海洋环境及其相模式课件

第五章 海洋环境及其相模式概述1、海洋环境的一般特点1 1）海水海水物理化学条件物理化学条件物理化学条件物理化学条件:温度温度：-18-28C-18-28C 含盐度含盐度：平均：平均3.5%;3.5%;pHpH值值：7.26-8.40 7.26-8.402 2）海洋的海洋的水动力水动力水动力水动力状况状况:波浪波浪（风）（风）潮汐潮汐（月球、太阳引力）（月球、太阳引力）海海流流（密度差）（密度差）3 3）海底）海底地形与海水与海水深度 陆棚（大陆架）陆棚（大陆架）：平均坡度：平均坡度0.10.1，宽度，宽度0-15000-1500千米，平均千米，平均7474千米；水深千米；水深20-550 m,20-550 m,绝大部分绝大部分200 m200 m 大陆坡大陆坡：坡度：坡度4-74-7；宽；宽20-90km20-90km；深；深200-2450m200-2450m 陆陆 隆隆：陆坡与深海盆地的平缓过渡区，常是浊流或陆坡：陆坡与深海盆地的平缓过渡区，常是浊流或陆坡滑塌的碎屑堆积于深海平原边部而成滑塌的碎屑堆积于深海平原边部而成。坡度。坡度1 1：100-1100-1：700700；宽；宽度度300-400km300-400km；深度；深度1400-3700m1400-3700m 洋洋 盆盆：面积占海洋的：面积占海洋的2/32/3；深；深4-5km4-5km陆棚、陆坡、陆隆合称为大陆边缘，是大陆的陆棚、陆坡、陆隆合称为大陆边缘，是大陆的水下延伸部分水下延伸部分，为大陆与深海盆地间的过渡区为大陆与深海盆地间的过渡区 2.海洋环境分带1 1）滨岸滨岸/海岸海岸带：带：最大风暴潮线至浪基面最大风暴潮线至浪基面2 2）浅海陆棚浅海陆棚带：带：浪基面以下浪基面以下的的陆棚区陆棚区3 3）半深海半深海带：带：大陆坡大陆坡、陆隆陆隆4 4）深海深海带：带：洋盆洋盆第一节 陆缘碎屑沉积环境及其相模式一、海岸（滨岸）环境一、海岸（滨岸）环境风暴潮面（最大潮面）到浪基面之间的范围风暴潮面（最大潮面）到浪基面之间的范围 。专指除了三角洲。专指除了三角洲之外的海滨带，也是一种过渡环境。之外的海滨带，也是一种过渡环境。1 1、障壁型海岸（堡岛体系）、障壁型海岸（堡岛体系）：海岸线曲折，向广海一侧发育海岸线曲折，向广海一侧发育有很多的障壁（砂洲、砂坝）有很多的障壁（砂洲、砂坝）具具障壁岛障壁岛、泻湖、潮坪泻湖、潮坪2 2、无障壁型海岸：、无障壁型海岸：（1 1）砂砾质高能砂砾质高能海岸：海岸：水下地形坡度大，水下地形坡度大，波浪波浪作用为主；作用为主；（2 2）粉砂淤泥质低能粉砂淤泥质低能海岸：海岸：地形平缓，地形平缓，潮汐潮汐作用为主作用为主（一）有障壁海岸环境及其相模式1.1.障障壁壁岛岛亚亚相相平平行行海海岸岸高高出出水水面面的的狭狭长长形形砂砂体，因对海水的遮拦作用而构成泻湖的屏障体，因对海水的遮拦作用而构成泻湖的屏障。下下部部为为砂砂坝坝或或砂砂嘴嘴，上上部部由由海海滩滩、障障壁壁坪坪、砂砂丘组成丘组成岩石类型岩石类型中中细砂岩和粉砂岩细砂岩和粉砂岩，分选和圆度较好，分选和圆度较好构造构造风风成成厚厚层层楔楔状状和和槽槽状状交交错错层层理理，冲冲洗洗交交错错层层理理，不对称波痕和冲蚀痕迹，虫孔。不对称波痕和冲蚀痕迹，虫孔。生物特征生物特征原地生物化石原地生物化石较少较少。砂体形态砂体形态平平行行海海岸岸的的狭狭长长带带状状，长长一一般般几几公公里里至至几几十十公公里里，宽宽数数百百米米至至数数千千米米，厚厚数数米米至至数数十十米米。剖剖面上呈面上呈底平顶凸的透镜状底平顶凸的透镜状。2.2.泻泻湖湖亚亚相相为为海海岸岸限限制制，被被障障壁壁岛岛所所遮遮挡挡的的浅浅水水盆盆地地。以以潮潮汐汐通通道道与与广广海海相相通通或或与与广广海海呈呈半半隔绝状态。隔绝状态。低低能能环环境境沉沉积积物物以以细细粒粒陆陆源源物物质质和和化化学学沉沉积积物物为主为主盐盐度度变变化化范范围围大大障障壁壁岛岛遮遮挡挡，泻泻湖湖水水体体蒸蒸发发，淡水注入淡水注入广盐性生物最发育广盐性生物最发育 生生物物群群种种属属和和数数量量急急剧剧减减少少，个个体体小小，壳壳变变薄薄3.3.潮潮坪坪亚亚相相具具有有明明显显潮潮汐汐周周期期，宽宽广广缓缓斜斜，近近水水平平的的海海岸岸坪坪地地，在在障障壁壁岛岛内内侧侧泻泻湖湖沿沿岸岸，构构成成潮潮坪坪泻泻湖湖相相沉积体系沉积体系。平平均均低低潮潮线线和和平平均均高高潮潮线线的的位位置置潮潮坪坪分分为为潮潮下下、潮潮间间和潮上和潮上三带。三带。潮间坪潮间坪1)1)泥泥坪坪/高高潮潮坪坪潮潮潮潮间间间间坪坪坪坪的的的的高高高高潮潮潮潮线线线线附附附附近近近近，低低低低能能能能，泥泥质质沉沉沉沉积为主积为主积为主积为主2)2)砂坪砂坪/低潮坪低潮坪低潮线附近低潮线附近低潮线附近低潮线附近，能量高，能量高，能量高，能量高，砂质砂质沉积为主沉积为主沉积为主沉积为主3)3)混混合合坪坪/中中潮潮坪坪高高高高潮潮潮潮线线线线与与与与低低低低潮潮潮潮线线线线之之之之间间间间，能能能能量量量量中中中中等等等等，砂泥质砂泥质沉积沉积沉积沉积潮上坪潮上坪潮坪的潮上部分：沼泽和盐坪潮坪的潮上部分：沼泽和盐坪潮下坪潮下坪潮坪的潮下部分：潮汐通道、水下砂坝和砂滩潮坪的潮下部分：潮汐通道、水下砂坝和砂滩潮坪亚相潮坪亚相沉积特征沉积特征岩石类型岩石类型粘土岩、粉砂岩、细砂岩粘土岩、粉砂岩、细砂岩。