碳酸盐沉积环境及相模式(ppt 67页).ppt

第24章碳酸盐堆积环境和相模式，第1节碳酸盐堆积的一些规律，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，只有湖的碳酸盐很重要。 其他类型的非海洋环境碳酸盐在数量上很少，只有地质学的理论意义。 2、海洋碳酸盐主要在温暖、清洁、浅水环境下发育。 “温暖”指的是热带、亚热带、温带，主要指向北纬40间的地区。 所谓“清洁”，是指注入有无或少于陆地的、含有大量陆源物质的浑浊河水。 “浅水”主要是指比20m浅的海洋环境，在该环境中产生碳酸盐的各种生物最繁茂，同时也最有利于无机碳酸盐沉淀作用的进行。 3 .碳酸盐沉积中的生物作用很重要。 研究表明，以微晶或泥晶碳酸盐岩居多，主要堆积有微体或超微粒子浮游生物。 4、沉积环境的水动力条件对各种碳酸盐成分的生成和分布发挥着重要的控制作用。 鲂粒的形成、碳酸盐粒子的粒度筛选和圆度和灰浆等物质的筛选除了与沉积环境的水动力条件有关外，岩礁的发育、叠石的沉积也与水体能量密切相关。第二节现代碳酸盐沉积环境，一、滨岸-潮坪二、台地三、深海碳酸盐沉积四、非海洋碳酸盐沉积，相当于无屏障墙的碎屑岩前滨沉积区，受波浪作用控制。 由各种钙质的生物屑组成。 珊瑚、介质等。 代表性的环境是海南岛沿岸。 (一)沉积在滨岸，潮汐起主导作用，陆源物质匮乏，以碳酸盐为主的浅濑海岸地区称为碳酸盐潮坪。 以平均最高潮面和平均低潮面为界，将潮汐环境分为潮汐上(坪和带)、潮间(坪和带)和潮下(坪和带)三个子环境。 潮坪相可以沿着碳酸盐台地的滨岸发育，也可以围绕露出的滩、丘和礁形成的岛发育。 根据湿度和盐分，碳酸盐潮坪还分为超咸(干燥)潮坪和正常(湿润)潮坪。 常见于古人。 生物主要是当场生长的蓝绿藻类。 沉积物主要是潮汐、波浪带来的粒子、灰浆和当场藻类。 (二)潮坪沉积，现代碳酸盐潮坪以波斯湾南岸为代表，是指水深200M以内、地形平坦的浅海碳酸盐沉积场所。 根据水体有无扩展，可以分为广阔的台地和有限的台地。 台地内部能发达生物礁、颗粒滩和泻湖、潮坪等亚环境。 二、台地碳酸盐沉积，三、深海碳酸盐沉积，常见的深海碳酸盐沉积为有孔虫软泥、颗粒软泥、翼足类软泥等钙软泥。 另外，深海碳酸盐沉积也包括钙重力流、等深流沉积等。 深海碳酸盐的分布由CCD界面(碳酸盐沉积补偿深度界面)控制，该界面深度变化大，一般约为400-7000m。碳酸盐补偿深度CCD (CCD 3354 calcitecompensationdepth )随着水深增加，水温降低，压力增加，碳酸钙溶解色度增大，方解石和文石的溶解速度也增加。 在某个深度，碳酸盐堆积物的溶解速度和供给速度平衡。 在此深度下，碳酸盐堆积物会溶解而不能堆积，粘土质和硅质会相对丰富。 现代海洋的相机在4500m米以下。ca22 HCO 3=CaCO3H2O CO2，现代热带海洋中文石和方解石的溶解度和分带现象，三、深海碳酸盐的沉积，(一)正常沉积作用在深水沉积系统中，除事件沉积作用外，深海盆地的发育主要是受静态物理化学作用控制的正常沉积系统。 在广阔的大洋中，深水碳酸盐软泥主要是由远洋来的浮游生物和深水底生碳酸盐生物介质构成的混合堆积物。 碳酸盐在海洋中的溶解带：非溶解带、弱溶解带、中等溶解带、强溶解带、完全溶解带、陆坂带是浅海陆架和深海盆地之间的过渡相带。