碳酸盐岩一般沉积相模式及进展
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海洋环境及其相模式-4 (碳酸盐海相)
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞ 二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征 四、生物礁沉积特征 五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积 六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征 七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
1
二、潮坪碳酸盐沉积相模式
潮坪：潮汐作用为主，波浪作用较小，宽阔、平缓 倾斜的海岸(滨海)地区。
四、生物礁沉积特征
五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积
六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征
七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
4
1、正常碳酸盐潮坪沉积相模式
潮上顶部：陆相沉积，如风成砂、钙结壳和淋滤构造
潮上(泥坪): 白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、 藻席灰岩，鸟眼、窗格、干裂，被地下水上涌或结 晶作用形成帐蓬构造，被破碎成扁平砾石状角砾。
碳酸盐潮坪也可分为：潮上带、潮间带、潮下带。
按湿度和盐度可分为两类： (湿度和盐度)正常潮坪和 干旱盐化潮坪。
3
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞
☞
二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
1、正常潮坪碳酸盐岩沉积相模式 2、萨布哈碳酸盐岩潮坪沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征
7
2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
海岸萨布哈：是波 斯湾海岸的一片荒 芜低平的盐碱地。 现在用来代表干旱 气候条件下有盐壳 的盐坪、盐沼和盐 碱滩沉积环境。对 潮上带的盐坪称为 海岸萨布哈。大陆 内干旱盆地形成的 盐碱滩、干盐湖则 称为大陆萨布哈。
8
2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
波斯湾的特鲁西尔海岸现代潮坪和萨布哈是一个最近三百年
内形成的海退序列。其底部为一套潮坪沉积的碳酸盐泥、藻泥碳
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞ 二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征 四、生物礁沉积特征 五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积 六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征 七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
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二、潮坪碳酸盐沉积相模式
潮坪：潮汐作用为主，波浪作用较小，宽阔、平缓 倾斜的海岸(滨海)地区。
四、生物礁沉积特征
五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积
六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征
七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
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1、正常碳酸盐潮坪沉积相模式
潮上顶部：陆相沉积，如风成砂、钙结壳和淋滤构造
潮上(泥坪): 白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、 藻席灰岩，鸟眼、窗格、干裂，被地下水上涌或结 晶作用形成帐蓬构造，被破碎成扁平砾石状角砾。
碳酸盐潮坪也可分为：潮上带、潮间带、潮下带。
按湿度和盐度可分为两类： (湿度和盐度)正常潮坪和 干旱盐化潮坪。
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第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞
☞
二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
1、正常潮坪碳酸盐岩沉积相模式 2、萨布哈碳酸盐岩潮坪沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征
