沉积岩石学——海洋碳酸盐沉积环境及相模式
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式
（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时
基本内容：
①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘；
②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。
重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。
教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。
主要参考书:
①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993.
②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980.
③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989.
④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989.
⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994.
⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003.
复习思考题：
①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？
②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？
③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。
④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。
⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。
⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化
石、指相自生矿物、沉积构造以及生油储油有利相带；并在此基础上，通过编制岸进和岸退的垂向层序，分析碳酸盐岩的生储盖组合特征。
⑦试说明阿姆斯特朗的相带模式，并以此说明陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积的关系。为什
么说陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积常常呈消长关系。
⑧什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？
⑨试论述影响生物礁的发生、发展、消亡以及它们的最终形态和内部构造的主要因素。
⑩试归纳礁和造礁生物在地质历史不同时期的特点。
教学内容提要：
第一节绪言
现代海洋碳酸盐沉积环境的特点：温暖、清洁、透光的浅水。
第二节主要碳酸盐沉积模式
一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点）
1．陆表海
亦可称作内陆海、陆内海、大陆海等。
位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海。
①低坡度：海底坡度小于1ft/mi(0.03～0.15m/km)
②范围广阔：延伸可达几百～几千英里
③很浅的：水深一般只有几十米，一般不超过200m。
2．陆缘海
也可称作大陆边缘海
位于大陆边缘或陆棚边缘的、坡度较大的、范围较小的、深度较大的浅海。
①坡度较大：海底坡度约2～10ft/mi（0.6～3m/km）
②范围较小：宽度一般100～300mi（160～480km）
