第九章 海洋碎屑沉积体系

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seafloor with a typical slope of about 4º .
根据海底地形和水深:
环境 滨海 浅海 半深海 深度 高潮线-低潮线 低潮线-200 米 200-2000 米
深海
2000米以下
根据沉积物组分:
浑水型-陆源碎屑沉积 清水型-碳酸盐岩沉积
海相组沉积的一般特征
•岩石类型
白垩。
硅质软泥主要在现代海洋高纬度的200Km宽的范围内分布 ,也见于一些具有丰富营养和硅质生物生产率高的赤道附近的 上升流区域,主要由硅藻和放射虫组成,也包括一些硅鞭藻和 海绵骨针的硅质生物。硅藻软泥主要分布于高纬度的大陆边缘 ,而放射虫软泥是赤道地区的特征;硅质软泥埋藏后成为层状 燧石。
第三节、深海重力流沉积
1. 海岸水动力特征和沉积作用
海岸环境海水的运动:波浪、潮汐、风暴
2. 浅海陆棚水动力特征和沉积作用
风暴流:由季节性台风或飓风引起的风暴潮产生,携带 着从近岸沉积中冲刷下来的沉积物,以悬浮状态搬运的 风暴浪基面之上(丘状交错层)和之下(浅海浊积岩) 沉积。
海流:由地球重力场或海水温度、盐度分布不均产生密 度梯度而引起的海水流动称为海流。主要搬运细粒物质, 局部海峡的流速最大可达150cm/s,形成移动的大波浪 和巨波浪
等深流(平流)沉积 发生在半深海区沿大陆坡坡脚等深线流动的远洋底流,等 深流沉积主要出现在陆隆地区。 沉积物主要为泥级、粉砂级、砂级、细砾级和灰泥及生物 屑。 是由大洋水团的温度、盐度变化而形成的一种环流体系。
等深流垂向序列有一定规律性p308
2、深海相 (1)一般特点
发育于大洋盆地,水深2000m以下,平均深度为4000m
层理
二、 浅海陆棚沉积特征 1. 一般特征
• 陆棚--指正常浪基面以下至陆棚坡折的广大浅海水域 • 平均水深130m(15-1000m), • 宽度随构造环境而变,弧前窄,弧后宽
• 有硅质碎屑沉积和碳酸盐岩沉积
• 硅质碎屑沉积主要为粉砂和泥质沉积,在受潮流和风暴潮强烈作用的地区 也有砂质沉积物的大量分布 • 浅水区底栖生物发育,深水区底栖生物减少,生物扰动构造发育
极为多样,岩石厚度大、分布广、岩性稳定,碎屑岩的
结构成熟度和成分成熟度高。
•沉积构造 发育各种类型沉积构造 •自生矿物 海绿石、鲕绿泥石、自生磷灰石 •生物化石 大量动植物和微生物
二、海洋环境的水动力 特征和沉积作用
1. 海岸水动力特征和沉积作用
2. 浅海陆棚水动力特征和沉积作用
3. 半深海和深海水动力特征和沉积作用
(3)后滨沉积
• 位置:高潮线以上 • 具有平行层理,粒度比沙丘带粗,磨圆度及分选性均较好,
可见小型交错层
• 风暴期可见由于重矿物富集而形成的砂矿
(4)海岸沙丘
位置:潮上带向陆一侧,特大风暴时潮水所能达到的最高水位 特点: 海岸沙丘呈低起伏状。沉积物以细-中粒为主,分选很好,圆 度也较高,颗粒具霜面,风成交错层发育,主要是大型槽状交错
远洋软泥是含有大量生物遗体(主要为浮游生物如放射虫、 抱球虫、硅藻、颗石藻、头足类等)的远洋沉积物。至于有多 少生物遗体才算软泥并没有一至的意见。
主要由CaCO3 介壳组成的软泥称作钙质软泥,由硅质介壳
组成的称作硅质软泥。 钙质软泥主要由有孔虫和象颗石藻这样的超微化石,也包 括象浮游软体动物腹足类这样的大个体。钙质软泥在现在 4500m(补偿面)以内的大洋广泛分布。钙质软泥石化后称作
3. 半深海和深海水动力特征和沉积作用
水动力弱:细粒物质的悬浮沉积 等深流:沿海底等深线水平流动的底流,由于地球旋 转而形成的温盐循环底流,主要出现在陆隆区。
沉积物重力流:重力滑塌、高密度重力流、低密度重
力流
Hale Waihona Puke Baidu
第二节 海相碎屑岩沉积模式
一、滨岸沉积特征 1、滨岸沉积环境划分
前滨 后滨
临滨
滨外过渡带
• (1) 风暴控进积陆 棚沉积序列 • 砂主要限于内陆棚, 相当于序列的上部 • 其它部分由含粉砂 纹层的生物扰动泥
岩组成
•(2) 混合型进积陆棚序列
• • 底部为厚的陆棚泥 向上为多个向上变粗
