各论海相碳酸盐

各论海相碳酸盐第1页/共26页第八章海相沉积体系应用沉积学—下篇沉积各论第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征

碳酸盐主要沉积于温暖、清洁、透光的浅水沉积环境。现代海相碳酸盐沉积物主要分布于赤道南北纬300之间的温暖浅海带，在这些区域内钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育，局部有介壳砂、鲕粒砂、葡萄石、球粒灰泥及礁状生物粘结岩堆积。第2页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征

碳酸盐沉积物主要是生物成因的，其中有些生物能适应较高水能环境，甚至具有抗浪的生态本能，它们能在高能环境下就地快速生长聚集成为抗浪的礁体，形成高出于周围同期沉积之上的礁隆。在高能带，由于向岸风及潮汐作用，使波浪搅动及海水压力变化，沿着斜坡上升来的深部海水，温度骤然升高，水压降低，C02释放，促进了CaCO3大量沉淀；同时从深水还带来大量其他养料，有利于造礁生物的发育生长。故在沿岸高能带常形成岸礁，如海南岛南端三亚湾的现代珊瑚岸礁；第3页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征拉波特(1967，1969)的沉积模式第4页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征

在滨外或陆棚边缘高能带常出现堤礁或堡礁，如澳大利亚东部沿海现代堡礁等。如果在这些地带，持续地保持强到中等的水运动，而又有较咸的碳酸钙经常过饱和的海水不断产生，由海底碳酸钙的加积作用及胶结作用、水体中的颗粒包壳作用等，可以产生鲕粒、砂屑、球粒、团块、核形石及生物砂等沉积物并被亮晶胶结。第5页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征

在障壁礁或砂堤之后，水的循环受到限制，出现安静泻湖及潮坪环境。如果气候炎热干燥，由蒸发作用使泻湖水体的盐度不断升高，最初产生CaCO3(文石)的化学沉淀。水体中微细的文石针发生絮凝作用，经常出现球粒灰泥沉积，进一步咸化就会出现白云岩及膏盐沉积。第6页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征碳酸盐岩隆类型(Bubb，1977)第7页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式

在障壁形成碳酸盐沉积物的浅海可划分为陆表海和陆缘海，陆表海是位于大陆内部或陆棚内部、低坡度(平均坡度为0．03一0．15m／cm)、分布范围广阔(几百至几千平方公里)、海水很浅(一般为30m)的浅海。陆缘海是位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大的(0．6—30m)、范围较小(宽度160一480km)、水体较深(200一350m)的浅海。陆表海和陆缘海是性质截然不同的浅海。地史时期，形成碳酸盐沉积的海大都为陆表海，而现今浅海都为陆缘海。第8页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式

威尔逊(J．LW舶。n，1975)综合了古代及现代碳酸盐的大量沉积模式，吸收了按能量划分碳酸盐相带的优点，根据海底地形、潮汐、波浪、氧化界面、盐度、水深、海水循环、气候条件等因素建立了综合的碳酸盐沉积的标准相带模式。把海洋碳酸盐岩划分为三大相区和九个标准相带，还提出九个标准相带的22种微相类型

第9页/共26页第八章海相沉积体系第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式碳酸盐理想相带模式（据威尔逊，1975）第10页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式1)盆地相指远海深水盆地相，不利于底栖生物生长和碳酸盐岩的沉积，其沉积作用取决于粘土质和硅质的流入量以及浮游生物残骸的注入量。盆地相又可分为下列几种类型。

①碳酸盐岩浊积岩相：由邻近陆棚及陆棚斜坡的钙质角砾、微角砾、灰砂等组成的异地来源的碳酸盐组成。其岩性及厚度变化都很大。第11页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式1)盆地相②深水非补偿地槽相：主要是异地碳酸盐岩堆积。常见的岩石类型有放射虫硅质岩、红色生物泥晶灰岩及红色结核灰岩、浅色远洋泥晶灰岩、暗色盆地泥晶灰岩、海绵骨针灰岩，以及含菊石、放射虫、有孔虫、远洋双壳类和棘皮类的微球粒泥晶灰岩等。③克拉通盆地(非补偿的和滞流缺氧的)碳酸盐岩相：这是一个位于氧化面以下的静水沉积环境。水深至少为30m，一般几百米。主要岩石类型为暗色薄层灰岩、暗色页岩或粉砂岩及薄石膏层。陆源碎屑岩为薄层石英粉砂岩及页岩，与石灰岩互层出现，常见有燧石。生物群主要为游泳及浮游生物。第12页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式2)开阔陆棚相

这是典型的较深的浅海沉积环境，水深几十米到100m，一般为氧化环境，盐度正常，水循环良好。海底一般在浪基面以下，但是大的风暴也可以影响底部沉积物。陆棚较宽阔，沉积作用相当均匀。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，视氧化和还原条件而异，普遍见生物扰动构造。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、腕足类、珊瑚、头足类及棘皮类等相当发育。第13页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式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，其沉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相似，一般位于波基面以下,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。此岩石类似盆地相沉积物，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岩可达数百米，有滑塌现象。

第14页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式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沉积，从波基面之上一直延续到波基面以下，但一般位于含氧海水下限之上。此斜坡的角度可达300，主要由各种碎屑组成，堆积在向海的斜坡上。沉积物不稳定，其大小和形状变化极大，可能呈层状，有细粒层，也有巨大的滑塌构造，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。广海生物十分丰富。

第15页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式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、生物繁殖能力、造架生物的数量、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：①灰泥丘或生物碎屑丘；②圆丘礁台或斜坡；③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。

第16页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式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。一般位于海平面之上到5—l0m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，因而比较洁净。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，不适于海洋生物繁殖。

第17页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式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、泻湖及海湾中，因此也可以用陆棚泻湖或台地泻湖来命名。此环境水较浅，由数米到数十米，盐度由基本上属于正常盐度到略为偏高，水流环境中等。这种条件适合各种生物生长，但无狭盐性生物。沉积物的结构变化大，但含有相当数量的灰泥。第18页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式8）局限台地相(半封闭一封闭的台地)

这是一个真正的泻湖，海水循环受到很大限制，盐度显著提高。从地理位置来看，这些泻湖可分为堤礁(堡礁)之间或堤礁(堡礁)之后的泻湖，沿岸砂嘴之后的泻湖以及环礁内的泻湖。此相带还包括潮间带环境。主要沉积物为灰泥，它们堆积于天然堤、潮汐坪、泻湖内。粗粒沉积物见于潮汐沟以及局部海滩内。海水盐度变化较大，淡水、盐水、超盐水均有。有的地区可暴露于水面以上，氧化和还原环境均有。所见植物有海水沼泽植物，也有淡水沼泽植物。第19页/共26页第五节碳酸盐岩沉积相二、海洋碳酸盐沉积相模式9）台地蒸发岩相

此带即潮上带，干热地区的潮上盐沼地或萨巴哈沉积均为此带典型代表。此带经常位于海平面之上，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，它们很可能是交代成因的。这些沉积还常与红层共生。

以上为威尔逊的九个相带沉积环境的基本特征。(1)，(2)，(3)所述相带相当于陆棚沉积区；(4)，(5)，(6)所述相带相当于障壁岛、滩沉积区；(7)，(8)，(9)所述相带相当于潮坪、泻湖沉积区。

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