陆表海：分布面积广泛、海水很浅、海底十分平缓的滨岸浅海域陆缘海：分布于大陆边缘、占据大陆架位置，水深200-350m的浅海域,
