海洋沉积学内容概要

第一章海洋沉积学导论

第一节海洋概况

1. 学科地位

海洋学包括：

（1）海洋物理；（2）海洋化学；（3）海洋生物；（4）海洋地质：海底地形、海洋沉积、海底构造、海洋矿产

2. 定义

海洋沉积学(marine sedimentology)是海洋地质学的重要分支，是海洋学和沉积学之间的边缘学科。

海洋沉积学是研究现代海底沉积物（及沉积岩）的组分、结构、分布规律、岩相、形成作用及形成机理的科学。

第二节海水运动及其沉积作用

一、海水运动

1.河流径流作用

2.波浪作用

3.潮汐作用

4.大洋环流作用

二、沉积作用

1.机械搬运与沉积作用

1）牵引流

搬运介质运动带动固体颗粒运动，水和空气是牵引流的主要介质。

低流态，F<1, 是一种水深流缓的流动状态，水体搬运能力弱，水面波动和沉积物表面的起伏不同相。

过渡流态：F=1，水面波动与沉积物表面起伏不完全同相。

高流态：F>1，是一种水浅流急的流动状态，水体搬运能力大，水面波动和沉积物表面的起伏同相。

2）重力流

通常称为高密度流, 在重力作用下，沉积物不稳定而移动?带动水介质运动?水介质与沉积物充分混合，进而形成富含沉积物的流体。

按照沉积物的支撑机理，重力流可分为四种类型：

浊流：流体内的沉积物由湍流的向上分力所支撑，并使沉积物持续地悬浮于流体中。

液化流：沉积物颗粒间孔隙流体的向上流动而支撑沉积物。在富含液体（水）的松散沉积物中，当孔隙流体压力超过静水压力时，颗粒保持悬浮状态，就象流沙一样。

颗粒流：由于沉积物颗粒之间的相互碰撞作用而支撑颗粒呈悬浮状态，在重力作用下流动。

碎屑流：基质支撑沉积物颗粒，使砂、砾级悬浮于其中而在重力作用下进行搬运。

2.化学搬运与沉积作用

溶解物质可以呈胶体溶液或真溶液被搬运，这与物质的溶解度有关，Al、Fe、Mn、Si的氧化物难溶于水，常呈胶体溶液搬运；而Ca、Na、Mg的盐类则呈真溶液搬运。在沉积盆地中沉淀形成各种自生氧化物和盐类矿物。

1）在搬运过程中，当胶体溶液因两种带不同电荷的胶体相遇，或电解质作用，或浓度增大以及pH值的影响失去稳定时，胶体就发生凝聚（絮凝作用），胶体物质即在溶液中集结成为絮状、团块状。这时的胶体就可以克服原来胶体质点的布朗作用，在重力作用下，于合适的沉积环境里，逐渐沉积下来。

2）由真溶液化学组分的类型和外界化学条件的变化使真溶液发生有规律性的沉积现象称为化学沉积分异作用。

3.生物搬运与沉积作用

生物作为一种搬运营力的意义较小，但生物的沉积作用却是很重要的。生物不仅可使溶解物质大量沉淀，还可使部分粘土物质和内源碎屑发生沉积。生物的沉积作用包括直接方式和间接方式（细分生物化学沉积作用和生物物理沉积作用两种）。

第三节海平面变化

一、海平面

海平面的全称叫平均海平面，它的精确定义是随着大地测量学的发展而确定的。基于人类对海水表面位置的传统观念，为了确定大地测量高程的零点，人们假定在一定长的时间周期内，海水表面的平均高程是静止不动的。这个海水表面的平均高程就是平均海平面，它可以作为大地测量的基准面。

二、全球海平面变化

验潮仪记录到的海平面变化是海平面相对于当地海岸基岩的变化，叫作相对海平面变化，它通常只能代表局部地区的海平面变化状况。为了研究地质历史上的世界性海平面变化，提出了全球性海平面变化(eustasy)的概念。它可能是全球海水体积变化引起的，也可能是海盆容积的变化引起的。在地质历史上，全球性海平面变化是造成各地相对海平面变化的一个主要因素。各地的相对海平面变化在不同程度上反映了全球性海平面变化。

第二章近岸带沉积作用

近岸带(nearshore, 或称海岸带)环境是指从特大高潮线至深度为浅水波半波长(水深约20m以内）的区域，包括三角洲、河口湾、海滩、障壁岛、潟湖、及潮坪等次一级单元。在近岸带环境中海洋与非海洋过程相互作用。海洋过程受波浪、潮汐、海流、环流等因素所控制。非海洋过程则主要受河流径流量、流速及固体载荷的性质、数量等因素所支配。

沉积体系(depositional system)是成因上密切相关的沉积相的组合(Davis, 1983)。因此，近岸环境中的三角洲、河口湾、潮坪、潟湖、海滩等都代表了不同的沉积体系。

