(完整版)3无障壁和有障壁海岸沉积体系解析课件

1、第五节 无障壁和有障壁海岸沉积体系主讲：邵龙义教授介绍内容一、海洋环境的一般特征二、海岸环境分带三、无障壁海岸的沉积环境类型四、障壁海岸的沉积环境类型一、海洋环境一般特征1、水介质动力条件：波浪、潮汐、洋流；2、水介质化学参数：正常盐度3.5%，但可因天气及地理位置影响而变化温度-230，海底温度-14。生物特征：0200m底栖生物为主；200m以下为浮游生物区。3、海底地形特征：分三部分：陆棚（大陆架）：0200m,坡度12度。大陆斜坡：陆壳与洋壳的过渡带，2002500m。大洋盆地：洋壳，2500m。4、环境分带：海岸环境，浅海陆棚、大陆斜坡及深海环境；二、海岸环境分类三、无障壁海岸的沉积

2、环境类型（一）概述1.概念：广海型海岸，连通性好，无障壁。 范围：浪基面暴风浪（风暴时的浪）所能达到的上限之间，主要为陆源砂。受波浪、海浪、潮汐作用影响。2.亚环境3.水动力学特征：正常情况下波浪中水质点作圆周运动，表层运动速度快，底层由于海底阻止，运动速度慢，呈椭圆形。由于波浪、海浪、潮汐等作用，使海流向海岸运动，若垂直于海岸流动则形成底流（海底回流），若斜交海岸运动，则在海岸分解为沿岸流和底流。4.沉积类型陆源碎屑：主要，泥砂碳酸盐岩：少，因广海碳酸盐滩的饱和沉淀(二)无障壁海岸-陆源沉积的海岸-浑水海岸1. 海岸风成沙丘(Eolian dune)：后滨带往上经风的改造而成的低沙丘地区；形

3、状：长脊状、新月形。细中粒砂沉积为主；分选磨圆好；离散度略向正偏。大型风成沙丘交错层理，前积层相当陡，可达3040o。常有重矿物富集2. 后滨(Backshore)：后滨是海滩的上部，位于平均高潮线以上，只有特大风暴潮或异常高潮期才会受到波浪影响，地势比较平坦。砂质沉积为主；重矿物富集（位于向后滨上界附近，或在靠近沙丘的底部产出），特大风暴搬运、分选搬运，重的近，轻的远。发育水平纹层 、小型交错层理。有时也有低角度交错层理；有暴露成因的标志，如雨痕、干裂等。后滨地区常发育海滩脊，一般位于后滨区的高潮线附近，由砂、砾和介壳组成。周期性被水淹没，通常干旱，可形成虫孔、生物潜穴3. 前滨(Fores

4、hore)：前滨是海滩较低的（下部）或外部的逐渐向海倾斜的地带。位于平均高潮线和平均低潮线之间，是海滩的主体部分；沉积物主要为纯净的砂，磨圆和分选均较好；粒度累积曲线：两段组成、斜率大分选好有时有重矿物富集，有时有生物介壳组成的介壳滩；平行层理发育。具特征的冲洗交错层理（层面之间交角小，又称低角度交错层理），不对称波痕，浅水标志冲刷、流痕，有时见气泡沙构造沿岸砂坝发育。4. 临滨（Shoreface）：平均低潮线至正常浪基面之间的地带；上临滨以砂质沉积为主，发育槽状和板状交错层理；受波浪影响、回流底流影响浪成波痕、流水波痕，粒度概率曲线：两段组成、陡、分选好。下临滨以粉砂质沉积为主，发育水平纹

5、层和小型沙纹层理，生物扰动构造发育。下临滨地带有时有大型丘状交错层理，这是风暴浪作用的产物。5.海滩沙脊在高潮线附近粗砂碎屑物（砂、砾）形成的脊状堆积物，有时有生物碎屑。可单个出现也可几条平行出现，暴风形成，与下伏沉积物之间常有冲刷。砂脊：底部水平层理、上部交错层理，组层向大陆倾斜，倾角2728度。千尼尔砂岗（chenier）：海滩砂脊相似，为废弃的海滩砂脊，位于滨海沼泽泥炭、粘土之上(与海滩砂脊区别之处)，它将滨海和广海隔开，细砂、生物碎壳沉积物。(三)无障壁海岸-碳酸盐海岸-清水海岸碳酸盐（沉积）无障壁海岸广海型 碳酸盐难以过饱和而沉积，清水沉积，主要靠生物沉积1 前滨 生物介壳堆积形成介

