第四章 海洋碎屑沉积

第四章海洋碎屑沉积第一节海岸碎屑沉积第二节陆棚碎屑沉积第三节深海碎屑沉积第一节海岸碎屑沉积体系概念二、海滩与障壁岛沉积三、泻湖沉积四、进潮口与潮汐三角洲沉积五、潮坪沉积六、河口湾沉积七、古代海岸沉积的鉴定标志一、概念海岸环境分类海岸环境的沉积物主要补给方式1、海岸环境海岸环境----是分隔大陆与开阔海的过渡地貌单元。在这里专指三角洲以外的海滨带2、分类按照潮差的规模，把海岸环境分为小潮差海岸(＜2m)、中潮差海岸(2～4m)和大潮差海岸(＞4m)三类：（1）小潮差海岸是一种浪控海岸，主要发育海滩和障壁体系（2）大潮差海岸是一种潮控环境，以发育大潮差河口湾和潮坪为特征（3）中潮差海岸的特征介于二者之间，发育低矮的障壁岛和广阔的潮坪与沼泽波浪小潮差海岸波浪小潮差海岸大潮差海岸潮汐流录象3、海岸环境的沉积物主要补给方式河流沉积物入海后被沿岸流搬运陆棚沉积物的向岸搬运海岸侵蚀形成的残留物短小河流的注入二、海滩与障壁岛沉积概念水动力条件沉积相1、概念海滩和障壁岛-都是平行岸线分布的线状砂质沉积体，区别在于海滩与陆地直接相连；障壁岛则以泻湖与陆地分离。它们的范围都处于正常浪基面与最大高潮线之间。1、概念海滩与障壁岛分为海岸风成沙丘、后滨、前滨和临滨临滨是潮下部分，位于正常浪基面至平均低潮线之间。向海方向逐渐过渡为远滨或陆棚区前滨位于平均低潮线和平均高潮线之间，又称潮间带后滨位于平均高潮线与最大高潮线之间，又称潮上带风成沙丘是由于海岸进积，海滩砂暴露在海平面以上受风力改造而成的低起伏沙丘区2.水动力条件海滩受波浪作用的控制，在深水区，水质点的运动轨迹近于圆形，当水深变浅时，水质点的运动轨迹呈椭圆形。在波浪向岸触及海底，波浪由正弦波形变为弧立波形，浪尖开始上升，底部产生一个向陆方向的海底浪涌和一个弱的向海方向的回流。该带称为升浪带或波浪加强带2.水动力条件随着水深变浅，波高增大，波形严重向前陡倾。直到临界点破碎，此带称为破浪带。破浪带是海滩上水动力条件最强的地带，下伏的沉积物经受了强烈的改造波浪进一步破碎，即形成拍岸浪或碎浪带波浪呈一道道激浪冲向海滩面。碎浪向上运动停止，可产生回流，集聚于沙坝裂口向海方向退回。这种回流称为离岸流当其进入沙坝间的凹槽转为平行岸线方向流动时，则称为沿岸流在波浪向这种极浅水区形成一个高速的向陆方向的冲流，紧接着又向海方向回流，该带称为冲流带或冲洗带海浪（录象）3.沉积相(1)临滨沉积(2)前滨沉积(3)后滨沉积(4)海岸沙丘(1)临滨沉积（a）下临滨能量较低，主要为细砂、粉砂和滨外泥岩不规则互层。含海相化石，生物拢动强烈。见水平纹层，层面具浪成波痕，但纹层多为生物扰动所破坏（b）中临滨位于破浪带，水动力强烈。主要为中-细砂。分选好，常夹介壳层。交错层发育，为双向槽状交错层。见冲刷面、滞留沉积以及平行层理、粒序层及洼槽交错层等（c）上临滨处于碎浪带，是高能环境。沉积物从细砂级到砾石级。沉积构造为多方向的槽状交错层系，向岸倾斜的板状交错层及风暴成因的侵蚀面和洼槽交错层(2)前滨沉积前滨相当于冲流带，地形比较平坦沉积物通常比临滨细典型的沉积构造是冲洗层理常见平行纹层、沙纹交错层层面构造极为发育，如流痕、浪成波痕、流水波痕、复合波痕以及变形的平脊波痕、圆脊尖谷波痕等等，反映该区水深极浅及间歇性暴露(3)后滨沉积水动力条件弱沉积物粒度较细层理主要为水平纹层状，局部可形成低角度的交错层(4)海岸沙丘海岸沙丘呈低起伏状。沉积物以中一细粒为主，分选很好，圆度也较高，颗粒具霜面，风成交错层发育，主要是大型槽状交错层理海岸沙丘（录象）三、泻湖沉积泻湖---是平行岸线的浅水盆地，它与开阔海之间为障壁岛分隔，又以潮道与开阔海连通。水动力条件较弱在潮湿区，其细粒的泻湖沉积物富含有机质在干旱区，其细粒沉积物中常含蒸发矿物在靠近潮汐水道的地方以砂质沉积物为主，发育沙纹交错层在小河的注入处，具有三角洲的特征广阔的泻湖底水动力条件很弱，为水平层状的粉砂和泥质沉积。也可夹薄的砂岩薄砂层多具水平纹层，或者发育浪成波痕及浪成沙纹交错层四、进潮口与潮汐三角洲沉积1.进潮口沉积2.潮汐三角洲沉积1.进潮口沉积进潮口在中等潮差区比较发育进潮口的主要沉积特征是：1)基底有一个以滞留沉积为标志的侵蚀面，滞留沉积通常为介壳和泥砾；2)具有双向的大型平面状交错层和中型槽状交错层较粗粒砂的深潮道沉积；3)具有双向的小型-中型的槽状交错层中、细砂和平坦纹层砂的浅潮道沉积；4)结构向上一般变细，交错层系厚度向上变薄；5)动物化石组合是混生的2.潮汐三角洲沉积潮汐三角洲--是受边界限制的高速潮流通过障壁岛进入潮道两端的开阔水域时，流速因流水分散突然降低而成的朵状砂质沉积体。向陆一侧潮道口的朵状体称为涨潮三角洲，向海一侧潮道口的朵状体称为退潮三角洲。涨潮三角洲具有平面状交错层和槽状交错层的各种序列。底部通常为双向的或向海倾的平面状交错层砂，代表早期的退潮水道沉积。其中为向陆倾的板状交错层的厚层序，反映一系列沙浪在涨潮斜坡上的迁移，这些层序向上变薄，并可被泥坪或沼泽沉积覆盖。3.冲溢扇冲溢扇----是在风暴期从障壁岛上侵蚀下来的砂质沉积物被搬运到泻湖一侧形成的扇状沉积体。沉积构造为平行纹理，但在其边缘部分可出现向陆倾斜的中型前积层在潮湿的情况下可以遭受生物扰动在现代沉积中，单个冲溢扇的沉积单元自下而上有如下序列：冲刷面-含混合生物介壳的基底层-平行纹层、沙纹层或逆行沙丘纹层砂五、潮坪沉积1.水动力条件2.沉积特征3.潮坪沉积的识别标志和剖面序列1.水动力条件潮坪水动力条件从潮下带向潮上带逐渐减弱潮道和潮沟水动力最强，沉积物最粗，发育人字形交错层在低潮线附近，波浪的活动强一些，主要为砂质沉积，称为砂坪而簸选出来的泥主要沉积在高潮线附近的泥坪砂坪和泥坪之间为砂与泥质的混合沉积带，称为混合坪潮汐流录象2.沉积特征(1)砂坪沉积--为具小型流水沙纹交错层的砂岩，有时也有人字形交错层及再作用面(2)混合坪沉积--为砂岩与泥岩的薄互层。具压扁层理、波状层理和透镜状层理以及砂、泥薄互层状的潮汐韵律层理等复合层理(3)泥坪沉积--为厚的泥质沉积，常夹有薄的砂质层。在干燥气候条件下，泥坪形成石膏和石盐晶体，可使原始层理破坏。泥坪上的干裂常见2.沉积特征(4)潮上盐沼或沼泽--温湿区长满植物；干旱区发育干裂石膏和石盐(5)潮道沉积--砂质沉积，并富含介壳和泥砾。发育人字形交错层3.潮坪沉积的识别标志和剖面序列（1）潮坪沉积的识别标志（2）潮坪沉积的沉积序列（1）潮坪沉积的识别标志(a)具有流水方向截然相反的人字形交错层和再作用面(b)压扁层理、波状层理及透镜状层理发育，反映流水强弱的交替出现(c)具有干裂、雨痕、植物根迹、蒸发岩、泥炭和薄煤层等反映间歇性陆上暴露的标志(d)具水道冲刷、泥质碎片和簸选的砂质透镜体等暴露与沉积交替出现的标志柞水石瓮子龙洞沟组底部河口湾相多阶冲刷面构造

