海洋沉积环境(压缩版)
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潮汐的形成:月球吸引 潮位:潮汐引起海面水位的垂直 升降 潮流:潮汐引起海面水位的水平 移动 潮位的升降扩大了波浪对海岸作 用的宽度和范围,并形成潮间带 沉积环境。 潮流对海底沉积物的改造、搬运、 堆积起到重要作用。
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,如上升洋流、 等深流、内潮汐流等。
4.生物化石 生物相当丰富 生活环境:盐度、水深 狭盐性生物:耐盐度有 限的生物。 广盐性生物:耐盐度广 泛的生物。 生活方式:底栖、游泳、 浮游,底栖生物主要分 布在水深0-200m的海底。
波浪规模巨大,是 海洋中产生侵蚀、 搬运、沉积作用的 主要动力,对海岸 附近不同地带沉积 物的作用不同。
海滩砂脊
海岸砂丘
2.后滨亚相(back-shore sub-facies)
位于海岸沙丘与平均高潮线之间,属潮上带。
有水时,沉积水动力较强,无水时,受风的改造,沉 积动力较弱。 沉积物为较粗的砂,粒度较沙丘带粗,圆度及分选较 好。
后滨亚相沉积物具平行层理,可见小型交错层理。当 后滨中有较浅的洼地并被充填时,可形成低角度的交 错层理。 具有大量遗留和堆积下来的生物介壳,凸面向上。
3 大洋盆地(洋壳),平坦、有洋脊和海沟。
⑥结合海水深度和海底地形,可划分四个沉积环境: 1、海岸环境(滨线环境):浪基面以上(属海陆过渡环境) 2、浅海陆栅环境:浪基面到陆栅边缘水深<200m。 3、半深海(大陆坡)环境:相当大陆坡,水深200-2500m。
4、深海(大洋盆地)环境:水深>2500m。
5.砂体形态
海岸砂体常平行于海岸线走向呈线状分布,并 往往成排出现,剖面上常呈下平上凸的透镜状 或席状。
无障壁海岸相
滨海相
(Coast Facies without Barrier)
有障壁海岸相 浅海陆棚相 海相组 半深海相
深海相
荷兰潟潮卫星照片
三、有障壁海岸环境(潮坪-泻湖沉积环境)
障壁型海岸由于沿岸的海中存在着一种障壁 的地形,如砂坝、滩、礁等,使得近岸的海 与大洋隔绝或半隔绝,致使海水处于局限流 通或半局限流通的状况,这种海岸又称为堡 岛海岸。 具有这种海岸的海盆称 为障壁海盆。这种海中 波浪作用不明显,主要 是受潮汐作用的影响。
风暴期可在后滨与海岸沙丘交界处对重矿物分选形成 砂矿。
浙江普陀岛后滨滩脊剖面
3.前滨亚相(foreshore sub-facies)
位于平均高潮线与平均低潮线之间的潮间带,地形平坦, 起伏较少,并逐渐向海倾斜。
沉积物以中砂为主,分选较好。砂质沉积的粒度分布十 分特征,跳跃总体和悬移总体都有很陡的斜率,表明分 选好。滚动总体不发育。跳跃总体出现两个次一级总体, 这可能与波浪的冲刷与回流两种作用有关。悬浮总体的 斜率陡是海滩砂的特征
正常波浪推向海岸时,波浪因与海底摩擦会发生形 变和破碎,出现分带。
起浪带:属正常波浪,水质点运动轨迹呈圆形, 如不考虑重力作用,这时波浪对沉积物并不产生 位移搬运。 破浪带:波浪由于形变而发生破碎。
碎浪带:破碎的波浪继续向前推进,振荡波逐渐 变成平移波。 冲洗带:海水成为一般水流冲向滩面。
随着波浪的破 碎,可以导致 海水向岸方向 和离岸方向流 动,引起沉积 物的向岸及离 岸搬运,结合 重力作用,总 的趋势是离岸 搬运。
海洋沉积环境
与沉积相部分
大洋盆地占全部海洋面积的2/3,它包括 深海盆地、海岭、海峰、火山脊等。
滨海相
浅海陆棚相 海相组 半深海相
深海相
第五章 海洋陆源碎屑沉积环境
第一节 海洋环境的一段特征(与大陆不同)
①介质动力条件以波浪、潮汐和海流为主,有单相流动和振荡运动。
②具较高的含盐度,正常海水盐度为35‰。
越向下部沉积物越细,逐渐过渡为泥质沉积。
(三)垂向沉积层序
在海岸发展的地史进程中,随着海进、海退的发生,可以 形成进积型和退积型的海岸垂向沉积层序。
一般来说,在古代地层剖面中以进积型垂向层序最常见。
