8-1 海洋环境及相模式 沉积学及古地理学教程

在泥和砂组成的海岸地带，临滨和过渡带的界
线是以沉积物的粒度变化确定的。临滨带为纯净的
砂质沉积物，过渡带主要由粉砂质沉积物组成。
2、水动力状态
一个海滩环境，从海岸砂丘向下到后滨、前 滨、临滨，乃至过渡带和远滨，水动力条件表现出 有规律的变化。海岸带水动力状况比较复杂，受到 风、河流、波浪、潮汐和海流的作用。其中主要是 波浪和潮汐作用。 （1）波浪 在海岸带，控制海滩发育和变化的主要因素是 波浪作用。波浪不仅可以作为搬运和堆积沉积物的 营力，而且也是冲刷和侵蚀的营力。在海岸带附近， 随着波浪性质的不断变化，侵蚀、搬运和堆积作用 也随之发生相应的变化。
海沼沙岭也称千尼尔沙岗，是位于后滨高潮线 之上一种较低（3-6 m）的线状砂质脊，其规模和特 征与海滩砂脊相似。所不同的是海沼砂岭分布于滨
海沼泽地带的泥炭和粘土之中，其上树木繁生。滨
海沼泽由于海沼沙岭的形成而与海洋相隔。
海沼沙岭主要由砂和介壳碎屑组成，富含植物
碎屑，局部可有泥灰岩，有强烈的生物扰动。海沼
相当于潮上带。可发育海滩沙脊和千尼尔沙岗等地貌
特征。 前滨是平均高潮线和平均低潮线之间，相当于潮 间带。在无潮汐的海区，前滨常不发育，后滨可直接 过渡到临滨。 临滨位于平均低潮线与浪基面之间，属于潮下带。 前滨与临滨地区常发育有沿岸沙坝。
过渡带位于浪基面以下。临滨与过渡带的分界
常是以临滨陡坡向下变缓的转折点为界。
（3）前滨（潮间带）
前滨位于平均高潮线和平均低潮线之间，地形比 较平坦，是海滩下部逐渐向海倾斜的平缓斜坡地带。 前滨带的发育与海岸地形和潮汐作用有关。如果 海岸地形较陡且又无潮汐作用，前滨带则不发育，后 滨可直接过渡为临滨。
20m以内，是海陆交互作用的地带。水动力条件，
水化学状况以及海底地形地貌都十分复杂。
以河流作用为主的地段，形成三角洲，以潮汐
和波浪作用为主，则形成沙坝，海滩沙及障壁坝。
2. 浅海带
正常浪基面到水深 200m 的区域。一般情况下，
浅海环境只是陆棚区的一部分。浅海带底部地形平
坦，坡度一般不超过4°，缓慢向海方倾斜直至转折
第八章 海洋环境及相模式
第八章
海洋环境及相模式
第一节 概述 一、海洋环境一般特征 二、海洋环境分带
1. 海岸带（滨海带） 2. 浅海带 3. 半深海带 4. 深海带
第二节
第三节
陆源碎屑海洋环境和相模式
海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
第一节
概述
一、海洋环境一般特征
现代海洋约占地球表面积的 71% ，地史时期海
海岸地貌的影响因素： 主要取决于2个基本能量因素，即波浪和潮汐。其中， 波浪效应与潮差是负相关的关系。
1）小潮差地区（潮差＝0~2m），障壁岛最发育，以波浪作
用为主，发育与海岸线大体平行的长条状的障壁岛及相关环 境；障壁岛之间有少数不稳定的入潮口，障壁岛上有较发育 的冲越扇，障壁岛后有泻湖。 2）中潮差地区（潮差＝2~4m），障壁岛被较多的入潮口分 割，障壁岛的长度较小，涨潮三角洲和退潮三角洲以及潮道 沉积发育；障壁岛后通常发育潮坪和草沼泽。 3）大潮差地区（潮差＞4m），河口处发育喇叭状的河口湾
和水的流动性等因素。
依据生活方式可把海洋生物分为底栖生物、游
泳生物和浮游生物三大类。浮游生物和游泳生物生
活在50-100m的上部水层内，绝大部分底栖生物栖息 于水深10-100m的海底wenku.baidu.com即海岸带至浅海的上部。
4、沉积物特征 主要沉积于滨、浅海海域，沉积分布广，层位 稳定，易于对比。 海相沉积物（岩）主要包括碳酸盐岩、碎屑岩 和粘土岩三大类，此外，尚有硅质、铁质、锰质、 铝质和磷酸盐沉积等。其中碳酸盐岩的分布最为广
“之”字形。
在冲流带由于水浅流急，常形成高流态的平底 床砂或逆行砂丘。而且沉积物搬运量很大，颗粒也 较粗。 在波浪向岸方向的运动过程中，由于海水变浅 ，摩擦增大，在相当于二倍波高的深处波浪发生局 部破碎，形成破浪带。以后，成为较小的波浪继续 前进，又在相当于两倍新波高的深处再次发生局部 破碎。如此不断反复，直到岸边形成冲流为止。 在每一个波浪破碎处，由于损失了部分能量，沉积 了部分搬运物，从而形成了一系列平行于海岸、规 模向岸逐渐变小的沿岸沙坝。