6、壳滩2 礁屑平台 珊瑚礁碎屑堆积成平台状3 砾石层 来源于基岩 大部分来源于生物(四) 无障壁海岸相鉴别标志1无障壁海岸相或称广义的海滩相常保存于海退层序中，具有向上变粗的剖面层序，即由近滨亚相的细粉砂岩、泥岩；向上变为前滨亚相的分选好的中粒砂岩；再上为后滨亚相的粗砂岩、含砾砂岩。2砂体的形态常成席状，分布较稳定。砂岩的成分及结构成熟度均高。砂岩中常夹介壳碎片组成的透镜体。3沉积构造上有冲洗层理、槽状层理、板状及浪成交错层理，有浪成波痕和修饰波痕，生物扰动构造及遗迹化石从下向上渐少。4. 具有双向或多向的古流向。5按波浪能量的高低可产生高能的砾质海岸剖面、中能的砂质海岸剖面和低能的泥质海岸剖面

7、，但以砂质无障壁海岸相最常见。6多为正常海相狭盐度生物，但破碎者多。四、障壁海岸沉积环境类型及沉积特征（一）概述1、概念：浅海海滨广泛被正地形（凸地形）隔开，海水流动受限制，这种海岸和有障壁海岸称为陆表海。2、特征（1）水动力：波浪作用较弱，主要受潮汐作用影响，水的能量较低（2）不正常：干旱咸化 潮湿淡化（3）气体发生异常：海水循环造成的生物不发育，等异常3.障壁岛 （1）广义的：作用的障壁岛 （2）狭义的：一种狭长形的离开水面的一种不平行海岸线分布，与海岸之间有泻湖，对泻湖起屏障作用，称为障壁岛 过去常称：堡岛、堤岛 障壁滩；比障壁岛短、低 障壁砂坝; 一般所说障壁岛都属于广义。 4.次一级

8、环境 潮坪中-低环境 在潮坪上有潮渠，潮溪较高能的环境 潮汐通道高能 5.沉积类型（1）陆源：砂质、泥质 （2）碳酸盐岩(二) 障壁海岸主要由三个地貌单元组成：平行海岸线的障壁岛、泻湖及其周围的潮坪连接开阔海与泻湖的海水通道进潮口及潮汐三角洲等。1. 障壁岛障壁岛是一些狭长形的高出水面的砂体，平行海岸线分布。当沙咀、沙坝等在波浪作用下继续堆积以致充分暴露出水面时，便开始形成障壁岛。一般来说，出露水面的我们称障壁岛，未出露水面的我们称障壁砂坝；障壁岛包括风成沙丘、海滩（后滨和前滨）、临滨及冲越扇四种沉积类型。障壁岛的地形取决于潮差。小潮差的障壁岛趋向于长而窄，具明显的冲越扇和极少的进潮口；中潮差

9、障壁岛较宽阔，且被大量进潮口所切割。2. 冲越扇（Washover)冲越扇位于障壁岛朝陆一侧。当风力造成风暴涌浪越顶穿过障壁岛时，造成了延入泻湖的朵状或席状砂体，称冲越扇。形态通常称伸长状、朵状、席状等，宽数百米，厚数厘米到数米。沉积物通常为细到中粒砂质，发育小到中型交错层理及近水平的纹理。发育生物扰动构造。古代泻湖中一些结构退变的砂岩，即分选、磨圆很好的砂岩含有较多的粘土杂基，或磨圆很好分选很差的砂岩可能是冲越扇砂岩。此外生物扰动构造极为发育。3. 入潮口和潮汐三角洲入潮口和潮汐三角洲4. 泻湖（Lagoon）位于障壁岛之后朝陆一侧，由入潮口与广海连接。与潮坪或沼泽沉积密切共生。平行海岸线延