n由海向陆由海向陆，粒度，粒度由粗变细由粗变细。沉积构造沉积构造1.1.泥坪泥坪水平纹层或水平波状纹层。水平纹层或水平波状纹层。水平纹层或水平波状纹层。水平纹层或水平波状纹层。2.2.混合坪混合坪脉状、波状、透镜状层理。脉状、波状、透镜状层理。脉状、波状、透镜状层理。脉状、波状、透镜状层理。3.3.砂砂坪坪羽羽羽羽状状状状交交交交错错错错层层层层理理理理，平平平平行行行行层层层层理理理理、板板板板状状状状交交交交错错错错层层层层理理理理、槽槽槽槽状交错层理等。状交错层理等。状交错层理等。状交错层理等。4.4.潮汐通道潮汐通道大型流水交错层理、羽状交错层理等。大型流水交错层理、羽状交错层理等。大型流水交错层理、羽状交错层理等。大型流水交错层理、羽状交错层理等。波痕波痕、暴露构造、鸟眼、足迹、爬迹、虫孔。、暴露构造、鸟眼、足迹、爬迹、虫孔。、暴露构造、鸟眼、足迹、爬迹、虫孔。、暴露构造、鸟眼、足迹、爬迹、虫孔。干燥干燥石膏及盐类晶体。石膏及盐类晶体。潮坪亚相潮坪亚相沉积特征沉积特征生生物物化化石石种种少少量多，量多，海陆相混生海陆相混生1.1.潮潮上上坪坪藻藻叠叠层层及及藻席藻席2.2.泥泥坪坪生生物物扰扰动动强强烈烈3.3.混混合合坪坪、砂砂坪坪生生物少物少层层序序 海海退退型型进进积积层层序序最最常常见见下下粗粗上细上细正旋回。正旋回。潮汐三角洲和潮道亚相潮汐三角洲和潮道亚相(1)(1)潮汐通道也称为期道、潮沟、潮渠，是位于障壁岛之潮汐通道也称为期道、潮沟、潮渠，是位于障壁岛之间的连接泻湖与海洋的通道。潮汐通道属于潮下高能环境间的连接泻湖与海洋的通道。潮汐通道属于潮下高能环境.其沉积物主要是由沿平行海岸方向的侧向迁移形成的，与其沉积物主要是由沿平行海岸方向的侧向迁移形成的，与曲流河的侧向迁移相类似。曲流河的侧向迁移相类似。潮汐三角洲潮汐三角洲可以划分为涨潮三角洲和退潮三角可以划分为涨潮三角洲和退潮三角洲洲,前者位于障壁岛向陆一侧前者位于障壁岛向陆一侧,很少很少受风浪影响受风浪影响,后者位于障壁岛向海后者位于障壁岛向海一侧一侧,受海浪和沿岸流影响受海浪和沿岸流影响.涨潮三涨潮三角洲与泻湖共生角洲与泻湖共生,以向陆为主的大以向陆为主的大型板状交错层理为主型板状交错层理为主,夹有退潮时夹有退潮时形成的沙层形成的沙层,双向交错层理发育双向交错层理发育.退退潮三角洲受到波浪影响潮三角洲受到波浪影响,沉积构造沉积构造在平面与剖面上变化很大在平面与剖面上变化很大.波浪作波浪作用潮汐作用时用潮汐作用时,不发育不发育,而往往形成而往往形成滨外浅滩或席状砂滨外浅滩或席状砂.两种三角洲相两种三角洲相似似,区别为退潮三角洲与海岸沉积区别为退潮三角洲与海岸沉积相共生相共生,交错层系和波痕有多向性交错层系和波痕有多向性,而涨潮三角洲与泻湖而涨潮三角洲与泻湖,潮坪沉积沉潮坪沉积沉积在一起积在一起,双向性的潮汐层理明显双向性的潮汐层理明显冲越扇冲越扇又称冲溢扇又称冲溢扇,是在是在风暴期由风暴引风暴期由风暴引起的巨浪冲破或起的巨浪冲破或穿越障壁穿越障壁,在障壁在障壁向陆一侧或向泻向陆一侧或向泻湖一侧形成的陆湖一侧形成的陆上扇状体上扇状体,障壁岛障壁岛被冲开的缺口叫被冲开的缺口叫冲溢口冲溢口.冲溢扇主冲溢扇主要是细砂和中粒要是细砂和中粒砂砂,也有粗砂等也有粗砂等.与油气的关系 泻湖、障壁岛、潮坪的环境和沉积特征决定了它们具有良好泻湖、障壁岛、潮坪的环境和沉积特征决定了它们具有良好的生、储、盖条件。的生、储、盖条件。在在泻湖环境泻湖环境中，生物种类单调但数量多，且水体安静，有利中，生物种类单调但数量多，且水体安静，有利于有机质的堆积，泻湖底部常形成富于有机质的堆积，泻湖底部常形成富H2SH2S的还原环境，有利的还原环境，有利于有机质的保存和向石油的转化，故泻湖相乃是良好的于有机质的保存和向石油的转化，故泻湖相乃是良好的生油生油相带相带。障壁岛及潮坪相障壁岛及潮坪相都发育有不同类型的砂体，有利于油气的都发育有不同类型的砂体，有利于油气的储储集集。尤其障壁岛砂体，砂质碎屑的粒度适中、分选好、岩性。尤其障壁岛砂体，砂质碎屑的粒度适中、分选好、岩性均一、横向上与泻湖、浅海等有利生油的相带相邻，对油气均一、横向上与泻湖、浅海等有利生油的相带相邻，对油气的储集更为有利。的储集更为有利。泻湖、潮坪泻湖、潮坪广泛发育泥质岩类，也可以成为良好的广泛发育泥质岩类，也可以成为良好的盖层盖层。由于海侵和海退的交替变化，使泻湖、潮坪、障壁岛相在垂由于海侵和海退的交替变化，使泻湖、潮坪、障壁岛相在垂向上作有规律的递变、有利于形成完整的向上作有规律的递变、有利于形成完整的生、储、盖组合生、储、盖组合。