第六章5节-生物礁

1、1第六章第六章 碳酸盐岩沉积环境及沉积相模式碳酸盐岩沉积环境及沉积相模式第五节 生物礁与礁相模式2一一、 礁沉积环境和沉积作用礁沉积环境和沉积作用 1 1礁的概念礁的概念 邓哈姆（邓哈姆（19701970）提出礁的双重概念：广义礁和狭义）提出礁的双重概念：广义礁和狭义礁。礁。 狭义的礁即所谓狭义的礁即所谓生态礁生态礁，是指造礁生物原地生长造是指造礁生物原地生长造成的坚固的抗浪骨架，它在地形上具有隆起的正向地成的坚固的抗浪骨架，它在地形上具有隆起的正向地貌特征。貌特征。 广义的礁实际上是指厚的碳酸盐岩体，横向延伸不广义的礁实际上是指厚的碳酸盐岩体，横向延伸不远，即是一个三度空间上的碳酸盐岩几何体

2、，包括如远，即是一个三度空间上的碳酸盐岩几何体，包括如下众多同义或基本同义的多种名词：石化礁、生物礁、下众多同义或基本同义的多种名词：石化礁、生物礁、生物岩礁、有机建造、生物丘、灰泥丘、生物层、层生物岩礁、有机建造、生物丘、灰泥丘、生物层、层状礁、地层礁等。状礁、地层礁等。32 2、礁的相带、礁的相带生物礁主要由礁核、礁翼、礁基、礁间、生物礁主要由礁核、礁翼、礁基、礁间、礁盖五个单元构成。礁盖五个单元构成。4（1 1）礁核亚相）礁核亚相 礁核礁核是礁体中能够抵抗波浪作用的那部分，乃礁是礁体中能够抵抗波浪作用的那部分，乃礁的主体。的主体。它主要由原地堆积的生物礁灰岩组成，其中它主要由原地堆积的生

3、物礁灰岩组成，其中造礁生物含量较高，还有一些附礁生物。岩类主要为造礁生物含量较高，还有一些附礁生物。岩类主要为骨架岩、粘结岩、障积岩、生屑泥粒和粒泥灰岩等。骨架岩、粘结岩、障积岩、生屑泥粒和粒泥灰岩等。生物联结作用和非生物联结作用（海底早期碳酸盐胶生物联结作用和非生物联结作用（海底早期碳酸盐胶结作用）对加固礁体的稳定性起着重要的作用。结作用）对加固礁体的稳定性起着重要的作用。2 2、礁的相带、礁的相带52 2、礁的相带、礁的相带678910（2 2）礁翼亚相）礁翼亚相 礁翼礁翼指礁相与非礁相呈指状交错过渡的那部分礁体。指礁相与非礁相呈指状交错过渡的那部分礁体。礁体迎风礁体迎风( (开阔海开阔海

4、) )的一侧称礁前，背风的一侧称礁后。的一侧称礁前，背风的一侧称礁后。盆地或泻湖中的点礁或塔礁的翼部则分不出礁前和礁盆地或泻湖中的点礁或塔礁的翼部则分不出礁前和礁后。后。 礁前：礁前：形成礁前塌积岩或礁角砾岩，这些礁碎形成礁前塌积岩或礁角砾岩，这些礁碎屑磨圆和分选差。往深水方向与盆地相泥晶灰岩、泥屑磨圆和分选差。往深水方向与盆地相泥晶灰岩、泥灰岩沉积物呈指状接触。灰岩沉积物呈指状接触。 礁后：礁后：礁后往往由砂坪和泻湖组成，礁后砂坪礁后往往由砂坪和泻湖组成，礁后砂坪由分选较好的砂屑灰岩和生屑灰岩构成。礁后泻湖为由分选较好的砂屑灰岩和生屑灰岩构成。礁后泻湖为静水灰泥沉积，其中可发育大量的海百合、

5、绿藻、腕静水灰泥沉积，其中可发育大量的海百合、绿藻、腕足类、介形虫等动物群。足类、介形虫等动物群。 2 2、礁的相带、礁的相带1112（3 3）礁间）礁间 礁组合中的非礁相部分，海侵时为正常海相碳酸盐礁组合中的非礁相部分，海侵时为正常海相碳酸盐沉积；海退时，为泻湖相甚至蒸发岩沉积。海侵条件沉积；海退时，为泻湖相甚至蒸发岩沉积。海侵条件下有利于礁的形成；在海退条件下则有利于蒸发岩的下有利于礁的形成；在海退条件下则有利于蒸发岩的形成。形成。 2 2、礁的相带、礁的相带13（4 4）礁基）礁基 礁生长基底的原始地形隆起，礁生长基底的原始地形隆起，台地上滩、生物台地上滩、生物丘、海底火山、砂坝等均可成