第一节地貌特征

一、近岸带地形单元的划分

近岸带（狭义）：以海洋过程为主，不受大河直接影响的海滩、障壁岛（波浪作用为主）和潮坪、潟湖（潮汐作用为主）

进一步划分：后滨、前滨、临滨

河口区：与大河口有关的河口湾和三角洲

进一步划分：近口段、河口段、口外滨海

二、多层次海岸分类原则

一级海岸：动力成因

二级海岸：气候成因

三级海岸：岩性成因

四级海岸：形态成因

第二节三角洲沉积作用

一、三角洲形成的流体动力学

Bates(1953) 将三角洲河口的作用过程比拟为水力学上的一个喷嘴。这种过程分成轴状喷流和平面喷流两种流动类型。

1）轴状喷流：河水与蓄水体水发生三度空间的混合作用。

2）平面喷流：河水与蓄水体水的混合作用发生在二度空间。

二、三角洲体系的类型

河控三角洲、浪控三角洲、潮控三角洲

三、沉积特征（包括各沉积相的沉积特征）

①三角洲平原相组合

三角洲平原是三角洲的陆上沉积部分，其沉积相包括：分流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分流间湾。

②三角洲前缘相组合

三角洲前缘是三角洲的水下沉积部分，呈环带状分布于三角洲向海洋一侧的边缘，即分流河道的前缘。其沉积相包括：水下分流河道、水下天然堤、河口沙坝、远端坝、前缘席状砂。

③前三角洲相组合

四、三角洲体系沉积特征小结：

1）物源：远的、内陆的、大陆内部的；

2）沉积物注入量大；海岸推进显著；

3）建设相：发育良好的和广阔的建设性层序；

4）破坏相：一般限于已建成的三角洲体的端部；

5）共生体系：侧向上共生的体系一般是大型的；

6）三角洲侧翼体系：作为独立体发育良好；

7）前三角洲：厚，一般是三角洲体系中最厚的相；

8）形态：朵状至伸长状，主轴垂直于区域沉积走向；

9）砂/泥比：通常是低的，有泥底辟。

第三节河口湾沉积作用

一、水动力要素

1.径流作用：载荷、环流

2.潮汐作用：潮波变形、周期不对称

3.波浪作用：向岸流、沿岸流

二、河口环流

盐水楔型、部分混合型、强混合型

三、沉积特征

1.河口湾沉积物的物源主要来自河流载荷及外海，较次要的物源有湾内的沿岸侵蚀产

物及生物骨屑、球粒等。

2.河口湾沉积物的物质成分以矿物碎屑为主，另外还有生物碎屑及自生组分。

3.由湾头向海常出现矿物成分的明显变化，这种变化是由于物源不同、沉积分异作用

及成岩变化所造成。

4.生物碎屑多为钙质壳(牡蛎、贻贝及腹足类)及有机质，有时可在局部富集成贝壳滩、

潮道滞留介壳层以及泥炭层。

5.未污染的河口湾中粉砂、泥含有机碳多<5％，砂多

四、河口湾沉积的判别标志

(1）此层序在剖面中常与陆相(海侵序列）或海相地层(海退序列）相接，并常和障壁层序共生。

(2）单个旋回不厚，多由若干个旋回组合在一起，分布范围仅为数十或数百平方公里。

(3）弱潮河口湾层序具有向上变细的趋势，粉砂、泥是最主要的沉积类型。中、强潮河口湾层序此趋势不明显，且砂质沉积占有一定比例。

(4）具有交错层理构造以及潮汐层理构造，以潮汐作用为主的河口湾常发育大型交错层理，交错层具有明显的双向性。

(5）含有丰富的半咸水至正常海相生物，但门类有限。

第四节潮坪沉积作用

一、潮坪体系的沉积相划分

根据涨、落潮时露出水面的情况，可将潮坪环境分为潮上坪、潮间坪和潮下带。潮坪的主要部分是潮间坪，又可分为高潮坪、中潮坪和低潮坪。由于潮流的冲蚀作用，可发育潮沟及潮道。

二、沉积构造

潮坪环境中流的双向性和能量的周期性变化(既发生在一个周期内，又有月、季的变化)以及物质来源中既有粉砂、粘土，又有砂，两者的综合效应就在潮坪环境中产生了一系列的特征沉积构造：羽状交错层理、复合层理(潮汐层理)、双粘土层、再作用面及各种波痕。这些沉积构造的形成，不仅与潮流有关，波浪也是重要甚至是主要的营力。另外，潮汐的涨、落使潮坪在一天内有部分时间要暴露在空气中，产生了暴露构造。除上述的无机构造外，生物成因构造也很特征。

三、沉积特征

(1)潮上坪相

潮上坪仅在特大高潮及风暴潮时才被淹没。干燥气候下的潮上坪裸露着松散的粉砂、粘土(如黄河三角洲潮坪)，并可出现蒸发盐—石膏(如加利福尼亚湾潮坪)。特征的沉积构造是干裂和纹层构造，石膏晶体充填在干裂缝中。