（二）无障壁海岸环境及其相模式1.沉积环境划分砂砾质高能海岸环境划分潮上带潮间带潮下带1.沉积环境划分粉砂淤泥质低能海岸环境划分 海岸坡度平缓，具有较宽阔的潮间带（潮滩），海岸坡度平缓，具有较宽阔的潮间带（潮滩），缺失后滨带。缺失后滨带。2.海岸水动力学特征滨岸环境是水动力作用强烈而复杂的地区。滨岸环境是水动力作用强烈而复杂的地区。波浪、潮波浪、潮汐汐及其所派生的及其所派生的沿岸流、离岸流沿岸流、离岸流强烈地冲刷、改造着强烈地冲刷、改造着海岸和沉积物，其强度要比河流大海岸和沉积物，其强度要比河流大100100倍。而倍。而波浪波浪则是则是控制海岸水动力学特征和海岸发育状况的主导因素。控制海岸水动力学特征和海岸发育状况的主导因素。n滨岸水动力分带（依波浪特征）滨岸水动力分带（依波浪特征）n（1 1）涨浪带涨浪带n在水深大于平均晴天浪底的浅海区生成对称的摆在水深大于平均晴天浪底的浅海区生成对称的摆动波浪，称为涨浪带。动波浪，称为涨浪带。n（2 2）升浪带升浪带（在近滨带）（在近滨带）n向滨岸方向，水深小于晴天浪底，波浪发生变形，向滨岸方向，水深小于晴天浪底，波浪发生变形，称为升浪带。称为升浪带。n（3 3）破浪带破浪带n随波浪向岸传播，波浪剧烈变形，发生向岸倾倒，随波浪向岸传播，波浪剧烈变形，发生向岸倾倒，卷起白色浪花的地带，称为破浪带。此带水深卷起白色浪花的地带，称为破浪带。此带水深1.31.32 2倍波高。倍波高。（4 4）碎浪带碎浪带破浪带之后形成拍岸浪的地带，称为碎浪带或涌浪破浪带之后形成拍岸浪的地带，称为碎浪带或涌浪带。这里水深相当于带。这里水深相当于1 1个波高。个波高。（5 5）冲浪带冲浪带波浪再向海岸，进入前滨带后，海水借惯性力冲向波浪再向海岸，进入前滨带后，海水借惯性力冲向海岸，形成海岸，形成“冲浪冲浪”，称为冲浪带或冲流带。，称为冲浪带或冲流带。（6 6）砂堤（滩堤）带和海岸砂丘带砂堤（滩堤）带和海岸砂丘带在冲洗回流带之上是只受大潮影响的砂堤带和只有在冲洗回流带之上是只受大潮影响的砂堤带和只有风暴潮才能波及到的海岸砂丘带。风暴潮才能波及到的海岸砂丘带。3.亚相类型与沉积特征（1 1）海岸砂丘亚相海岸砂丘亚相a.a.海岸砂丘海岸砂丘：风成砂风成砂，特大风暴潮最高水位线以上特大风暴潮最高水位线以上 沉积物：沉积物：中细砂中细砂 结结 构：构：分选磨圆好分选磨圆好 构构 造：造：大型槽状大型槽状交错层理，细层倾角陡交错层理，细层倾角陡 平面形态：长脊形，新月形平面形态：长脊形，新月形 分分 布：布：植被不发育，风力较强植被不发育，风力较强半半半半/干旱干旱干旱干旱海海岸区岸区 b.b.海滩砂脊海滩砂脊 最大高潮线附近，平行海岸，最大高潮线附近，平行海岸，线状线状沉积物沉积物：较粗砂、砾、介壳碎片：较粗砂、砾、介壳碎片 （冲浪能量高，回流能量弱）（冲浪能量高，回流能量弱）结结 构构：成熟度高：成熟度高构构 造造：底冲刷、平行层理、：底冲刷、平行层理、上部双向倾斜的交错层理，陡者倾向陆上部双向倾斜的交错层理，陡者倾向陆地地C.“千尼尔砂岗千尼尔砂岗”-滨海沼泽及泥坪的向海滨海沼泽及泥坪的向海方向方向，狭长海滩脊狭长海滩脊，树木丛生树木丛生（红树林）（红树林）沉积物：沉积物：细砂细砂及及介壳碎片介壳碎片生生 物：较高地方常生长有物：较高地方常生长有常绿树木常绿树木规规 模：高模：高36m，宽，宽数十至数百米数十至数百米，长，长数十数十千米千米产产 状：状：平行于海岸线平行于海岸线与一般海滩砂脊的区别：与一般海滩砂脊的区别：位于滨海沼泽地带的位于滨海沼泽地带的泥炭和粘土中泥炭和粘土中，滨海沼泽可能由这种砂岗与海，滨海沼泽可能由这种砂岗与海隔开。隔开。(2)(2)后滨亚相后滨亚相(潮上带潮上带)平均高潮线至海岸砂丘平均高潮线至海岸砂丘 受不同规模的风暴潮冲刷受不同规模的风暴潮冲刷 沉积物：沉积物：中粗砂中粗砂 结结 构：构：分选、磨圆较好分选、磨圆较好 构构 造：造：平行层理、低角度交错层理平行层理、低角度交错层理(3)(3)前滨亚相前滨亚相(潮间带潮间带)：平均高潮线至平均低潮线平均高潮线至平均低潮线 频繁的频繁的冲浪冲刷冲浪冲刷为主为主 冲洗回流带冲洗回流带沉积物：沉积物：中砂中砂结结 构：成熟度较高，跳跃组分为主，常分两组；构：成熟度较高，跳跃组分为主，常分两组；上部分选好于下部上部分选好于下部构构 造：大型低角度交错层理（冲洗交错层理）、造：大型低角度交错层理（冲洗交错层理）、平行层理、（不）对称波痕、菱形波痕、平行层理、（不）对称波痕、菱形波痕、冲刷痕、泡冲刷痕、泡沫痕、流痕沫痕、流痕n海滩冲洗交错层理海滩冲洗交错层理海滩冲洗交错层理(4)(4)近滨（临滨）亚相近滨（临滨）亚相:波基面至平均低潮线波基面至平均低潮线，经常处于水下，经常处于水下，发育沿岸水下砂坝。发育沿岸水下砂坝。波能与水深反比，与砂坝数正比，砂坝之间有凹槽。波能与水深反比，与砂坝数正比，砂坝之间有凹槽。沉积物：中砂为主，沉积物：中砂为主，上粗下细反粒序上粗下细反粒序。