大致分为两个地形，一个是陡峭的悬崖，另一个是平缓的斜面。 在比较陡峭的斜面上容易发生重力流碳酸盐的堆积。 缓慢倾斜的斜面上，以原地堆积的物质为主。 碳酸盐重力流输送堆积系列、岩崩、滑动-崩溃堆积、碎屑流、粒子流、浊流等堆积类型。 (二)事件沉积作用，1、碳酸盐重力流沉积类型岩崩碎屑沉积岩滑坡碳酸盐岩碎屑流碳酸盐岩粒子流碳酸盐岩浊积碳酸盐岩2、碳酸盐重力流沉积组合3、碳酸盐重力流沉积基本模式、碳酸盐重力流沉积作用的类型主要依赖于发展重力流的陆架边缘陡峭和岩性特征。堆积-礁缘堆积模式、堆积-by-passmargin、堆积-滩缘堆积模式、堆积-by-passmargin、堆积-礁缘重力流堆积模式、堆积-depositionalmargin、堆积-滩缘重力流堆积模式、堆积- deposition 基于沃尔索相序规律，根据现代沉积环境和沉积特征，从大量研究实例中高度概括沉积相的发育和演化，总结出具有普遍意义的沉积相的空间组合形式，称为相模型。 反映沉积相进化规律的沉积相的空间组合形式称为相模式。 一、陆表海碳酸盐相带模型、Shaw(1964 )总结的陆表海能量和堆积物分布。 陆表海(epeiricsea)也被称为内陆海、大陆海等。 位于大陆内部或大陆架内部，是低梯度、宽、浅的浅海。 陆缘海(pericontinentalsea )又称大陆边缘海，位于大陆边缘和陆架边缘，是一个坡度大的浅海。 在地质历史中，碳酸盐堆积的海大多是陆表海。 现代的浅海是陆缘海。 Irwin(1965 )基于show的陆表海能量分布，提出了陆表海清水沉积作用的一般原理。 分为x波段、y波段、z波段三个能带。 确立陆表海内部的能量分布模式，陆表海分为x带(低频带)、y带(高频带)和z带(低频带)三个能量带。 二、威尔逊碳酸盐相带模型Wilson(1975 )在对海底地形、水深、水动力条件、海水盐分、氧化还原界面等综合因素控制碳酸盐沉积作用的认识上，向前人提出了理想的碳酸盐相带模型。 威尔逊提出了9个相带和24个微观相类型。1、2、3带属于远海低带范畴的4带可以看作远海低带和高带的迁移，5、6带属于高带，7、8、9带属于近岸低能的范畴。 1、盆地相盆地相位于波底(或波基面)和氧化界面以下，水深超过数十米至数百米，是一种静水还原环境。 水深光暗，不适合底生生物生长。 沉积物主要依赖外部注入的细粒泥质物质和硅质物质、浮游生物死亡下降的生物雨。 出现停滞的缺氧和过威化条件。 盆地相根据沉积特征，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(不足补偿和停滞缺氧)碳酸盐岩相：2 .广阔的陆架相(或广海陆架相)，此环境水深为数十米至100m，一般为氧化环境。 盐分正常，水循环良好。 海底一般在波基面以下，但大的暴风雨也影响底部堆积物。 这个大陆架很大，堆积作用相当均匀。 这是典型的深浅海沉积环境，主要的岩石类型是富含化石的石灰岩和泥灰岩，呈灰、绿、红和棕色等颜色，根据氧化和还原条件的不同，生物的摄动结构很普遍。 层理中等薄或呈波状结核状。 泥灰岩中可见球状或流动状结构，还可见泥丘和尖礁。 陆源物质有石英粉砂岩、页岩等，与石灰岩接触层，层形成性好。 生物群中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、棘皮类等相当发育。