湿润气候下潮上坪多发育为盐沼，其中温、寒带为草沼(如北海潮坪、芬迪湾潮坪)，湿热气候为红树林沼泽(如尼日尔河三角洲潮坪等)。盐沼沉积物的特征是具有网状植物根及丰富的有机质。见波状纹层。发育生物钻孔、爬迹、觅食迹，也出现干裂构造。

(2)潮间坪相

潮间坪是垂向加积和横向加积的混合带。Reineck(1975)提出，将潮问坪从平均高潮线至平均低潮线依次划分为泥坪、混合坪、砂坪，或称为高潮坪、中潮坪、低潮坪。

潮间坪沉积物向海结构变粗的规律是存在的，但粒度变化的范围取决于物质来源及环境的能量水平—如我国苏北沿岸潮坪仅从中、细粉砂变为粗、中粉砂，而加拿大芬迪湾潮坪则由粘土质粉砂过渡为砂。

(3)潮下带相

潮下带仍以潮流作用为主，但波浪的影响更加明显。沉积物类型多种多样，可以砂为主夹少量粉砂，或砂．粉砂互层，也可因物源的影响以粉砂为主。沉积构造可见潮汐层理、沙纹交错层理及羽状交错层理。有时，潮道相在本带中具有重要的意义，因为潮道沉积的厚度大致等于潮道水深(如北海潮坪潮道水深可达15米)；而潮间坪沉积的厚度不会超过潮差。但有些潮坪(芬迪湾)不存在潮道相。

(4)潮道相

潮道与潮沟的区别是规模大、发育在潮下带，而后者小得多且发育在潮间坪上并间隙有水。

法伊厄岛潮道由于横向迁移在剖面上出现下列单元：

?潮道底部滞留砾石，由岩屑、介壳等组成；

?深潮道单元，透镜状砂体，形成向落潮方向倾斜的再作用面；

?浅潮道单元，发育平行层理。深、浅潮道单元即边滩沉积。

第五节潟湖沉积作用

一、潟湖的环境特点

潟湖环境是浅水低能系统，潮流、波浪的作用都不很强。潟湖的水文状况主要取决于淡水、咸水的补给量以及蒸发速率。

(1)潟湖环流体系：

?当径流量高于蒸发量时，发育类似河口的环流体系，低盐度水由表层向外流，海水由低部向内流入；

?当蒸发量高于径流量时，潟湖盐度高于海水，潟湖水由下向海流，海水由上向潟湖内流，呈“逆河口环流”系统;

?潟湖大都不是稳态系统，环流体系与净蒸发体系在一年内可多次交替出现。

(2) 潮汐作用特点

对环流及潟湖内环境特征起重要影响的潮汐作用强度主要取决于潟湖的规模、潮差和障壁通道的宽度、形状。狭窄或长的通道及浅潟湖将大大减弱潮流的能量。径流量很大，但潮差很小，则进入潟湖的潮流将很弱，潟湖水体盐度就很低。