（2）潮坪沉积的沉积序列潮坪沉积是一个向上变细的沉积序列下部为潮下带的潮道沉积，通常为块状砂岩，具滞留沉积和人字形交错层其上为砂坪沉积，具人字形交错层和再作用面等双向流水构造以及反映水位变化和间歇暴露的标志再上为粉砂岩和泥岩组成的混合坪沉积，潮汐层理发育泥坪沉积具发育的干裂，有时顶部还可出现潮上湖沼或盐沼沉积六、河口湾沉积1.环境特征2.沉积特征1.环境特征河口湾是被海水淹没的河口，也可以看成是位于河口的海湾。河口湾的外形多呈喇叭状主要营力为潮汐作用与河流作用淡水与盐水至少在部分时间内是呈相反方向流动的。在二者之间的混合带内，含砂量高于上层的淡水与下层的盐水，因此又称最大混浊带。混浊带是水流循环的结果。河流挟带的泥砂逐渐沉降到混合带，而当泥砂下沉到海水层时，又随海水逆向搬运，重新进入淡水层河口湾的沉积物来自海洋与河流。在河流挟沙量低的河口，沉积物主要来自经风浪搅动的浅海悬浮载荷，在河流挟沙量大的河口主要以砂质沉积为主2.沉积特征河口湾的主要沉积单元是潮道、浅滩及潮坪潮道的充填序列自下而上通常为：基底冲刷面-含介壳的滞留沉积-大型双向交错层浅滩砂岩-平行纹层或低角度交错纹层砂岩细粒河口湾沉积由砂泥薄互层组成，反映水流强度的周期性变化特征的层理为透镜状层理、波状层理和压扁层理柞水石瓮子龙洞沟组底部河口湾相多阶冲刷面构造