③深度较大：水深可达200～350m（最深）
一般认为，陆棚的边缘在200m等深线附近，具体位置由陆棚和陆坡的坡折决定，即这个坡折把陆棚和陆坡分开了。在此坡折以下为陆坡，以上为陆棚。陆棚边缘或大陆边缘的浅海为陆缘海，陆棚内部的浅海为陆表海。
在地质历史中，沉积碳酸盐岩的浅海大多是陆表海。但是，现在我们看到的浅海却大都不是陆表海，而是陆缘海。
Shaw第一次精辟地论述了陆表海的水能量特征，并且还在能量的基础上，对陆表海沉积物的分布也进行了相应的划分。
Shaw的陆表海和沉积物分布的观点，奠定了陆表海碳酸盐岩沉积环境分析的理论基础。以后的许多观点、学说和模式，都是在这个理论基础上发展起来的。
二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点）
欧文（Irwin,1965）继承了Shaw的陆表海的水能量及沉积相的观点，并进一步提出了陆表海清水沉积作用的概念及相带模式。
清水沉积作用—是指在没有或很少有陆源物质流入的陆表海环境中的碳酸盐沉积作用。
清水是碳酸盐沉积作用必不可少的环境因素之一。
Irwin根据陆表海的水动力条件，主要是潮汐和波浪作用的能量，划分出也三具能量带，即远离海岸的X带（低能带）、稍近海岸的Y带（高能带）和靠近海洋的Z带（低能带）。
这三个带由于水能量条件不同，所以其沉积物的特征也各不相同。因此这三个
能量带实际上就是三个不同的沉积作用带或沉积相带。这三个相带的能量及沉积特征如下。
1. X带（低能带）
①位于浪底浪基面之下，一般来说海底很少受到扰动，只有在特殊情况下才有海流的干扰。所以是一个低能带。
②此带宽约几百英里。
③沉积物主要是来自Y带（高能带）的细粒物质，主要为灰泥。
④生物：此带海底大都接近于或低于光合作用的下限，氧的供应也受到限制，因此，各种底栖生物和藻类都不发育；假如有海流的干扰，这里也可以有生物群繁殖，也可有较粗的生物碎屑堆积；来自高能带的大量有机物质和浮游生物、自游生物、都可以在这里堆积下来。
⑤沉积构造：水平层理发育
⑥颜色：由于这一环境安静缺氧，所以多呈暗色。
⑦沉积厚度：由于灰泥沉积物主要来自邻近浅水地区，其沉积速度一般较慢，而且海水温度又低，因而不利于化学成因的灰泥发生沉淀，所以这一带沉积物厚度不大。
⑧该带岩石是有利的生油岩。
2. Y带（高能带）
①从波浪开始冲击海底的地点开始，向滨岸方向延伸，直到波浪和潮汐的能量大部分被消耗掉为止。因此这一带为一高能带。
②此带宽约几十英里。
③沉积特征：这带波浪及潮汐十分活跃，水浅、阳光充足、氧气充分，底栖生物和藻类大量繁殖，所形成的沉积物基本上都是生物成因的。
在此带向海一侧，从深水上升带来的氧料尤其丰富，因而各种生物，包括造礁生物大量发育，往往形成生物礁。
而向滨岸一侧，则可见各种较粗的颗粒（如鲕粒、生物碎屑、内碎屑等）堆积，所形成岩石主要为生物屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。分选和磨蚀良好，灰泥含量少。
沉积构造：具交错层理。
④此带形成的碳酸盐岩是良好的油气储集岩。
3. Z带（低能带）
①位于Y带的向岸方向，直到滨岸为止
②此带水很浅，波浪和潮汐作用都很弱，其能量大多被海底磨擦消耗掉，水循环也很弱。只有局部的风暴才能引起一定的波浪能。因此是一个低能带。
③此带宽度较大，可达几百英里宽。
④此带海底坡度很小，或近于平坦，因而海水广泛漫布。
⑤在靠近滨岸的地带，如因气候炎热干燥，水流停滞，可使海水蒸发，含盐度不断提高，从而形成白云石以及各类盐类矿物的沉积。
⑥此带形成的岩石主要是泥晶石灰岩、泥晶白云岩以及蒸发岩。
⑦化石少见，但叠层藻度相当发育。
⑧沉积构造：干裂、冲沟、鸟眼、生物钻孔等。
由于陆表海平坦宽阔，水又很浅，因此微弱的地壳升降运动或冰川的消长都会使海平面产生显著变化，这样就产生了大范围的潮坪沉积。这与陆缘海是大不相同的。
陆表海碳酸盐沉积还有一个特征，就是旋回性发育，这也是由陆表海性质所决定的。
地质历史中的碳酸盐岩，绝大部分是陆表海清水沉积作用的产物，因此，欧文的以水动力能量为依据而划分的三个能量带就具有普遍的意义。
三、潮汐作用相带模式
1. 拉波特的模式