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2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
海岸萨布哈：是波 斯湾海岸的一片荒 芜低平的盐碱地。 现在用来代表干旱 气候条件下有盐壳 的盐坪、盐沼和盐 碱滩沉积环境。对 潮上带的盐坪称为 海岸萨布哈。大陆 内干旱盆地形成的 盐碱滩、干盐湖则 称为大陆萨布哈。
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2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
波斯湾的特鲁西尔海岸现代潮坪和萨布哈是一个最近三百年
内形成的海退序列。其底部为一套潮坪沉积的碳酸盐泥、藻泥碳
碳酸盐沉积环境及相模式
碳酸盐沉积环境及相模式中国地质大学（武汉）摘要碳酸盐岩在我国广泛发育，是重要的油气勘探层位，在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。
我国的碳酸盐主要以海相为主，湖相也很常见。
碳酸盐是石油的优良储藏体，特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。
而且在石油勘探过程中，主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。
所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。
目前，碳酸盐的相模式还不是非常的完善，各种相模式混乱，互为独立而又有相同的地方，没有明显的界线划分和分类。
导致相模式的标准和用词不尽相同，给油气勘探带来不便。
本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类，对碳酸盐的研究的现状总结。
关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地作者中国地质大学地学院引言自上世纪中期以来，碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。
这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。
碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。
众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。
次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。
可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。
在碳酸盐的石油勘探过程中，碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。
1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用1.1沉积环境①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境现代海洋碳酸盐沉积，主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带，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。
碳酸盐岩沉积相模式
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三种模式的对比
Laporate模式 潮上带、潮间带 潮下带上部 潮下带下部 Irwin模式 Z带 Y带 X带 Young et al.模式 潮上带、潮间带、局 限潮下带 开阔潮下带
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四、混积型沉积相模式 阿姆斯特朗（Armstrong，1974）对北美阿 拉斯加北极地区的石炭系两种不同的沉积组合 进行系统研究后，拟定了两个沉积模式，其中 之一就是碎屑岩—碳酸盐岩沉积模式，该模式 代表一个海进组合。
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七、我国的碳酸盐岩沉积相模式 我国对碳酸盐沉积相研究主要是20世纪70 年代末和80年代初大量借鉴国外沉积模式来进 行研究的。 国外的碳酸盐沉积模式在我国已被广泛采 用，尤其是Wilson的模式，但在使用过程中也 还存在一些问题。 我国广大沉积学工作者在实践中提出了许 多模式，补充和修改了威尔逊模式不足之处， 最具代表性的是关士聪等提出的模式。
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二、陆表海清水沉积作用及其能量带 欧文（Irwin，1965）继承了Shaw的陆表 海的水能量及沉积相的观点，提出了陆表海清 水沉积作用的概念及相带模式。 清水沉积作用是指在没有或很少有陆源物 质流入的陆表海环境中的碳酸盐沉积作用。