的砂质单元覆盖,砂体平行 岸线。每个砂质单元的下部 为薄层的海绿石砂与泥岩的 互层。上部沉积较粗
6、古代陆棚沉积鉴别标志及其与油气的关系
风暴沉积较难保存,因为风暴逐渐减弱时流体会改造 风暴增强时形成的构造,即使保存下来的构造也会受到生 物扰动的破坏。
卫67井 ES三中4 3612.8m 丘状交错层理
5、陆棚碎屑沉积的序列
• 退积陆棚沉积序列(海进序列) • 进积陆棚沉积序列(海退序列)
退积陆棚沉积序列(海进序列)
进积陆棚沉积序列(海退序列)
(b)中临滨位于破浪带,水动力强烈。主要为中-细砂。分选好,常夹介 壳层。交错层发育,为双向槽状交错层。见冲刷面、滞留沉积以及平 行层理、粒序层及洼槽交错层等 (c)上临滨处于碎浪带,是高能环境。沉积物从细砂级到砾石级。沉积 构造为多方向的槽状交错层系,向岸倾斜的板状交错层及风暴成因的 侵蚀面和洼槽交错层
(2)前滨沉积
• 位置:平均低潮线-平均高潮线之间 • 特点: • 前滨相当于冲流带,地形比较平坦 • 沉积物通常以中砂为主 • 典型的沉积构造是冲洗层理
• 常见平行纹层、沙纹交错层
• 层面构造极为发育,如流痕、浪成波痕、流水波痕、复合波痕以及变形 的平脊波痕、圆脊尖谷波痕等等,反映该区水深极浅及间歇性暴露
一、概念 二、基本沉积特征
一. 概念
深海半深海的大多数碎屑沉积物都是以块体-重力方 式搬运的。 定义:大量沉积物与水混合在一起形成一种高密度 流体,借助重力作用整体顺斜坡向下移动,一旦重力效 应消失后即沉积下来。这种流体称作----重力流或密度 流(density flow)和块体流(mass flow)。
2. 海洋环境的划分
大陆边缘-陆棚、陆坡、陆隆
依据地貌划分: 大洋盆地-深海平原、洋中脊、火山脊
陆隆(大陆隆起) 陆坡与深海平原的平缓过渡区 大洋盆地 坡度0.01-0.07º,最大20º 陆坡(大陆坡、斜坡) 占海洋面积的 2/3 坡度 陆棚-大陆架(沉积作用活跃区) 宽度 300 - 400Km 根据水深: 4- 7º ,最大 20º 陆棚坡折 包括深海平原、洋中脊、火山脊等 平均坡度 0.1 -- 1º 水深 1400m 3700m 宽度 20 - 90Km 浅海带 -陆棚 陆棚外坡度突然增大的地方 深海平原坡度 1/1000 - 1/10000 平均宽度 75Km ( 0200 -1500Km ) 有峡谷、阶梯状地形等 活动和汇聚板块边缘,陆 平均水深 1270m ( -2450m ) 平均水深 130m(20-1000m) 沉积物重力流堆积的结果 大洋带 -从陆棚坡折以下的深水区 坡与海沟相连,缺少陆隆 有峡谷、阶梯状地形等 . 2× The continental slope descends from 2 the shelf break to the deep 面积 107 Km (占海洋 7.5 %)
水深:几米-10000米以上 盐度:平均含盐度 3.5 % 温度:受纬度、深度、洋流、海域等影响 表面-18~+28º C, 大洋深处2 ~ 3 º C (大陆-60~+80º C, ) 压力:海水表面1atm,深达10km的海底1000atm pH值:弱碱性7.26 ~ 8.4(大陆以弱酸性为主) EH值:表层氧化环境,深层还原环境(浊流和洋流会改 变这一环境)
第八章 海洋碎屑沉积体系
第一节 海洋沉积环境和沉积特征 第二节 海相碎屑岩沉积模式 第三节 深海重力流沉积
第一节 海洋沉积环境和沉积特征
海洋环境的定义:海岸作用带之外的开阔海洋部分
一、海洋沉积环境 二、海洋沉积过程和沉积特征
一、海洋沉积环境
1. 海水的物理化学条件 2. 海洋环境的划分
1. 海水的物理化学条件
底栖生物稀少。种类单调 沉积物也主要为软泥 ,陆源沉积物
(2)沉积物类型 远洋沉积物一般指的是远离大陆由水柱的悬浮沉积物缓慢 沉降形成的沉积物,包括主要由陆源和火山成因的粘土颗粒, 也可能包括粉砂-砂粒级的浮游生物遗体。 远洋粘土是硅质粘土,包括粘土矿物、沸石、铁氧化物和 风吹的尘灰,通常为红-棕红色,覆盖了4500m以下的大部分 洋底。
远滨
2、滨岸亚相类型及沉积特征
