第2425碳酸盐主要沉积环境及相模式ppt课件

1、第二十四章 碳酸盐堆积环境及相方式 第一节 碳酸盐堆积的几点规律碳酸盐堆积物主要是海洋环境的堆积物。在非海洋环境的碳酸盐中，只需湖泊碳酸盐比较重要。其它类型的非海洋环境的碳酸盐，在数量上微缺乏道，它们只需地质学的实际意义。2.海洋碳酸盐主要发育在暖和、清洁、浅水环境中。 所谓“暖和是指热带、亚热带和温带，主要指南北纬40之间的地域。 所谓“清洁，是指没有或很少有来自陆地的，含有大量陆源物质的、混浊的河流水的注入。 所谓“浅水，主要是指浅于20m的海洋环境，在这一环境中，产生碳酸盐的各种生物最为繁茂，同时对无机碳酸盐沉淀作用的进展也最有利。 3.碳酸盐堆积中生物作用很重要。 据研讨发现，有很多微

2、晶或泥晶碳酸盐岩，主要是由微体或超微体浮游生物堆积而成。4.堆积环境的水动力条件 对各种碳酸盐组分的生 成和分布，起着重要的 控制造用。 如鲕粒的构成，碳酸盐颗粒的粒度分选和磨圆度以及灰泥等物质的被簸选，都与堆积环境的水动力条件有关 此外，礁的发育、叠层石的堆积也与水体能量亲密有关。第二节 现代碳酸盐堆积环境一、滨岸潮坪二、台地三、深海碳酸盐堆积四、非海洋碳酸盐堆积相当于无障壁的碎屑岩前滨堆积区，受波浪作用控制。由各种钙质生物碎屑组成。比如珊瑚、介壳等。代表环境为海南岛沿岸。一滨岸堆积以潮汐起主导作用的、陆源物贫乏、以碳酸盐为主的浅水海岸区域称为碳酸盐潮坪。以平均高潮面和平均低潮面为界，将潮汐

3、环境分为潮上(坪或带)、潮间(坪或带)和潮下(坪或带)三个亚环境。潮坪相既可沿碳酸盐台地的滨岸发育，也可环绕着由暴露的滩、丘和礁构成的岛屿发育。 根据湿度与盐度，碳酸盐潮坪又分为超咸(干旱)潮坪与正常(潮湿)潮坪两类。以前者常见。生物主要是原地生长的蓝绿藻类。堆积物主要是潮汐、波浪带来的颗粒、灰泥及原地的藻类。二潮坪堆积现代碳酸盐潮坪以波斯湾南岸为代表即是指水深200M以内、地势平坦的浅海碳酸盐堆积场所。根据水体的开阔与否可划分为开阔台地和局限台地。台地内部可发育生物礁、颗粒滩和泻湖、潮坪等亚环境。二、台地碳酸盐堆积三、深海碳酸盐堆积常见的深海碳酸盐堆积物是浮游有孔虫软泥、颗粒软泥、翼足类软泥

4、等钙质软泥。此外，深海碳酸盐堆积还包括钙质重力流、等深流堆积等。深海碳酸盐的分布遭到CCD界面碳酸盐堆积补偿深度界面的控制，此界面深度变化较大，普通约为400-7000m。碳酸盐的补偿深度CCDCCDCalcite Compensation Depth 随水深添加，由于水温降低和压力添加，使碳酸钙溶解的饱和度增大，方解石和文石的溶解速度也添加。在某一深度上碳酸盐堆积物的溶解速度和供应速度到达平衡。在此深度之下，碳酸盐堆积物被溶解而不能堆积下来，粘土质和硅质便相对得到富集。现代海洋的CCD在4500m之下。Ca2+ + 2HCO3 = CaCO3 + H2O + CO2现代热带海洋中文石和方解石