(3) 化学生物特点

?盐度受气候条件及与开阔海隔离程度控制；

?潟湖水体富营养元素（P、N），原因：河流携带、缓慢的沉积速率、细菌对有机质的转化作用。

?潟湖发育盐沼植物、芦苇、浮游植物（硅藻、绿藻等；盐度异常使动物种类贫乏，但单个属种的数量却多，并出现畸变(个体变小、壳变薄等)。

二、潟湖的沉积特征

1.潟湖通常是低能环境，缺乏大量陆源碎屑物质的供给，有利于生物及化学沉积作用。

2.潟湖沉积的组成物质以碎屑为主，包括它生碎屑和内源碎屑。

3.它生碎屑主要来自障壁、外滨，部分来自陆地。以砂为主，少量粉砂、粘土。砂源

自：涨潮流、风、风暴潮及巨浪。

4.热带海岸潟湖沉积物可能全为碳酸盐质内源碎屑——生物碎屑所组成。

5.高盐潟湖中可形成盐类的化学沉淀，石膏呈大的晶体分布于泥中。潟湖内一些孤立

的超咸水体中存在石盐的化学沉淀。

6.沉积构造可以见到斑团、块状(均质)及沙纹交错层理。

第六节海滩沉积作用

一、波浪的动力效应

波浪是海滩环境中的主要作用力和能量的来源：

◆冲刷海岸形成了各种侵蚀地貌形态；

◆波浪破碎产生的冲流及回流塑造了海滩剖面；

◆波浪及其派生的沿岸流、裂流移动沉积物使底形发生变化，同时造成沉积物不断地

再分布。

◆由于潮汐引起海面发生周期性的升降，从而使波浪作用带的范围大大加宽。

二、沉积作用及其产物

(1) 沉积物的成分

?大多数海滩沉积物由稳定的陆源矿物碎屑——石英、长石组成，少量重矿物。

?海滩的沉积物可完全来自火山岩碎屑，如夏威夷和中美洲西海岸。

?矿物碎屑为主的海滩沉积物也往往含有一些生物碎屑，介壳可在前滨大量富集成贝

壳堤。

(2) 沉积物的结构

海滩沉积物的粒度变化很大，可从粉砂到巨砾，以砂为主，控制海滩沉积物平均粒径的因素：

?来源物质的粒度；

?波能强度；

?海滩坡度。

(3) 沉积物的构造

a. 后滨

●后滨的主要营力为风，常见的表面构造是具有大波痕指数的风成波痕。由于风向常

变，可出现多组干涉波痕。

●层理构造为与后滨表面平行的薄平行层理，是由向岸风、大潮或风暴形成的越过滩

肩的冲越流生成的，称为后滨层理。

●蟹的钻孔大量出现。

b. 前滨

●较陡的冲洗带多为与滩面平行的板状平行层理，但由于波浪入射方向的变化及冲流

的冲刷作用，在剖面上层系呈楔形，此即为冲洗交错层理或前滨层理。

●坡度较缓的冲洗带时常出现低振幅的逆行沙丘交错层理，系快速的回流流过渗透差

的细砂滩面而形成。

c. 内滨

●无沙坝发育的破波带及外激浪带以片流为特征，故形成近于水平的平行层理；

●有沙坝的内滨，层理复杂：沙坝向海坡有浪成、流成沙纹交错层理及平行层理；在

坝脊处，以平行层理及大型交错层理为主；向岸坡为沙纹交错层理和稍向陆倾的平行层理；在沟槽内以沿岸流的作用为主，有垂直岸线的流成小波痕、大沙波甚至平行层理。

d. 滨面

●正常天气时滨面仅受振动波的作用，形成对称浪成沙纹，但最后住住变为生物扰动

构造。

●风暴时形成丘状交错层理，平行层理及沙纹交错层理。在剖面上以生物扰动构造为

主，夹以层理构造。

第三章大陆边缘沉积作用

§ 3.1 大陆边缘地形地貌

大陆边缘分类

大西洋型(无沟弧型）：由大陆架、大陆坡和大陆基（隆/裙）组成

太平洋型（有沟弧型）：

东太平洋亚型(安底斯亚型):大陆架、大陆坡和海沟组成，

西太平洋亚型(东亚亚型)：大陆架、大陆坡及边缘海、岛弧和海沟组成

§ 3.2 大陆边缘沉积

浊流沉积作用特点（与牵引流比较）

浊流牵引流

搬运方式：粗细碎屑均呈悬浮式悬浮式(泥/粉沙) 、跳跃式(砂)、滚动式(砾)

悬浮原因: 自身重力-高速流动自身重力<向上的粘滞阻力,而使颗粒悬浮-产生向上的涡力使它悬浮作用

颗粒悬浮-自悬浮作用

沉积物: 高密度的水和砾/砂/泥低密度,即是洪水期也是混水,以水为主的混合物呈泥浆状

沉积分异: 不服从机械分异服从机械分异作用

扇远岸粗/ 近岸细

层序: 具鲍马层序:A/B/C/D/E 河道或潮道具二元结构

五段组成

平面形态：呈锥形分布或扇型分布

§ 3.3 大陆架沉积作用

一、沉积物特征：

①残留沉积：形成于更新世末低海面时期，其后未被改造，仍保留了原来的岩性、结构、构造、化石和沉积地形等；沉积物以砂为主，大都分布在外陆架，内陆架也有分布，与现代水动力环境不相适应。

②现代沉积：主要为陆源碎屑，主要由砂或泥组成，大都分布在内陆架，向海变薄，沉积物属性与现代沉积环境一致。

③准残留沉积：受现代海洋动力、生物和化学过程改造过的残留沉积。

三、风暴浪控大陆架浅海的碎屑沉积

风暴沉积物

风暴流形成的沉积物称风暴岩、风暴沉积或风暴流沉积的。风暴沉积物粒度有一定横向粒序，自陆往海，由粗变细。在风暴浪基面以上形成的风暴沉积物以砂、砾为主。临滨、悬积舌后部都可有风暴砂层。在正常浪基面和风暴浪基面之间的较上部，形成近源风暴沉积，粒径较粗；在风暴浪基面附近，形成远源风暴沉积，粒径较细。

风暴沉积的垂向层序具有规律性，反映了风暴阶段能量的演变。层序自下往上为：①风暴前正常浅海泥层；②侵蚀面以上为底部滞留沉积，由贝壳、泥砾、岩屑组成；③细砂层，粒序层理或块状层理，宏观上为丘状层理；④风暴后的正常浅海泥层、水平层理。其中②、③是风暴层，两者成对，构成层偶。

风暴层的堆积速率较快，不利于生物生长，因此，层内生物扰动痕迹较少。风暴的强烈侵蚀导致海底表层一定深度的无机沉积物、生物和生物碎屑一起离开海底呈悬浮状态，待能量减弱时一起沉积下来，于是在同一个风暴层中混杂了不同演化阶段的生物群。这种新老时代的有机、无机颗粒混杂堆积现象称Condensation，余素玉译为缩聚。缩聚现象在紊流事件（风暴沉积、浊流沉积、泥石流沉积）中普遍存在，但以风暴沉积中最明显。