结结 构：分选较前滨差构：分选较前滨差构构 造：造：上部上部：砂坝推进形成：砂坝推进形成较大型板状、槽状交错层理较大型板状、槽状交错层理。下部下部：交错层理变小、变少，：交错层理变小、变少，过渡为水平层理，生过渡为水平层理，生物扰动构造增多物扰动构造增多。n板状交错层理板状交错层理4.滨岸相的主要鉴别标志1.1.岩石特征：纯净、成分成熟度高的砂砾岩岩石特征：纯净、成分成熟度高的砂砾岩2.2.结构：成熟度高，跳跃组分常分两组结构：成熟度高，跳跃组分常分两组3.3.构造：各种成因交错层理、波痕构造：各种成因交错层理、波痕 前滨前滨：大型冲洗交错层理；：大型冲洗交错层理；近滨近滨：板、槽状交错层理，向下出现水平层：板、槽状交错层理，向下出现水平层理；理；生物扰动强烈生物扰动强烈4.4.生物特征：各门类海相生物碎片生物特征：各门类海相生物碎片5.5.砂体形态：平行海岸线，长条状砂体形态：平行海岸线，长条状6.6.垂向层序：下粗上细的反旋回垂向层序：下粗上细的反旋回二、浅海陆棚相一般特点范范围围：近近滨滨外外至至大大陆陆坡坡内内边边缘缘平平均均晴晴天天浪浪底到水深底到水深200200米的浅海米的浅海。内内陆陆棚棚处处于于平平均均风风暴暴浪浪基基面面之之上上；外外陆陆棚棚处处于于平均风暴浪底平均风暴浪底之下之下陆棚宽度由数千米到数百千米。陆棚宽度由数千米到数百千米。主主要要水水动动力力是是海海流流，正正常常的的风风暴暴引引起起的的波波浪浪、潮汐潮汐以及以及密度流密度流等等。生物特征生物特征浅浅水水区区底底栖栖生生物物大大量量繁繁殖殖。深深水水区区底底栖栖生生物物减减少少，藻类藻类生物几乎生物几乎绝迹绝迹。古代陆棚与现代陆棚的差异古代陆棚与现代陆棚的差异古古代代陆陆棚棚长长期期发发育育，沉沉积积厚厚度度大大，海海岸岸线线迁迁移移使使沉积物沉积物分布面积广泛分布面积广泛。现现代代陆陆棚棚沉沉积积层层薄薄而而不不广广，大大部部分分被被残残留留沉沉积积物物占据。占据。浅海陆棚相浅海陆棚相可分为可分为过渡带过渡带和和滨外陆棚滨外陆棚两个亚相两个亚相。1.过渡带亚相范围：近滨与滨外陆棚之间的过渡沉积区，范围：近滨与滨外陆棚之间的过渡沉积区，下限下限相当于一般相当于一般风暴浪基面风暴浪基面。粗碎屑的沉积与一般风暴浪密切相关。粗碎屑的沉积与一般风暴浪密切相关。沉积物：泥质粉砂、粉砂质砂，沉积物：泥质粉砂、粉砂质砂，砂泥近于等量产出砂泥近于等量产出构造：波状层理、浪成交错层理、构造：波状层理、浪成交错层理、生物扰动构造强生物扰动构造强烈烈。生物：生物：最为繁盛最为繁盛，底栖生物繁多。，底栖生物繁多。2.滨外陆棚亚相范围：范围：过渡带以外，浅海陆棚最主要的环境单元过渡带以外，浅海陆棚最主要的环境单元 静水为主，大规模的风暴浪才能产生作用静水为主，大规模的风暴浪才能产生作用沉积物：沉积物：粘土、粉砂，极少量细砂。粘土、粉砂，极少量细砂。碳酸盐、铁、锰、铝、磷等。碳酸盐、铁、锰、铝、磷等。结结 构：构：较滨岸相稍差较滨岸相稍差构构 造：造：水平层理、浪成交错层理，浪成波痕，水平层理、浪成交错层理，浪成波痕，生物扰动构造、虫孔、虫迹生物扰动构造、虫孔、虫迹生生 物：物：种类和数量众多种类和数量众多3.浅海风暴流沉积n（1 1）概况）概况nG.Kelling&Ager(1973)G.Kelling&Ager(1973)最早提出。最早提出。与风暴扰动后再沉积的浅海递变浊积岩。与风暴扰动后再沉积的浅海递变浊积岩。nN.Kumar&J.E.Sander(1978)N.Kumar&J.E.Sander(1978)将含义扩充将含义扩充 泛指风暴作用所形成的一系列沉积。泛指风暴作用所形成的一系列沉积。n正常浪基面与风暴浪底之间正常浪基面与风暴浪底之间n（2 2）风暴流的形成）风暴流的形成n季节性台风或飓风产生浅海风暴流。季节性台风或飓风产生浅海风暴流。n强强烈烈侵侵蚀蚀，搅搅混混及及簸簸选选作作用用。由由海海向向陆陆的的风风暴暴潮潮比正常潮位高数米。比正常潮位高数米。n将固着底栖生物连根拔起，使弱固结沉积层破碎。将固着底栖生物连根拔起，使弱固结沉积层破碎。n搅搅混混和和淘淘洗洗作作用用使使大大砾砾石石和和生生物物硬硬体体富富集集，滞滞留留在在沉沉积积界界面面上上，并并形形成成含含大大量量悬悬浮浮状状沉沉积积物物的的高高密度混水层。密度混水层。n风风暴暴减减弱弱，悬悬浮浮状状沉沉积积物物沉沉积积下下来来，或或顺顺着着陆陆棚棚海底以海底以密度流密度流的形式的形式流向更深流向更深的的环境环境中中沉积沉积。（3 3）理想的风暴岩垂向层序）理想的风暴岩垂向层序(由底至顶由底至顶）粒粒序序层层或或滞滞留留层层沉沉积积段段（可可为为贝贝壳壳层层，有有侵侵蚀蚀的的底底，可可见见渠渠模模和和工工具具模模）；悬悬浮浮状状态态沉沉积积物物快速沉积过程；快速沉积过程；平行层段平行层段丘丘状状交交错错层层理理或或浪浪成成交交错错层层理理段段；波波浪浪、涡涡流流作用作用泥岩或页岩段泥岩或页岩段。