5、溶解度与分带景象 三、深海碳酸盐堆积一正常堆积作用 在深水堆积体系中，除了事件堆积作用之外，深海盆地发育主要受静态物理化学作用控制的正常堆积体系。在开阔大洋，深水碳酸盐软泥，主要常是来自远洋的浮游生物及深水底栖碳酸盐生物介壳所组成的混合堆积。 海洋中碳酸盐的溶解分带：非溶解带，弱溶解带，中等溶解带，强溶解带，完全溶解带大陆坡带是浅海陆棚与深海盆地之间的过渡相带。大致可分为两种地形，一种是峻峭的悬崖，另一种是较缓倾的斜坡。较峻峭的斜坡上容易发生重力流碳酸盐堆积。而较缓倾的斜坡上那么以原地堆积的物质为主。碳酸盐重力流搬运堆积系列，岩崩、滑动滑塌堆积、碎屑流、颗粒流及浊流等堆积类型。二事件堆积作用1

6、、碳酸盐重力流堆积类型 岩崩碎屑堆积岩滑塌碳酸盐岩碎屑流碳酸盐岩颗粒流碳酸盐岩浊积碳酸盐岩2、碳酸盐重力流堆积组合3、碳酸盐重力流堆积根本方式碳酸盐重力流堆积作用的类型主要取决于发育重力流的陆棚边缘的陡峻的陡峻程度和岩性特征。跌积边缘礁边缘堆积方式跌积边缘by-pass margin跌积边缘滩边缘堆积方式跌积边缘by-pass margin堆积边缘礁边缘重力流堆积方式堆积边缘depositional margin堆积边缘滩边缘重力流堆积方式堆积边缘depositional margin第三节 海洋碳酸盐岩堆积方式以沃尔索相序规律为根底，以现代堆积环境和堆积物特征为根据，从大量的研讨实例中，对堆

7、积相的发育和演化加以高度的概括，归纳出带有普遍意义的堆积相的空间组合方式，称为相方式。能反映堆积相开展演化规律的堆积相的空间组合方式称为相方式。一、陆表海碳酸盐相带方式Shaw(1964)总结的陆表海能量和堆积物分布。陆表海epeiric sea也称内陆海、大陆海等。是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的、范围宽广的、很浅的浅海。陆缘海pericontinental sea也称为大陆边缘海，是位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大的浅海。在地质历史中，堆积碳酸盐的海大多数是陆表海。现代的浅海是陆缘海。Irwin(1965在show的陆表海能量分布根底上，提出了陆表海清水堆积作用的普通原理。划分出三个能

8、量带：X带、Y带和Z带。 建立了陆表海内部的能量分布方式，在陆表海中划分了三个能量带：X带低能带、Y带高能带和Z带低能带。二、威尔逊的碳酸盐相带方式 Wilson1975根据对海底地形、水深、水动力条件、海水盐度、氧化复原界面等综合要素控制碳酸盐堆积作用的认识，在前人根底上提出一个理想的碳酸盐相带方式。威尔逊提出了9个相带和24个微相类型。 1、2、3带属远海低能带的范畴；4带可算作远海低能带与高能带的过渡；5、6带属高能带，7、8、9带属近岸低能的范畴。1盆地相盆地相位于浪底或波基面和氧化界面以下，水深超越几十米至几百米，为静水复原环境。因水深而光线暗淡，不适于底栖生物生长。堆积物主要依托从

9、外带注入的细粒泥质物质和硅质物质，以及浮游生物死亡后降落的生物雨。停滞缺氧的和过威化条件均可出现。盆地相按堆积特征又可分为以下类型： 1)石灰岩浊积岩相： 2)深海瘦地槽相： 3)克拉通盆地(欠补偿和停滞缺氧的)碳酸盐岩相： 2开阔陆棚相或广海陆棚相 此环境水深几十米至100m，普通为氧化环境。盐度正常,水体循环良好。海底普通在波基面以下,但大的风暴也可以影响底部堆积物。这种陆棚较宽阔，堆积作用相当均匀。这是典型的较深的浅海堆积环境，主要岩石类型为富含化石的石灰岩与泥灰岩,呈灰、绿、红及棕等色,视氧化和复原条件而异,普遍见生物扰动构造。层理薄到中,或呈波状到结核状。在泥灰岩中见球状或流动状构造

