第二节-潮坪沉积

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图6-2-6 荷兰韦斯特斯凯尔特河口湾潮坪砂体的羽状交错层的横剖面
F1—F2 :连续涨潮相的束状体
E2—E3:落潮相束状体
该潮坪附近潮流大、小潮时底流流速不同,而且涨、落潮 流的相对强度有差异,故大潮时底形迁移的距离远,小潮 时迁移的距离近,沙波的规模有很大差异,前积层优势倾 向有差异,小潮时部分束状体以平行落潮流向为主。
第二节 潮坪沉积
➢ 潮坪:位于高低潮位之间(潮间带),周期性出露水面的近岸 地带。一般为淤泥质海岸。 潮坪的宽度取决于潮差和坡度: 强潮海岸(潮差>4m)的潮坪宽阔而广泛,中潮海岸(潮差2~ 4m)潮坪狭窄 欧洲北海潮差为2.4~4m,潮坪宽7~10km 我国苏北潮差为2~4m,潮坪宽10km左右 我国淤泥质海岸的长度为4000km,占岸线总长的1/4
羽状交错层的出现、内部特征和方向性受涨、落 潮流速的不对称性效应和大、小潮更替效应影响。 涨潮流较强时只显示涨潮流塑造的沙波,而落潮 流沙波多被随后的涨潮流冲刷掉。随着从大潮过 渡为小潮,沉积物的被侵蚀改造深度随之变化, 大潮时塑造的羽状交错层得以保存,小潮时形成 的常被侵蚀掉(图6-2-7)。
该潮坪附近的平均大潮潮差4.9m,涨潮流速大于落潮流速。 沉积物以细沙为主,底形有大型沙丘交错层及沙波交错层, 两者都具有双向性特征。研究表明,主要为平行涨潮方向的 交错层,落潮流方向的次要。在平行涨潮方向交错层的剖面 内可以辨别出若干个加积束状体,彼此间被倾角平缓的遭受 或未遭受侵蚀的泥面所隔开,后者代表了涨潮沙波迁移的停 顿阶段,称为停顿面。
沉积为主
潮坪沉积特征 ➢ 砂砾质潮坪
物质组成:主要为砂、砾石,颗粒由岸向 海逐渐变细。
海滩砂的特点:分选优良
砾石海滩,砾石的长轴大多平行堆积体的 走向,层理构造以低角度的交错层理为主, 滩面上发育各种类型的波痕、流痕及障碍 物形成的新月形流痕等。
➢ 淤泥质潮坪 沉积构造特征 ✓ 波痕:潮流、波浪作用形成。
➢ 悬浮物质的搬运和沉积 物源:来自滨外Fra bibliotek架,由涨潮流带来
来自潮坪沉积物的再悬浮 来自陆源,由河流、风等带来
沉积滞后效应:指质点沉降到底床上的 时刻晚于潮流流速减小到不能悬移搬运 此质点的时刻。(图6-2-1)
由于涨潮流的作用,质点1进入AA′水体中呈悬浮状态,随着流速的降 低,在C点开始向底部沉降(流速为2),但由于涨潮流作用继续向前进, 直到点5处才沉到底部,此时流速为4。在退潮时,此质点不能被AA′水体 所带动,因为所需的起动流速大于AA′水体在该点的流速。BB′水体具有 其所需要的流速,故将质点1从5点搬运到7点,在7处又开始下沉,到9处 下沉到底部。则点C和点5之间的距离为沉积滞后距离。
➢ 推移质(床沙)的搬运和沉积 当潮流流速大于10cm/s时,潮坪上的砂质点开始
被带动,随着流速增大,以波痕形态迁移。
潮坪分带 ➢ 根据水动力情况及沉积特征:高潮坪、中潮坪和
低潮坪 高潮坪:一半以上时间露出水面,以悬移搬运和
沉积为主 中潮坪:一半时间露出水面,悬移、推移搬运共
存 低潮坪:一半以上时间淹没水中,以悬移搬运和
