03-沉积地质学-沉积相

（二）碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 6、碳酸盐岩沉积补偿深度（CCD） 和硅质岩沉积补偿深度（QCD） 沉积作用与溶解作用之间的平衡
CCD: ~4000m QCD : ~6000m
碳酸盐岩沉积相模式
• 层序模式 • 气候模式 • 生产率模式 • 地理（型）模式
Schematic model for an isolated carbonate platform, showing idealized systems tract geometries and platform drowning
海洋沉积
• • • • • 沉积物形成条件 沉积物（岩）基本特征 海相碎屑岩沉积模式 海相碳酸盐岩沉积模式 识别标志
一、海洋沉积相划分 滨 岸 相：高潮面与正常浪基面之间 浅海陆棚相：正常浪基面之下至大陆架边缘 半 深 海 相：大陆坡区 深 海 相：深海盆地
二、海相沉积的一般特征
1、岩石类型多（多种碎屑岩和碳 酸盐岩）、沉积厚、分布广、成分 和结构成熟度高； 2、发育多种成因类型的沉积构造；
（一）陆表海沉积相模式
（二）混积型沉积相模式 Armstrong，1974
碎屑岩与碳酸盐岩共同沉积的模式
（二）混积型沉积相模式 Armstrong，1974
沉积单元的划分
陆相 局限台地 开阔台地
（三）碳酸盐岩综合相模式－Wilson,1975 1、沉积相带的划分 3个相区、9个相带和24个微相 1）宽相区：潮坪－陆棚相区，3个相 2）窄相区：台地相区，3个相 3）宽相区：盆地－斜坡相区，3个相
Unknown sed. processes in inactive & active tectonic settings
Related to volcanism Related to biogeologic process Related to biochemical process
重力流
• 沉积物重力流的形成过程 • 重力流沉积物（岩）基本特征 • 重力流沉积模式
鲕滩
（二）碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 3、生态礁碳酸盐岩沉积－波浪作用及特定环境 古隆起地形、水浅、水净，生物多、阳光足
生态礁
（二）碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 4、浊流和风暴流碳酸盐岩沉积 －重力流作用及特定环境 浅水碳酸盐岩沉积搬运到深水环境
（二）碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 5、半深海和深海碳酸盐岩沉积 －垂向加积作用 微体化石与粘土、硅质岩沉积
（三）半深海沉积特点
1、一般特点－－水动力弱
沉积物多由泥质、浮游生物和火山碎屑物质组成； 无植物化石，可见腹足类化石； 泥岩层理不明显，有虫孔 平均海平面 陆棚边缘 半深海 陆坡边缘
半深海等深流沉积序列 自下而上： 复合韵律（岩性变化） 泥质等深岩－粉砂质和 泥质等深岩－粉砂质 等深岩 －粉砂质砂质等深岩－ 粉砂质和泥质等深岩－ 泥质等深岩
（一）碳酸盐岩沉积环境和沉积特征
3、碳酸盐岩沉积不仅具有碎屑岩的沉积特征， 而且具有自身的沉积特征
（二）碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 1、潮坪碳酸盐岩沉积－潮汐作用占主导地位
潮上带－蒸发、交代
潮间带－交代、沉积
潮下带－沉积
（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。
重力流： 指泥、砂、砾混杂的、重力驱动的沉积底流
• 沉积物重力流的基本类型
据支撑机理划分重力流类型
泥石流 碎屑流 颗粒流 液化流 浊流
二、重力流沉积物（岩）基本特征
1、典型浊积岩-具Bouma 序列的重力流
E D C B A
浊流沉积的扇形分布示意图
叠覆冲刷 粒度减小
A-E
C-E B-E D-E
Highstand and lowstand basinal sedimentation rates for carbonate and siliciclastic systems
Standard facies belts on a rimmed shelf
Rimmed carbonate shelf types
二、海相沉积的一般特征
3、特征的自生矿物 海绿石－绿泥石－磷灰石 （水温变高） 海绿石: 15－20°，30－200m 绿泥石: >20°， ＜60m 磷灰石: 30－300m
二、海相沉积的一般特征
4、发育海相广盐性和窄盐性生物
生物的生活方式包括：
浮游：动植物，表层水50－100m以上 游泳：动物， 50－100m水深 底栖： 浅于100m水深
• 碳酸盐岩沉积相模式：补充 （一）陆表海沉积相模式
1、陆表海的概念（Shaw,1964） 是位于大陆内部Biblioteka Baidu陆棚内部的、低坡度的 （海底坡度一般小于1英尺/英里）、范围 广阔的（延伸可达几百到几千英里）、很 浅的（水深一般只有几十米）浅海。
（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。
（四）深海沉积特征
水深大、阳光少，底栖生物少； 沉积物多为生物成因、陆源碎屑 和化学成因的多种软泥； 可以存在浊流沉积。 平均海平面 陆棚边缘
陆坡边缘 深海
Deep marine environments