6、为生物礁固着生长的丘、海底火山、砂坝等均可成为生物礁固着生长的基底，在礁基上基底，在礁基上最早形成的往往是使活动底质固定最早形成的往往是使活动底质固定的盖覆岩。的盖覆岩。 （5 5）礁盖）礁盖 生物礁顶部发育终止后沉积的深水盆地相或泻生物礁顶部发育终止后沉积的深水盆地相或泻湖相蒸发岩。湖相蒸发岩。 2 2、礁的相带、礁的相带143 3、礁的类型、礁的类型根据礁的根据礁的沉积环境沉积环境，可把礁分为台地礁、台地边缘，可把礁分为台地礁、台地边缘礁、盆地礁、泻湖礁、滩礁等。礁、盆地礁、泻湖礁、滩礁等。 按礁的按礁的形态形态可分为：可分为：点礁、塔礁、环礁、马蹄礁、点礁、塔礁、环礁、马蹄礁、丘礁、层状

7、礁等。丘礁、层状礁等。 按礁的按礁的形态和与海岸的关系形态和与海岸的关系可分为：岸礁、堤礁可分为：岸礁、堤礁（堡礁）、环礁和台礁。（堡礁）、环礁和台礁。 早在一个多世纪以前，达尔文就提出礁基下沉的学早在一个多世纪以前，达尔文就提出礁基下沉的学说，以解释岸礁、堤礁、环礁的生成、发展、及演化。说，以解释岸礁、堤礁、环礁的生成、发展、及演化。 15 按形态可将礁分为以下类型：按形态可将礁分为以下类型： l l）点礁：）点礁：也称为斑点礁。礁体近似圆形，或呈也称为斑点礁。礁体近似圆形，或呈不规则状，是在泻湖或外滨海底较小隆起上形成的孤不规则状，是在泻湖或外滨海底较小隆起上形成的孤立小礁体。现代海洋中，

8、点礁主要分布在大陆架海域立小礁体。现代海洋中，点礁主要分布在大陆架海域浪基面以上，并止于海面。浪基面以上，并止于海面。162 2）宝塔礁：）宝塔礁：也称为尖柱礁和孤礁，形似锥状或者陡侧也称为尖柱礁和孤礁，形似锥状或者陡侧向上变尖的丘状，是成礁期海底持续下降而成，多出向上变尖的丘状，是成礁期海底持续下降而成，多出现于深水带。现于深水带。 3 3）马蹄形礁：）马蹄形礁：也称为新月形礁。向风面一侧礁体发育，也称为新月形礁。向风面一侧礁体发育，背风一侧不发育，礁体凸面迎风，多分布于开阔海盆中，背风一侧不发育，礁体凸面迎风，多分布于开阔海盆中，如美国二叠纪马蹄形礁。如美国二叠纪马蹄形礁。 17 4 4）

9、环礁：）环礁：礁体围绕海底较大隆起的边缘生长，连礁体围绕海底较大隆起的边缘生长，连接成环状，中央带凹下成泻湖，多出现于外滨广海中。接成环状，中央带凹下成泻湖，多出现于外滨广海中。现代太平洋、印度洋以及我国南海均有发育，古代礁现代太平洋、印度洋以及我国南海均有发育，古代礁如墨西哥白垩纪的环礁。如墨西哥白垩纪的环礁。 18 5 5）丘礁：）丘礁：孤立地分布，近似半球状。是波基面以孤立地分布，近似半球状。是波基面以下较深水碳酸盐堆积而成。圆丘礁或宝塔礁用来指示下较深水碳酸盐堆积而成。圆丘礁或宝塔礁用来指示大陆架边缘或盆地内的单元岩隆。大陆架边缘或盆地内的单元岩隆。 6 6）层状礁：）层状礁：也称为带