拉波特（Laporate,1967）曾对美国纽约州下泥盆统曼留斯组的碳酸盐岩进行研究，认为该组是在一个非常接近海平面的环境中形成的。他根据该组岩性及古生物特征，以潮汐作用带为主要标志，划分出了三个相带，即潮上带、潮间带和潮下带。
（1）潮上带
位于平均高潮面以上几英寸到几英尺的地带。
此带平时都在水面以上，只有在特大潮水或特大风暴时才被海水淹没。
岩石类型：主要是泥-粉晶白云岩、白云质泥质石灰岩、球粒泥晶石灰岩等。
沉积构造：纹理、藻纹层、干裂、鸟眼构造。
化石少见
（2）潮间带
位于平均高潮面与平均低潮面之间的地带。
岩石类型：主要为薄层的不含化石的球粒泥晶石灰岩；砾石级的内碎屑及扁平状的竹叶状砾屑常见，也有鲕粒及砂级内碎屑，叠层石及藻灰结核也常见。
沉积构造：冲刷、干裂
化石种类较单调，但数量却相当丰富，多呈杂乱堆积。
（3）潮下带
在平均低潮面以下。
岩石类型：主要是厚层至块状球粒泥晶石灰岩、含各种生物碎屑的石灰岩以及富含层孔虫格架的礁石灰岩。
1969年，Laporate又把他的模式进行了修改，主要把潮下带进一步划分为上下两部。
潮下带上部：位于浪底之上，为高能环境，为礁和滩的发育地带。
潮下带下部：位于浪底之下，为低能环境，为泥晶石灰岩生成环境。
Laporate的模式是在继承了Shaw和Irwin所建立的概念和模式的基础上，开创了以潮汐作用带为主要标志或形式的划分碳酸盐岩沉积相的先例。直到现在，这种划分碳酸盐岩沉积相带的方法和原则还在被继续采用。
所以Irwin的模式和Laporate的模式，只是划分相带的侧重点和形式有所不同，实质上是一致的。
Laporate模式Irwin模式
潮上带
Z带
潮间带
潮下带上部Y带
潮下带下部X带
2. 杨等的模式（Young et al., 1972）
Youngetal.曾对于美国阿肯色的奥陶系碳酸盐岩进行了研究，他们根据该系的岩性及古生物特征，也拟定了一个以潮汐作用带为形式的相带模式，划分出了四个相带，即潮上带、潮间带、局限潮下带和开阔潮下带。
（1）潮上带：平均高潮面以上的向岸延伸的广阔平原
岩性：白云岩、白云质泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩
构造：干裂、鸟眼
生物化石少，有藻席
（2）潮间带：平均高潮面和平均低潮面之间
潮间带上部：类似潮上带，藻席发育
潮间带下部：内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩，柱状叠层石
化石较多，虫孔也较常见潮间带上部多为垂直虫孔，
潮间带下部多为水平虫孔
（3）开阔潮下带：平均低潮面以下，波浪、潮汐作用较强，高能环境。
岩性：内碎屑石灰岩或生物屑石灰岩，亮晶胶结
构造：可出现低角度斜层理
生物化石丰富
（4）局限潮下带：水体能量受到限制，为较低能环境
岩性：内碎屑生物屑灰岩，灰泥充填，亮晶少
生物化石多见，在较浅部位可形成生物丘
Youngetal.的（1）、（2）、（4）相当于Irwin的Z带，（3）相当于Irwin的Y带，youngetal.的模式中没有与Irwin的X带相当的带，但单独地划分出了较低能的（4）带。
四、综合模式
1. 阿姆斯特朗（Armstrong, 1974）的模式
Armstrong曾长期对北美阿拉斯加北极地区的石炭系进行研究，他根据该地区石炭系两种不同的沉积组合，拟定了两个沉积模式。
（1）碎屑岩——碳酸盐岩沉积模式
代表一个海进组合，其底部为滨海碎屑岩，再向上为粉砂岩及页岩，最后为海洋碳酸盐岩。
（2）碳酸盐岩沉积模式
停滞缺氧盆地、潮汐陆棚、斜坡脚～Irwin的X带
前斜坡、开阔海陆棚、浅滩水～Irwin的Y带
开阔台地、局限台地、潮间～潮上带～Irwin的Z带
这是一个综合性的碳酸盐台地的沉积模式。
2. 威尔逊（Wilson,1975）的模式
Wilson的模式与Armstrong的模式十分相似，也分9个相带。Wilson的九个相
带中还提出了24个微相，从而使应用这一模式提供了方便。
Wilson的模式是个综合性的模式，他是根据海底地形、海水能量、海水充氧情况、气候条件以及其他因素，高度综合而成的。他继承了前人模式的优点，并且所创造，使碳酸盐岩沉积环境分析的基本原理、方法和形式，都发展到了一个新的水平。但基本格局仍然是低能-高能-低能这三个大的相带。