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Irwin根据陆表海水动力条件，主要是潮 汐和波浪作用的能量，划分出三个能量带： 远离海岸的X带（低能带） 稍近海岸的Y带（高能带） 靠近海岸的Z带（低能带）
（1）潮上带
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岩石类型：主要是泥—粉晶白云岩、白云质 泥质石灰岩、球粒泥晶石灰岩等。 沉积构造：纹理、藻纹层、干裂、鸟眼构造 生物化石：少见。
（2）潮间带
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第八章碳酸盐岩储层沉积学特征
萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式 陆源碎屑萨布哈和碳酸盐萨布哈常同时出现。萨布哈型碳酸盐潮坪是干 旱气候条件下形成的，其沉积作用具如下特殊标志: A: 高速蒸发和高度超咸形成蒸发矿物（石盐、石膏、硬石膏、白云石、天 青石、菱铁矿）白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、藻席灰岩，鸟眼、窗 格、干裂，被地下水上涌或结晶作用形成帐蓬构造，被破碎成扁平砾石状角 砾。 B：白云石化作用强。盐类沉淀和盐壳形成。淡水作用，盐类溶解，导致 地下水中Mg2+/Ca2+比值提高，促进文石、高镁方解石的白云石化作用。 C:如果环境稳定，大量石膏被改造形成具有特殊网状结构的复杂块体、扭 曲的盘肠状外形的石膏。 D:蒸发矿物呈斑状变晶生长，主体沉积物被挤到晶体间隙中，沉积结构被 破坏。白云石化作用使文石和灰质颗粒发生白云石化，形成鸟眼白云岩、结 晶白云岩、颗粒白云岩。
能量和地貌：
波浪、潮汐、沿岸海流的簸选，形成纯净的碳酸盐砂堆积。浅滩、海滩、 滨外砂坝、潮汐砂坝、风成砂丘岛。 岩石类型： 亮晶颗粒灰岩、亮晶鲕粒灰岩、生物碎屑灰岩，分选磨园好。陆源碎屑物 很少。 沉积构造： 槽状交错层理、板状交错层理、冲洗交错层理。 生物: 礁及礁后斜坡处生活的生物的碎屑，由于底质经常移动，很少有原地底栖 生物。
四、生物礁沉积特征
1．生物礁的含义 礁的最初含义是指海底突起岩块， 能使船触礁失事。 现代生物礁主要是珊瑚礁。 生物礁的概念： 由造礁生物原地生长建立起来的水 下隆起，沉积时的地貌比礁周围突起， 礁核具有完整的生物骨架，形成深度从 海水表面到水深200米，有的可达500 米。
．2、礁灰岩的组成 礁灰岩可划分为原地礁灰岩和异地礁灰岩。 原地礁灰又有三种类型：骨架岩、障积岩和粘结岩。 骨架岩： 为原地的化石（珊瑚、海绵、层孔虫等）骨架组成的块状体，骨架间隙 为灰泥及亮晶充填物充填。 障积岩：
碳酸盐岩沉积相模式
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肖（Shaw，1964）第一次精辟地论述了陆 表海的水体能量特征，并且在能量的基础上， 对陆表海沉积物的分布也进行了相应的划分。
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二、陆表海清水沉积作用及其能量带
欧 文 （ Irwin ， 1965 ） 继 承 了 Shaw 的 陆 表 海的水能量及沉积相的观点，提出了陆表海清 水沉积作用的概念及相带模式。
IIrrwwiinn的的XX带带 IIrrwwiinn的的YY带带 IIrrwwiinn的的ZZ带带
2.威尔逊（Wilson,1975）的模式
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Wilson模式与Armstrong的相似，划分9个相带。
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Wilson模式与Irwin模式比较
①盆地
深水盆地
②开阔陆棚
Wilson 的九个相 带中还提 出 了 24 个 微相，从 而使应用 这一模式 提供了方 便。
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3.塔克（Tucker，1981）的模式
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Tucker将主要碳酸盐相与七种主要环境联
系起来：①潮上—潮间坪；②泻湖及局限海
湾；③潮间—潮下浅滩；④开阔陆棚及台地；
潮上带、潮间带
Z带
潮上带、潮间带、局 限潮下带
潮下带上部
Y带
开阔潮下带
潮下带下部
X带
四、混积型沉积相模式
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阿姆斯特朗（Armstrong，1974）对北美阿
拉斯加北极地区的石炭系两种不同的沉积组合
进行系统研究后，拟定了两个沉积模式，其中 之一就是碎屑岩—碳酸盐岩沉积模式，该模式
代表一个海进组合。
向岸一侧，见各种较粗的颗粒堆积，形成岩 石主要为生物屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。 分选和磨蚀良好，灰泥含量少，具交错层理。
碳酸盐岩沉积相
1. 实际材料图 常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括：