四、潮控大陆架浅海碎屑沉积

（一）潮控大陆架浅海沉积地形

大陆架上的潮控底形以沉积底形为主，也有侵蚀底形。

1.潮控沉积底形

大型纵向沉积底形：沙垄和潮沙脊。与潮流方向一致

中小型横向沉积底形：沙波和沙纹。与潮流方向垂直

2.潮流侵蚀底形

冲蚀坑、纵向沟、障碍痕是三种常见的潮流侵蚀底形，属纵向底形，与潮流方向一致；（二）潮控大陆架浅海沉积物分布特征

可分成非海峡沉积物和海峡的沉积物两类：

1.潮控大陆架沉积物潮控大陆架沉积物有砾、砂、泥；可分别形成砾石席、砂席、泥区。三者顺优势潮流方向有序展布；上游砾石席，中游砂席，泥区常位于潮流搬运路线的末端

2.海峡沉积物

可分成窄海峡型和宽海峡型两类：

（1）宽度较小的海峡沉积物沉积物分布反映出轴部流速大，近岸流速小的特点：沉积物轴部粗，向两侧变细的特点。

（2）宽度较大的海峡沉积物如圣·乔治海峡东西宽80－153km，北通爱尔兰海，南连大西洋，其沉积粒序顺流向展布，北段较窄处为砾石席，南段开阔，为砂席

第四章大陆边缘碳酸盐沉积作用

§ 4.1 海洋碳酸盐沉积作用

一、海洋碳酸盐物质来源类型

海洋碳酸盐沉积物主要有三种来源

1.生物来源沉积物：直接来源

2.化学来源碳酸盐沉积物：必须具备以下条件

1）水温25－30°C，CaCO3 的过饱和度达600－700％；

2）主要分布在水深20m以上；

3）沉积规模比生物来源和陆源CaCO3小得多；

4）CaCO3中的主要成分为：文石和高镁方解石，含量在70－90％

化学来源碳酸盐沉积物：分布最广的是卵状的凝集物、其次是文泥、第三是鲕粒

3.陆源来源碳酸盐：分布在海岸和汇水区域，是经过母岩的分化、搬运、沉积形成碎屑型

碳酸盐沉积物，据介质性质：冰成、河成和风成

二、碳酸盐沉积作用的分带性

碳酸盐沉积物的分布有三个分带性：环大陆、垂向（深度）和气候

1、环大陆分带性：主要是环大陆生物群的分带性导致其碳酸盐含量的分带性。

2、垂向分带性：表层水沉积物

深层水沉积物

海底沉积物

3、气候分带性：纬度分带性，不同纬度有不同的气候导致其生物群和含量不同

§ 4.2 海洋碳酸盐沉积物的成分

碳酸盐岩的矿物成分：

（1）主要矿物：自生碳酸盐矿物包括方解石（高镁和低镁型）、文石和白云石(CaCO3)，含量>50％。

（2）次要矿物：铁白云石、菱锰矿、菱镁矿、菱铁矿等

（3）非碳酸盐的自生矿物：石膏、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐、钾石盐、玉髄、自生石英、黄铁矿、赤铁矿、伊利石、海绿石、胶磷矿等