10、，还可见泥丘和尖塔礁。陆源物质有石英粉砂岩、页岩等,与石灰岩互层,成层性好。生物群有代表正常盐度的介壳化石,狭盐性动物群的腕足类、珊瑚、头足类及棘皮类等相当发育。此开阔陆棚相带与开阔台地相很类似,因此,常难加以区别,前者多为广盐性生物。 3碳酸盐岩台地的斜坡脚相或盆地斜坡相或盆地边缘相 碳酸盐岩台地的斜坡脚相位于碳酸盐岩台地的斜坡末端，其堆积物由远洋浮游生物及来自相邻的碳酸盐岩台地的细碎屑组成，水体深度与开阔陆棚相类似，普通位于波基面以下，但高于氧化界面，由薄层、层理完好的碳酸盐岩组成，夹少量粘土质及硅质夹层。此岩石类似盆地相堆积物，但含泥质较少，厚度较大。某些韵律性或类似复理石层理的薄层石灰

11、岩可达数百米，有滑塌景象。 4.碳酸盐岩台地的前斜坡相或台地前缘斜坡相 此相带为深水陆棚和浅水碳酸盐岩台地的过渡堆积，从波基面之上不断延续到波基面以下，但普通位于含氧海水下限之上。此斜坡的角度可达30o，主要由各种碎屑组成，堆积在向海的斜坡上。堆积物不稳定，其大小和外形变化极大,能够呈层状,有细粒层，也有宏大的滑塌构造，或为前积层及楔形体岩层。它们主要由灰砂组成,或由细粒碳酸盐岩组成。广海生物非常丰富。 5台地边缘的生物礁相 其生态特征取决于水体的能量、斜坡陡峻程度、生物繁衍才干、造染生物的数量、粘结作用、捕集作用、出露水面的频率以及后来的胶结作用。此种生物建造可分为三种类型：灰泥丘或生物碎屑

12、丘;圆丘礁台或斜坡;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。 6.簸选的台地边缘砂相(或碳酸盐岩台地边缘浅滩相)簸选的台地边缘砂相主要呈砂洲、海滩、扇形或带状的滨外坝或潮汐坝，或风成砂丘岛。普通位于海平面之下到510m水深的范围内。组成的颗粒已受波浪、潮汐或沿岸海流的簸选，因此比较干净。此带盐度正常，循环良好，氧气充足。但由于底质经常变动，因此不适于海洋生物繁衍。7开阔台地相从地理位置来看，此相带位于台地边缘之后的海峡、潟湖及海湾中，因此也可以用陆棚潟湖或台地潟湖来命名。此环境水较浅，由数米到数十米，盐度由根本上属于正常盐度到略为偏高，水流环境中等。这

13、种条件适宜各种生物生长，但无狭盐性生物。堆积物的构造变化大，但含有相当数量的灰泥。 8局限台地相半封锁封锁的台地这是一个真正的潟湖，海水循环遭到很大限制，盐度显著提高。从地理位置来看，这些潟湖可分为堤礁堡礁之间或堤礁堡礁之后的潟湖，沿岸砂嘴之后的潟湖以及环礁内的潟湖。此相带还包括潮间带环境。主要堆积物为灰泥，它们堆积于天然堤、潮汐坪、潟湖内。粗粒堆积物见于潮汐沟以及部分海滩内。海水盐度变化较大，淡水、盐水、超盐水均有。有的地域可暴露于水面以上，氧化和复原环境均有。所见植物有海水沼泽植物，也有淡水沼泽植物。 9台地蒸发岩相此带即潮上带,干热地域的潮上盐渍地或萨巴哈堆积均为此带典型代表。此带经常位

14、于海平面之上，仅在特大高潮或特大风暴时才被水淹没。主要岩石类型为白云岩及石膏或硬石膏，它们很能够是交代成因的。这些堆积还常与红层共生。 以上就是威尔逊的九个相带堆积环境的根本特征。1，2,3所述相带相当于陆棚堆积区;4,5,6所述相带相当于障壁岛、滩堆积区;7,8,9所述相带相当于潮坪、潟湖堆积区。三、塔克的碳酸盐台地-陆表海方式塔克方式中的2个相区和7个堆积相：一碳酸盐台地-陆表海相区 二盆地较深水斜坡相区1、潮坪；2、滩后泻湖及局限海湾；3、潮间-潮下浅滩；4、开阔陆棚5、陆棚边缘礁滩；6、前缘斜坡；7、盆地。塔克方式把浅海陆棚与开阔台地相合并，由于这两个相本身比较难以区分，其台地斜坡也就