遗迹化石（逃逸迹）遗迹化石（逃逸迹）正粒序正粒序单层厚度约几十厘米到单层厚度约几十厘米到1 1米米砾石、生物化石砾石、生物化石是是原地原地或或浅海浅海环境的环境的（4 4）近源性风暴岩和远源性风暴岩）近源性风暴岩和远源性风暴岩近源风暴岩近源风暴岩相相对对较较厚厚，粒粒度度较较粗粗，底底部部侵侵蚀蚀构构造造发发育育，形形成成于于水水体体相相对对较较浅浅的的陆陆棚棚区区。常常以以生生物物碎碎屑屑灰灰岩岩或或砂砂屑屑为为主主,贝贝壳壳层层主主要要是是腕腕足足类类和双壳类和双壳类.远源风暴岩远源风暴岩厚厚度度小小，以以细细粒粒沉沉积积为为主主，底底界界明明显显，侵侵蚀蚀构构造造不不发发育育，常常形形成成于于相相对对水水深深的的陆陆棚棚区。区。近源风暴岩与浊积岩的区别近源风暴岩与浊积岩的区别二二者者都都是是密密度度流流,均均向向上上变变细细序序列列.风风暴暴流流是是风风暴暴浪浪和风暴的退潮流和风暴的退潮流,浊流只有密度流浊流只有密度流.(1)(1)风风暴暴岩岩的的粒粒序序层层厚厚度度不不均均匀匀,粒粒序序层层与与平平行行层层段段间间的的粒粒度度是是突突变变,浊浊积积岩岩粒粒序序层层厚厚度度是是均均匀匀的的,且且与与平行层段间粒度是平行层段间粒度是递变递变.(2)(2)风风暴暴岩岩中中波波浪浪作作用用形形成成的的丘丘状状交交错错层层理理,浊浊积积岩岩中无中无.(3)(3)风风暴暴岩岩中中缺缺少少槽槽模模,具具有有侵侵蚀蚀充充填填构构造造,浊浊积积岩岩的底面印模构造主要为各种的底面印模构造主要为各种槽模和工具模槽模和工具模.(4)(4)风风暴暴岩岩的的粗粗粒粒滞滞留留沉沉积积无无粒粒级级递递变变现现象象,而而浊浊积积岩鲍马序列的底部普遍岩鲍马序列的底部普遍见粒级递变见粒级递变现象现象;(5)(5)风风暴暴岩岩主主要要出出现现在在陆陆棚棚浅浅海海环环境境,浊浊积积岩岩出出现现在在深水深水环境环境.（5）鉴别标志含含正正常常浅浅海海生生物物化化石石组组合合，泥泥质质沉沉积积物物中中可可有有丰富的遗迹化石丰富的遗迹化石,如有孔虫如有孔虫 放射虫放射虫 珊瑚等；珊瑚等；砂砂岩岩从从薄薄层层到到厚厚层层均均有有；成成熟熟度度高高，可可含含有有海海绿绿石石、鲕鲕绿绿泥泥石石等等浅浅海海自自生生矿矿物物。厚厚层层砂砂岩岩具具有有大大型型巨巨型型交交错错层层理理 不不对对称称性性波波痕痕 丘丘状状交交错层理；错层理；泥泥岩岩常常具具有有规规则则的的水水平平层层理理，夹夹风风暴暴岩岩或或具具有有浪成层理的薄粉砂、细砂岩；浪成层理的薄粉砂、细砂岩；缺乏暴露标志。缺乏暴露标志。（6）与油气的关系与油气的关系现已探明的海上油气田绝大部分分布在陆棚上。现已探明的海上油气田绝大部分分布在陆棚上。生油条件生油条件陆陆棚棚沉沉积积物物含含有有大大量量有有机机质质；沉沉降降较较快快，沉沉积积厚度较大的陆棚盆地可形成厚度可观的生油岩。厚度较大的陆棚盆地可形成厚度可观的生油岩。储集条件储集条件陆陆棚棚沉沉积积的的大大型型砂砂岩岩体体，具具有有较较高高的的原原生生孔孔隙隙度，可成为油气的有效储层。度，可成为油气的有效储层。三 半深海相与深海相（一）半深海相（一）半深海相1.1.概述概述 大陆坡大陆坡+陆隆陆隆，与浅海的习惯与浅海的习惯200200米水深米水深分界线分界线 陆隆宽度陆隆宽度300-400300-400公里公里 三种流动状态：洋流三种流动状态：洋流、浊流、等深流浊流、等深流 阳光及氧不足，难以有植物和大量底栖动物发育阳光及氧不足，难以有植物和大量底栖动物发育2.2.沉积物类型沉积物类型：各类：各类软泥、浮游生物和砂软泥、浮游生物和砂 浊流沉积浊流沉积 等深流沉积等深流沉积3.3.等深流（平流）沉积等深流（平流）沉积半深海沿大陆坡脚等深线半深海沿大陆坡脚等深线流动流动的远洋底流，地球自的远洋底流，地球自转引起，流速转引起，流速20cm/s20cm/s。沉积物沉积物：富深海微体生物的：富深海微体生物的粉砂、极细砂粉砂、极细砂等积岩等积岩结结 构构：分选好而纯净分选好而纯净构构 造造：小型：小型交错层理、交错层理、水平层理水平层理垂向上垂向上：正粒序或逆粒序，：正粒序或逆粒序，顶底清楚顶底清楚，单层较，单层较（5cm5cm）。）。化化 石石：多破碎。：多破碎。（二）深海相（二）深海相 发育于发育于大洋盆地大洋盆地，水深大于，水深大于20002000米，一般米，一般在在4-54-5千米。千米。静水静水，还原还原条件，生物稀少。水温条件，生物稀少。水温11。沉积物：各种沉积物：各种生物软泥生物软泥（主要是钙质和硅质）（主要是钙质和硅质）陆源沉积物陆源沉积物（底流、冰川搬运、浊流、（底流、冰川搬运、浊流、滑坡）滑坡）化学、生物化学沉积化学、生物化学沉积（锰、铁、磷）（锰、铁、磷）典型浊积岩典型浊积岩(classic turbidite)(classic turbidite)是指具有鲍玛层序或序列的浊积岩（是指具有鲍玛层序或序列的浊积岩（BoumaBouma，19621962）。）。