(1)研究层位的露头分布情况。 (2)注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。 (3)所有剖面点统一编号，以便查阅。
2. 沉积相柱状剖面图：是根据野外和室内的成果，综合分析后 编制而成。既是描述性的，也是解释性的。包括地层单位系统、 实际材料（层号、厚度、样品等）、相标志（岩性、成分、颜 色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等） 和沉积相类型四个方面。
2、相带沉积特征
5）台地边缘生物礁相－－晴天浪底之上
①灰泥丘或生物碎屑丘； ②圆丘礁台或斜坡， ⑤格架建筑的环礁。
现代生物礁.
碳酸盐滩
现代碳酸盐滩
Wilson模式相带实例（礁、滩）
贵州香树园组珊瑚礁灰岩 山东徐庄组鲕粒灰岩
环 礁 的 发育演化
岸礁—与陆地或岛屿相连的礁
堡礁—延伸方向与海岸平行
一、古地理研究的指导思想
1、构造古地理 2、生物古地理 3、岩相古地理
沉积盆地: 地球表面三度空间内，容纳沉积物堆积 的场所。 沉积盆地分析: 运用多学科（沉积学、地层学、构 造地质学）知识，采用多种方法（钻孔、露头观察、 地球物理）对沉积盆地的形成、沉积充填、古地理 演化和地球动力学进行综合研究的过程。
2）广海陆棚相 水深几十米至１００米，风暴浪基面以下； 富含生物化石的泥灰岩和石灰岩； 多见生物扰动构造
2、相带沉积特征
3) 碳酸盐台地斜坡脚相
风暴浪底附近，由远洋浮游生物及来自相邻的 碳酸盐台地的细碎屑组成;少量粘土质及硅质 夹层，块状层理
2、相带沉积特征
4） 台地前缘斜坡相
晴天浪底附近，为深水陆棚和浅水碳酸盐台地 的过渡沉积；主要由各种碎屑组成（灰沙）； 广海生物发育
碳酸盐岩沉积相可编辑全文
1. 实际材料图 常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括：
(1)研究层位的露头分布情况。 (2)注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。 (3)所有剖面点统一编号，以便查阅。
2. 沉积相柱状剖面图：是根据野外和室内的成果，综合分析后 编制而成。既是描述性的，也是解释性的。包括地层单位系统、 实际材料（层号、厚度、样品等）、相标志（岩性、成分、颜 色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等） 和沉积相类型四个方面。
潮上带－蒸发、交代
潮间带－交代、沉积 潮下带－沉积
潮上带沉积（蒸发作用）
潮间带波状叠层石－交代、沉积作用
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 2、海滩、浅海碳酸盐岩沉积－波浪作用 在不同古地形、古物源和水动力作用下，形成 不同沉积类型的颗粒碳酸盐浅滩。
鲕滩
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积积特征
第一节 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
1、碳酸盐岩主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 S30°、 N30 °之间是碳酸盐岩沉积的有利环境
30° 30°
二叠纪古地理
特提斯多岛洋
30度
30度
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 一、陆表海沉积相模式
2、陆表海清水沉积作用（Irwin,1965） 清水沉积作用是指没有或几乎没有陆源 物质流入陆表海沉积环境的碳酸盐沉积 作用。
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
一、陆表海沉积相模式
3、陆表海沉积相模式（Irwin,1965） 依据陆表海能量特征，划分出三个能量带。
2、相带沉积特征
1）盆地相
位于浪底（或波基面）和氧化界面以下， 水深超过几十米至几百米，为静水还原环境。 主要为深海沉积物和浊积岩沉积
碳酸盐岩沉积相及相模式
3 台地
“台地”，即碳酸盐岩台地的简称，来自对巴哈马 台地的研究。巴哈马是被深海所包围的地形平坦的 浅水平台，具有很陡的斜坡。但现在台地的含义已经 扩大了，泛指“以 碳 酸 盐 岩 沉 积 为 主、地 形 较 平 坦 的 浅水沉积环境”。
本文将“浅水”定义为水深在风暴浪基面以上的 水体。对于海洋来说，风暴浪基面的深度一般在 50 ～ 60 m 左右。对于湖泊来说，这个深度要小得多，一 般为几米到十几米左右，视湖泊大小和深浅而定。海 水的透光带可达 100 m 左右，但 50 ～ 60 m 以内是阳 光较充足的范围。充足的阳光是藻类等植物生存发 育的必要条件，而植物又是动物的食物。现代生物礁 主要分布在 50 ～ 60 m 以内的海域。尽管钙质底栖生 物生存的环 境 可 达 200 ～ 400 m，但 超 过 50 ～ 60 m 后，无论钙质生物的种类还是数量都急剧减少； 尽管 现代几千米的海底有的地方有钙质软泥，但这些钙质 沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海