这宽阔的陆架相带和宽阔的台地很像，很难区分，前者多为广盐性生物。 3、碳酸盐岩台地的斜面脚相(或盆地斜面相或盆地缘相)、碳酸盐岩台地的斜面脚相位于碳酸盐岩台地的斜面末端，其堆积物由来自与远洋浮游生物相邻的碳酸盐岩台地的细屑构成，水体的深度与广阔的陆架相似，一般位于波基面以下，但比氧化界面高，薄层这块岩石类似于盆地相堆积物，但泥质少，厚度大。 一些韵律性或类似复合石层理的薄层石灰岩达到数百米，有崩塌现象。 4、碳酸盐岩台地的前斜面相(或台地前缘斜面相)这一相带是深水陆架和浅水碳酸盐岩台地的过渡堆积，从波基面上连续到波基面下，但位于含氧海水的下限上。 这个斜面的角度可以达到30o，主要由各种碎片构成，堆积在向海的斜面上。 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，有巨大的崩塌结构，或者是前层和楔体岩层。 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、台地周边生物礁相的生态特征取决于水体的能量、斜面的陡峭性、生物繁殖能力、造染生物的数量、黏附作用、采集作用、暴露于水面的频率以及随后的黏附作用。 该生物的建设分为三种：灰浆丘或生物碎屑丘圆丘礁台或斜面格架建筑的环礁。 主要由块状石灰岩和白云岩构成，大部分由生物构成，也有很多生物屑。 6、筛选出的台地边缘砂相(或碳酸盐岩台地边缘浅滩相)筛选出的台地边缘砂相主要是沙州、沙滩、扇形或带状的滨外水库或潮汐水库，或风成沙丘岛。 一般在距离海面下510m的水深范围内。 构成的粒子被波浪、潮汐、沿岸海流筛选，比较清洁。 该带盐分正常，循环良好，氧气充足。 但是，底质经常变动，不适合海洋生物的繁殖。 7 .广阔的台地从地理位置上看，这一相带位于台地边缘后面的海峡、潟湖和湾，所以也可以用陆棚潟湖和台地湖命名。 这个环境水浅，几米到几十米，盐分基本上比正常的盐分稍高，是水流环境等。 这个条件适合各种生物的生长，但没有窄盐性生物。 堆积物的结构变化很大，但含有相当多的灰浆。 8 .局限台地相(半封闭-封闭台地)这是真正的潟湖，海水循环受到很大限制，盐分显着上升。 从地理上来看，这些潟湖可以分为堤礁(屏障)之间和堤礁(屏障)后的潟湖、沿岸砂口后的潟湖和环礁内的潟湖。 这个相带也包括潮汐地环境。 主要堆积物是灰浆，堆积在天然堤防、潮汐坪、潟湖内。 粗粒沉积物见于潮汐沟和局部滩涂。 海水盐分变化很大，有淡水、盐水、超盐水。 部分地区暴露在水面以上，有氧化和还原环境。 看到的植物有海水沼植物和淡水沼植物。 9、台地的蒸发岩相这一带是潮上带，干热地区的潮上盐渍地和萨巴赫沉积是这一带的典型代表。 这一带总是位于海面上，只有在特大高潮和特大暴风雨时才被淹没。 主要的岩石类型是白云岩和石膏或硬石膏，很有可能说明原因。 这些沉积物还与红层共生。 以上是威尔逊9个相带沉积环境的基本特征。 (1)、(2)、(3)中记载相带相当于陆架堆积区(4)、(5)、(6)中记载的相带相当于障壁岛、滩堆积区(7)、(8)、(9)上述相带相当于潮坪、潟湖堆积区.三、塔克碳酸盐台地-陆表海模式、塔克模式中的两个相区和七个沉积相：(一)碳酸盐台地-陆表海相区(二)盆地为深水斜面相区1，潮坪； 2、滩后泻湖和限局湾3、潮间-潮下浅滩4、宽敞的陆架5、陆架边缘的岩礁滩6 .前缘斜面7、盆地。 