一个完整的鲍玛层序分为五段，自下而上为：一个完整的鲍玛层序分为五段，自下而上为：A A段段底部递变层段：底部递变层段：主要由砂组成，近底部含主要由砂组成，近底部含砾石，厚度常较其它段大。一般为正粒序，反映浊砾石，厚度常较其它段大。一般为正粒序，反映浊流能量衰减过程。底面上有冲刷流能量衰减过程。底面上有冲刷充填构造和多种充填构造和多种印模构造如槽模、沟模等。印模构造如槽模、沟模等。B B段段平行纹层段：平行纹层段：与与A A段粒级递变过渡，常由中、段粒级递变过渡，常由中、细砂组成，具平行层理，同时也具不大明显的正粒细砂组成，具平行层理，同时也具不大明显的正粒序。纹层除粒度变化显现外，更多的是由片状炭屑序。纹层除粒度变化显现外，更多的是由片状炭屑和长形碎屑定向分布所致，沿层面揭开时可见剥离和长形碎屑定向分布所致，沿层面揭开时可见剥离线理。线理。C C段段流水波纹层段：流水波纹层段：厚度较薄，常由粉砂组厚度较薄，常由粉砂组成，可含细砂和泥。发育小型流水型波纹层理和成，可含细砂和泥。发育小型流水型波纹层理和爬升层理，并常出现包卷层理和滑塌变形层理，爬升层理，并常出现包卷层理和滑塌变形层理，表明在表明在A A和和B B段沉积后，高密度浊流转变为低密度段沉积后，高密度浊流转变为低密度浊流，出现了牵引流水流机制和重力滑动的复合浊流，出现了牵引流水流机制和重力滑动的复合作用。作用。C C段与段与B B段为连续过渡关系。段为连续过渡关系。D D段段水平纹层段：水平纹层段：由泥质粉砂和粉砂质泥组由泥质粉砂和粉砂质泥组成，具水平层理，厚度不大。悬浮沉积作用，即成，具水平层理，厚度不大。悬浮沉积作用，即主要是垂向沉落。主要是垂向沉落。D D段若叠于段若叠于C C段之上，二者连续段之上，二者连续过渡；若过渡；若D D段单独出现，则与下伏鲍玛单元间有段单独出现，则与下伏鲍玛单元间有一清楚界面。一清楚界面。E E段段泥岩段：泥岩段：下部为块状泥岩，具显微粒序递下部为块状泥岩，具显微粒序递变层理，为最细粒物质在深水中直接沉降的结果。变层理，为最细粒物质在深水中直接沉降的结果。上部泥页岩段，为正常远洋深水沉积的泥页岩或泥上部泥页岩段，为正常远洋深水沉积的泥页岩或泥灰岩、生物灰岩，含浮游生物及深海、半深海生物灰岩、生物灰岩，含浮游生物及深海、半深海生物化石。化石。完整的鲍玛层序的厚度与浊流的规模有关，从完整的鲍玛层序的厚度与浊流的规模有关，从1 12cm2cm到数米不等。浊流沉积的地质体中到数米不等。浊流沉积的地质体中很少有完整很少有完整的鲍玛层序的鲍玛层序。有时缺少下部层序，有时缺少上部层。有时缺少下部层序，有时缺少上部层序；也可以间隔发育，还可以只发育其中一段，但序；也可以间隔发育，还可以只发育其中一段，但不论以哪段为底，底面总有侵蚀面，并发育底模构不论以哪段为底，底面总有侵蚀面，并发育底模构造。并且由于是减速流动，浊流沉积中很少见有层造。并且由于是减速流动，浊流沉积中很少见有层序颠倒的现象，一般均符合鲍玛的序颠倒的现象，一般均符合鲍玛的向上变细向上变细序列。序列。浊流沉积的各个层段发育成舌状体，较细的段比其下较浊流沉积的各个层段发育成舌状体，较细的段比其下较粗的段有更大的展布面积。因此远离源头上部层段缺失。粗的段有更大的展布面积。因此远离源头上部层段缺失。由于受到再一次浊流的侵蚀冲刷；或第二次浊流，发生由于受到再一次浊流的侵蚀冲刷；或第二次浊流，发生在第一次浊流的尾部层段沉积之前；结果就形成了缺失在第一次浊流的尾部层段沉积之前；结果就形成了缺失底部的层段、顶部层段被削蚀的、或者顶部底部层段均底部的层段、顶部层段被削蚀的、或者顶部底部层段均缺失的各种层序。缺失的各种层序。即浊积岩层序的完善程度由浊流的频率和强度所决定。即浊积岩层序的完善程度由浊流的频率和强度所决定。（三）与油气的关系（三）与油气的关系半深海相也可能有油气生成、储集的条件半深海相也可能有油气生成、储集的条件深深海海相相浊浊流流沉沉积积具具有有油油气气生生成成和和聚聚集集的的条条件件，已被近年来的油气田勘探所证实，已被近年来的油气田勘探所证实第二节 海洋碳酸盐岩沉积环境及相模式一、概述1.碳酸盐沉积物产生的条件温暖、清洁的浅海海域。温暖、清洁的浅海海域。在现代主要分布于南北纬在现代主要分布于南北纬3030之间。之间。生物是地史中碳酸盐沉积物最主要的来源。生物是地史中碳酸盐沉积物最主要的来源。碳酸盐颗粒（内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒碳酸盐颗粒（内碎屑、鲕粒、藻粒、球粒 、生物颗、生物颗粒）粒）碳酸盐骨架（珊瑚、层孔虫）碳酸盐骨架（珊瑚、层孔虫）碳酸盐泥（机械的、化学的、钙藻、钙质超微生物）碳酸盐泥（机械的、化学的、钙藻、钙质超微生物）2.碳酸盐沉积物的搬运和沉积1.碳酸盐的碳酸盐的沉积作用沉积作用主要发生在主要发生在热带浅水陆棚热带浅水陆棚和和浅滩浅滩上上2.碳酸盐颗粒、泥碳酸盐颗粒、泥 同陆源碎屑一样，可以遭受水体的同陆源碎屑一样，可以遭受水体的搬搬运和簸选运和簸选。