➢ 进积潮坪体系在剖面上表现为向上变细的层序, 潮间坪相之上覆盖了潮上坪相(图6-2-10),总厚 度相当于最大潮差。底部为砂,具羽状交错层理 (低潮坪亚相);中部为泥、砂互层,脉状层理、 沙纹交错层理及生物扰动构造(高潮坪亚相); 顶部为泥,含丰富的植物根,波状层理、水平层 理及干裂构造(潮上坪亚相)。
图6-2-8 潮汐韵律层理形成过程图解 A:主要潮流阶段 B:第一次平潮阶段 C:次要潮流阶段 D:第二次憩潮阶段
✓ 再作用面构造:截切 交错层层系的曲面,与 下伏交错层层系的倾向 一致,倾角较缓,为潮 坪环境特征的构造。
再作用面又成为停顿面, 代表优势流向沙波迁移 的停顿阶段,因同时伴 随着发生悬浮沉积,往 往覆盖有一层泥质物。
图6-2-10 苏北王港潮坪柱状图 MLW:平均低潮线 MHW:平均高潮线 MHHWS:大潮平均高高潮线
各地不同地区、不同环境下的潮坪沉积物特征:
五、潮坪沉积鉴别特征 ➢ 构造环境:发育在稳定陆架的边缘。 ➢ 沉积体形态成长板状体,潮间坪沉积体一般厚数
米,包括海陆相多个旋回。 ➢ 砂-粉砂-粘土沉积物,自下而上由粗变细。 ➢ 双粘土层及束状体是最特征沉积构造,此外有脉
潮坪沉积动力机制
➢ 潮间坪上碎屑物质以平行等深线的带状 形式被反复的搬运,。因此可将潮间坪 划分为三个碎屑物搬运沉积带:(图6-21)
悬浮载荷为主的搬运沉积带(高潮坪)
床沙及悬浮载荷共存的过渡搬运沉积带 (中潮坪)
床沙载荷为主的搬运沉积带(低潮坪)
图6-2-1 潮间坪上的沉积物搬运沉积带 MHW:平均高潮线; MLW:平均低潮线
➢ 潮下带相:粉砂、砂-粉砂互层,沉积构造可见潮汐韵律 层理、沙纹交错层理和羽状交错层理,有时有潮道沉积。
➢ 潮道相:沉积厚度等于潮道深度。
潮道:潮流自开阔海进入泻湖、潮坪的主要通道,规模大, 发育在潮下带。
美国纽约长岛南的法伊厄岛潮道由于横向迁移在 剖面上出现:1. 潮道底部滞留砾石,由岩屑、介 壳等组成。2. 深潮道单元,一组透镜体砂体,发 育了向落潮方向倾斜的再作用面。3. 浅潮道单元, 平行层理的存在说明处于高流态。
理想潮汐韵律层理的形成过程(Reineck ,1968),每 一个潮周期内产生的层系分为四层: 平、憩潮时(流速<10cm/s),由悬浮质沉积两层泥; 涨落潮时的较高流速(>10cm/s)沉积两层以沙波形 式迁移的沙。优势潮流(多涨潮流)阶段形成较厚 的具斜层理构造(前积层倾向涨潮流流向)的砂层; 平潮时在砂层上沉积了一层泥;次要潮流(多退潮 流)阶段侵蚀冲刷涨潮流阶段的砂,形成再作用面 并堆积了具沙纹交错层(倾向落潮流流向)的砂层; 最后的憩潮阶段又沉积了第二层泥。平、憩潮时产 生的两层泥称为双粘土层,双粘土层以及其间的细 砂层统称为束状体。(图6-2-8)
➢ 形成潮坪环境的条件还需要丰富的细粒沉积物物源,并且波浪 作用较弱;如果物源不足或波浪作用太强,即使潮差大、地形缓, 也不利于潮坪的发育。
➢根据涨、落潮时露出水面的情况,将潮坪环境分为: 潮上坪:平均高潮线至特大潮高潮线之间的地带。 潮间坪:平均高、低潮线之间的地带。又可以分为高潮坪、中潮坪 和低潮坪。 潮下带:平均低潮线以下的地带。
干涉波痕:由于不同方向的潮流、波浪或两者同时作用所 造成的两组以上的波痕。(图6-2-5)