（4）陆源矿物：粘土矿物、碎屑石英、长石、云母、绿泥石及重矿物

§ 4.3 海洋碳酸盐沉积物的结构组分

一、颗粒

1. 盆外颗粒：次要，陆源碎屑颗粒：砾、砂、粉砂、泥

2. 盆内颗粒：在沉积地区或沉积环境内因化学、机械、生物等因素形成的碳酸盐成分颗粒（1）生物碎屑颗粒：

（2）内碎屑：沉积盆地中沉积不久的、半固结或固结的碳酸盐沉积物或碳酸盐岩岩层，由于受波浪、潮汐风暴等作用，破碎、搬运、磨蚀，再沉积而成的。

（3）鲕粒：是具核心和特殊内部结构（如同心层和放射结构）的球状颗粒，因似鱼子而得名。鲕粒直径一般<2mm，>2mm为豆粒。

（4）藻粒：藻鲕、藻灰结核、藻团块、藻碎屑

（5）球粒与粪球粒

二、泥（泥晶、泥屑）

泥－泥质碳酸盐质点，粒度<0.005mm。也叫灰泥、微晶碳酸盐泥、微晶、泥晶、泥屑

三、胶结物

以化学沉淀方式沉淀、结晶于碳酸盐颗粒之间的方解石或其它矿物(或充填于颗粒之间的晶粒状方解石，粒度>0.005mm) 。常称：亮晶方解石、亮晶方解石胶结物、亮晶。

亮晶胶结物与灰泥的区别：

（1）晶体大小：亮晶大，灰泥小

（2）干净与否：亮晶干净明亮，灰泥较为污浊

（3）含量：亮晶<50%，灰泥0～100%

（4）形成时期：亮晶——成岩阶段；灰泥——沉积阶段

（5）结构：亮晶常具栉壳状结构，灰泥绝无此结构（重结晶者，呈晶面弯曲镶嵌的粒状结构）

（6）岩石形成时的能量：亮晶含量高，反映高能环境；灰泥含量高，反映低能环境。

四、晶粒

是晶粒碳酸盐岩或结晶碳酸盐岩的主要结构组分重结晶作用、交代作用形成较粗大的碳酸盐矿物晶体。原生结构完全被破坏。

五、生物格架

1. 生物格架：原地生长的群体生物，如：珊瑚、苔藓、海绵、层孔虫等，以其坚硬的钙质骨骼所形成的骨骼格架。

2. 粘结格架：蓝藻和红藻以其粘液粘结其它碳酸盐组分而形成的一种粘结格架。属于生物化学沉积作用。

六、孔隙

1. 原生孔隙：沉积前及沉积期形成，如：粒内孔隙、粒间孔隙、遮蔽孔隙、生物潜穴孔隙、鸟眼孔隙等。

2. 次生孔隙：在沉积后成岩过程中形成，多为溶蚀孔隙。如：粒内溶孔、铸模孔、粒间溶孔、晶洞孔、溶沟等

3. 裂隙：岩石发生破裂。

七、碳酸盐沉积物结构类型——与成因有密切联系

碳酸盐沉积物的结构与其成因有密切的关系，是碳酸盐沉积物分类命名的主要依据，也是环境分析的重要标志.