尽管现代几千米的海底有的地方有钙质软泥但这些钙质沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海表1海洋碳酸盐岩沉积相分类table1classificationofmarinecarbonatesedimentaryfacies相facies亚相subfacies微相microfacies亚微相submicrofacies台地潮坪滨岸潮坪台内潮坪台缘潮坪潮上带潮上灰坪潮上云坪潮上云灰坪潮上滩潮上湖潮间带潮间灰坪潮间滩潮汐水道潮下带潮下灰坪潮下滩滩岸滩障壁滩台内滩台缘滩滩中滩缘礁台缘礁礁核礁前斜坡礁后滩礁沟堡礁岸礁礁核礁前滩礁后滩礁沟斑礁礁核礁缘滩塔礁礁核礁缘斜坡开阔台地局限台地蒸发台地斜坡缓坡上部下部陡坡上部下部陡崖上部下部盆地浅盆深盆669沉积学报第31卷底形成的
“台地”，即碳酸盐岩台地的简称，来自对巴哈马 台地的研究。巴哈马是被深海所包围的地形平坦的 浅水平台，具有很陡的斜坡。但现在台地的含义已经 扩大了，泛指“以 碳 酸 盐 岩 沉 积 为 主、地 形 较 平 坦 的 浅水沉积环境”。
本文将“浅水”定义为水深在风暴浪基面以上的 水体。对于海洋来说，风暴浪基面的深度一般在 50 ～ 60 m 左右。对于湖泊来说，这个深度要小得多，一 般为几米到十几米左右，视湖泊大小和深浅而定。海 水的透光带可达 100 m 左右，但 50 ～ 60 m 以内是阳 光较充足的范围。充足的阳光是藻类等植物生存发 育的必要条件，而植物又是动物的食物。现代生物礁 主要分布在 50 ～ 60 m 以内的海域。尽管钙质底栖生 物生存的环 境 可 达 200 ～ 400 m，但 超 过 50 ～ 60 m 后，无论钙质生物的种类还是数量都急剧减少； 尽管 现代几千米的海底有的地方有钙质软泥，但这些钙质 沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海
尽管现代几千米的海底有的地方有钙质软泥但这些钙质沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海表1海洋碳酸盐岩沉积相分类table1classificationofmarinecarbonatesedimentaryfacies相facies亚相subfacies微相microfacies亚微相submicrofacies台地潮坪滨岸潮坪台内潮坪台缘潮坪潮上带潮上灰坪潮上云坪潮上云灰坪潮上滩潮上湖潮间带潮间灰坪潮间滩潮汐水道潮下带潮下灰坪潮下滩滩岸滩障壁滩台内滩台缘滩滩中滩缘礁台缘礁礁核礁前斜坡礁后滩礁沟堡礁岸礁礁核礁前滩礁后滩礁沟斑礁礁核礁缘滩塔礁礁核礁缘斜坡开阔台地局限台地蒸发台地斜坡缓坡上部下部陡坡上部下部陡崖上部下部盆地浅盆深盆669沉积学报第31卷底形成的
第八章碳酸盐岩储层沉积学特征
三、台地边缘浅滩相碳酸盐沉积特征
浅水、高能、无障壁（即礁不明显，呈现水下滩、坝带）。 台地边缘砂滩碳酸盐环境是台地边缘相区的一种高能环境，处于开阔浅海，
没有障壁和广阔藻席，碳酸盐沉积作用直接受海洋波浪和潮汐控制。一般水深 5—10m。海水循环良好，盐度正常，氧气充分。由于底质处于移动状态，因此 不适于生物繁殖。
生物。
四、生物礁沉积特征
1．生物礁的含义 礁的最初含义是指海底突起岩块，
能使船触礁失事。 现代生物礁主要是珊瑚礁。 生物礁的概念： 由造礁生物原地生长建立起来的水
下隆起，沉积时的地貌比礁周围突起， 礁核具有完整的生物骨架，形成深度从 海水表面到水深200米，有的可达500 米。
．2、礁灰岩的组成
粘结岩：由板状-片状生物（层孔虫、藻类等）粘结和包裹灰泥质形成。 生物分泌有机质时，通过生物化学作用使海水中的碳酸钙沉淀在生物体中。 如藻叠层石(无硬体)。粘结岩主要产于骨架岩和障积岩之间。
3．生物礁的相带划分和各相带特征
生物礁的沉积相一般可划分为三个相பைடு நூலகம்：
礁核相、礁前相、礁后相
A． 礁核相：
陆源碎屑萨布哈和碳酸盐萨布哈常同时出现。萨布哈型碳酸盐潮坪是干 旱气候条件下形成的，其沉积作用具如下特殊标志:
A: 高速蒸发和高度超咸形成蒸发矿物（石盐、石膏、硬石膏、白云石、天 青石、菱铁矿）白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、藻席灰岩，鸟眼、窗 格、干裂，被地下水上涌或结晶作用形成帐蓬构造，被破碎成扁平砾石状角 砾。
4．生物礁相带发育的背景条件
主要取决于碳酸盐陆棚边缘带的坡度。依据地形坡度及与其相应的水动力条件和 礁相组成特点，可以划分三个基本类型（I、II、III）。
类型 I：斜坡灰泥丘，位于陆棚台地边缘前斜坡，由生物碎屑灰泥组成。坡度较缓 2—25度，水能量较弱。
沉积岩与沉积相碳酸盐岩沉积相和相模式
37
(六) 生物礁相的鉴别标志
1、古地貌标志
具有明显的古地貌隆起，加上礁相和非礁相之间 的差异压实作用，因此，礁相地层的厚度比同期非礁 相地层的厚度明显大。
2、生物标志
生物礁中有大量原地固着生长的造礁生物和附礁生 物。
3、岩性标志
礁核发育骨架岩、障积岩和粘结岩。礁前的垮塌礁 角砾也是礁的识别标志之一，礁顶、礁翼的生屑、砂 屑灰岩易发生白云岩化而成为良好的油气储层。
17