图6-2-5 干涉波痕
✓ 羽状交错层:由涨、落潮的双向流动造成的双向 交错层理,也称为人字形交错层理、青鱼刺交错 层理(图6-2-6)。涨潮流使沙波向岸迁移产生主 要交错层系;落潮流在其上形成向海倾斜的次要 交错层系,这种正、反向层系之间往往被再作用 面隔开。
图6-2-1 沉积和侵蚀滞后效应 (P切线与曲线AA′ , BB′ 的交点代表半潮时水体的最大流速)
侵蚀滞后效应:潮坪上已沉积质点在随后的落潮 过程中可能重新被潮流携带进入搬运状态,颗粒 被重新悬浮需要潮流流速超过颗粒起动流速。
侵蚀滞后距离:因落潮流速是逐渐增大的,在颗 粒被再悬浮起来的时间内,原悬浮该质点的水体 向海移动的一定距离。(以0.1cm/s增大 →20cm/s)
状、波状、透镜状、羽状层理构造。 ➢ 生物丰富,瓣鳃、腹足类为主,含植物碎屑。
➢ 剖面相组合,位于海相、陆相之间,多为进积岩 相序列。薄层潮坪沉积常覆盖在砂质潮汐三角洲 或河口湾沉积之上。
潮坪上涨、落潮流在流速和流时上具有不对称, 涨潮流流速大于落潮流流速,也是产生侵蚀滞后 的原因。
两种效应使得质点在每个周期都滞后一定的距离。 如图在一个周期内,质点1由1处向陆搬运到9处。 经过多个周期后,质点就到达了落潮流不能再将 其带动的位置而沉积下来。
沉积滞后和侵蚀滞后两种作用使得潮坪沉积发生 向岸的净迁移和堆积。
双脊波痕:由于落潮时水位下降而产生的,较深水时形成了较大 的浪成波痕,随着水位的下降,波浪产生的较小表面波在原峰脊 上又塑造了小型波痕。(图6-2-3)
图6-2-3 双脊波痕
削顶波痕:浪成波痕(脊间谷圆)在水位下降时被潮流或 波浪将波痕上的物质搬运到波谷中所致。(图6-2-4)
图6-2-4 削顶波痕
图6-2-7 荷兰韦斯特斯凯尔特河口湾砂坪上中等潮流活动地段 大潮—小潮周期内层理特征的变化
✓ 潮汐韵律层理:潮流作用下由悬移质与推 移质交互沉积形成,为潮坪环境的特征沉 积构造。(脉状层理、透镜状层理、波状 层理)
脉状层理:由悬浮的泥质沉积在沙波波谷内构成的。 透镜状层理:因沙量不足而形成了不连续的沙波,再 沉积泥质而组成的。 波状层理:界于上两者之间。
✓ 低潮坪:海水淹没时间长,沉积物砂为主,羽状 交错层理发育,生物扰动构造不发育。
潮坪沉积相序列
➢ 潮上坪相:特大高潮及风暴潮才淹没,粉砂、粘性土或蒸 发岩,干裂构造,盐沼等,生物扰动强,富有机质。
➢ 潮间坪相:垂向加积和横向加积的混合带,随着沉积物向 海加积,潮坪沉积的垂向层序自下而上为:低潮坪、中潮 坪和高潮坪;沉积物自下而上逐渐变细;沉积构造从低潮 坪的小型交错层理为主过渡到中潮坪的潮汐韵律层理为主 再到高潮坪的水平层理为主。
图6-2-9 再作用面构造的发育过程 A,C:建设阶段(优势潮流相) B,D:侵蚀阶段(次要潮流相)
沉积物特征
✓ 高潮坪:海水淹没时间短,潮流流速低。细粒粉 砂、粘土等悬移质,为粘土质粉砂、粉砂质粘土、 粘质粉砂夹透镜状细砂;常见脉状层理,有干裂、 生物扰动构造发育。
✓ 中潮坪:悬移、推移沉积近于相等,砂层、泥层 互层,常见脉状层理或透镜状层理,生物扰动构 造中等发育。
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