10、伸，由障壁岛使它广泛隔开，但也有与广海相连。障壁海岸占全世界海岸的13%沉积物一般为纹层状的粘土和细粉砂，在潮湿气候下，富含有机质，富含黄铁矿结核；在干旱气候下，有机质含量较低，并常见周期性干化证据；水平纹层发育，但常被生物扰动破坏；生物化石个体小，主要为瓣鳃类、腹足类、介形类及小个体腕足类等。类型：干旱区咸化泻湖 潮湿区淡化泻湖淡化泻湖：（1）形成：潮湿气候区，降水量与河流流入水量大于蒸发量；双层结构的形成- （2）特征：动植物种类减少、单调，只有少数广盐度生物可以生活下来，保存后呈畸形(个体变小、钙质外壳变薄或产生特殊纹饰)，不存在正常海洋指相矿物(无磷块岩和海绿石)，可由形成于还原环境的

11、矿物(菱铁矿、黄铁矿、黑色硫化铁粉末) （3）识别：细碎屑物质为主，含钙质的粉砂质泥岩等，可形成结核。泥晶微晶石灰岩，无生物灰岩，动物种属单调，与潮坪相共生。咸化泻湖-1（1）形成：由于气候干旱区，表现在蒸发量大于降雨量，导致泻湖水面降低到广海海面之下，于是海水不断从入潮口流入泻湖，而泻湖本身的水又不断蒸发，导致泻湖水逐渐咸化。咸化泻湖-2（2）特征：a.水动力差，粉砂、泥质等细碎屑物质为主，无粗粒(砾)b.盐度加大蒸发盐矿物 如石膏、芒硝（Na2SO4H2O）、石盐（NaCI）等c.无正常海洋的环境所形成的矿物，如海绿石、胶 磷矿、铁锰结核等，可形成大量方解石、白云石、菱镁矿等。d.生物种属

12、单调，直至没有生物。e.层理：主要为水平层理，塑性变形层理，有一些浅水标志波痕、泥裂5. 潮坪沉积(Tidal flat)发育于泻湖周围潮坪主要是指潮间潮上带。潮下带一般划归泻湖环境。潮坪水动力条件主要是潮汐作用，潮汐作用具有双向性特征。潮间带可分为发育于低潮面附近的沙坪、发育于高潮面附近的泥坪、以及位于而这之间的混合坪。潮间带沉积物以细砂、粉砂及泥质为主，发育脉状、波状、透镜状层理及砂泥薄互层层理。潮上带以咸水沼泽发育为特征，植物根系发育。暴露成因的沉积构造发育。6. 萨勃哈（Sabkha, Sehkha）1.概念：初始引用：阿拉伯及波斯湾被盐浸透了的盐碱地，现指干旱气候地区有障壁海岸，湖上

13、带有盐壳、盐坪、盐沼、盐碱滩等，即潮上盐坪。 2.特征：盐类沉积：石膏，硬石膏，天青石，石盐，白云石，膏质白云岩，藻白云岩有时可有搬运来的粉砂、泥质；3.蒸发泵作用(三) 障壁泻湖沉积的垂向序列Bernard(1962):墨西哥湾加尔维斯顿（Galveston）岛模式。这是一种典型的海退型层序。沉积物粒度自下向上变粗，由粉砂到细砂或中、细粒砂，代表了由远滨临滨海滩和风成沙丘的环境变化。Reineck等(1973)如果进积作用继续发生，那么泻湖和潮坪沉积会覆盖到该序列上。Rahmani（1983）的海退型障壁岛，与Reineck等（1973）不同的是，障壁岛层序之上覆盖的不是大面积的泻湖沉积，而