据成因结构可分：

1. 粒屑结构：一般经过波浪和流水作用搬运、沉积而成的碳酸盐沉积物，常具有，由颗粒、泥晶基质、亮晶胶结物、孔隙等构成

2. 泥晶或微晶结构：由化学或生物化学作用沉淀成的方解石沉积物或白云石沉积物，属于低能环境的沉积

3. 生物骨架结构：由原地生长的生物构成岩石骨架的生物沉积物或生物礁沉积物常具有，由造架生物和粘结生物与填隙颗粒或泥晶基质及亮晶胶结物构成

4. 晶粒结构-成岩结构：由晶粒组成的碳酸盐岩。

5. 残余结构-成岩结构：重结晶和交代作用不彻底，仍见部分原岩结构，如：残余生物结构、残余鲕粒结构、残余砂屑结构等

§ 4.4碳酸盐岩构造

除碎屑岩中常见构造以外，尚有：

1. 叠层构造、藻叠层：蓝绿藻的生长活动所形成的亮暗基本层的交替。

2. 鸟眼构造：在泥晶或粉晶碳酸盐岩中的孔隙，毫米级大小、多呈定向、为方解石、石膏、石英等矿物充填，形似鸟眼。

3. 示顶底构造：在碳酸盐岩的孔隙中，下部主要为泥粉晶方解石，细、色暗；上部主要为亮晶方解石，色浅，明亮，二者界面平直。亮晶指示上层面，微晶指示下层面。

4. 虫孔及虫迹构造：生物穿孔、生物潜穴、生物爬行痕迹。

5. 缝合线构造：在垂直层面的切面呈锯齿状微裂缝，称为缝合线。

§ 4.5 海洋碳酸盐沉积模式

根据阿姆斯特朗、威尔逊、关士聪、塔克等人的模式，按各相带的出现序列，将碳酸盐岩沉积相划分为13种相：

1．深海槽盆相

1）深海浊流盆地

代表快速而连续沉积的沉积物，由碳酸钙角砾、微角砾及石灰砂组成，内碎屑来自邻近的陆棚及斜坡，易产生连续而巨厚的深海沉积物

2）深海欠补偿盆地

沉积速度缓慢，间歇性地接受盆地外来沉积物。

以远海沉积物为主，又称饥饿盆地。主要岩石类型有放射虫硅质岩、红色结核灰岩、浅色

远洋灰泥岩、暗色骨针石灰岩等

2．次深海盆地相

形成于克拉通边缘冒地槽盆地内，沉积物来源取决于泥质物及硅质物搬入的数量以及浮游生物死亡后下沉到海底的数量。

主要岩石类型为暗色薄层石灰岩，夹有暗色页岩粉砂岩及一些薄层硬石膏，在蒸发盆地有厚层岩盐

纹层构造极发育，少许交错层理和小型韵律层理

生物群为自游及浮游动物群，局部富集于层面上

3、陆棚边缘盆地相

位于浅海陆棚外侧，沉积界面在氧化界面之下，深度几十米至百余米，相带宽度几十至几百公里；

岩性主要为暗色页岩，泥质灰岩与粉屑灰岩，夹硅质岩及薄层石英粉砂岩；

具水平纹层及韵律层理；

生物化石丰富，以游泳、漂浮生物为主，有笔石类、菊石类、有孔虫、放射虫及硅藻4．浅海陆棚相

水深几十米至百米，常为氧化条件，盐度正常，循环良好，代表较深的浅海沉积区；

沉积物由碳酸盐岩及页岩组成，岩石类型为含丰富化石的灰岩与泥灰岩或页岩的互层，成层明显；

层理呈薄至中层状，或呈波状反结核状；

生物群繁茂，层理普通受掘穴生物拢动；

在泥质灰岩中常见球状构造和肠状构造；

层理面常见小间断和化石滞留集中现象。

5．陆棚内缘(独底)相

位于碳酸盐台地前斜坡末端，水深为几十米到百米，海底位于波基面之下，高于氧化界面；

沉积物由浮游生物及来自相邻碳酸盐台地的细碎屑组成。岩石类型主要为薄层状泥晶灰岩，颜色由暗到浅色。

薄灰岩常具纹层构造，厚的灰岩则为块状。有些浊积灰岩具有粒序层理；

生物群为广海陆棚生物，属于正常海洋生物

6．碳酸盐台地前斜坡相(塌积岩)

