碳酸盐沉积环境及相模式

第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境 一、潮坪环境 1．潮上带 由于长期出露水面、海水蒸发量大、盐度高， 由于长期出露水面、海水蒸发量大、盐度高，水流循 环受限制、受气候影响比较大，所以可产生许多暴露标志、 环受限制、受气候影响比较大，所以可产生许多暴露标志、 碱化标志或淡化标志。 碱化标志或淡化标志。 1）由暗色富藻层与浅色富屑层交互组成的不规则到 平整的亚毫米级纹层 此带往往发育一些特有的沉积构造。 2）此带往往发育一些特有的沉积构造。 膏溶角砾岩,肠状构造,鸟眼构造、窗格构造、根模、 膏溶角砾岩,肠状构造,鸟眼构造、窗格构造、根模、 土壤层和受淡水作用形成的钙结层
远端变陡的缓坡在近岸处类似等斜缓坡的特征， 远端变陡的缓坡在近岸处类似等斜缓坡的特征，而在远岸 的缓坡在近岸处类似等斜缓坡的特征 较深水处由加积和滑塌作用可形成较明显的坡折， 较深水处由加积和滑塌作用可形成较明显的坡折，并以具 有某些台地的性质为显著特征。 有某些台地的性质为显著特征。 远端变陡缓坡的沉积相划分与等斜缓坡类似， 远端变陡缓坡的沉积相划分与等斜缓坡类似，一般也分为 四个相带，前三个相带沉积特征与等斜缓坡一致， 四个相带，前三个相带沉积特征与等斜缓坡一致，在斜型则不同于等斜缓坡，岩层内 夹有斜坡相碎屑的角砾状灰岩，浅水相的碎屑罕见。 夹有斜坡相碎屑的角砾状灰岩，浅水相的碎屑罕见。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 三.威尔逊标准相带模式 威尔逊（1969，1975）综合了古代及现代碳酸盐岩的大 威尔逊（1969，1975） 量沉积模式，按照沉积环境的潮汐、波浪、氧化界面、 量沉积模式，按照沉积环境的潮汐、波浪、氧化界面、盐 水深及水循环等因素的控制， 度、水深及水循环等因素的控制，建立了综合的碳酸盐沉 积模式， 积模式，划分出九个标准相带
X
Y
Z
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 四.塔克模式
塔克（ Tucker,1981）将海洋碳酸盐岩沉积划分为7 塔克（M. E. Tucker,1981）将海洋碳酸盐岩沉积划分为7个主要环 境： 1.潮坪 1.潮坪 2.滩后泻湖 2.滩后泻湖 3.地台浅滩 3.地台浅滩 4.开阔潮下 泻湖） 正常浪底以下 开阔潮下（ 4.开阔潮下（泻湖）—正常浪底以下 5.台缘礁或台缘浅滩 台缘礁或台缘浅滩——正常浪底以上 5.台缘礁或台缘浅滩 正常浪底以上 6.台前斜坡 大陆斜坡 6.台前斜坡 7.碳酸盐浊积盆地 碳酸盐浊积盆地——浪底以下 7.碳酸盐浊积盆地 我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。 我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。
碳酸盐沉积环境及相模式
第一节 海洋碳酸盐沉积环境特点 海洋碳酸盐 碳酸盐沉积环境特点
一、碳酸盐沉积的海洋环境 1）浅：海水太深，阳光不足，氧气不够，对藻类和底 海水太深，阳光不足，氧气不够， ） 栖无脊椎动物生长不利；位于CCD面之下的深海水域， CCD面之下的深海水域 栖无脊椎动物生长不利；位于CCD面之下的深海水域， 水压大，溶解CO 水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和 2）清：碎屑沉积物供给不充足 ） 3）暖：主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带， ） 主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带， 30 如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、 如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南 海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地