14、是潮道与沼泽沉积。关于海侵型障壁岛序列海侵型障壁岛出现于海平面相对上升的情况下，其特点是障壁岛沉积物覆盖在潮坪、泻湖沉积物之上，而障壁岛沉积物又被远滨沉积物所覆盖。关于填积型障壁序列这种序列出现于沉积速率与海平面上升速率保持平衡的时候，此时障壁岛的位置可不进不退，在原地增厚，这种类型的障壁岛以垂向加积为特征。Galloway(1983)的著作中把这种障壁岛与海退型障壁岛放在一个大类中。障壁岛入潮口序列障壁岛入潮口序列是海退序列的一种特殊类型，出现于障壁岛砂被入潮口砂取代时。它以冲刷面之上包括深、浅潮道沉积的向上变细层序为特征，交错层理厚度向上变小。陈钟慧139图8-23(五) 障壁海岸聚煤特征

15、现代实例：美国南卡罗来纳州的斯纳格底沼泽古代实例为美国东部肯他基州东部的石炭系中国实例湘中涟源的早石炭世测水煤系斯纳格底沼泽Staub等（1979）的研究表明，南卡罗来纳州沿岸的障壁泻湖环境，随泻湖的逐渐淤浅，在泻湖的浅水地带和潮坪上开始出现微咸水沼泽并堆积了泥炭。这类泥炭通常很薄，富含硫化氢，底板有根土层。与此同时，在靠近障壁岛并摆脱了微咸水影响的地区出现了淡水植被，它附着于微咸水沼泽的表面（A）；海平面继续上升，粘土粉砂等继续注入微咸水沼泽的同时淡水泥炭聚集作用继续进行，当泥炭堆积速率超过海平面上升速率时，淡水泥炭岛开始扩展（B、C）；并结合成一个大型的具有起伏底界的泥炭沼泽（D）。与斯纳

16、格底沼泽类似的古代环境的煤层特征：由微咸水沼泽泥炭形成的煤层是薄而且不连续的，侧向上常过渡为根土岩；由淡水泥炭形成的煤层厚度要大得多，但在许多地方含有大量的炭质泥岩和泥岩夹层，厚度不稳定，横向上过渡为炭质泥岩或非炭质岩石。美国东部石炭纪障壁岛后聚煤作用Horne等（1978）在提出阿勒格尼三角洲成煤模式的同时，还描述了宾西法尼亚纪早期的障壁后成煤模式。表明煤层与泻湖、潮坪、潮道、涨潮三角洲以及冲越扇的密切共生关系。Horne等（1978）:障壁后的煤薄而不连续的，硫分含量较高。障壁后环境有时也能形成可采厚度的煤层，如西佛吉尼亚的贝克利煤层，该煤层发育于障壁岛背后，煤层覆盖在泻湖潮坪层序之上，直

17、接下伏的是一套含有脉状和透镜状层理的潮坪沉积，煤层厚度与下伏潮坪、潮道地形有密切关系。煤层底面凹凸不平，顶面平整。关于障壁间成煤模式（Interbarrier coal forming model）Cohen(1984)提出障壁间成煤模式,将与障壁海岸有关的聚煤环境分为两种模式，即温带模式和潮湿热带模式。它们分别又包括三种类型。温带模式类型：仅靠海岸并分布 活动障壁背后的沼泽，只能形成高灰、高硫到中硫的薄煤层；类型：位于边缘海（湾的上段）部分，虽分布在老障壁的背后，但仍受到海水的影响，所形成的是一些中等厚度但不连续的煤，煤灰分、硫分变化较大。类型：完全是在大陆上未受到海水影响的沼泽，有利于形成厚度大、侧向上广布的低灰、低硫煤。潮湿热带模式Cohen（1984）指出，在潮湿热带可有以下类型的沼泽：红树林沼泽：形成高灰、高硫的红树林泥炭；凸起的泥炭沼泽：出现于降雨量很大的地区，形成的是低灰、低硫的煤层；只要出现凸起沼泽的条件，就有可能形成较好的煤。湘中早石炭世测水组障壁泻湖体系的聚煤作用刘钦甫等(1991): 测水组成煤模式有:障壁后成煤泻湖淤浅成煤潮坪成煤障壁后成煤第一种是障壁砂坝朝陆一侧的斜坡地带发育的沼泽，此种沼