位于碳酸盐台地向海斜坡带，主要由内碎屑组成，位于氧化界面上，处在波基面的上下；

岩石类型为各种石灰岩，包括泥晶灰岩、砂屑灰岩、生物碎屑灰岩、粘结灰岩及钙屑角砾岩。

薄层岩层中的大型滑塌构造、大型前积层理、巨大外来岩块扰乱的层理。

大多数生物碎屑来自斜坡上部，主要为广海生物，极为丰富，但变化较大

7．碳酸盐台池边缘生物礁相

生物礁的生态特征取决于海水能量、斜坡坡度、生物繁殖能力、造架生物的数量、曝露于大气的频率及其后的胶结作用。

威尔逊归纳为三个主要类型：

1）、前斜坡灰泥丘

灰泥丘位于陆棚或台地边缘前斜坡，呈线状带延伸。斜坡坡度较缓，水能量较弱，只能从上斜坡带出灰泥物质。

2）、圆丘礁缓坡

由陆棚边缘缓坡上的线状生态圆丘礁带组成。发育许多固着的和包壳的生物，造架的生

物主要为枝状和丛状的群体。

3）、边缘骨架礁

陆棚或台地边缘生长到海面或波浪搅动带的线状骨架礁带

8．碳酸盐岩台地边缘浅海相

位于台地边缘浅水高能带，由于波浪、潮汐及岸流经常簸选，常形成洁净的碳酸盐砂堆积

地貌上为浅滩、海滩、扇形或带状的滨外砂坝或潮汐砂坝；海水循环良好，盐度正常，氧气充分

岩石类型主要以亮晶颗粒灰岩为主，颗粒磨圆、分选较好。岩石一般呈浅色

沉积构造主要是各种规模的槽形交错层理、潮流往复形成的鱼骨状交错层理、板状交错层理、底冲刷及潮沟

9．台沟或台盆相

常位于开阔台地相带内或开阔台地相与台地边缘区之间

沉积界面位于波基面之下或氧化界面附近。

岩性主要为暗色泥质灰岩或页岩，呈水平纹层及韵律层理

含底栖及游泳、漂浮生物

10．开阔台地相

在近岸及浅水区是颗粒灰岩沉积物，远岸过渡成粒泥灰岩及生物泥晶灰岩沉积物

主要沉积在波基面之下，沉积物普通被生物搅动

一般为中到板状层，还有结核状及波状层理

常见的生物群很丰富，包括软体动物、海绵动物、节肢动物、有孔虫等，藻类特别常见11．局限台地相

位于礁或碳酸盐砂摊之后的潮下地区，泻湖中生活的生物种类及静水沉积物类型主要取决于障壁的限制程度及其持续性

泻湖底以软体动物、绿藻及有孔虫为主，特别是绿藻为沉积物的主要来源，生物搅动强烈，主要是通过甲壳动物活动造成的

沉积构造可能产生薄的粒序层

12．台地潮坪相（划分为潮上带及潮间带）

(1)碳酸盐台地潮上带

泥晶灰岩及泥晶白云岩为主，纹层构造发育，由暗色藻席纹层与浅色碳酸盐纹层交互组成，硬石膏一般呈结核状或层状

干裂角砾、泥裂多边形及蚀变壳

各种硬石膏及石膏受到压实作用以后可以出现结核状、串珠状、脉状—鸡笼铁丝网状构造

帐蓬构造、间断面、鸟眼构造、片状砾石

(2)碳酸盐台地潮间带

潮汐流双向作用明显，主要为凝块石或球粒泥晶灰岩；常见不规则的毫米至厘米级的纹层，透镜状、脉状层理，也有波状层理及沙纹层理

潮间坪上往往出现砂纹层理、叠层石构造、层纹窗孔组构、冲刷及充填构造等；潮汐沟底部往往出现鱼骨状(人字形)交错层理

腹足类动物丰富，伴生有介形虫、有孔虫及双壳类，生物搅动普遍

13．陆地边缘滨线碎屑岩相

主要沉积于温暖、通光的清水浅海环境。

海湾及泻湖由于河流携带大量泥砂注入，在陆地边线一侧可以出现三角洲沉积，而泻

湖被泥砂淤塞，可以逐濒转变为沼泽环境。

第五章大洋盆地沉积作用

第一节地貌特征

大洋分为洋中脊和洋盆底两大巨型单元

洋盆底又可划分为深海平原、深海丘陵区及海山区三个大单元

第二节大洋环流

一、大洋水体的垂直结构

大洋中存在着五个主要水层：表层水、次表层水、中层水、深层水和底层水。

二、大洋表层环流

大洋表层的流场与上空的风场相似，说明表层环流主要驱动力是风。大洋表层的环流包括：东南、东北信风流（赤道流），西风漂流，赤道逆流，南极绕极环流，东风漂流等。

三、底层经向环流

南、北极形成的密度较大的海水下沉到海底，从而形成了深层经向流。底层环流的驱动力是温、盐所引起的密度差，故属温盐环流。

第三节远洋沉积物的分类及分布

一、主要类型

（1）远洋粘土：陆源粘土、粉砂为主（>60%)，自生组分及鱼骨的含量>10%，含生物骨屑<30%

（2）硅质生物沉积：含硅质生物骨屑>30%

A. 远洋硅质生物沉积：硅藻（放射虫）软泥、瓷质岩及燧石

B. 过渡型硅质生物沉积：泥质硅藻(放射虫）软泥（岩）、硅藻(放射虫）质泥（岩）（3）钙质生物沉积：含钙质生物骨屑>30%

A. 远洋钙质生物沉积：有孔虫软泥、白垩及石灰岩

B. 过渡型钙质生物沉积，泥灰质软泥、泥灰质白垩及泥灰质灰岩

（4）火山沉积：火山集块（>64mm)、火山砾（2-4mm）、火山灰(<2mm)

（5）特殊岩石类：蒸发岩、浅水灰岩、结核、煤、黑色页岩、含金属泥

第四节钙质生物沉积

一、主要类型

1.有孔虫：大洋沉积物中常见的浮游有孔虫主要生活在100m深度以内，它们的分布

明显地受水温（即纬度）控制，常见的40个属有23个生活在赤道。

2.钙质超微化石软泥：又称颗石软泥，北太平洋（40°N以南）中、西部钙质超微化

石较富集，特别是0-10°N范围内存在部分超微化石软泥。

3.翼足类软泥：是主要生活于热带、副热带的浮游腹足类，水深1-200m，少数生活在

500m以下。翼足类软泥仅局限于较浅的热带海底。

二、溶跃面和方解石补偿深度

●钙质生物骨屑沉落至大洋深部将发生溶解。由于碳酸盐在大洋中溶解速率随深度而增

加，当达到某一界面其溶解速率梯度急剧变化，此界面称为溶跃面(lysocline)。

●到某一深度方解石壳体的沉降速率等于溶解速率时，此界面即为方解石补偿深度

(CCD)。在溶跃面与补偿深度之间CaCO3碎屑将遭受明显的溶蚀、破坏，但不会完全

溶解，此范围称补偿带。

第五节硅质生物沉积

一、主要类型

1.硅藻：是硅质软泥的最主要组合，也是海洋浮游植物的主体。高肥力水团，特别是

高纬度区和上升流区硅藻特别发育。

2.硅鞭藻：在硅质沉积中硅鞭藻经常出现，因为易于保存。个体微小，亦称硅质超微

化石，在地层和古生态研究方面有一定的意义。

3.放射虫：主要生活在热带表层水体(50-200m)内，在亚极区、极区也有一定的丰度。

由于放射虫数量、属种较多，骨架坚固，易于保存，在生物地层学和古生态学方面有重要的意义。

二、分布

●现代大洋中的硅质软泥主要有三带，即太平洋赤道带、环北极的不连续带以及环南

极的连续带。此外，各大洋东测的沿岸上升流区也有硅质沉积发育。

●极区以硅藻软泥为主；赤道及上升流带为放射虫软泥，北太平洋亚极区及南极靠南

美部分亦有放射虫软泥分布。

第六节褐粘土沉积

一、组成

褐粘土的主要成分为粘土矿物、石英和长石，并含有自生组分（钙十字沸石及Fe、Mn氧化物等）、宇宙球粒及生物组分。

二、分布

褐粘土主要分布在太平洋，大西洋和印度洋零星出现。在太平洋褐粘土覆盖了总面积的49.1%，其中北太平洋的分布范围又较南太平洋的大得多。褐粘土区的深度多大于4300m，有90%产于4800-6000m的深度范围内。褐粘土分布区往往是气旋、反气旋式环流中央的低生产力区。