3.塔克（Tucker,1981）的模式
塔克将主要碳酸盐相与七种主要环境联系起来：①潮上-潮间坪；②泻湖及局限海湾；③潮间-潮下浅滩；④开阔陆棚及台地；⑤礁及碳酸盐岩隆；⑥礁前塌砾及泥丘；⑦远洋碳酸盐泥及浊积盆地。
塔克又将环境①至⑤归碳酸盐台地—陆表海，将⑥及⑦划归盆地—较深水斜坡区。
在Tucker的模式中将开阔陆棚与台地放在一起，在碳酸盐台地中将泻湖（局限台地）与潮坪分开，开阔台地内又分出浅水碳酸盐砂滩，局部出现斑（点）礁及泥丘。看来该模式比较切合陆表海碳盐的沉积模式。
4. 关士聪等（1983）的模式
五、深水碳酸盐沉积模式
前述诸模式基本上都是浅水海洋的甚至滨海的碳酸盐相的模式，只有少数模式涉及到了深水相（但较笼统）。随着人们对深水碳酸盐岩的研究，才逐渐总结出一些深水碳酸盐相的模式，如多特（Dott,1963）的海下重力流沉积类型以及麦克尔里斯和詹姆斯（Mcllreath and James,1979）的四种不同的陆棚边缘的深水海洋沉积模式。
第三节生物礁与礁相
一、概述
1. 礁的概念（重点）
有关礁的概念已有一百多年的历史，但直到现在还存在着认识上的争议。因而要给礁下一个确切的定义是十分困难的。
礁（reef）这一术语来源于一挪威语rif，其含义为脊。
十九世纪中期以后，一些地质学家把它应用到古代岩石中，从此开始古代礁的研究。
在研究古代礁时，由于只能根据地质时代中保存下来的有限的资料来认识它，并且差不多都是从生物造成的海底地形上的特点来讨论礁的存在与否。这样，除了一引起真正的礁外，常常把一引起因海流作用造成的异地介壳堆积、鲕粒丘、石灰岩的残山、甚至一些砂页岩与石灰岩的相变也看成是礁。这样，礁的术语便产生了某些混乱。
鉴于此，卡明斯和施罗克（1928，1932）试图通过新的术语来澄清这种混乱。他们提出了生物丘（bioherm）和生物层（biostram）的概念。
这两个术语出现后，在礁的概念中又引起了新的争议。一些研究者直接引用他们的概念，着重强调地形上的特点，并通过地层的接触关系去论述礁。另一些研究者则强调造礁生物和它们的生态。于是生态礁的概念开始引起人们的注意。许多研究者多从生态礁的观点来讨论礁的定义，但仍有一些研究者继续使用生物丘这一术语，还有一些研究者为了避开这种争议而使用“生物碳酸盐建隆”（organiccarbonatebuildup）这个一般性的术语。
目前，大多数的研究者多采用生态礁的概念。
生态礁—指造礁生物的原状地生长造成的坚固的抗浪骨架，它在地形上具有隆起的正性地貌特征。由于它的存在足以影响四周沉积环境，从而形成前后不同的相带。
这里强调①生物成因；②抗浪骨架；③隆起地貌。
中国对古代礁的研究起步较晚，自1963年何可梗发表第一篇论证贵州二叠纪地层中生物礁的文章之后，直到70年代后期中国古代礁体的研究工作才取得了显著进展。现已查明中国自震旦纪至三叠纪各地质时期以及第三纪均有礁的分布。在礁型油气藏勘探方面也取得了明显的成果。
2.礁的特征
礁主要由礁核和礁翼组成。在一些群礁复合体中，礁间沉积也与礁的发展有密切关系。
（1）礁核
礁核是指礁体中能够抵抗波浪作用的那部分，乃礁的主体。它主要由原地堆积的生物岩或粘结岩组成。其中生物的含量很高，主要是造礁生物，还有一些附礁生物。
原地生长的骨架可分为原生骨架和次生骨架，其中次生骨架是一些具结壳性、包覆性、粘结性的生物，在原生骨架的基础上，甚至在原生骨架被破坏的碎块上结壳、包覆和粘结形成的。
（2）礁翼
礁翼通常是指礁相与非礁相呈指状交错过渡的那部分礁体。
礁体迎风的一侧称礁前，背风的一侧称礁后。
礁前处于迎风一侧，在风浪冲击下，礁碎屑顺着礁前缘的陡坡堆积形成的岩石一般称为礁前塌积岩或礁前角砾岩。
礁后沉积多由分选较好的砂屑石灰岩组成，胶结物多为亮晶方解石，背风的地方含有较多的灰泥基质。碎屑物质主要为来自礁核的生物碎屑。与礁核的差别是动
物群富含单体生物，与礁前相比，是其生物门类和种属大为减少。
在礁发展晚期，在礁后相中，有层纹构造、叠层石及鸟眼构造，还有早期白云化的现象。
（3）礁间