3.碳酸盐沉积物有三个沉积区：碳酸盐沉积物有三个沉积区：海岸沉积区、浅水陆棚海岸沉积区、浅水陆棚区区和和深水盆地区深水盆地区。潮汐流和风暴流潮汐流和风暴流潮汐流和风暴流潮汐流和风暴流将碳酸盐沉积物搬运到将碳酸盐沉积物搬运到潮坪或海滩潮坪或海滩潮坪或海滩潮坪或海滩上，上，形成形成碳酸盐砂和灰泥沉积。碳酸盐砂和灰泥沉积。碳酸盐砂和灰泥沉积。碳酸盐砂和灰泥沉积。风暴回流和重力流风暴回流和重力流风暴回流和重力流风暴回流和重力流将碳酸盐沉积物搬运到将碳酸盐沉积物搬运到深水环境深水环境深水环境深水环境沉沉积，基质支撑积，基质支撑颗粒颗粒颗粒颗粒 沉积层沉积层沉积层沉积层与与细粒悬浮物沉积在一起。细粒悬浮物沉积在一起。细粒悬浮物沉积在一起。细粒悬浮物沉积在一起。留在留在浅海陆棚区浅海陆棚区浅海陆棚区浅海陆棚区的碳酸盐沉积物，在的碳酸盐沉积物，在高能带形成颗粒高能带形成颗粒高能带形成颗粒高能带形成颗粒滩或生物礁滩或生物礁滩或生物礁滩或生物礁。4.大部分大部分粗碳酸盐沉积物的搬运距离不远粗碳酸盐沉积物的搬运距离不远。5.颗粒间颗粒间灰泥基质的多少灰泥基质的多少、颗粒的填集特点颗粒的填集特点是是判断水体能量判断水体能量的标志的标志。6.常在大面积上常在大面积上垂向加积垂向加积，侧向加积少。，侧向加积少。3.碳酸盐沉积物的沉积速率Wilson(1975)统计，全新世统计，全新世浅水碳酸盐浅水碳酸盐的沉积速率的沉积速率平平均均1.0m/1000a，礁带礁带3m/1000a；大巴哈马滩和安德罗斯岛大巴哈马滩和安德罗斯岛潮坪潮坪0.7m/1000a；深水深水1cm/1000a甚至无甚至无。4.碳酸盐建隆（碳酸盐台地）n碳酸盐建隆碳酸盐建隆(carbonate buildup)n就地形成，横向延伸受限的就地形成，横向延伸受限的碳酸盐岩块体。在岩层中呈碳酸盐岩块体。在岩层中呈凸起状或隆起状产出。不一凸起状或隆起状产出。不一定与生物有关。定与生物有关。n台地（台地（tableland）n1.范围大，平坦范围大，平坦/波状起伏，波状起伏，高地；高地；n2.从周围低地突然升起且与从周围低地突然升起且与悬崖状边缘毗邻的高原。悬崖状边缘毗邻的高原。4.碳酸盐建隆（碳酸盐台地）二、海洋碳酸盐岩沉积模式1.按能量带划分的理想模式适用于陆表海清水盆地适用于陆表海清水盆地（一）陆表海和陆缘海的概念（一）陆表海和陆缘海的概念（Shaw,1964）1.陆表海陆表海（epeiric sea,epicontinental sea,inland sea,continental sea）位于位于大陆内部大陆内部或或陆棚内部陆棚内部，低坡度低坡度，范围广阔范围广阔，很浅很浅的的浅海浅海。2.陆缘海陆缘海（pericontinetal sea）位位于于大大陆陆边边缘缘或或陆陆棚棚边边缘缘、坡坡度度较较大大、范范围围较较小小、较较深深的的浅浅海海。地地质质历历史史中中沉沉积积碳碳酸酸盐盐岩岩的的主主要要浅浅海海是是陆陆表表海海，现现在在浅浅海海多多是陆缘海是陆缘海陆表海的碳酸盐沉积分异主要决定于海水的能量陆表海的碳酸盐沉积分异主要决定于海水的能量。1.按能量带划分的理想模式1.按能量带划分的理想模式（二）（二）IrwinIrwin（19651965）陆表海清水模式和能量相带的理想序列陆表海清水模式和能量相带的理想序列。由海向陆由海向陆，分，分X X、Y Y、Z Z三个带三个带X X带：带：深水低能带深水低能带，波基面以下，光线弱，氧气缺乏，沉积缘于，波基面以下，光线弱，氧气缺乏，沉积缘于Y Y带带灰泥灰泥 及浮游生物碎屑及浮游生物碎屑。有利于生油有利于生油Y Y带：带：近岸高能带近岸高能带，从波基面起，向海岸延伸至波浪及潮汐能量大，从波基面起，向海岸延伸至波浪及潮汐能量大部被消部被消 耗，波浪、潮汐的主要作用带，阳光、氧气充分，沉耗，波浪、潮汐的主要作用带，阳光、氧气充分，沉积物为积物为礁、滩礁、滩。良好的储集相带良好的储集相带 Z Z带：带：滨岸低能带，滨岸低能带，水浅，波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大，水浅，波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大，沉积沉积泥晶灰岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层。泥晶灰岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层。1.按能量带划分的理想模式1.按能量带划分的理想模式（三）（三）潮汐相带模式潮汐相带模式 1）拉波特（拉波特（Laporte,1967)Laporte,1967)（1）潮上及潮间带潮上及潮间带（Z）：蒸发作用强。）：蒸发作用强。白云岩、云质灰岩白云岩、云质灰岩白云岩、云质灰岩白云岩、云质灰岩 叠层构造、干裂、鸟眼构造等。叠层构造、干裂、鸟眼构造等。