各論海相碳酸鹽

各論海相碳酸鹽第1頁/共26頁第八章海相沉積體系應(yīng)用沉積學(xué)—下篇沉積各論第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征

碳酸鹽主要沉積于溫暖、清潔、透光的淺水沉積環(huán)境?，F(xiàn)代海相碳酸鹽沉積物主要分布于赤道南北緯300之間的溫暖淺海帶，在這些區(qū)域內(nèi)鈣藻大量繁殖，珊瑚礁發(fā)育，局部有介殼砂、鮞粒砂、葡萄石、球?；夷嗉敖笭钌镎辰Y(jié)巖堆積。第2頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征

碳酸鹽沉積物主要是生物成因的，其中有些生物能適應(yīng)較高水能環(huán)境，甚至具有抗浪的生態(tài)本能，它們能在高能環(huán)境下就地快速生長聚集成為抗浪的礁體，形成高出于周圍同期沉積之上的礁隆。在高能帶，由于向岸風(fēng)及潮汐作用，使波浪攪動及海水壓力變化，沿著斜坡上升來的深部海水，溫度驟然升高，水壓降低，C02釋放，促進(jìn)了CaCO3大量沉淀；同時從深水還帶來大量其他養(yǎng)料，有利于造礁生物的發(fā)育生長。故在沿岸高能帶常形成岸礁，如海南島南端三亞灣的現(xiàn)代珊瑚岸礁；第3頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征拉波特(1967，1969)的沉積模式第4頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征

在濱外或陸棚邊緣高能帶常出現(xiàn)堤礁或堡礁，如澳大利亞東部沿?，F(xiàn)代堡礁等。如果在這些地帶，持續(xù)地保持強到中等的水運動，而又有較咸的碳酸鈣經(jīng)常過飽和的海水不斷產(chǎn)生，由海底碳酸鈣的加積作用及膠結(jié)作用、水體中的顆粒包殼作用等，可以產(chǎn)生鮞粒、砂屑、球粒、團塊、核形石及生物砂等沉積物并被亮晶膠結(jié)。第5頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征

在障壁礁或砂堤之后，水的循環(huán)受到限制，出現(xiàn)安靜瀉湖及潮坪環(huán)境。如果氣候炎熱干燥，由蒸發(fā)作用使瀉湖水體的鹽度不斷升高，最初產(chǎn)生CaCO3(文石)的化學(xué)沉淀。水體中微細(xì)的文石針發(fā)生絮凝作用，經(jīng)常出現(xiàn)球粒灰泥沉積，進(jìn)一步咸化就會出現(xiàn)白云巖及膏鹽沉積。第6頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相一、碳酸鹽巖沉積環(huán)境和沉積特征碳酸鹽巖隆類型(Bubb，1977)第7頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式

在障壁形成碳酸鹽沉積物的淺?？蓜澐譃殛懕砗：完懢壓＃懕砗Ｊ俏挥诖箨憙?nèi)部或陸棚內(nèi)部、低坡度(平均坡度為0．03一0．15m／cm)、分布范圍廣闊(幾百至幾千平方公里)、海水很淺(一般為30m)的淺海。陸緣海是位于大陸邊緣或陸棚邊緣、坡度較大的(0．6—30m)、范圍較小(寬度160一480km)、水體較深(200一350m)的淺海。陸表海和陸緣海是性質(zhì)截然不同的淺海。地史時期，形成碳酸鹽沉積的海大都為陸表海，而現(xiàn)今淺海都為陸緣海。第8頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式

威爾遜(J．LW舶。n，1975)綜合了古代及現(xiàn)代碳酸鹽的大量沉積模式，吸收了按能量劃分碳酸鹽相帶的優(yōu)點，根據(jù)海底地形、潮汐、波浪、氧化界面、鹽度、水深、海水循環(huán)、氣候條件等因素建立了綜合的碳酸鹽沉積的標(biāo)準(zhǔn)相帶模式。把海洋碳酸鹽巖劃分為三大相區(qū)和九個標(biāo)準(zhǔn)相帶，還提出九個標(biāo)準(zhǔn)相帶的22種微相類型

第9頁/共26頁第八章海相沉積體系第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式碳酸鹽理想相帶模式（據(jù)威爾遜，1975）第10頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式1)盆地相指遠(yuǎn)海深水盆地相，不利于底棲生物生長和碳酸鹽巖的沉積，其沉積作用取決于粘土質(zhì)和硅質(zhì)的流入量以及浮游生物殘骸的注入量。盆地相又可分為下列幾種類型。

①碳酸鹽巖濁積巖相：由鄰近陸棚及陸棚斜坡的鈣質(zhì)角礫、微角礫、灰砂等組成的異地來源的碳酸鹽組成。其巖性及厚度變化都很大。第11頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式1)盆地相②深水非補償?shù)夭巯啵褐饕钱惖靥妓猁}巖堆積。常見的巖石類型有放射蟲硅質(zhì)巖、紅色生物泥晶灰?guī)r及紅色結(jié)核灰?guī)r、淺色遠(yuǎn)洋泥晶灰?guī)r、暗色盆地泥晶灰?guī)r、海綿骨針灰?guī)r，以及含菊石、放射蟲、有孔蟲、遠(yuǎn)洋雙殼類和棘皮類的微球粒泥晶灰?guī)r等。③克拉通盆地(非補償?shù)暮蜏魅毖醯?碳酸鹽巖相：這是一個位于氧化面以下的靜水沉積環(huán)境。水深至少為30m，一般幾百米。主要巖石類型為暗色薄層灰?guī)r、暗色頁巖或粉砂巖及薄石膏層。陸源碎屑巖為薄層石英粉砂巖及頁巖，與石灰?guī)r互層出現(xiàn)，常見有燧石。生物群主要為游泳及浮游生物。第12頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式2)開闊陸棚相