境。
根据障壁性地形的有无把海岸环境分为障壁海岸 和无障壁海岸（广海型海岸）两类。 无障壁海岸与广海陆棚之间不存在障壁岛、沙坝 或生物礁等障壁地形。海水与大洋连通性好，可以充
分的流通和循环，海水的盐度正常，受明显的波浪和
沿岸海流的作用。又称作广海型海岸或大陆海岸。 障壁海岸与广海陆棚之间存在的障壁地形使海域 隔绝或部分隔绝，近岸海水处于局限流通或半局限流 通状态。波浪作用不十分明显，主要受潮汐作用的影 响，水动力能量一般较弱，海水的盐度也不正常。
发育浊流和滑塌堆积时可形成粗粒沉积物。
4. 深海带
深海带海水深度大于2000m（或3000m）。海底
地势一般比较平坦，属大洋盆地。
沉积物多为粘土或深海软泥。在大陆斜坡的坡
角附近，常有海底扇或者海沟的粗碎屑沉积发育。
第二节
陆源碎屑海洋环境和相模式
一、海岸（滨海）环境 （一）无障壁海岸环境和相模式 （二）障壁海岸环境和相模式 （三）陆源碎屑海岸环境沉积的判别标志 二、浅海环境及其沉积特征 三、半深海 — 深海环境及其沉积特征
易保存下来。后滨主要发育水平层理和小型交错层理。
后滨带常发育有海滩砂脊和海沼砂岭。 海滩砂脊是在暴风潮时期或特大高潮时由波浪在 高潮线附近堆积起来的一种连续的线状沙丘，主要由 粗砂，砾石和生物介壳组成。海滩砂脊与下伏沉积物 之间为一明显的侵蚀面。层理发育，底部以平行层理 为主，上部以交错层理为主。其中低角度的细砂层具 有向陆地和向海洋倾斜的双极（双向量）倾向和一致 的走向；高角度的细砂层一致向陆地倾斜，倾角可达 7-28。 海滩砂脊可以单独出现，也可形成一系列平行海 岸线的沙滩砂脊，但其前面总有一个砂质海滩分布。
砂岭的形成是沉积物供应量变化的结果。
当附近河流所携带的细粒沉积物减少时，波浪
就对已有的沉积物进行改造，形成具有砂质脊的海
滩。细粒物质一旦增加，就在砂质脊的前面形成一
个泥质沼泽带。这个过程反复进行，就形成了一系
列砂质脊与泥炭沼泽带相间出现的滨海沼泽平原。
海沼砂岭常部分地沉入泥质沉积物中，因此在横剖
面上常呈双凸形。
破浪带是波浪对海底作用最强的地带。
（2）海流
当碎浪到达海边后，海水冲向海岸，形成冲流带。 海水沿海滩面向上流动称上冲流。上冲流到达一定高 度时，沿海滩面斜坡向海流动，称为回流。回流在重 力的作用下逐渐加速，在冲流带下部达到最大值。上 冲流和回流是形成海滩和沿岸砂坝的主要营力。 当波浪以与海岸线斜交的方向进入坡度平缓的海 岸时，在近岸地区会形成沿岸流和离岸流。沿岸流一 般都顺着海滩的脊和槽体系平行于岸线流动。当流至 沟槽末端则会改变方向，近乎垂直于海岸流向海洋， 形成离岸流。
一、海岸（滨海）环境
海岸环境指高潮线到正常浪基面之间的地带，
宽度不等，从几米到十多公里。
海岸环境的特点是海水反复进退，光照充足，
生物繁盛，海水的物理化学特征复杂多变。因此，
沉积物类型丰富多彩。除了各种陆源碎屑沉积外， 还可形成滨海碳酸岩沉积。 海岸的类型多种多样。 按沉积物性质将海岸环 境分为陆源碎屑沉积海岸环境和碳酸盐沉积海岸环
（3）潮汐和潮汐流
潮汐和潮汐流对海岸带的沉积作用和沉积物的 分布具有极为重要的影响，尤其是在低波能大潮差 的海岸带、喇叭形河口湾和海湾等地带更加明显。 在一个潮汐周期循环中，涨潮水位和退潮水位的 水位差称为潮差。当潮位升降变化时，在平面上就 会出现因水位差引起的海水侧向流动，形成潮汐流
。一般来说，潮差愈大，形成的潮汐流也愈强。
泛；碎屑岩的成分一般比大环境下形成的碎屑岩单
纯，多为单成分砾岩和石英砂岩类；粘土岩的主要 成分为蒙脱石，伊利石和水云母。
二、海洋的分带
根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海 域分为海岸带、浅海带、半深海带和深海带。
海底地貌立体示意图
1. 海岸带（滨海带）
位于高潮线到正常浪基面之间，深度一般在
当沉积物继续被波浪推向海岸，最后被冲流
