第二节-潮坪沉积.ppt

1、第二节 潮坪沉积,潮坪：位于高低潮位之间（潮间带），周期性出露水面的近岸地带。一般为淤泥质海岸。 潮坪的宽度取决于潮差和坡度： 强潮海岸（潮差4m）的潮坪宽阔而广泛，中潮海岸（潮差2 4m）潮坪狭窄 欧洲北海潮差为2.44m，潮坪宽710km 我国苏北潮差为24m，潮坪宽10km左右 我国淤泥质海岸的长度为4000km，占岸线总长的1/4 形成潮坪环境的条件还需要丰富的细粒沉积物物源，并且波浪作用较弱；如果物源不足或波浪作用太强，即使潮差大、地形缓，也不利于潮坪的发育。 根据涨、落潮时露出水面的情况，将潮坪环境分为： 潮上坪：平均高潮线至特大潮高潮线之间的地带。 潮间坪：平均高、低潮线之间的地

2、带。又可以分为高潮坪、中潮坪和低潮坪。 潮下带：平均低潮线以下的地带。,潮坪沉积动力机制 潮间坪上碎屑物质以平行等深线的带状形式被反复的搬运，。因此可将潮间坪划分为三个碎屑物搬运沉积带：（图6-2-1） 悬浮载荷为主的搬运沉积带（高潮坪） 床沙及悬浮载荷共存的过渡搬运沉积带（中潮坪） 床沙载荷为主的搬运沉积带（低潮坪）,图6-2-1 潮间坪上的沉积物搬运沉积带 MHW：平均高潮线； MLW：平均低潮线,悬浮物质的搬运和沉积 物源：来自滨外陆架，由涨潮流带来 来自潮坪沉积物的再悬浮 来自陆源，由河流、风等带来 沉积滞后效应：指质点沉降到底床上的时刻晚于潮流流速减小到不能悬移搬运此质点的时刻。（图

3、6-2-1）,由于涨潮流的作用，质点1进入AA水体中呈悬浮状态，随着流速的降低，在C点开始向底部沉降（流速为2），但由于涨潮流作用继续向前进，直到点5处才沉到底部，此时流速为4。在退潮时，此质点不能被AA水体所带动，因为所需的起动流速大于AA水体在该点的流速。BB水体具有其所需要的流速，故将质点1从5点搬运到7点，在7处又开始下沉，到9处下沉到底部。则点C和点5之间的距离为沉积滞后距离。,图6-2-1 沉积和侵蚀滞后效应 （P切线与曲线AA ， BB 的交点代表半潮时水体的最大流速）,侵蚀滞后效应：潮坪上已沉积质点在随后的落潮过程中可能重新被潮流携带进入搬运状态，颗粒被重新悬浮需要潮流流速超过

4、颗粒起动流速。 侵蚀滞后距离：因落潮流速是逐渐增大的，在颗粒被再悬浮起来的时间内，原悬浮该质点的水体向海移动的一定距离。（以0.1cm/s增大 20cm/s） 潮坪上涨、落潮流在流速和流时上具有不对称，涨潮流流速大于落潮流流速，也是产生侵蚀滞后的原因。 两种效应使得质点在每个周期都滞后一定的距离。如图在一个周期内，质点1由1处向陆搬运到9处。经过多个周期后，质点就到达了落潮流不能再将其带动的位置而沉积下来。 沉积滞后和侵蚀滞后两种作用使得潮坪沉积发生向岸的净迁移和堆积。,推移质（床沙）的搬运和沉积 当潮流流速大于10cm/s时，潮坪上的砂质点开始被带动，随着流速增大，以波痕形态迁移。 潮坪分带

5、 根据水动力情况及沉积特征：高潮坪、中潮坪和低潮坪 高潮坪：一半以上时间露出水面，以悬移搬运和沉积为主 中潮坪：一半时间露出水面，悬移、推移搬运共存 低潮坪：一半以上时间淹没水中，以悬移搬运和沉积为主,潮坪沉积特征 砂砾质潮坪 物质组成：主要为砂、砾石，颗粒由岸向海逐渐变细。 海滩砂的特点：分选优良 砾石海滩，砾石的长轴大多平行堆积体的走向，层理构造以低角度的交错层理为主，滩面上发育各种类型的波痕、流痕及障碍物形成的新月形流痕等。,淤泥质潮坪 沉积构造特征 波痕：潮流、波浪作用形成。,双脊波痕：由于落潮时水位下降而产生的，较深水时形成了较大的浪成波痕，随着水位的下降，波浪产生的较小表面波在原峰

6、脊上又塑造了小型波痕。（图6-2-3）,图6-2-3 双脊波痕,削顶波痕：浪成波痕（脊间谷圆）在水位下降时被潮流或波浪将波痕上的物质搬运到波谷中所致。（图6-2-4）,图6-2-4 削顶波痕,干涉波痕：由于不同方向的潮流、波浪或两者同时作用所造成的两组以上的波痕。（图6-2-5）,图6-2-5 干涉波痕,羽状交错层：由涨、落潮的双向流动造成的双向交错层理，也称为人字形交错层理、青鱼刺交错层理（图6-2-6）。涨潮流使沙波向岸迁移产生主要交错层系；落潮流在其上形成向海倾斜的次要交错层系，这种正、反向层系之间往往被再作用面隔开。,羽状交错层的出现、内部特征和方向性受涨、落潮流速的不对称性效应和大、