（2）浅的潮下带浅的潮下带（Y）：潮汐作用强。）：潮汐作用强。颗粒灰岩、叠层石、颗粒灰岩、叠层石、颗粒灰岩、叠层石、颗粒灰岩、叠层石、泥晶灰岩、泥晶灰岩、泥晶灰岩、泥晶灰岩、冲刷、干裂等。冲刷、干裂等。（3）无陆源碎屑潮下带无陆源碎屑潮下带（X上上）：浪底之上，高能，）：浪底之上，高能，发育发育礁、滩礁、滩礁、滩礁、滩。（4）有陆源碎屑潮下带有陆源碎屑潮下带（X下下）：浪底之下，低能，）：浪底之下，低能，泥晶灰岩泥晶灰岩泥晶灰岩泥晶灰岩。n n粘结格架（粘结格架（粘结格架（粘结格架（Y Y或或或或X X上部）上部）上部）上部）现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石现代潮间带叠层石 澳大利亚澳大利亚澳大利亚澳大利亚叠层石1.按能量带划分的理想模式(三)潮汐相带模式：2)2)杨（杨（Young,1972)Young,1972)1.按能量带划分的理想模式:（四）阿姆斯特朗（1974）混合沉积模式 碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积-西藏洞错扎弄贡巴，1996.52.威尔逊标准相带模式综综合合因因素素（海海底底地地形形、潮潮汐汐、波波浪浪、氧氧化化界界面面、盐盐度度及及海水循环）海水循环）碳酸盐岩标准相带模式碳酸盐岩标准相带模式三大相区和三大相区和九个标准相带九个标准相带。（一）盆地相区（一）盆地相区1.盆地相：属于深海盆地盆地相：属于深海盆地2.开阔陆棚相开阔陆棚相3.碳酸盐斜坡脚相（盆地边缘或深陆棚边缘相）碳酸盐斜坡脚相（盆地边缘或深陆棚边缘相）2.威尔逊标准相带模式波基面以下波基面以下远岸低能带远岸低能带 X带带暗色泥晶灰岩和页岩暗色泥晶灰岩和页岩主要生油区主要生油区广阔，称为宽相带区（二）台地边缘相区（二）台地边缘相区n生生物物礁礁、生生物物碎碎屑屑灰灰岩岩、鲕鲕粒粒灰灰岩岩、内内碎碎屑屑灰灰岩岩，油油气储集相带气储集相带。范围较窄，窄相带。范围较窄，窄相带。4.碳酸盐台地边缘前斜坡相：远岸低能与高能的碳酸盐台地边缘前斜坡相：远岸低能与高能的过渡带过渡带；5.台地边缘的生物礁相：台地边缘的生物礁相：6.台缘砂相：台缘砂相：2.威尔逊标准相带模式n波基面以上波基面以上，高能Y带带。2.威尔逊标准相带模式（三）台地相区（三）台地相区泥晶灰岩、白云质灰岩、白云岩、蒸发岩泥晶灰岩、白云质灰岩、白云岩、蒸发岩等。白云岩可等。白云岩可作油气作油气储集岩储集岩；蒸发岩可为良好；蒸发岩可为良好盖层盖层。分布宽阔，宽相。分布宽阔，宽相带区。带区。7.开阔台地相开阔台地相 基本是基本是低能低能带带8.局限台地相局限台地相9.台地蒸发相台地蒸发相n碳碳酸酸盐盐台台地地近近岸岸地地区区，属属近近岸岸低能带低能带或或潮坪潮坪带，相当于带，相当于Z带带3.碳酸盐台地陆表海沉积模式 塔克塔克（M.E.Tucker,1981）将海洋碳酸盐岩沉积划分为）将海洋碳酸盐岩沉积划分为 7个主要环境。个主要环境。1.潮坪潮坪2.滩后泻湖滩后泻湖3.地台浅滩地台浅滩4.开阔潮下（泻湖）开阔潮下（泻湖）正常浪底以下正常浪底以下5.台缘礁或台缘浅滩台缘礁或台缘浅滩正常浪底以上正常浪底以上6.台前斜坡台前斜坡 大陆斜坡大陆斜坡7.碳酸盐浊积盆地碳酸盐浊积盆地浪底以下浪底以下我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。整整个个陆陆棚棚即即为为一一个个台台地地3.碳酸盐台地陆表海沉积模式4.碳酸盐缓坡沉积模式一、盆地一、盆地 风暴浪基面以下，沉积页岩或远洋灰岩风暴浪基面以下，沉积页岩或远洋灰岩二、深缓坡二、深缓坡 风暴浪基面至晴天浪基面之间，薄层状灰岩风暴浪基面至晴天浪基面之间，薄层状灰岩三、浅缓坡三、浅缓坡 晴天浪底之上的波浪搅动带，鲕粒滩、点礁、坝岛复合晴天浪底之上的波浪搅动带，鲕粒滩、点礁、坝岛复合体系体系四、潮缘碳酸盐台地四、潮缘碳酸盐台地 坝、岛系统之后的受护区域，包括坝、岛系统之后的受护区域，包括 泻湖、潮坪碳酸盐泻湖、潮坪碳酸盐和潮上碳酸盐或蒸发岩和潮上碳酸盐或蒸发岩三、碳酸盐岩的含油气性据据英英国国石石油油公公司司19711971的的统统计计，当当时时世世界界石石油油总总可可采采储储量量10301030亿亿吨吨中中，碳碳酸酸盐盐岩岩油油田田占占52%52%。世世界界上上绝绝大大部部分分高高产产油井都与碳酸盐岩有关。油井都与碳酸盐岩有关。一、生油条件一、生油条件还还原原环环境境和和富富有有机机质质低低能能环环境境中中沉沉积积的的泥泥状状灰灰岩岩是是重重要要的的烃源岩。烃源岩。二、储集条件二、储集条件碳酸盐岩的碳酸盐岩的储集空间大都是次生的储集空间大都是次生的。碳酸盐岩储集层可成为高产油气层。碳酸盐岩储集层可成为高产油气层。较好的储层较好的储层来自来自生物礁相、颗粒滩相及潮坪相生物礁相、颗粒滩相及潮坪相。裂缝是碳酸盐岩储集高产的重要因素裂缝是碳酸盐岩储集高产的重要因素。