堆积在岸边，便形成了海滩。在暴风浪作用时期 ，沉积物比较集中地进入海滩，于是便在海滩外 沿形成一条平行海岸、连续的线状砂脊——海滩 砂脊。海滩砂脊是海滩上的次一级地貌。
4、沉积相模式
（1）海岸砂丘
海岸砂丘指海平面之上的海滩砂经风的改造作用而 形成的低沙丘或沙丘带，呈长脊状或新月型。在沙的 供给充分，并有强劲的向岸盛行风和海岸不断向海推 进的地区经常发育海岸砂丘，其宽度可达近10公里。
在破浪带，水体扰动剧烈，能量消耗较大，
一般粗的砂砾会沉积下来，同时，碎浪带的回流
亦可将粗粒沉积物搬向破浪带。因此在破浪带中 堆积了较为丰富的粗粒沉积物。 在碎浪带一般有较强的沿岸流使泥砂沿海岸 线发生侧向迁移。由于泥砂还受波浪的作用不断 垂直于海岸来回运动，在沿岸流和波浪两种营力 的共同作用下，泥砂粒在碎浪带的移动轨迹呈
洋所占的地表面积的比例更大，我国在中新生代以
后，内陆地区以湖盆沉积为主，海洋环境不太发育
，但在中生代以前，海洋沉积广泛分布。
海洋是沉积作用的重要场所，海洋沉积岩层的
规模较大，分布稳定。许多重要的沉积矿产和油气
田都产于海相地层中。
1、水动力条件 海洋环境的物理化学特征与大陆环境差别较 大。在海岸带，由潮汐、波浪和海流引起的海水 运动比较显著。潮汐主要在沿岸地区，波浪可以 影响到浅海区。 与湖泊环境相比，除潮汐作用外，其它作用 只是规模大小的不同。一般来说，海水温度比大 陆水体低，海水温度的变化也比较小。
处。
浅海带位于波基面之下，通常波浪和海流作用
不强，沉积颗粒细小，主要为粉砂和粘土质沉积。
在有河流、潮流、风暴流和浊流等活动的地区，可
形成砂质沉积。
3. 半深海带
水深200-2000m（或3000m）的区域，它处于大
陆斜坡区。海底地形坡度较陡（4°-7°）。
海底地形起伏较大，常被峡谷所切割，形成峡
谷和海山相间的海底地貌特征。该带沉积物较细，
2、化学条件
含盐是海水的重要特征之一。正常海水的含
盐度为 3.5% ，高于 3.5% 者为咸化海，低于 3.5% 者
为淡化海。 海水的PH值一般界于7.2-8.4之间，呈弱碱性 ，而大陆湖盆的水体一般呈弱酸性。
3、生物条件
海洋中生物种类繁多，数量丰富，它们的生存
和发育取决于海水的深度、盐度、光照、底层性质
3、沉积物的搬运
波浪和由波浪而产生的沿岸流和离岸流等各种 流动水体是搬运沉积物的主要营力。在海岸带较深 部位，波浪引起底部水体运动的速度较少，只能移 动细粒物质，并形成对称波痕。尽管波浪的向岸速 度大于向海速度，但由于重力作用的影响，细粒物 质仍向海洋方向移动。 随着波浪向岸方传，底部水体运动速度增大， 泥砂随水体发生运动。由于向岸速度明显地大于向 海速度，因此粗粒物质向岸方向搬运，而细粒物质 向海方向搬运，同时形成不对称的波浪波痕。
及线状砂脊；非河口处发育广布的潮坪。
（一）无障壁海岸环境和相模式
1、地貌单元划分
陆源碎屑无障壁海岸一般以发育海滩为特征。根 据海岸地貌，水动力状况和沉积物特征，可分为海岸 砂丘、后滨带、前滨带和临滨带。
临滨
前滨
后滨
海岸砂丘的下界大致位于最大风暴涨潮位附近。
后滨为海岸砂丘下界与平均高潮线之间的地带，
海岸砂丘沉积物成分单一，主要由石英砂组成， 缺乏泥级物质和生物化石。石英砂分选极好，以细到 中砂为主。海岸砂丘与其他海岸沉积相比，分选好， 圆度高，中粒砂数量增加，重矿物相对集中。 概率累积曲线呈“ ”型
海岸砂丘的层理是典型 的风成砂丘大型槽状交错层 理，单层和纹层的厚度均较 大。交错层的前积纹层倾角 一 般 相 当 陡 ， 可 达 30-40 ，层系厚度数十厘米。此外 ，海岸砂丘中还经常出现层 系界线为上凸形的前积交错 层理和小规模的变形层理。 砂丘内部常有大量弯曲的侵 蚀面。沙丘间常有植被生长 ，植物腐烂后可形成泥碳层 和根系层的透镜状夹层。
交错层理(cross-bedding)
（2）后滨
后滨位于海滩上部沙丘带下界与平均高潮线之间， 只有在特大风暴和异常高潮时才能被水淹没，受到波 浪和弱水流的作用。后滨是一个平坦的狭长地带。
后滨沉积物主要是砂，常有生物介壳。在浅的洼
地中可发育纹层泥和藻席。由于蒸发作用，可发育盐
壳。后滨沉积物中常发育动物潜穴和足迹，但一般不