在一些群礁复合体中，礁与礁之间的沉积物和生物组成与礁的发展有极其密切的关系。
海侵时，群礁发展，礁间可出现正常海相沉积。
海退时，群礁发展受限制，礁间可出现一些泻湖相的沉积。
二、礁的分类
1.根据礁的形态和礁与海岸的关系
（1）岸礁（裙礁）
从海岸向海方向生长的礁，即和陆地或岛屿相边的礁。这种岸礁有时可以沿陆地或岛屿的边缘分布并延伸很远，就象把陆地或岛屿镶饰上一个裙边，所以也叫裙礁。
（2）堤礁（堡礁）
堤礁离岸有一定距离，常呈带状，其延伸方向多与海岸平行；由于它象带状延伸的堡垒一样护卫着海岸，所以也叫堡礁。
（3）环礁
环礁是远离海岸即位于广海中的呈环形或不规则的断续环形礁，其四周常露出海面呈低矮的环形礁岛，其中间常呈现一个不深的泻湖。
2.根据礁形成的沉积环境分
台地礁、台地边缘礁、盆地礁、泻湖礁、滩礁等
3.根据礁的形态分
线状礁、马蹄礁、点礁、塔礁、桌礁、台礁等
也可把分散在盆地、泻湖、台地或滩中的孤立礁，称作斑礁（或补丁礁）或点礁。
也有把前述的一引起名称复合使用的，如马蹄形环礁、台地（内）点礁、盆地（内）环礁等。
4.曾鼎乾等（1998）的分类
从我国各地质历史时期中的生物礁的实际情况出发，根据礁的古地理位置和几何形态，把礁分为台地边缘礁、堤礁、环礁、塔礁和点礁等。
5.范嘉松的分类
从生态的观点讨论了我国地质时代中生物礁的分类，他把礁划分为生物建隆礁、障积建隆礁以及灰泥建隆礁。
三、礁复合体和礁相
自亨森（Henson,1950）提出礁复合体或礁组合这一概念以来，大多数人都把它看作是生物礁的不同相的总称。凡是与礁发展有关的相都应概括在礁复合体中。
本课把礁复合体看成是由骨架相、礁顶相、礁坪相、礁后砂相、泻湖相、斜坡相以及塌积相的总称。各相带的沉积特征如下。
1. 礁骨架相
位于礁的前缘，是波浪和水流强烈扰动的环境。
2. 礁顶相
是礁复合体中最浅的相带，通常出现在礁的顶部
3. 礁坪相
是礁复合体中最宽的一个相带，地形平坦，特大低潮时，部分可露出水面。
4. 礁后砂相
位于礁坪后侧，二者是逐渐过渡的。
5. 泻湖相
环礁内或礁复合体之后的一个静水环境，其沉积物以灰泥为主。
6. 礁斜坡相
处于成熟或末成熟的礁复合体的礁骨架相的向海一边，其特征是有一个较陡的斜坡。
7. 近侧塌积岩相
礁斜坡之下的那个相带，其特征是含有大量的来自礁复合体的碎屑和少量的活着的钙质生物。
8. 远侧塌积岩相
位于塌积岩相的下斜坡
四、礁发育的一般规律
同自然界的其他事物一样，礁也有它的发生、发展和消亡的过程。海侵过程中的古地貌多常常是礁的发生地；地壳下沉的幅度与造礁生物生长幅度一致是生物礁发育的必要条件。海侵过程中海平面上升幅度太快，海水变深，或海退过程中海平面下降得太快，海水变浅，盐度增加，以及其他因素等，都会中止生物礁的发育。
礁的沉积特特征、礁的微相以及造礁生物群落的演替现象是揭示礁发育过程的重要途径。
在我国西南地区，晚二叠世地层广泛分布，其上部常有礁。根据礁的微相和岩石学特征，可把礁的发展划分四个阶段。
第一、生物碎屑浅滩形成阶段
第二、板状造礁生物发展阶段
第三、块状造礁生物发展阶段
第四、放射状红藻阶段
詹姆斯（James,1979）从造礁生物的生态学出发，将生物礁的发展划分为四个阶段：
第一，定殖阶段（stabilization）
第二，拓殖阶段（colonization）
第三，泛殖阶段（diversification）
第四，统殖阶段（domination）
五、地质历史中的礁和造礁生物
地史上最早的礁出现在晚前寒武纪，它们主要是一些蓝绿藻捕集灰泥而形成的丘状构造。
∈、藻仍然是主要的造礁生物
O、藻类，管状珊瑚
D、极为重要的造礁期，层孔虫、珊瑚、藻
C、珊瑚、苔藓虫、藻
P、海绵、苔藓虫、水螅、一些钙质红藻
T、生物建造的规模较小，分布也不那么广泛
J、珊瑚、海绵
K、生物建造分布于40°N～20°S范围内
R、礁比较发育，规模比较大，珊瑚、藻类
海洋碳酸盐沉积环境资料