七、古代海岸沉积的鉴定标志1、古海滩和障壁岛主要是分选很好的石英砂岩。砂体呈席状，古流方向垂直砂体走向，反映砂体走向与岸线平行的原始特征七、古代海岸沉积的鉴定标志2、识别海岸沉积的另一个重要标志是其在剖面上形成的地层序列在海平面上升时，海岸线向陆地退却，较深水的沉积物覆盖在较浅水的沉积物之上，造成退积(海进)地层序列在海平面下降时，海岸线向海方推进，较浅水的沉积物覆盖在较深水的沉积物之上，形成进积(海退)地层序列准层序(parasequence):

准层序:重复的、向上变浅的地层单元。

是由海泛面或与之相对应的面所限定的、有成因联系的一组相对整合的层或层组序列向上变粗变厚准层序宁夏沙巴台靖远组海滩准层序内蒙－乌达羊虎沟组向上变粗变厚准层序海滩准层序宁夏沙巴台羊虎沟组向上变粗变厚准层序海滩准层序内蒙乌达羊虎沟组向上变粗变厚准层序沙巴台靖远组海滩准层序海岸沉积体系沙巴台羊虎沟组、太原组三角洲前缘三角洲前缘潮坪（潮道）海岸（临滨）三角洲平原准层序类型及准层序叠加方式准层序组（Parasequencesets）准层序组露头剖面沙漠、绿洲、黄河及准层序组剖面(宁夏中卫C2)第二节碎屑陆棚沉积一、概述二、陆棚的作用三、沉积相四、陆棚碎屑沉积的序列一、概述陆棚--指正常浪基面以下至陆棚坡折的广大浅海水域陆棚地区沉积物主要为粉砂和泥质沉积，底栖生物发育在受潮流和风暴潮强烈作用的地区也有砂质沉积物的大量分布二、陆棚的作用1.潮流--潮波是由大洋传到陆棚的2.波浪作用--影响陆棚的波浪主要与风暴有关，涉及的水深可以达到200m3.风暴流--由飓风引起的风暴流(stormsurge)对陆棚沉积有重要影响，将搅混的泥砂以密度流的方式带回陆棚，形成风暴沉积。风暴浪的波动可以把海底冲刷成丘、洼相间的波状起伏面，然后堆积风暴流携带的悬浮状细砂和粉砂，造成丘状交错层。4.密度流--海水可因温度、盐度及悬浮物含量的变化出现密度分层。是河流，大洋环流等引起5.生物的活动底栖生物发育，生物扰动强度大，生物扰动可以强烈破坏原生沉积构造三、沉积相1.陆棚砂质沉积2.陆棚泥质沉积1.陆棚砂质沉积(1)潮控陆棚砂(2)风暴控陆棚沉积(1)潮控陆棚砂①沙波相--是横交主要潮流方向的巨型沉积单元，可以造成巨大的面状交错层系古代的沙波沉积的识别：(Ⅰ)具有单向倾斜的巨大前积型交错层(Ⅱ)具有再作用面，反映潮汐作用的周期性(Ⅲ)为生物扰动强烈的陆棚泥所分隔②沙脊相--沙脊是一种大型的线状底形，砂体的走向总是平行于海流的流向(2)风暴控陆棚沉积风暴沉积自下而上的沉积序列：A冲刷面：由风暴流搅动早期的沉积物而成B粒序层(B)：下部常含大量滞留沉积物，如介壳、泥砾；向上逐渐变细C面状平行纹层(P)D丘交错层理(H)E平坦纹层(F)F浪成沙纹交错层理或对称波痕(X)G强烈生物扰动的陆棚泥岩(M)