(1)临滨沉积 (2)前滨沉积 (3)后滨沉积 (4)海岸沙丘
(1)临滨沉积(近滨)
位置:平均低潮线-浪基面之间的潮下带 特点: (a)下临滨能量较低,主要为细砂、粉砂和滨外泥岩不规则互层。含海 相化石,生物拢动强烈。见水平纹层,层面具浪成波痕,但纹层多为 生物扰动所破坏
2、过渡带
位置:临滨与滨外陆棚之间,浪基面以下
特点:
深度变化大,取决于海岸带的能量
沉积物比滨岸细,比滨外陆棚粗,主要为粉砂岩及泥质粉砂岩
风暴成因的风暴砂岩,与滨外陆棚比,砂层厚而数量多
生物种类和数量众多,生物扰动作用强烈
3、滨外陆棚带(陆架、陆棚)
位置:过渡带外侧-大陆坡内边缘的浅海区之间
特点: 水体较浅,地形平缓; 沉积物细,主要为粘土岩、粉砂岩及细砂岩,大量化学岩及生物化学岩, 如碳酸盐岩等 成分成熟度、结构成熟度均高,但比滨岸相稍差,海绿石、鲕绿泥石等自 生矿物常见 滨外陆棚发育波痕、交错层理,水体较深处有水平层理 生物种类和数量众多,生物扰动作用常见
200m
(3)风暴流--由飓风引起的风暴流对陆棚沉积有重要影响,将搅混的泥砂 以密度流的方式带回陆棚,形成风暴沉积。风暴浪的波动可以把海底 冲刷成丘、洼相间的波状起伏面,然后堆积风暴流携带的悬浮状细砂 和粉砂,造成丘状交错层。 (4)海(洋)流--海水可因温度、盐度及悬浮物含量的变化出现密度分层。 是河流,风驱流、 另外,底栖生物发育,生物扰动强度大,生物扰动可以强烈破坏原生沉 积构造
无固定的陆棚沉积模式,古代陆棚沉积一般具有以下特征: (1)板状形态 (2)侧向延伸远、厚度大 (3)成分成熟度中等 (4)发育侧向延伸远的层理 (5)部分陆棚沉积有风暴层的存在 (6)大量宽分异度的正常海相(窄盐度)化石 (7)特征痕迹化石组合 (8)特征的自生矿物:海绿石、鲕绿泥石、胶磷矿等
与油气资源的关系
4、浅海风暴沉积
形成:与风暴掀起的巨浪密切相关
特点: 沉积类型复杂 特征的沉积构造是粗粒风暴层和丘状交错层
丘状交错层是古代风暴沉积的特征(虽然也见于滨面和湖泊沉积),以 低角度弯曲的上凸和下凹交错层系与生物扰动泥岩互层为特征。
风暴沉积自下而上的沉积序列: • 冲刷面:由风暴流搅动早期的沉积物 而成(A) • 粒序层(B):下部常含大量滞留沉积 物,如介壳、泥砾;向上逐渐变细 • 面状平行纹层(P) • 丘交错层理(H) • 平坦纹层(F) • 浪成沙纹交错层理或对称波痕(X) • 强烈生物扰动的陆棚泥岩(M)
影响陆棚碎屑沉积的因素:
(1)大陆供给沉积物的类型和速度 (2)水动力状态类型和强度 (3)相对海平面变化 (4)地理位置与气候 (5)生物作用 (6)化学作用
亚环境划分:
过渡带
滨外陆棚
水动力特征和沉积作用:
(1)潮流--潮波是由大洋传到陆棚的 (2) 波浪作用 -- 影响陆棚的波浪主要与风暴有关,涉及的水深可以达到
大陆架(陆棚):75%为中新生代沉积盆地,厚度大, 有机质高,为有利的生油岩;潮控和风暴控的砂体为有利的 储集层
三、半深海及深海碎屑沉积
• 1、半深海相 • 2、深海相
半深海及深海沉积环境
与大陆边缘(陆坡 和陆隆)有关的半 深海-深海环境 水深大于 200m的海 底
接受大量重力流沉积
深大洋环境
以远洋沉积为特征, 主要是从上覆水体中 缓慢沉降的细粒沉积 物
1、半深海相 (1)一般特点 沉积物也主要为泥质、浮游生物和碎屑三部分组成
水动力主要为洋流、风暴浪和等深流
无植物发育,生物以腹足类为主,生物扰动构造较发育
(2)半深海主要沉积类型:
蓝色软泥(青泥)——分布最广,陆源粉砂质粘土为主,颜 色天蓝、灰绿、铅灰或青灰色,可形成含有机质的蓝色页岩。 红色和黄色软泥——蓝色软泥变种,粉砂质粘土为主,含有 碳酸盐,分布在热带和亚热带。 绿色软泥——含海绿石 碳酸盐软泥和砂——碳酸钙含量高18-90%,浮游生物含量高 珊瑚泥和珊瑚砂—— 火山泥——火山爆发形成的火山灰堆积于半深海区。暗灰、 棕或灰黑色,成分主要为火山玻璃,黑云母、透长石等。 冰川海洋沉积——临近冰川的半深海区,成分主要为粘土和 分选很差的砂、砾
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