进 积 型 砂 质 高 能 海 岸 沉 积 序 列
海 岸 沉 积 序 列 实 例
中粒砂岩,具低角度交错层理,顶部无构 造,很少见虫迹,属前滨—后滨环境。 含粒粗砂岩,具槽状交错层理,有的 为近平行的层理,有少量虫迹,近滨 带上部
③ 海水中含氧量不一,可以出现各种氧化——还原条件。 ④ 生物相当丰富,底栖生物主要分布在水深0-200m的海底。 ⑤ 根据海底地形、海洋划分为: 1 陆栅(陆壳、大陆架)一般200m(最大400m),坡度1-2度。
2 大陆坡(陆壳与洋壳的过渡带),一般坡度4-7度,有大量深沟 峡谷所割切200-2000(3000)。
细粒砂岩,具平行层理或板状交错层理, 具不符合虫迹,近滨带下部
细纱岩及粉砂岩,无层理,有很多潜 穴,地为薄层砾岩,滨外环境
图1 砂质推进海岸沉积层序
低角度交错层砂岩,顶部由植物根迹,前 滨—后滨沉积。
槽状交错砂岩,近滨带上部
丘状交错层理的砂岩,部分水平纹理状砂 岩,有虫迹,近滨带下部 水平纹理状粉砂岩和页岩,薄层的丘状交 错层砂岩。滨外带沉积。 图2 砂质推进海岸沉积层序
4.近滨亚相(near-shore sub-facies)
位于平均低潮线至波基面之间的潮下带,也称为 潮下浅海或临滨亚相。
常发育沿岸砂坝,波能愈弱,沿岸砂坝越少,在 低能海岸区,仅有一条沿岸砂坝发育于低潮线附 近。高能沉积地区可发育多排沿岸沙坝。
近滨亚相沉积特征
沿岸砂坝向陆一侧伴有凹槽,其中发育浪成波 痕和小型流水波痕。 近滨上部发育有大量砂质沉积物,并发育较大 规模的交错层理,愈向岸愈多,愈向海的深水 部位交错层理渐少,而生物扰动构造增多,且 出现水平纹层。
(三)潮汐通道和潮汐三角洲相 潮汐通道又称潮道,是位于障壁岛之间的连接潟 湖与海洋的通道。
潮汐通道属潮下高能环境,沉积物主要是由于沿平 行海岸方向的侧向迁移形成的。
潮汐通道垂向层序:自下而上粒度由粗变细、交错 层理规模和厚度变小变薄的正旋回层序。
潮汐三角洲和潮汐通道密切共生,它是由于沿潮汐 通道出现的进潮流和退潮流在潮汐口内侧和外侧发 生沉积作用而形成的。
无障壁型海岸与大洋的连通性好,海岸受较明显 的波浪及沿岸流的作用,海水可以进行充分的流 通和循环,又称为广海型海岸及大陆海岸。包括 这种海岸的海盆又称为陆缘海。
(一)海岸水动力学及搬运沉积特点
水动力:滨海带内的水动力状况是比较复杂的。海水的 主要运动形式是波浪、潮汐、沿岸流 波浪是控制海岸水动力学特征和海岸 发育状况的主要因素。 规模:风的吹程大,故海浪的波长较 大,一般为40~80m,波基面大致在 20~40m。
7.是6的上部,局部有向 加 上边洗的冲击剖面结构。积 6.块状红色泥岩,有植 的 滨 物根迹,泥裂和结核。 岸 5.淡褐色—红色粉砂岩,平 原 有植物根迹和泥裂。 海 4.灰色泥岩夹薄层细砂 岸 岩,很少的腕足类动物 泥 坪 3.橄榄绿色含化石的页 岩,由分散的腕足和海 海 侵 百合化石------滨外带 带 2.砂岩,有生物扰动 滞 1.底为突变接触介线 留 砾 图3泥质海岸剖面层序 岩
障壁型海岸沉积 体系的形成:
(1)缓坡
(1°/1000~ 5°/1000)的砂 质海岸带,波浪垂 直向海岸运动将海 岸砂体堆积成岗垅 状。
(2)波浪形成的沿岸流对三角洲的改造所致
潮汐作用对滨海带沉积物的搬运和沉积,沉积相带的分布 以及沉积层序的结构都有重大的影响。
陆表海(epeiricsea):位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的 浅海,又称内陆海、陆内海(inland sea)、大陆海(continental sea)。 低坡度:海底坡度<1ft/mile(0.03~0.15m/km),很浅的:水深一般只有几十米,一般 不超过200m。范围广阔:延伸可达几百~几千公里。
常呈长脊状或新月形,宽可达数公里。 沉积物的圆度和分选好,细—中粒,成熟度高, 重矿物富集。 具大型槽状交错层理,细层倾角陡,可达30°~ 40°,层系厚数十厘米,也常出现层系界面为上 凸形的前积交错层理。