海洋碳酸盐沉积环境 现代碳酸盐岩的分布特征 分布地带：碳酸盐沉积主要分布于低纬度（南北纬30o左右）的清澈、温暖、滨浅海地带 条件：浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的注入。 生物：钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。 沉积物：主要是两类沉积物（1）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒）；（2）造礁生物粘结岩。少量灰泥 在南北纬40o之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。 浅海碳酸盐的发育与藻类有密切关系 在水深15m中所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍。 主要与浅水绿藻及蓝绿藻特别丰富有关。由于藻类的光合作用，从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和而沉淀出文石质灰泥，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥(成为颗粒的主要供给者)。藻类繁盛提供了大量碳酸盐沉积物。 浅海碳酸盐的发育与生物有密切关系 藻类的生活需要温暖、浅水、清洁透光环境。 海水浑浊妨碍光合作用，阻止钙藻生长，堵塞底栖生物的摄食器官，影响其繁衍（妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生）。 海水太深，阳光和氧气不足，对藻类和底栖无脊椎动物生长都不利。 海水太深，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不会有大量碳酸盐的产生。 深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层浮游生物（颗石藻、有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区漂运来的灰泥或粉屑。 浅海碳酸盐颗粒的复杂成因 内（源）碎屑：盆地内准同生改造的碳酸盐颗粒。 内（盆内）：直接来源与准同生改造；成分：碳酸盐。 在海岸高能带，由于波浪、潮汐、海流等作用，使碳酸盐沉积物发生簸选，将细粒碳酸盐带走，而留下各种砂砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝、砂咀、滨外砂堤、砂洲、潮汐三角洲、潮汐砂坝等（西沙群岛）。 细粒碳酸盐（灰泥、粉屑）沉积在：
碳酸盐台地沉积模式分类及主控因素
碳酸盐台地沉积模式分类及主控因素 1 前言 碳酸盐岩地模式是理解碳酸盐岩相的分布以及(在一定程度上)原生孔隙率的分 布及其成岩史有关的保存情况的重要辅助工具。随着油气勘探的不断深入, 海相碳酸盐岩地层 分布区逐渐成为重要的油气勘探场所。中国的塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地都有重大的发现, 特别是塔里木盆地、四川盆地最近都有重要的突破, 因此, 碳酸盐岩台地的研究也进入一个新的高潮, 各种观点、方法层出不穷。通常用来描述不同台地的许多术语，对于地质学家来说往往具有不同的含意。本文根据前人对碳酸盐台地的研究总结归纳其类型划分及其相模式。 2 分类 2.1 不同地理位置、坡度、封闭性和镶边性下的碳酸盐岩台地类型 在总结前人工作的基础上, 根据地理位置、坡度、封闭性和镶边性把碳酸盐岩台地分为以下类型: 缓坡开放型无镶边台地、缓坡封闭型无镶边台地、陡坡开放型无镶边台地、陡坡封闭型无镶边台地、缓坡开放型有镶边台地、缓坡封闭型有镶边台地、陡坡开放型有镶边台地、陡坡封闭型有镶边台地、礁滩型孤立台地、岩隆型孤立台地。 表1 碳酸盐岩台地分类（据顾家裕，2009） 2.1.1 缓坡封闭型无镶边台地 此类台地的特点是整个台地地势平坦且相对开阔, 虽然台地边缘没有明显的镶边, 但在台地边缘发育水体较浅的滩地, 对水体交换有一定的阻隔性, 台地上