1、颗粒滩水浅(5-10米至高出水面)，海水循环良好， 盐度正常，氧气充足，但由于底质处于移动状态，不 适于海洋底栖生物繁殖。 2、由于波浪，潮汐及岸流经常簸选，常形成清洁的碳 酸盐砂堆积，以浅色亮晶鲕粒灰岩、亮晶生屑灰岩、 亮晶砂屑灰岩为主，颗粒分选磨圆好，无或少灰泥。 3、一般呈浅灰色至灰白色；多槽状交错层理、羽状交 错层理、板状交错层理，双向交错层理及底冲刷等构 造。 4、很少有原地底栖生物，可见多种异地的大型生物化 石碎屑，腹足类、双壳类、腕足类、绿藻、棘皮类等。
7
潮池中多为球粒灰泥灰岩、纹层状灰泥灰岩，发育 藻席及底栖生物。潮汐沟中多为砂屑、生屑、鲕粒及 砾屑的沉积，向上渐变细，双向潮汐层理、羽状层理 及冲刷构造。
生物贫乏，以藻类、 腹足等为主，多异地 生物屑。
8
3、碳酸盐潮坪的层序 碳酸盐潮坪的堆积速度总是大大超过它
们沉积所在的大陆架或台地的沉降速度。因 此，陆表海潮汐带沉积单元都是形成向上变 浅的基本层序。基本层序上部的潮上单元反 映邻近的陆地环境，特别是气候；基本层序 下部的潮下单元反映邻近潮坪的海洋环境类 型。
14
4、泻湖沉积是加积过程，沉积速率常大于沉降速率， 因此泻湖常变浅、沉积物暴露，大范围形成“似潮坪 环境”。此时有鸟眼、干裂等暴露构造，强蒸发时可 成为“萨布哈”，发育石膏、石盐沉积及白云化。
(六) 生物礁相的鉴别标志
1、古地貌标志
具有明显的古地貌隆起，加上礁相和非礁相之间 的差异压实作用，因此，礁相地层的厚度比同期非礁 相地层的厚度明显大。
2、生物标志
生物礁中有大量原地固着生长的造礁生物和附礁生 物。
3、岩性标志
礁核发育骨架岩、障积岩和粘结岩。礁前的垮塌礁 角砾也是礁的识别标志之一，礁顶、礁翼的生屑、砂 屑灰岩易发生白云岩化而成为良好的油气储层。
17
1、颗粒滩水浅(5-10米至高出水面)，海水循环良好， 盐度正常，氧气充足，但由于底质处于移动状态，不 适于海洋底栖生物繁殖。 2、由于波浪，潮汐及岸流经常簸选，常形成清洁的碳 酸盐砂堆积，以浅色亮晶鲕粒灰岩、亮晶生屑灰岩、 亮晶砂屑灰岩为主，颗粒分选磨圆好，无或少灰泥。 3、一般呈浅灰色至灰白色；多槽状交错层理、羽状交 错层理、板状交错层理，双向交错层理及底冲刷等构 造。 4、很少有原地底栖生物，可见多种异地的大型生物化 石碎屑，腹足类、双壳类、腕足类、绿藻、棘皮类等。
7
潮池中多为球粒灰泥灰岩、纹层状灰泥灰岩，发育 藻席及底栖生物。潮汐沟中多为砂屑、生屑、鲕粒及 砾屑的沉积，向上渐变细，双向潮汐层理、羽状层理 及冲刷构造。
生物贫乏，以藻类、 腹足等为主，多异地 生物屑。
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3、碳酸盐潮坪的层序 碳酸盐潮坪的堆积速度总是大大超过它
们沉积所在的大陆架或台地的沉降速度。因 此，陆表海潮汐带沉积单元都是形成向上变 浅的基本层序。基本层序上部的潮上单元反 映邻近的陆地环境，特别是气候；基本层序 下部的潮下单元反映邻近潮坪的海洋环境类 型。
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4、泻湖沉积是加积过程，沉积速率常大于沉降速率， 因此泻湖常变浅、沉积物暴露，大范围形成“似潮坪 环境”。此时有鸟眼、干裂等暴露构造，强蒸发时可 成为“萨布哈”，发育石膏、石盐沉积及白云化。
碳酸盐岩沉积模式
文献综述引言随着塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积相带及储层特征的不断深入研究，在上奥陶统良里塔格组良一段和良三段见良好的油气显示，其沉积相带（尤其是台缘滩亚相）成为了近年来研究的重点之一。
通过对哈拉哈塘地区大量录井、测井、岩心、薄片及地震等资料的分析以及探讨了该区上奥陶统良里塔格组的岩石类型、沉积特征及台缘滩的展布规律。
台缘滩是优质储层发育的基础，对研究区域良里塔格组潜在油气储量层位的确定具有指导意义。
1 沉积相的概念相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。
1838年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。
自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。
20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点。
一种观点认为相是地层的概念，把相简单的看做“地层的横向变化”；另一种观点则把相理解为环境的同义语，认为相即为环境；还有人认为相是岩石特征和古生物的总和。
油气田探勘及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展促进了对相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。
目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。
《沉积学》（姜在兴，2003）把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。
沉积环境是在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地表，是发生沉积作用的场所。