二、浅海的类型 陆表海和陆缘海的概念（ 陆表海和陆缘海的概念（Shaw,1964） ） 1.陆表海（epeiric sea, epicontinental sea, inland sea, continental sea） 陆表海（ 陆表海 ） 位于大陆内部或陆棚内部，低坡度，范围广阔，很浅的浅海。 位于大陆内部或 大陆内部 2.陆缘海（pericontinetal sea） 陆缘海（ 陆缘海 ） 位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大、范围较小、较深的浅海。 位于大陆边缘或 大陆边缘 地质历史中沉积碳酸盐岩的主要浅海是陆表海， 地质历史中沉积碳酸盐岩的主要浅海是陆表海，现在浅海多是陆缘海 陆表海的碳酸盐沉积分异主要决定于海水的能量。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 .Read模式 五.Read模式
Read（1989）提出的模式有碳酸盐缓坡、 Read（1989）提出的模式有碳酸盐缓坡、碳酸盐台地二种模式 . 1\缓坡模式 Read的模式中 缓坡又被进一步分成两种类型， 的模式中， 在Read的模式中，缓坡又被进一步分成两种类型，等斜和远端变陡的两种缓 坡类型: 坡类型: 等斜缓坡系指具有比较均一和平 等斜缓坡系指具有比较均一和平 缓的、 缓的、从岸线逐渐进入盆地的缓 慢倾斜的斜坡（ m/km）， ），与 慢倾斜的斜坡（1－数m/km），与 较深水的低能环境之间无明显的 坡折，波浪搅动带位于近岸处。 坡折，波浪搅动带位于近岸处。 由岸向海划分为四个相带： 由岸向海划分为四个相带： 潮坪和泻湖相； ①潮坪和泻湖相； 浅滩或鲕粒（团粒） ②浅滩或鲕粒（团粒）砂滩的浅 水组合； 水组合； ③较深水缓坡泥质粒泥灰岩或灰 泥灰岩； 泥灰岩； ④斜坡和盆地的灰泥灰岩和具页 岩夹层的灰泥灰岩， 岩夹层的灰泥灰岩，重力流成因 的角砾岩和浊积岩十分少见。 的角砾岩和浊积岩十分少见。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
欧文（Irwin，1965） 一.欧文（Irwin，1965）模式 陆表海清水模式和能量相带的理想序列，由海向陆， 陆表海清水模式和能量相带的理想序列，由海向陆，分X、Y、Z三个带 深水低能带，波基面以下，沉积缘于Y 灰泥及浮游生物碎屑。 X带：深水低能带，波基面以下，沉积缘于Y带灰泥及浮游生物碎屑。—— 有利于生油 近岸高能带，从波基面起，向海岸延伸至波浪及潮汐能量大部被消耗， Y带：近岸高能带，从波基面起，向海岸延伸至波浪及潮汐能量大部被消耗， 波浪、潮汐的主要作用带，阳光、氧气充分，沉积物为礁、滩。——良 波浪、潮汐的主要作用带，阳光、氧气充分，沉积物为礁 良 好的储集相带 Z带：滨岸低能带，水浅，波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大，沉积泥晶 滨岸低能带，水浅，波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大，沉积泥晶 灰岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层。 ）、蒸发岩 灰岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层。
4．正常（潮湿型）潮坪碳酸盐及其剖面层序 正常（潮湿型） 此类沉积地区的气候潮湿，或者地下水位太低， 此类沉积地区的气候潮湿，或者地下水位太低，因而 无蒸发盐沉淀 沉淀。 无蒸发盐沉淀。 层序的底部单元通常是由粗粒碎屑构成， 层序的底部单元通常是由粗粒碎屑构成，记录着海水 向陆地方向上的起始入侵位置。潮下单元（ 向陆地方向上的起始入侵位置。潮下单元（ B 层 ） 是典型 生物扰动的粒泥灰岩到泥粒灰岩。 的生物扰动的粒泥灰岩到泥粒灰岩。 如果潮坪上有大量的潮道， 如果潮坪上有大量的潮道，那么潮道的迁移也可能破 坏某些潮坪沉积的特征，并且形成部分向上变细的序列， 坏某些潮坪沉积的特征，并且形成部分向上变细的序列， 底部为骨骼灰质沙。 底部为骨骼灰质沙。
3．萨布哈及其剖面层序 萨布哈—干旱气候条件下潮坪沉积 萨布哈 干旱气候条件下潮坪沉积 萨布哈环境具有以下突出特点： 萨布哈环境具有以下突出特点： （1）气候炎热干旱 （2）海岸地势平坦 地下水面很浅，一般仅位于地下1 （3）地下水面很浅，一般仅位于地下1－ 2m处 这将会发生强烈的毛细管蒸发作用。 2m处，这将会发生强烈的毛细管蒸发作用。 剖面特征： 剖面特征： 大量自生蒸发盐的形成，如石盐、石膏、 ①大量自生蒸发盐的形成，如石盐、石膏、 硬石膏、天青石等； 硬石膏、天青石等； 广泛白云石化； ②广泛白云石化； 可形成硬石膏结核层， ③可形成硬石膏结核层，并可见特殊网状 结构的复杂块体或扭曲的盘肠状构造； 结构的复杂块体或扭曲的盘肠状构造； 塌陷角砾岩层，－ ，－被淡水淋滤过的萨布 ④塌陷角砾岩层，－被淡水淋滤过的萨布 哈层序。 哈层序。