塔克模式合并了浅海陆架和广阔的台地。 因为这两个相本身难以区分，所以那个台地的斜面是碳酸盐大陆的斜面。 符合我国古代碳酸盐的沉积相特征。 四、关士聪的综合模型、关士聪等制作了中国千万分之一的全国范围的古海域沉积相图。 提出了中国海域碳酸盐沉积环境综合模式。 在我国南方古生代地层中经常出现碳酸盐台地和克拉通(稳定区)内部槽盆交织的结构。 关士聪模式描绘了台盆(沟)相带。 第25章碳酸盐台地沉积环境、碳酸盐台地巴哈马台地碳酸盐沉积。 指地形平坦的浅水碳酸盐沉积环境。 后来，这个术语的意思扩大了。 水深在暴风雨波的基面上的浅水碳酸盐环境(Read，1985 )。 碳酸盐台地进一步细分了更多的环境，包括潮坪、生物礁、浅滩、局部台地、广阔的台地、台地的边缘等。 潮坪的主要地形单元的立体图左：超咸的潮坪，有很少的潮道，在干燥的沙漠边。 右：正常气候潮坪有很多潮道和潮池，生长在潮湿的气候带。 一、潮坪、一、潮上带亚相暴露期间长(90%以上)潮流能低的潮上坪亚相属于萨哈型潮坪环境，岩性以微晶-粉晶白云岩为主，其次有泥云岩和泥质白云岩、硬石膏岩和石盐、角砾白云岩、球粒微结晶白云岩等。 常见的干燥裂、帐篷结构、干燥收缩筋、板状和竹叶状的砂砾藻纹层、鸟眼结构、瘤状及鸡雏状硬石膏、肠状硬石膏、盐溶膏溶角砾结构等的发育。 生物很少，只有藻层纹石、介形虫的碎片和垂直潜孔。 2、滩涂亚相周期暴露； 低潮线附近能量高，向上变弱。 在低潮线上生活屑、砂屑、鲂粒灰岩及灰泥灰岩丘状柱状藻筋层； 上方颗粒砂浆增多，透镜状、脉状、复合波状层理发达，有极浅水波痕和改造波痕，有波状、叠状藻纹层、鸟眼结构，也有干裂纹、雨痕等露出结构。 羽状交错层理、潮池多为球粒灰泥灰岩、纹样层状灰泥灰岩，发育藻席和底生生物。 潮道上砂屑、生屑、鲂粒和砾屑的堆积多，向上变细，潮汐层理和清洗结构多。 生物匮乏，以藻类、腹足等为主，异地的生物屑多。 3 .潮下带亚相位于平均低潮面下、浪基面上的浅滩。 海底地形发生局部变异的话，就会出现沙堤、生物礁等，阻碍向陆侧的海水运动，形成相对低能量区，在海侧形成高能区，两者的堆积特征的界限也随之变化。 在这种情况下，潮汐带可以进一步分为限制潮汐带和开放潮汐带。 (1)限制潮下带：也称为闭塞潮下带或潮下低带。 是指在潮间带下，扩大潮间带的后方，朝向陆地一侧。 由于水下屏障的作用，波浪和水流的能量逐渐在海底消耗，波浪的振幅相应地变小，水流变弱，海底沉积物受到的介质的搅拌和筛选作用变小，因此这一带是低能量环境。 在这种情况下，形成的岩石类型以主要含灰浆、灰浆的生物灰岩、含灰浆的内屑灰岩、球粒灰浆石灰岩为主，生物化石也很丰富，有时也形成生物礁。 (2)开放潮下带：也称为潮下高带。 位于局限潮下带的外侧，波基面上，以高能环境，与广海相连。 波浪和潮汐对这种沉积物的搅拌相当强，筛选作用也充分。 营养丰富，生物大量繁殖。 岩石类型主要是明亮的晶粒石灰岩，如生物和生物屑灰岩、内屑灰岩、鲂粒灰岩。岩层可见交错层理、波痕、冲洗沟、潮汐水道等结构。 由于生物多，虫孔发达，生物摄取作用剧烈，破坏层理，岩层多呈厚层块状。 位于波浪基底面以下的深海区，可以称为广阔的海相带。 这里波浪作用达不到海底，属于水体能量小，远岸低的带。 岩石主要是泥晶灰岩、泥晶生物灰岩、泥晶生物屑灰岩和团块灰岩等。 有水平层理，岩层一般呈块状或中厚层状。 生物数量锐减，门类单一，