7、小潮更替效应影响。涨潮流较强时只显示涨潮流塑造的沙波，而落潮流沙波多被随后的涨潮流冲刷掉。随着从大潮过渡为小潮，沉积物的被侵蚀改造深度随之变化，大潮时塑造的羽状交错层得以保存，小潮时形成的常被侵蚀掉（图6-2-7）。,图6-2-6 荷兰韦斯特斯凯尔特河口湾潮坪砂体的羽状交错层的横剖面 F1F2 ：连续涨潮相的束状体 E2E3：落潮相束状体,该潮坪附近的平均大潮潮差4.9m，涨潮流速大于落潮流速。沉积物以细沙为主，底形有大型沙丘交错层及沙波交错层，两者都具有双向性特征。研究表明，主要为平行涨潮方向的交错层，落潮流方向的次要。在平行涨潮方向交错层的剖面内可以辨别出若干个加积束状体，彼此间被倾角平缓

8、的遭受或未遭受侵蚀的泥面所隔开，后者代表了涨潮沙波迁移的停顿阶段，称为停顿面。,该潮坪附近潮流大、小潮时底流流速不同，而且涨、落潮流的相对强度有差异，故大潮时底形迁移的距离远，小潮时迁移的距离近，沙波的规模有很大差异，前积层优势倾向有差异，小潮时部分束状体以平行落潮流向为主。,图6-2-7 荷兰韦斯特斯凯尔特河口湾砂坪上中等潮流活动地段 大潮小潮周期内层理特征的变化,潮汐韵律层理：潮流作用下由悬移质与推移质交互沉积形成，为潮坪环境的特征沉积构造。（脉状层理、透镜状层理、波状层理）,脉状层理：由悬浮的泥质沉积在沙波波谷内构成的。 透镜状层理：因沙量不足而形成了不连续的沙波，再沉积泥质而组成的。

9、波状层理：界于上两者之间。,理想潮汐韵律层理的形成过程（Reineck ,1968），每一个潮周期内产生的层系分为四层： 平、憩潮时（流速10cm/s）沉积两层以沙波形式迁移的沙。优势潮流（多涨潮流）阶段形成较厚的具斜层理构造（前积层倾向涨潮流流向）的砂层；平潮时在砂层上沉积了一层泥；次要潮流（多退潮流）阶段侵蚀冲刷涨潮流阶段的砂，形成再作用面并堆积了具沙纹交错层（倾向落潮流流向）的砂层；最后的憩潮阶段又沉积了第二层泥。平、憩潮时产生的两层泥称为双粘土层，双粘土层以及其间的细砂层统称为束状体。（图6-2-8）,图6-2-8 潮汐韵律层理形成过程图解 A：主要潮流阶段 B：第一次平潮阶段 C：次

10、要潮流阶段 D：第二次憩潮阶段,图6-2-9 再作用面构造的发育过程 A，C：建设阶段（优势潮流相） B，D：侵蚀阶段（次要潮流相）,再作用面构造：截切交错层层系的曲面，与下伏交错层层系的倾向一致，倾角较缓，为潮坪环境特征的构造。 再作用面又成为停顿面，代表优势流向沙波迁移的停顿阶段，因同时伴随着发生悬浮沉积，往往覆盖有一层泥质物。,沉积物特征 高潮坪：海水淹没时间短，潮流流速低。细粒粉砂、粘土等悬移质，为粘土质粉砂、粉砂质粘土、粘质粉砂夹透镜状细砂；常见脉状层理，有干裂、生物扰动构造发育。 中潮坪：悬移、推移沉积近于相等，砂层、泥层互层，常见脉状层理或透镜状层理，生物扰动构造中等发育。 低潮

11、坪：海水淹没时间长，沉积物砂为主，羽状交错层理发育，生物扰动构造不发育。,潮坪沉积相序列 潮上坪相：特大高潮及风暴潮才淹没，粉砂、粘性土或蒸发岩，干裂构造，盐沼等，生物扰动强，富有机质。 潮间坪相：垂向加积和横向加积的混合带，随着沉积物向海加积，潮坪沉积的垂向层序自下而上为：低潮坪、中潮坪和高潮坪；沉积物自下而上逐渐变细；沉积构造从低潮坪的小型交错层理为主过渡到中潮坪的潮汐韵律层理为主再到高潮坪的水平层理为主。 潮下带相：粉砂、砂-粉砂互层，沉积构造可见潮汐韵律层理、沙纹交错层理和羽状交错层理，有时有潮道沉积。 潮道相：沉积厚度等于潮道深度。 潮道：潮流自开阔海进入泻湖、潮坪的主要通道，规模大

12、，发育在潮下带。,美国纽约长岛南的法伊厄岛潮道由于横向迁移在剖面上出现：1. 潮道底部滞留砾石，由岩屑、介壳等组成。2. 深潮道单元，一组透镜体砂体，发育了向落潮方向倾斜的再作用面。3. 浅潮道单元，平行层理的存在说明处于高流态。 进积潮坪体系在剖面上表现为向上变细的层序，潮间坪相之上覆盖了潮上坪相（图6-2-10），总厚度相当于最大潮差。底部为砂，具羽状交错层理（低潮坪亚相）；中部为泥、砂互层，脉状层理、沙纹交错层理及生物扰动构造（高潮坪亚相）；顶部为泥，含丰富的植物根，波状层理、水平层理及干裂构造（潮上坪亚相）。,图6-2-10 苏北王港潮坪柱状图 MLW：平均低潮线 MHW：平均高潮线 MHHWS：大潮平均高高潮线,各地不同地区、不同环境下的潮坪沉积物特征：,五、潮