沉积环境是由下述一系列环境条件（要素）所组成的：1）自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；2）气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；3）构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；4）沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；5)介质的化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度及化学组成等。
第九章 碳酸盐岩沉积相
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。
● 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。
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－同生 期所发生的各种变化，指示特定的沉积环境。
▲ 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。
碳酸盐沉积环境及相模式 3
面积大、油气资源丰富、勘探程度低
烃源岩方面，找到了大油田，但油气源不清楚
厚40m
厚40-60m
log(TOC)
我国南方碳
0.01
0.1
0.4 0.5 1
10
中
酸盐岩层系发育
T3-J
上
扬
多套优质烃源岩， 但烃源岩、早期
子
中
T1+2
古
生
油藏的演化过程
界 海
及其衍生物对现
地层
P
相
层
今天然气藏的贡 献、动态演化过 程不明。
7、镶边型碳酸盐岩台地相
镶边碳酸盐岩台 地，经修正的 Wilson相模式的 标准相带
相带横向展布的常见类型（镶边台地模式内，相带的分布由 海平面的位置所控制，A.高水位；B.静止水位；C.低水位）
8、陆棚模式
无镶边冷水（温带）陆棚的水动力区以及亚分类， 浪基面的侵蚀范围在30m—70m之间变化，涨水时的 浪基面可达到120m，风暴天气浪基面约在2模式）
陆表海台地和陆表缓坡模式（该模式针对的 是很浅的沉积环境，可以延伸至很广阔的区 域，对于陆表海台地可达上千公里，对于陆 表缓坡可达上百公里。以低能量相为特征）
由海向陆分为X、Y、Z三带X带---深水低能带，波基面以下灰泥及浮游 生物碎屑——有利于生油
Y带----近岸高能带，波浪、潮汐 的主要作用带,礁、滩 ——良好的储集 相带
4、碳酸盐岩缓坡模式
单斜缓坡的碳酸盐岩缓坡模式（将缓坡分成内缓坡、中缓 坡和外缓坡；晴天浪底、风暴浪底分隔的三个区域能量不 同，缓坡长度在几十公里至几百公里之间变化）
5、塔克模式
6、威尔逊模式（1969， 1975）
1－盆地相；2－广海陆棚相；3－盆地边缘或深陆棚边缘相；4－碳酸盐台地前缘斜坡相；5－ 台地边缘生物礁相；6－台地边缘浅滩相；7－开阔台地相；8－局限台地相；9－台地蒸发相。
石油地质第二十四章 碳酸盐岩沉积
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❖ 二、混积型沉积相模式
❖ 阿姆斯特朗（Armstrong，1974）据北美阿 拉斯加北极地区石炭系两种不同的沉积组合， 拟定了两个沉积模式：
❖ 即碎屑岩—碳酸盐岩沉积模式 ❖ 碳酸盐岩沉积模式
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❖ 1、陆相——主要为滨海的咸水至淡水沼泽沉 积。
❖ 黑色碳质页岩、粉砂岩及砂岩，夹薄煤 层，含大量植物化石，具冲刷－充填构造。
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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。
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❖ 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。
❖ 5、台地边缘的生物礁相
生物建造可分为三种类型：
❖ ① 灰泥丘或生物碎屑丘： ❖ ② 圆丘礁台或斜坡； ❖ ③ 格架建筑的环礁。
❖ 主要由块状石灰岩和白云岩组成，几乎全由 生物组成，也有许多生物碎屑。
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碳酸盐岩标准相带模式——综合模式
——海底地形、潮汐、波浪、氧化界面、盐度及海水循环
X
Y
Z
威尔逊标准相带模式
基本格局：低能 — 高能 — 低能
盆地相区 浪基面之下
台地边缘相区 波基面之上 波 浪 作 用强 烈 ， 均属高能带 与 Irwin 的 Y 相 带 相当
属低能带 与 Irwin 的 X 相带相当。
台地相区 台地边缘靠陆 一侧 波浪消失，潮 汐为主 属低能带 与Irwin的Z相 带相当。
–三大相区九个标准相带
–A.盆地相区（相当于陆棚+陆坡
沉积区）
1.盆地相
2.开阔陆棚相 3. 碳酸盐斜坡脚相（盆地边缘或深陆 棚边缘相）
波基面以下——X带，静水还原 环境
暗色泥晶灰岩和页岩
主要生油区 宽相带区
较深水、静、氧气 不足，藻的生长受到 限制 , 浮游生物发育。 Y带：近岸高能带 波浪、潮汐作用强烈， 阳光、氧气、养料丰富， 底栖生物及藻类大量繁 盛。
Z带：滨岸低能带
波浪作用弱。生物丰度和分异度 低，仅见兰绿藻、介形虫、腹足类 等。
岩石