卫67井ES三中43612.8m丘状交错层理

2.陆棚泥质沉积陆棚泥含有少量的粉砂、砂和介壳，往往缺乏内部构造2.陆棚泥质沉积在富氧的陆棚上，生物扰动强烈，正常的海相化石丰富，泥岩中含球粒多在缺氧的陆棚上发育富含有机质的纹层泥，生物类型少，主要限于食泥生物在无氧环境，底栖生物不能生长，泥质岩中只含浮游类生物四、陆棚碎屑沉积的序列

1.退积陆棚沉积序列(海进序列)2.进积陆棚沉积序列(海退序列)1.退积陆棚沉积序列(海进序列)2.进积陆棚沉积序列(海退序列)(1)风暴控进积陆棚沉积序列--砂主要限于内陆棚，相当于序列的上部其它部分由含粉砂纹层的生物扰动泥岩组成(2)混合型进积陆棚序列--

底部为厚的陆棚泥向上为多个向上变粗的砂质单元覆盖，砂体平行岸线。每个砂质单元的下部为薄层的海绿石砂与泥岩的互层。上部沉积较粗第三节深海碎屑沉积概念控制深海沉积的因素深海重力流半远洋沉积与远洋沉积一深海沉积环境的概念深海沉积环境一般是指水深大于200m的海底，相当于大陆坡至深大洋底将深海沉积环境分为与大陆边缘有关的深海环境和深大洋环境两种类型与大陆边缘有关的深海环境接受大量重力流沉积深大洋环境以远洋沉积为特征，主要是从上覆水体中缓慢沉降的细粒沉积物二、控制深海沉积的因素1.表层水域的肥度--表层水域的肥度指供给在表层水域生活的生物的营养组分含量。肥度高的地带有高的生物成因沉积物速率2.碳酸钙的补偿深度--当深度增大到某一深度线时，就出现碳酸钙的产生(或加入)量与溶解量达到平衡3.距大陆区的距离--陆源物质的分布随与大陆距离的增大而减少4.大洋底流--大洋底流是沿洋底的大规模水团运动5.沉积物重力流--深海远洋粗碎屑的搬运和沉积主要都是通过重力流进行的6.其他影响因素--有风、冰川等作用等深流-------是由于大洋水团的温度盐度变化而形成的一种环流体系。在两极地带由于冰层和低温的影响，表层海水因密度增大而下降，并沿洋底向低纬度方向流动。由于受科里奥利效应的影响，底流的流向分别向右偏转。在北大西洋来自北极的底层水团便沿北美大陆边缘的陆隆平行等深线向南流动，而来自南极的底层水团因受南极大陆地形的影响而转为围绕南极大陆边缘向东流动，形成环南极的等深流水团。三、深海重力流1概念2主要沉积类型1概念深海半深海环境中，大多数碎屑沉积物都是以块体-重力方式搬运的。大量沉积物与水混合在一起形成一种高密度流体，借助重力作用整体顺斜坡向下移动，一旦重力效应消失后即沉积下来。因此将这种流体称作----重力流或密度流(densityflow)和块体流(massflow)。2主要沉积类型(1)岩崩--是已石化的巨大岩块受重力作用自由崩塌滑落而移动(2)滑动与滑塌--是半固结的沉积物在重力作用下沿破裂的底面，顺坡向下滑动，内部仍保持一定的粘连性(3)碎屑流沉积--是非牛顿流体的高浓度的沉积物分散体，具有屈服强度和高粘性，其流动方式为层流。基质屈服强度和产生的浮力构成对碎屑支撑的机理2主要沉积类型(4)颗粒流沉积--沉积物直接由颗粒之间相互碰撞所产生的分散应力支撑。颗粒流沉积物的特征是厚层块状，具突变的顶底面(5)液化流沉积--含水的粉砂和砂受到突然冲击变成沉积物流体化。其沉积特点是：递变差或无递变，顶底面分明，底面可有负载铸型，内部具有各种泄水构造(6)浊流--浊流是沉积物和水的混合物。浊流中的沉积物呈悬浮状态搬运，由流体的湍流机制支撑，可以在极缓的斜坡上流动3.鲍马层序鲍玛层序自下而上由五个层段组成：①A段—为递变段，是鲍玛层序的底部单元，一般为具粒序层的杂砂岩或块状杂砂岩。底部有明显的侵蚀冲刷面，底面常发育有底面槽模等底痕②B段—为下平行层理段，由具平行层理的砂岩组成③C段—波纹层理段，由细砂及粉砂沉积物组成，小水流波痕层理发育，可以有爬升层理、卷曲层理等④D段—上平行纹层段，主要为极细砂至粉砂质粘土，具有清楚的平行纹层⑤E段-泥质段。为块状泥岩组成，含有孔虫化石浊积岩等深岩四、半远洋沉积与远洋沉积1概念2分类1概念（1）远洋沉积远离大陆的海洋中，缓慢沉积的悬浮沉积物(主要为浮游生物如放射虫、抱球虫、硅藻、颗石藻、头足类等碎屑及粘土、粉砂、灰泥等)称--远洋沉积物，这些沉积物组成的岩石称--远积岩（2）半远洋沉积在大陆斜坡和紧挨陆地的深水盆地中，如果悬浮沉积物中粉砂级的陆源组分及其它物质含量比例大于40%时，则称----半远洋沉积物，这些沉积组成的岩石称----半远积岩2分类（1）远洋软泥：浮游生物含量＞75%（2）泥质远洋软泥：生物含量25-75%，陆源碎屑组分以粘土为主（3）远洋粘土；生物含量＜25%，陆源碎屑组分中粘土＞60%（4）半远洋沉积：生物含量＞5%，而陆源碎屑的组分＞40%五、深海沉积