15、是一个碳酸盐大陆斜坡。与我国古代碳酸盐的堆积相特征较为吻合。四、关士聪的综合方式关士聪等综合研讨了我国编制了一套千万分之一的全国范围的古海域堆积相图。提出了中国海域碳酸盐堆积环境综合方式。我国南方古生代地层经常出现碳酸盐台地与克拉通稳定地块内部槽盆错综复杂的交错格局。关士聪方式中划出了台盆沟相带。第25章 碳酸盐台地堆积环境碳酸盐台地巴哈马台地碳酸盐堆积。指地形平坦的浅水碳酸盐堆积环境。后来该术语的含义扩展了。水深在风暴浪基面之上的浅水碳酸盐环境Read, 1985。碳酸盐台地又进一步细分多种环境，潮坪、生物礁、浅滩、局限台地、开阔台地、台地边缘等。潮坪主要地貌单元的立体图左：超咸的潮坪，具有

16、很少的潮道，处在枯燥的沙漠边上。右：正常气候潮坪，有许多潮道和潮池，发育在潮湿气候带。一、潮坪1、潮上带亚相暴露期长(90%以上)；潮流能量低；潮上坪亚相属于萨布哈型潮坪环境，岩性以微晶粉晶白云岩为主，次有泥云岩与泥质白云岩、硬石膏岩和石盐、角砾白云岩，球粒微晶白云岩等。常见干裂、帐篷构造、干缩纹、板状和竹叶状砾屑；藻纹层、鸟眼构造、瘤状及鸡雏状硬石膏结核，肠状硬石膏，盐溶膏溶角砾构造等发育。生物稀少，仅有藻层纹石、介形虫碎片及垂直潜穴。2、潮间带亚相周期暴露；低潮线附近能量较高，向上渐减弱。低潮线处为生屑、砂屑、鲕粒灰岩及灰泥灰岩；丘状柱状藻纹层；向上颗粒减少灰泥增多，发育透镜状、脉状、复合

17、波状层理，极浅水波痕和改造波痕、并有波状、席状藻纹层、鸟眼构造，还可有干裂、雨痕等暴露构造。羽状交错层理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。潮道中多为砂屑、生屑、鲕粒及砾屑的堆积，向上渐变细，多潮汐层理及冲刷构造。生物贫乏，以藻类、腹足等为主，多异地生物屑。 3.潮下带亚相 位于平均低潮面之下，浪基面之上的浅水地带。 假设海底地形发生部分变异：出现砂坝、生物礁等，那么会使向陆一侧的海水运动遭到妨碍，构成相对低能区，向海一侧为高能区，二者堆积特征局限性也相应发生变化。在这种情况下，潮下带可进一步划分为局限潮下带和开阔潮下带。 (1)局限潮下带：也称闭塞潮下带或潮下低能带。

18、是指潮间带之下，开阔潮下带的后方，向陆一侧。由于水下障壁作用，波浪和水流的能量将逐渐地被海底耗费，波浪的振幅相应变小，水流减弱，海底堆积物所受介质的搅动和簸选作用变小，所以此带为低能环境。 在这种情况下，所构成岩石类型主要以含灰泥或灰泥质生物灰岩或含灰泥的内碎屑灰岩、球粒灰泥石灰岩为主，生物化石也很丰富多样，而且有时可构成生物礁。 (2)开阔潮下带：又称潮下高能带。位于局限潮下带外侧，波基面之上，为高能环境，与广海相连。因波浪和潮汐对此带堆积物的搅动相当剧烈，簸选作用也能充分进展。因富含养料而导致生物的大量繁衍。 岩石类型主要为亮晶颗粒石灰岩，如生物或生物碎屑灰岩、内碎屑灰岩、鲕粒灰岩。岩层中