粉屑、灰泥沉积为 主（粉屑灰岩、灰泥
形成生物礁、颗粒滩 （鲕粒、生物碎屑、内
岩性 和生 物 沉积 构造
细－粗晶白云岩；白云质生物颗 白云岩及石膏或硬石 粒质泥岩；泥质颗粒岩；白云质 膏 ；碎屑红层 球粒（灰岩）泥岩 鸟眼构造、叠层石 泥裂
谢谢
• （三）台地相区（相当于潮坪、泻湖沉积区）
–7.开阔台地相
–8.局限台地相 –9.台地蒸发相
基本是低能带
近岸低能带/潮坪带——Z带
泥晶灰岩、白云质灰岩、
白云岩、蒸发岩 白云岩——储集岩 蒸发岩——盖层 分布宽阔——宽相带区 按能量、盐度、暴露细分
7、开阔台地 位置 和条 件
8、局限台地
9、台地蒸发岩 此带即潮上带，干热 地区的潮上盐沼地或 萨巴哈沉积均为此带 典型代表。此带经常 位于海平面之上，仅 在特大高潮或特大风 暴时才被水淹没。
碳酸盐浊积岩相： 非补偿盆地相： 克拉通盆地（陆棚）碳酸盐岩相：
2、开阔陆棚
氧化界面100m 至最 大风暴浪基面（几十 米）（中部浅海） （内陆棚)，低能
3、盆地边缘
碳酸盐台地斜坡脚， 盆地边缘（上部浅 海），风暴浪基面以 上, 正常浪基面以下
岩性和 生物
粉屑灰岩、粒泥灰岩、 远洋浮游生物及相邻 灰泥岩，少量风暴影 碳酸盐台地的细碎屑， 响，生物丰富，保存 生物丰富，保存完整 完整 水平层理、小型交错 层理
位于台地边缘之后的海峡、 这是一个真正的泻湖，海水循环 泻湖及海湾中，因此也称为 受到很大限制，盐度显著提高。 陆棚泻湖或台地泻湖。此环 从地理位置来看，这些泻湖可分 境水较浅，由数米到数十米。为堤礁（堡礁）之间或堤礁（堡 盐度由基本上属于正常盐度 礁）之后的泻湖，沿岸砂嘴之后 到略为偏高。水流环境中等。 的泻湖以及环礁内的泻湖。此相 带还包括潮间带环境。 各种碳酸盐岩和碎屑岩，这 种条件适合各种生物生长， 但无狭盐性生物。 虫孔痕迹很多
Shaw第一次论述了陆表海水体能量特征，奠定了陆 表海碳酸盐沉积环境分析的理论基础。
• 欧文（ lrwin ， 1965 ）在肖的陆表海能量分布模式的基础上，提出了陆表 海清水沉积作用的一般原理。 • 欧文主要根据潮汐和波浪作用的能量，划分出了三个能量带，即远离海岸 的 X 带（低能带）、稍近海岸的 Y 带（高能带）和靠近海岸的 Z 带（低能带）
碳酸盐岩
一般沉积相模式及进展
目录
A
Shaw陆表海沉积相模式（1964）
Wilson碳酸盐综合相模式（1975）
陆表海沉积相模式
肖（Shaw，1964）首先把碳酸盐的主要沉积场 所——浅海划分为两个不同的类型，即陆表海和 陆缘海。 陆表海 （epeiric sea）也可称为内陆海、陆内 海、大陆海等，是位于大陆内部或陆棚内部的、 低坡度的（海底坡度一般小于lft／mile）、范 围广阔的（延伸可达几百到几千英里）、很浅的 浅海。 陆缘海（pericontinental sea）也可称为大陆 边缘海，是位于大陆边线或陆棚边缘或大洋边缘、 坡度较大的（海底坡度约2～l0ft／mile）、范 围较小的（宽度一般为100～300mile）。深度较 大的（水深可达200～350m）的浅海。
位置 和条 件 岩性 和生 物 沉积 构造 其它
5、台地边缘生物礁
6、台地边缘浅滩
深水陆棚边缘与台地的过 生物礁，从浪基面之 礁与礁后开阔台地之间， 渡地带，斜坡，可达30 上到平均低潮线左右， 滩，从浪基面之上到平均 高能 低潮线左右，高能。盐度 浪基面-平均低潮线之间， 正常，循环好，氧气充足 高能 生物丰富，含广海生物， 但保存多不完整。生物碎 屑灰岩、角砾灰岩、礁前 塌积角砾灰岩 块状层理、变形层理、滑 塌构造 斜坡碳酸盐泥和生物 碎屑沉积、生物碎屑 的圆丘礁缓坡、生物 骨架灰岩（礁环） 块状层理 碳酸盐砂（颗粒），呈砂 洲、海滩，扇状或带状的 滨外坝。亮晶砂屑灰岩。 交错层理、平行层理 底质移动不利于生物生活
1、盆地
位置和 条件 氧化界面以下(100m左右)——200m左右 的克拉通盆地，外陆棚海，低能静水， 滞流缺氧和过咸化均可能存在（下部浅 海） 泥质、硅质、浮游生物残骸（暗色薄层 泥晶灰岩、暗色页岩、粉砂岩、薄层石 膏层），不利于底栖生物生长，浮游生 物为主，不利于碳酸盐的形成 水平层理、韵律层理、块状层理
• X带----深水低能带，波基面以下：灰泥及浮游生物碎屑——利于生油 • Y带----近岸高能带，波浪、潮汐的主要作用带：礁、滩——良好储集相 • Z带----滨岸低能带，水浅，蒸发量大：泥晶灰岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层构造—优质盖层
欧文( Irwin，1965)的陆表海能量带模式
能量 带 环境 X 带：深水低能带 (浅海)
灰泥为主 , 干旱气候形成白云岩
和蒸发岩。有泥晶灰岩、纹层状灰
岩、白云岩。
岩）。
碎屑）。多为亮晶颗粒
灰岩。
颜构
暗色，水平层理。
交错层理发育。
常见干裂、鸟眼构造、扁平砾石、 潜穴、钻孔等沉积构造。
碳酸盐岩综合相模式—威尔逊标准相带模式
威尔逊（1969，1975）：3个相区、9个标准相带、24个微相
风暴岩，远源风暴岩
沉积 构造
其他
水平层理、小型交错 层理
风暴岩，近源风暴岩
• B.台地边缘相区（相当于障壁岛、滩沉积区）
波基面以上——Y带
生物礁、生物碎屑灰岩
–4.台地边缘前斜坡相
• 远岸低能与高能的过渡带
鲕粒灰岩、内碎屑灰岩
油气储集相带
窄相带区
–5.台地边缘生物礁相 –6.台缘边缘浅滩（砂）相
4、台地前斜坡