海滩砂脊:在最大高潮线附近出现的线状砂脊,又称 为海滩脊。 在高于平均高潮线的高潮时期和暴风潮时期由波浪堆 积起来,可高达数米,宽数十米,长达数百米至数十 公里。可呈单脊或成组平行海岸出现,常由砂、砾石 和介壳碎片组成。底部具冲刷面和平行层理,上部具 交错层理,细层倾角7°-28°,多双向倾斜,较陡者 倾向大陆,较缓者倾向海洋。 强烈风暴时,海水越过海岸砂丘,其携带的滨岸砂体 在海岸砂丘背后形成砂质扇形堆积体,延伸较远,具 水平纹层。
冲洗带
碎浪带
破浪带
起浪带
波浪运动可以分为垂直海岸和平行海岸两种,前者 常称为横浪,后者常称为纵浪。
当波浪波脊斜交海岸时,会产生沿岸流,就可 引起沉积物的沿岸搬运。
(二)海滩环境亚相类型及特征
滨岸环境中,波浪作用对碎屑物质的搬运方式和粒度 分布起着明显的控制作用
滨外
海滩环境亚相类型 按照地貌特点,可划分为四个次级环境。
第二节 海岸沉积环境 一、一般特征 ①水动力条件复杂:主要为波浪和潮汐 作用,次为海流,活岸流河流及风。 ②盐度多种多样:正常、淡化、咸化。 ③生物以发育广盐度生物为特征,并出现海陆相生 物混生。 ④海岸环境分为二类:无障壁海岸(海滩或潮坪陆 缘海)、有障壁海岸(障壁、泻湖、潮坪、陆表海)
二、无障壁型海岸(海滩环境 )
(四)滨岸相的主要鉴别标志 1.岩矿特征 砂质较纯,石英等稳定组分含量高,重矿物相对较 富集,圆度和分选较好,成分成熟度和结构成熟度 较高。粒度概率曲线具双跳跃组分。 2.沉积构造
海岸沙丘——槽状交错层理
前滨——大型冲洗交错层理、各种波痕
近滨——槽状、板状交错层理
近滨下部——水平层理、生物潜穴
3.生物化石 含数量不等的各门类海相生物及其碎片。 4.垂向层序 以进积型沉积层序最发育,呈现出下细上粗的 反旋回特征。自下而上依次出现滨外沉积—近 滨—前滨—后滨沉积。
层系平直,以发 育低角度(小于 8°)交错层理冲洗交错层理为 特征。 纹层倾角取决于 颗粒粗细,颗粒 越粗,海滩坡度 越大,倾角也越 陡。
对称、不对称波痕及菱形波痕大量出现。 极浅水的其他标志如冲刷痕、流痕、变形波 痕、流水波痕、生物搅动构造亦常见到。 前滨下部沉积物分选比上部差,并含有大量 贝壳碎片和云母等,贝壳排列凸面朝上,属 不同生态环境的贝壳大量聚集。
⑦沉积物不仅可以陆源群屑物质为主,也可以碳 酸盐物质为主,也可属两者混合。
海相沉积的一般特征
1.岩石类型 岩石类型极为多样,如砾岩、砂岩、粉砂岩、粘土岩、碳酸盐岩等。 厚度大、分布广、岩性稳定,成分成熟度和结构成熟高。 2.沉积构造 发育各种类型的层理、波痕、雨痕、泥裂等。常发育有生物遗迹或 遗迹化石。 3.自生矿物 海绿石:形成于弱碱性、弱还原、盐度正常的环境,水深 20~2000m,以30~200m最佳,水温一般为15~20℃。 鲕绿泥石:形成水温高于20℃,水深<60m。 自生磷灰石:形成水深30~300m。
海岸沙丘亚相 后滨亚相
滨岸相
前滨亚相
近滨亚相
1.海岸沙丘亚相(coastal dune sub-facies)
位于潮上带的向陆一侧,即特大风暴时潮水所到达的 最高水位。分海岸沙丘、海滩脊、砂岗等沉积单元。 海岸沙丘系由波浪作用从近滨搬运至前滨和后滨而处 于海平面之上的海岸砂,再经风的吹扬改造而成。
障 壁 型 海 岸 沉 积 体 系 的 相 带 划 分
(一)潟湖相 潟湖是为海岸所限制,被障 壁岛所遮拦的浅水盆地,以 潮道与广海相通,呈半隔绝 状态。 水体特征:盐度异常,能量 较低,以潮汐为主 沉积特征:粉砂、泥;以水平层理为主;生物种属 单调,量少体小壳薄 咸化潟湖特征:干旱气候,盐类沉积发育 淡化潟湖特征:潮湿气候rier island facies)
障壁岛是平行海岸高出水面的 狭长形砂体,以其对海水的遮 拦作用而构成潟湖的屏障。 障壁岛是由水下砂坝或砂嘴发 展而成,故其下部由砂坝或砂 嘴构成底座,上部则由海滩、 障壁坪、沙丘三部分组成。
障壁岛(滩)的沉积特征:主 要为中—细砂岩和粉砂岩,重 矿物较富集,也有生物壳,颗 粒的分选和圆度很好,多为化 学物质胶结。