19、可见交错层理、波痕、冲刷沟槽、潮汐水道等构造。生物繁多，虫孔发育，由于生物扰动作用较为猛烈，将层理破坏，岩层多呈厚层块状。 位于波基面以下的较深海区可称为开阔海相带。这里波浪作用已达不到海底，水体能量小，属远岸低能带。 岩石主要是泥晶灰岩、泥晶生物灰岩、泥晶生物碎屑灰岩和团块灰岩等。具程度层理，岩层普通呈块状或中厚层状。生物数量锐减，门类较单一，个体常坚持完好，缺乏造礁生物。 3、碳酸盐潮坪的层序碳酸盐潮坪的堆积速度总是大大超越它们堆积所在的大陆架或台地的沉降速度。因此，陆表海潮汐带堆积单元都是构成向上变浅的根本层序。根本层序上部的潮上单元反映临近的陆地环境，特别是气候；根本层序下部的潮下单元

20、反映临近潮坪的海洋环境类型。干旱气候潮坪的垂向层序从下往上是碳酸盐蒸发盐序列。假设蒸发盐被淡水溶解后那么层序上部发育盐溶或膏溶角砾岩。潮湿气候的潮坪，又根据其潮下是低能灰泥；还是高能砂质颗粒分成两种类型垂向层序。假设潮坪环境中各类藻叠层石和藻纹层发育，那么构成藻叠层类的垂向层序。从潮下、 潮间到潮上，藻叠层石形状从柱状、穹隆状过渡到波状，再逐渐过渡到微起伏纹层状二、局限台地浅水泻湖 是海水循环受限制的、盐度不正常的浅海，水体能量较低，部分微地貌高部位发育浅滩。1、与广海间常有颗粒滩、生物礁、障壁岛等的遮挡，风浪难以到达泻湖内，因此泻湖是受限制的、风浪微弱、循环差、能量低的浅水环境，易受气候、风

21、暴的影响。2、盐度常不正常，生物常贫乏单调，当超咸时几乎无生物生存3、堆积物灰泥灰岩、球粒灰泥灰岩、生屑灰泥灰岩；常见藻席、生物扰动构造、程度层理；可有风暴浪带来的介壳及生物屑的薄夹层或透镜状夹层。4、泻湖堆积是加积过程，堆积速率常大于沉降速率，因此泻湖常变浅、堆积物暴露，大范围构成“似潮坪环境。此时有鸟眼、干裂等暴露构造，强蒸发时可成为“萨勃哈，发育石膏、石盐堆积及白云化。5、似潮坪与正常碳酸盐潮坪的区别在于，后者多颗粒岩类(低潮线及潮道堆积)及潮汐层理。三、开阔台地开阔台地是指海水循环好、盐度根本正常的浅海，其水体能量普通较高，在浅水区常发育生物礁和浅滩。开阔台地相以灰泥石灰岩、含颗粒灰泥

22、石灰岩，灰泥颗粒石灰岩，颗粒主要为原地堆积的正常海生物化石。岩石多呈灰色、深灰色。中厚层状，缺乏层理构造，生物扰动剧烈。还常见风暴岩夹于正常堆积的岩石之中。四、浅滩浅滩是指水体浅正常浪基面之上、能量高、以异地碳酸盐颗粒为浅水高能的碳酸盐堆积环境。颗粒类型有内碎屑、鲕粒、藻粒、生屑等，经常是亮晶胶结物充填孔隙。浅滩与生物礁、和生物丘、生物层的区别在于其堆积物是异地搬运而来，经过波浪反复淘洗、冲刷，因此分选磨圆好、亮晶胶结。浅滩是高能环境，可以出如今台地或缓坡的不同部位。裙滩、堤滩、点滩、台缘滩。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，但由于底质处于挪动形状，不适于海洋底栖生物繁衍。2、由于波浪，潮汐及岸流经常簸选，常构成清洁的碳酸盐砂堆积，以淡色亮晶鲕粒灰岩、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、普通呈浅灰色至灰白色；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。亮晶鲕粒灰岩亮晶砂屑灰岩5、岩石灰泥少，原生孔隙发育，有利于流体流动，易受淡水的影响，胶结作用、白云化作用、溶解作用均非常发育，常是油气的良好储集层。6、当灰泥较多时，阐明