• The continental slope is a major source of sediment for the deep sea, and is a setting where slumps can occur • Debris flows and turbidity currents are the main mechanisms of transport from the continental slope into the deep sea; these processes can be triggered by external forcing (e.g., an earthquake) or by the slope reaching a critical state as a result of ongoing deposition • Debris-flow deposits and turbidites are often genetically related • Turbidites can be both clastic (commonly leading to the formation of wackes) or calcareous
不同水深生物（化石）分布
三、海相碎屑岩沉积模式
（一）无障壁滨岸沉积特征
滨岸沉积序列
古代沉积序列多为 进积式， 多为砂砾质滨岸进 积式沉积序列； 表现为向上变粗的 反韵律
粗
细 前滨
上临滨 中临滨
下临滨
陆架泥
（二）浅海陆棚沉积特征 1、一般沉积特征
位于正常浪基面与陆棚边缘之间； 陆棚浅水区阳光充足、氧分多、生物发育； 平均海平面
Deep marine environments
• Pelagic sediments primarily have a biogenic origin • Calcareous ooze (e.g., foraminifera) forms above the calcite compensation depth (CCD) at ~4000 m depth • Siliceous ooze (e.g., radiolarians, diatoms) forms between the CCD and ~6000 m depth (QCD) where silica dissolves; it lithifies into cherts • Hemipelagic sediments consist of fine-grained (muddy) terrigenous material that is deposited from suspension • Eolian dust is an important component (~50%) of hemipelagic (and pelagic) facies • Black shales have a 1-15% organic-matter content and form in anoxic bottom waters
Deep marine environments
• Submarine canyons at the shelf edge (commonly related to deltas) are connected to submarine fans on the ocean floor • Contrary to debris flows, turbidites exhibit a distinct proximal to distal fining • Submarine fans share several characteristics with deltas; they consist of a feeder channel that divides into numerous distributary channels bordered by natural levees and are subject to avulsions • Proximal fan (trunk channel) • Medial fan (lobes) • Distal fan
E
序列不完整 1－10％
3、重力流沉积物结构特征
多悬浮总体； 粒度分布广； 分选差
C-M图
悬浮总体； 粒度分布广； 分选差
内扇
3、 海底 扇进 积模 式
中扇
外扇
平均海平面 正常浪基面 陆棚边缘
滨外陆棚
4、浅海风暴沉积 1）沉积位置 风暴的形成与风暴浪的往返运动有关。 风暴沉积是指位于正常浪底与风暴浪底之间 的砂泥混杂的高密度流沉积。
3）浅海风暴沉积特点－－类似鲍马序列 平行层理和丘状交错是典型沉积层理 风暴沉积受水体 深度的影响。 内陆棚水相对浅， 风暴沉积较粗较厚； 外陆棚水相对深， 风暴沉积较细较薄。
五、碳酸盐岩沉积相
•沉积环境和沉积作用 •沉积相模式
• 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
（一）碳酸盐岩沉积环境和沉积特征 2、碳酸盐岩可由化学作用沉积而成，也可 由机械和生物作用共同作用形成
正常浪基面 陆棚边缘
浅海
1、一般沉积特征
现代陆棚沉积类型多样:
陆源碎屑、生物沉积、原地基岩风化、 火山、早期残留、自生沉积矿物 陆棚沉积区的水动力条件复杂，有海流、风暴流等。
平均海平面
正常浪基面 陆棚边缘
浅海
3、滨外陆棚沉积特征
位于过渡带与陆棚边缘之间； 沉积物多为泥岩和粉细砂岩； 成分和结构成熟度高； 发育水平层理和生物扰动； 发育海绿石和绿泥石等自生矿物