10、状礁和滩礁，分布面积较大，也称为带状礁和滩礁，分布面积较大，礁高度不大，多分布于碳酸盐岩台地上，相当于前述礁高度不大，多分布于碳酸盐岩台地上，相当于前述生物层礁。生物层礁。19按礁的形态及其与海岸的关系可分为：按礁的形态及其与海岸的关系可分为： 岸礁、堤礁（堡礁）、环礁和台礁。岸礁、堤礁（堡礁）、环礁和台礁。20礁的演化礁的演化2122堡堡 礁礁2324大堡礁珊瑚礁湖大堡礁珊瑚礁湖252627二二、生物礁中的生物及礁灰岩生物礁中的生物及礁灰岩1 1、生物礁中生物的作用形式、生物礁中生物的作用形式u造礁生物，是指底栖固着、群体、具有造架能力的造礁生物，是指底栖固着、群体、具有造架能力的生物。是礁

11、体的骨干生物。生物。是礁体的骨干生物。可细分为：可细分为：p造架生物造架生物：多为块状、半球状、球状、枝状板状生：多为块状、半球状、球状、枝状板状生物如珊瑚、海绵等。物如珊瑚、海绵等。p粘结生物粘结生物：附着于其它生物之上的结壳状、板状的：附着于其它生物之上的结壳状、板状的具有粘结能力的生物，如藻类、苔藓虫等具有粘结能力的生物，如藻类、苔藓虫等p障积生物障积生物：在浪基面附近生长的茎枝状、棒状生物，：在浪基面附近生长的茎枝状、棒状生物，可降低水的流速利于灰泥沉积的生物，如海百合等。可降低水的流速利于灰泥沉积的生物，如海百合等。p附礁生物：附礁生物：28p附着式：附着式：藻类等可以附着在骨架生物

12、上造成结壳，藻类等可以附着在骨架生物上造成结壳，起到加固作用。起到加固作用。p胶结式：胶结式：藻类生长在洞穴或孔隙内，产生胶结作用，藻类生长在洞穴或孔隙内，产生胶结作用，同时起到加固作用，有许多碳酸盐颗粒都是被海藻同时起到加固作用，有许多碳酸盐颗粒都是被海藻胶结成岩的。胶结成岩的。 大部分生物礁都是这几种生物作用结合起来形成大部分生物礁都是这几种生物作用结合起来形成的，很少是某种单独的作用造岩的，很少是某种单独的作用造岩。293031p地质历史时期的造礁生物是地质历史时期的造礁生物是变化的，前寒武纪至早古生变化的，前寒武纪至早古生代主要是蓝绿藻、海绵和古代主要是蓝绿藻、海绵和古杯，中古生代为珊

13、瑚和层孔杯，中古生代为珊瑚和层孔虫，晚古生代为结壳的藻、虫，晚古生代为结壳的藻、苔藓虫以及海绵和水螅，白苔藓虫以及海绵和水螅，白垩纪为厚壳蛤，第三纪为珊垩纪为厚壳蛤，第三纪为珊瑚和藻。瑚和藻。 2 2、礁相灰岩、礁相灰岩u骨架岩骨架岩u粘结岩粘结岩u障结岩障结岩u礁角砾岩礁角砾岩323 3、生物礁的形成与发展、生物礁的形成与发展詹姆斯（詹姆斯（JamesJames，19791979）认为大多数生物礁的发）认为大多数生物礁的发展可以划分为四个阶段，即：展可以划分为四个阶段，即：定殖阶段、拓殖阶段、定殖阶段、拓殖阶段、泛殖阶段以及统殖阶段泛殖阶段以及统殖阶段。各阶段特征如下：。各阶段特征如下：（1

14、 1）定殖阶段）定殖阶段 在古生界和中生界，最常见的是由有柄亚门或在古生界和中生界，最常见的是由有柄亚门或棘皮动物碎片组成的一系列棘皮动物碎片组成的一系列浅滩或骨骼灰质砂的堆积浅滩或骨骼灰质砂的堆积体体，新生界则由钙质绿藻的板片组成。这些沉积物的，新生界则由钙质绿藻的板片组成。这些沉积物的表面繁殖着藻类（钙质绿藻）、植物（海草或者动表面繁殖着藻类（钙质绿藻）、植物（海草或者动物（有柄亚门它们围着底层，使其联结和固定下物（有柄亚门它们围着底层，使其联结和固定下来随后星星散散的枝状藻类、苔藓虫、珊瑚虫、软来随后星星散散的枝状藻类、苔藓虫、珊瑚虫、软的海绵和其他后生生物就开始在的海绵和其他后生生物就