這是典型的較深的淺海沉積環(huán)境，水深幾十米到100m，一般為氧化環(huán)境，鹽度正常，水循環(huán)良好。海底一般在浪基面以下，但是大的風(fēng)暴也可以影響底部沉積物。陸棚較寬闊，沉積作用相當(dāng)均勻。主要巖石類型為富含化石的石灰?guī)r與泥灰?guī)r，呈灰、綠、紅及棕等色，視氧化和還原條件而異，普遍見生物擾動構(gòu)造。陸源物質(zhì)有石英粉砂巖、頁巖等，與石灰?guī)r互層，成層性好。生物群有代表正常鹽度的介殼化石、腕足類、珊瑚、頭足類及棘皮類等相當(dāng)發(fā)育。第13頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式3）碳酸鹽巖臺地的斜坡腳相(或盆地斜坡相或盆地邊緣相)

碳酸鹽巖臺地的斜坡腳相位于碳酸鹽巖臺地的斜坡末端，其沉積物由遠(yuǎn)洋浮游生物及來自相鄰的碳酸鹽巖臺地的細(xì)碎屑組成，水體深度與開闊陸棚相相似，一般位于波基面以下,但高于氧化界面，由薄層；層理完好的碳酸鹽巖組成，夾少量粘土質(zhì)及硅質(zhì)夾層。此巖石類似盆地相沉積物，但含泥質(zhì)較少，厚度較大。某些韻律性或類似復(fù)理石層理的薄層石灰?guī)r可達(dá)數(shù)百米，有滑塌現(xiàn)象。

第14頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式4）碳酸鹽巖臺地的前斜坡相(或臺地前緣斜坡相)

此相帶為深水陸棚和淺水碳酸鹽巖臺地的過渡沉積，從波基面之上一直延續(xù)到波基面以下，但一般位于含氧海水下限之上。此斜坡的角度可達(dá)300，主要由各種碎屑組成，堆積在向海的斜坡上。沉積物不穩(wěn)定，其大小和形狀變化極大，可能呈層狀，有細(xì)粒層，也有巨大的滑塌構(gòu)造，或為前積層及楔形體巖層。它們主要由灰砂組成，或由細(xì)粒碳酸鹽巖組成。廣海生物十分豐富。

第15頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式5）臺地邊緣的生物礁相

其生態(tài)特征取決于水體的能量、斜坡陡峻程度、生物繁殖能力、造架生物的數(shù)量、粘結(jié)作用、捕集作用、出露水面的頻率以及后來的膠結(jié)作用。此種生物建造可分為三種類型：①灰泥丘或生物碎屑丘；②圓丘礁臺或斜坡；③格架建筑的環(huán)礁。主要由塊狀石灰?guī)r和白云巖組成，幾乎全由生物組成，也有許多生物碎屑。

第16頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式6）簸選的臺地邊緣砂相(或碳酸鹽巖臺地邊緣淺灘相)

簸選的臺地邊緣砂相主要呈砂洲、海灘、扇形或帶狀的濱外壩或潮汐壩，或風(fēng)成砂丘島。一般位于海平面之上到5—l0m水深的范圍內(nèi)。組成的顆粒已受波浪、潮汐或沿岸海流的簸選，因而比較潔凈。此帶鹽度正常，循環(huán)良好，氧氣充足。但由于底質(zhì)經(jīng)常變動，因此，不適于海洋生物繁殖。

第17頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式7）開闊臺地相

從地理位置來看，此相帶位于臺地邊緣之后的海峽、瀉湖及海灣中，因此也可以用陸棚瀉湖或臺地瀉湖來命名。此環(huán)境水較淺，由數(shù)米到數(shù)十米，鹽度由基本上屬于正常鹽度到略為偏高，水流環(huán)境中等。這種條件適合各種生物生長，但無狹鹽性生物。沉積物的結(jié)構(gòu)變化大，但含有相當(dāng)數(shù)量的灰泥。第18頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式8）局限臺地相(半封閉一封閉的臺地)

這是一個真正的瀉湖，海水循環(huán)受到很大限制，鹽度顯著提高。從地理位置來看，這些瀉湖可分為堤礁(堡礁)之間或堤礁(堡礁)之后的瀉湖，沿岸砂嘴之后的瀉湖以及環(huán)礁內(nèi)的瀉湖。此相帶還包括潮間帶環(huán)境。主要沉積物為灰泥，它們堆積于天然堤、潮汐坪、瀉湖內(nèi)。粗粒沉積物見于潮汐溝以及局部海灘內(nèi)。海水鹽度變化較大，淡水、鹽水、超鹽水均有。有的地區(qū)可暴露于水面以上，氧化和還原環(huán)境均有。所見植物有海水沼澤植物，也有淡水沼澤植物。第19頁/共26頁第五節(jié)碳酸鹽巖沉積相二、海洋碳酸鹽沉積相模式9）臺地蒸發(fā)巖相

此帶即潮上帶，干熱地區(qū)的潮上鹽沼地或薩巴哈沉積均為此帶典型代表。此帶經(jīng)常位于海平面之上，僅在特大高潮或特大風(fēng)暴時才被水淹沒。主要巖石類型為白云巖及石膏或硬石膏，它們很可能是交代成因的。這些沉積還常與紅層共生。

以上為威爾遜的九個相帶沉積環(huán)境的基本特征。(1)，(2)，(3)所述相帶相當(dāng)于陸棚沉積區(qū)；(4)，(5)，(6)所述相帶相當(dāng)于障壁島、灘沉積區(qū)；(7)，(8)，(9)所述相帶相當(dāng)于潮坪、瀉湖沉積區(qū)。

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