1.大陆斜坡大陆斜坡位于外陆棚或陆棚坡折与陆隆之间，是洋底的最陡部分，一般3-6°，峡谷和海底陡坡部分可超过15°；在大陆斜坡上有许多网状峡谷和较小的冲沟，可以穿过整个斜坡，但大部分只在缓斜坡上，不延伸到坡底。大陆斜坡上主要有远洋、半远洋悬浮沉积及滑塌沉积。主要由水平纹层发育、含大量浮游生物的薄层泥岩(页岩)、泥灰岩、微晶灰岩等岩层组成，夹有不同大小的变形层和滑塌岩、碎积岩和浊积岩。变形层、滑塌岩、碎积岩的存在是识别大陆斜坡的最重要标志。2.海底扇(浊积扇)（1）概念:在大陆斜坡底与盆地平原间由再沉积作用形成的锥状或扇状堆积体，称为----海底扇或浊积扇。（2）特征:扇的表面包括有水道、堤和水道间的沉积。在纵向剖面上可分为上扇(内扇)、中扇、下扇(外扇)。内扇有一个直或弯曲的主扇谷，其内以碎屑流沉积为主。在中扇的下部，水道末尾处出现快速的沉积，形成厚的叶状浊积砂体的沉积。细粒浊流沉积物可溢出水道而形成分流水道间沉积。下扇地势平坦，具有许多没有堤的小水道，逐渐与盆地平原过渡。水道沉积的砂泥比率高，单层中等厚至块状（3）垂向层序:有两种趋势，即厚度向上变厚，粒度向上变粗和厚度向上变薄，粒度向上变细的层序。前者往往代表形成浊积扇的供给物不断增加，或者斜坡的坡度增大，水道穿越扇，沉积叶状体不断向前推进；后者代表浊积扇的补给中断或转向它处，水道被泥质充填。3.盆地平原盆地平原沉积主要为低密度的浊流和远洋、半远洋沉积。主要特征为薄层砂岩和页岩互层，且规则稳定，在纵向和横向上没有急剧的变厚和变薄的现象，呈单调层序。欠供给的盆地(又称饥锇盆地)，一般是稳定构造背景下远离古陆的开阔盆地，其盆地领域大，低起伏，沉积物供给少，沉积速率低，盆地平原相以极薄层或页片状的页岩、硅质岩为特征。相反，在盆地领域相对较小，边缘有同沉积断裂活动的超供给盆地中，具有迅速推进的充填层序，盆地平原相不发育。2、镇安云镇组斜坡相软沉积物变形构造4、镇安县城北火星沟组斜坡相基质支撑砾岩，剖面宽1．5m6、镇安火星沟组盆地平原相泥岩、粉砂岩、泥质灰岩薄互层1、山阳户家垣油坊坪组浊积岩鲍玛层序，记号笔长13cm2山阳户家垣油坊坪组浊积岩鲍玛层序，记号笔长13cm3、镇安县城东罗家湾组中粒序层理4、山阳户家垣油坊坪组中扇相向上变薄变细的序列(剖面宽5米)5、