碳酸盐岩沉积相

第二十四章碳酸盐岩沉积相

§ 24-1 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征

• 主要形成于温暖气候条件的浅海环境。

以化学、生物化学、生物、机械多种机制综合形成的一类化学岩及生物化学岩。颗粒和灰泥（相当于杂基）的比例及其组合而成的多种岩石类型，是浅海相碳酸盐岩沉积环境的重要标志。深水碳酸盐岩多起因于风暴条件，形成于大陆坡及深水盆地中。具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩的重要相标志。碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境，也与成岩环境和成岩作用密切相关。碳酸盐岩具有易溶性和易变性。

二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用

• 潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主的碳酸盐岩盆地环境，——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。潮汐沉积作用带主要发生在：

1）潮下带环境——高能、低能沉积带。

2）潮间沉积带——具间歇能所形成的岩石类型和相标志。

3）潮上沉积带——具暴露蒸发和交代作用标志。

潮坪环境中以物理—生物作用为特征所形成的藻叠层及其形态分

带

是划分潮坪环境（相）的主要相标志。

• 海滩碳酸盐岩——主要处于缺乏障璧的开阔浅海（无广阔藻席）；

其次主要受制于波浪能量大小，在不同古地形和水动力条件作用下，形成鲕粒滩（岩）、内碎屑滩（岩）和生屑滩（岩）等，其中有发育的冲洗层理和交错层理，以及生物扰动构造。视岩性、结构和构造特征的变化，它们可分别组合成不同类型的相层序。

• 生物礁碳酸盐岩——具格架的珊瑚礁碳酸盐岩，特定形成条件：1）造礁生物在迎浪带原地生长营造起来的。

2）具水下凸起的地貌，沉积厚度比相邻地区大。

3）具生物格架或只有造礁生物原地生长的痕迹。

4）于海面～水深200m 以下，可延伸到400～500m，取决于造礁生物所需的温度、阳光而定。

正确识别生物礁沉积体不同带的岩石学特征是划分亚相和微相的主要标志。不同相带的礁碳酸盐岩具有不同的生储条件。

• 浅海风暴流及其沉积作用特征明显，具有良好的指相性。在风暴流控制的浅海碳酸盐台地，分为正常天气和风暴天气，从而双向或出现由于风暴波能的巨大的风暴潮，一般风暴潮差在6m 以上。风暴潮冲刷岸滩或浅滩产生潮水回流，变化于正常浪底之下，形成风暴沉积物。风暴岩具有类似鲍玛层序的相层序，但底模（钵模）构造、丘状交错层理和生物逃逸是鉴别风暴沉积物（岩）的重要相标志。

• 大陆坡碳酸盐沉积

——其主要由正常的远洋超微化石（翼足类、海绵骨针、放射虫等）的软泥相组成，间夹有来自大陆架浅水环境的重力流角砾岩和有递变—无递变的石灰质浊积岩相组成。根据大陆坡上的相对位置、边缘性质（沉积的还是叠积的）以及它们的构造背景，可划分不同类型的大陆坡碳酸盐岩沉积序列。

• 深海碳酸盐岩盆地沉积指平均海水深度大于200m 的碳酸盐沉积环境。

└→包括大陆坡、陆隆、海沟、海底狭谷、海岭、洋中脊和深海平原等水深大于1500m 或2000m 的静态下深水碳酸盐沉积起决定性控制因素的主要是水体深度。海洋水层深度分层（带）、海水柱的密度分层、滞水无氧深度、碳酸钙沉积补偿深度（CCD）以及硅质沉积物补偿深度（QCD），都是具有广泛而又有普遍控制意义的深水碳酸盐沉积作用的平衡面。

现代深海沉积物大约在超过CCD 面以下的400m 水深中巳不存在碳酸盐软泥，而残留的是100％由陆源泥组成的“红粘土相”。在部分现代大洋QCD 界面以下的4500m 的海底沉积物中，则大量出现由硅质超微化石细成的软泥，这些深水成因的硅泥岩在许多深水碳酸盐岩序列中以形态各异（层状、纹层状、条带状、结核状）的硅质岩与深海泥晶碳酸盐岩共生。最近发现许多深水硅质岩中具有递变纹理。深水蒸发盐沉职作用模式已被不少实例加以证实。巨厚的蒸发盐沉积物内部没有浅水和暴露标志，而有黑色页岩和纹层状碳酸盐岩夹层。深水蒸发盐沉积物（岩）主要由纹层状碳酸盐岩、纹层状石盐组成，除夹黑色页岩和纹层状碳酸盐沉积物（岩）外，有时夹深水重力流泥质沉积物（岩）。

三、碳酸盐岩沉积相标志众多类型的碳酸盐岩构造是恢复岩相古地理条件的重要相标志。正确划分层理类型是确定古水流类型、古流向的重要标志。

▲ 浅水环境——以牵引流水流机制为特征。依据颗粒床沙形态，形成各种类型的交错层理、波状－斜波状层理和平行层理等，

以及形成于低能环境的水平层理。特殊的沉积构造特征有助于反

映特定的沉积条件，如竹叶状砾屑组构是风暴流沉积的标志，丘

状交错层理是风暴沉积的标志，递变和叠覆递变层理是深水重力

流沉积的标志，泄水、滑动—滑塌层理是液化流、震积作用的主

要沉积标志。

▲ 上、下层面的流痕及印模构造，具有良好的指向性。如顶层面的不同形态、大小规模不一的波痕和流痕，是潮汐—波浪带浅

水沉积作用的重要沉积标志；底面印模构造中的槽模和沟模，

可以有效地指示碳酸盐沉积物重力流水流机制；特殊形态的铸模

或口袋构造是指示风暴流沉积初期的相标志。

▲ 碳酸盐岩中丰富的生物化石和遗迹化石是碎屑岩所不能比拟的相标志。正确区分底牺、浮游和游泳生物化石及其比例，对恢复古水

深、古水动力条件十分重要。根据生态学进一步划分种属组合类

型，对划分亚相和微相至关重要。

▲ 遗迹化石或生物扰动构造的正确划分和识别，对碳酸盐沉积环境和地质历史事件的恢复具有良好效果。

▲ 碳酸盐岩中的溶解、渗滤和暴露标志以及其他化学成因的构造，也是碳酸盐岩中所特有的，它们可以有效地指示沉积一同生期所

发生的各种变化，指示特定的沉积环境。

§ 24-2 碳酸盐岩沉积相模式• 三种国外常用的浅水碳酸盐岩沉积相模式划分方案。三为重点一、陆表海沉积相模式

肖（Shaw，1964）首先把碳酸盐的主要沉积场所——浅海——划为陆表海和陆缘海两个类型。

• 陆表海（epeiric sea，或内陆海、陆内海、大陆海）:是位于大陆内部或陆棚内部的、低海底坡度（＜1ft／mile，