2\碳酸盐台地相模式 这里所指的碳酸盐台地 引用的是Read 1989） Read（ 引用的是Read（1989） 的概念，主要指具有水 的概念， 平的顶和陡峻的陆棚边 缘的碳酸盐沉积海域， 缘的碳酸盐沉积海域， 在这个边缘上具有“ 在这个边缘上具有“高 能量”沉积物， 能量”沉积物，而不管 该海域是否与陆地毗连 和其延伸范围。 和其延伸范围。
三、陆棚环境及沉积特征 陆棚是指朝海岸方向与近滨或大陆相邻， 陆棚是指朝海岸方向与近滨或大陆相邻，朝滨外方向与斜坡和盆地 相邻的一个浅水碳酸盐沉积环境。 陆棚相沉积具有以下特征： 相邻的一个浅水碳酸盐沉积环境。 陆棚相沉积具有以下特征： 具有正常海相生物群组合； ①具有正常海相生物群组合； 沉积物通常由含有粒泥灰岩和泥粒灰岩的泥晶灰岩组成。 ②沉积物通常由含有粒泥灰岩和泥粒灰岩的泥晶灰岩组成。由 于斑礁和碳酸盐浅滩时有发育， 于斑礁和碳酸盐浅滩时有发育，因而局部可见粘结灰岩和生物 碎屑颗粒灰岩； 碎屑颗粒灰岩； 通常为具透镜状或楔状形态的、层厚不等的岩层， ③通常为具透镜状或楔状形态的、层厚不等的岩层，薄层页岩 层可以中断陆棚碳酸盐相层序； 层可以中断陆棚碳酸盐相层序； 广泛的生物扰动作用、潜穴、 ④广泛的生物扰动作用、潜穴、结核状和脉状层是陆棚沉积构 造中的典型特征。 造中的典型特征。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
拉波特潮汐相带模式 二.拉波特潮汐相带模式 潮上及潮间带（ ）：蒸发作用强 白云岩、云质灰岩，叠层构造、 蒸发作用强。 （1）潮上及潮间带（Z）：蒸发作用强。白云岩、云质灰岩，叠层构造、干 鸟眼构造等。 裂、鸟眼构造等。 浅的潮下带（ ）：潮汐作用强 颗粒灰岩、叠层石、泥晶灰岩、冲刷、 潮汐作用强。 （2）浅的潮下带（Y）：潮汐作用强。颗粒灰岩、叠层石、泥晶灰岩、冲刷、 干裂等。 干裂等。 无陆源碎屑潮下带（ ）：浪底之下 低能，发育礁 泥晶灰岩。 浪底之下， （3）无陆源碎屑潮下带（X上）：浪底之下，低能，发育礁，泥晶灰岩。 有陆源碎屑潮下带（ ）：浪底之下 低能,粘土沉积。 浪底之下， （4）有陆源碎屑潮下带（X下）：浪底之下，低能,粘土沉积。
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境 在综合考虑诸因素之后，大致可归纳为八种碳酸盐沉积环境： 在综合考虑诸因素之后，大致可归纳为八种碳酸盐沉积环境： 1. 潮坪 局限陆棚（泻湖或海湾） 2. 局限陆棚（泻湖或海湾） 3. 台缘浅滩 4. 陆棚 5. 生物礁 6. 礁前斜坡 7. 盆地边缘 远洋碳酸盐沉积( 8. 远洋碳酸盐沉积(远洋碳酸盐沉积不属于环境分类体 系. )
2、潮间带 主要沉积的岩石为球粒泥晶灰岩， 1）主要沉积的岩石为球粒泥晶灰岩，或生物屑泥晶 灰岩和细砂屑灰岩。 灰岩和细砂屑灰岩。其它还可见到在准同生阶段形 成的微晶白云岩，甚至还有细晶白云岩，偶见褐煤 成的微晶白云岩，甚至还有细晶白云岩， 及磷酸盐。 及磷酸盐。 常见不规则的毫米级至厘米级的纹层， 2）常见不规则的毫米级至厘米级的纹层，以及透镜 波状和脉状组成的潮汐层理 潮汐层理。 状、波状和脉状组成的潮汐层理。由于潮间带上部 经常出露水面，其沉积物中也可出现一些暴露成因 经常出露水面，其沉积物中也可出现一些暴露成因 的构造，如干裂、极浅水波痕和扁平状砾屑等。 的构造，如干裂、极浅水波痕和扁平状砾屑等。
二、局限陆棚环境及其沉积特征 所谓局限陆棚是指地理上或水动力上受到限制的一种潮 下浅水低能的碳酸盐沉积环境（ Scholle，1983）。 下浅水低能的碳酸盐沉积环境（P. A. Scholle，1983）。 从地貌角度，它可以包括海湾、礁后泻湖、 从地貌角度，它可以包括海湾、礁后泻湖、台地边缘鲕 滩、骨屑滩和障壁岛之后的泻湖，在台地相沉积模式中， 骨屑滩和障壁岛之后的泻湖，在台地相沉积模式中， 经常被称之为“局限台地”。 经常被称之为“局限台地” 在这种环境中生活的生物种类及沉积物类型主要取决于 障壁的限制程度及其持续性