15、开始在定殖的生物之间生长定殖的生物之间生长起来。起来。33（2 2）拓殖阶段）拓殖阶段 这是造礁生物的初期繁殖，这是造礁生物的初期繁殖，生物礁岩石以生物种类生物礁岩石以生物种类少为特征，这个时期的生物能忍受沉积物降落（浊度）少为特征，这个时期的生物能忍受沉积物降落（浊度）的影响。的影响。常见的是成熟的枝状的生物（障积作用）为主。常见的是成熟的枝状的生物（障积作用）为主。（3 3）泛殖阶段）泛殖阶段 这个阶段沉积通常这个阶段沉积通常构成了礁体的大部分，礁体向上构成了礁体的大部分，礁体向上生长，隆起的幅度加高生长，隆起的幅度加高，并向侧向扩展，礁翼形成。生，并向侧向扩展，礁翼形成。生物的种类和数量

16、达到最高程度，抗浪的块状、穹状和叠物的种类和数量达到最高程度，抗浪的块状、穹状和叠层状的造礁生物逐渐占统治地位。层状的造礁生物逐渐占统治地位。同时，波浪、潮汐水同时，波浪、潮汐水流可以破坏一些原生骨架，形成礁角砾、碎屑。流可以破坏一些原生骨架，形成礁角砾、碎屑。3 3、生物礁的形成与发展、生物礁的形成与发展344 4）统殖阶段）统殖阶段 是礁的消亡阶段，是礁的消亡阶段，生物突然变成少数几种属的生物生物突然变成少数几种属的生物群体，数量大大减少，形成层状生物碎屑碳酸盐沉积。群体，数量大大减少，形成层状生物碎屑碳酸盐沉积。3 3、生物礁的形成与发展、生物礁的形成与发展35三、生物礁发育的控制因素三

17、、生物礁发育的控制因素1 1、浅水最有利礁的生长。浅水最有利礁的生长。海平面相对变化改变水深对海平面相对变化改变水深对礁有明显的控制作用。海平面相对快速下降时，礁礁有明显的控制作用。海平面相对快速下降时，礁露出水面露出水面干死干死；海面相对快速上升，礁进入深水中；海面相对快速上升，礁进入深水中淹死淹死；海平面若保持相对稳定，礁体可以向侧向发；海平面若保持相对稳定，礁体可以向侧向发展。展。2 2、温暖有利礁的生长。温暖有利礁的生长。气候变冷礁气候变冷礁冻冻死死。3 3、盐度正常有利于礁生长。盐度正常有利于礁生长。礁后泻湖高盐度礁礁后泻湖高盐度礁咸死咸死。4 4、清洁海水最有利于礁的生长。清洁海水

18、最有利于礁的生长。当气候变化或地壳变当气候变化或地壳变动导致陆源物注入时礁动导致陆源物注入时礁呛死呛死。 因此，大地构造和地壳运动、海平面变化、气候条因此，大地构造和地壳运动、海平面变化、气候条件、海水温度和盐度件、海水温度和盐度 、地形地貌条件等均对礁的生、地形地貌条件等均对礁的生长发育有重要控制作用。长发育有重要控制作用。36四、生物礁鉴别标志四、生物礁鉴别标志1 1、生物标志、生物标志 在碳酸盐岩地层的生物礁相中造礁生物和附礁生物的大量出在碳酸盐岩地层的生物礁相中造礁生物和附礁生物的大量出现。现。2 2、古地貌标志、古地貌标志 生物礁具有明显的原始地貌隆起，加上礁相和非礁相之间的生物礁具有明显的原始地貌隆起，加上礁相和非礁相之间的差异压实作用，因此，礁相地层的厚度明显比同期非礁相地差异压实作用，因此，礁相地层的厚度明显比同期非礁相地层的厚度明显大。层的厚度明显大。3 3、岩性标志、岩性标志 礁核发育骨架岩、障积岩和粘结岩。礁前的垮塌礁角砾也是礁核发育骨架岩、障积岩和粘结岩。礁前的垮塌礁角砾也是礁的识别标志之一，礁顶、礁翼的生屑、砂屑灰岩易发生白礁的识别标志之一，礁顶、礁翼的生屑、砂屑灰岩易发生