主要以潮坪沉积和澙湖沉积为主。在潮上带发育膏泥坪、膏盐坪和含膏白云岩等, 而在潮间带主要沉积以泥晶为主的云岩、藻云岩和少量的藻屑云岩, 下部见砂屑坪沉积等; 澙湖中以泥晶白云岩和纹层白云岩等为主; 台地边缘滩中见凝块白云岩和少量的鲕粒白云岩。 2.1.2 陡坡开放型无镶边台地 这是一类比较简单的台地。台地岸坡坡度较陡, 滨岸水动力强度较高, 滨岸沉积主要是粒级较粗的生物碎屑灰岩、生物灰岩或一定量的鲕粒灰岩, 在一些地区岸边还发育一定高度的风成沙丘;向外则是一个相对有一定坡度的开阔台地, 沉积物主要是泥晶灰岩和泥质灰岩, 沉积物由岸至海逐渐变细, 直到台地边缘出现更大坡度的斜坡。 2.1.3缓坡封闭型有镶边台地 该类台地的特点是台地广阔, 但由于受台缘带滩礁复合体或滩的阻隔, 台地内部水体交换阻滞,水体的蒸发量大于补给量, 台地内主要沉积膏泥岩、膏盐岩或大量的石膏; 台地边缘发育生物礁或礁滩复合体, 在一些水体交换并未受到影响、较开放的地区, 水体盐度正常, 可以形成一定量的小型礁体或台内滩; 在滨岸地区主要是浅水平坦的、膏泥岩沉积的潮坪或泥坪. 2.1.4 缓坡开放型有镶边台地 该类台地的特点是台地边缘具镶边, 即存在一个大型生物礁的边缘, 但生物礁分布断续, 台内水体交换通畅无阻。 2.1.5陡坡开放型有镶边台地 该类台地的特点是滨岸坡度较大, 水体能量强, 主要发育粗粒的生物碎屑滩、鲕粒滩或少量的点礁, 而广阔的台地区则水体较深、能量较低, 沉积细粒的泥晶灰岩和泥质灰岩, 偶见台内浅滩, 台内不发育蒸发岩。在台地边缘区发育明显的生物礁滩复合体, 但断续的生物礁滩复合体对台内水体的交换阻隔较小, 水体流动畅通。 2.1.6滩礁型孤立台地 此类台地在中国南海广大海域有分布, 大部分是在海底喷发的火成岩基础上发育起来的生物礁。 2.2不同受力机制下的碳酸盐岩台地类型 碳酸盐岩台地生长在构造高点之上, 如断层的上升盘、背斜和底辟的顶部。按照基底的受力机制,可将碳酸盐岩台地分为伸展作用控制下的基底断块台地、旋转断块台地和生长断块台地; 挤压作用控制下的生长背斜台地、孤立台地、顶部刺穿台地和前陆边缘台地; 底辟作用控制下的盐底辟台地和火山基底台地; 及其它因素控制的被动大陆边缘台地和三角洲顶部台地。 2.2.1伸展作用控制下的断块台地 1）基底断块台地[ 前期形成基底断裂, 当物质充足、水体适中即水体处于高潮线和低潮线之间时, 在基底断层的上升盘便会发育碳酸盐岩建隆, 同时在下降盘发育盆地沉积。 2) 旋转断块台地主要形成于海底断陷盆地中(如红海苏伊士海湾) , 形成机制与基底断块台地相似, 旋转断块台地的独特之处在于断块形成之后要发生反转。 3) 生长断块台地[ 2 ] 生长断块台地的整个形成过程包括碳酸盐岩的生长、后退和碳酸盐岩侧翼偶尔的坍塌。通常, 碳酸盐岩台地的形成经历3 个阶段。第1 阶段, 由孤立的点礁组合成一个顶部水平的大型台地, 坡度角较缓, 该阶段
碳酸盐岩沉积相
第二十四章碳酸盐岩沉积相 §24-1 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征 ●主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 以化学、生物化学、生物、机械多种机制综合形成的一类化学岩及生物化学岩。颗粒和灰泥（相当于杂基）的比例及其组合而成的多种岩石类型，是浅海相碳酸盐岩沉积环境的重要标志。深水碳酸盐岩多起因于风暴条件，形成于大陆坡及深水盆地中。具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩的重要相标志。碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境，也与成岩环境和成岩作用密切相关。碳酸盐岩具有易溶性和易变性。 二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 ●潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主的碳酸盐岩 盆地环境，——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。潮汐沉积作用带主要发生在： 1）潮下带环境——高能、低能沉积带。 2）潮间沉积带——具间歇能所形成的岩石类型和相标志。 3）潮上沉积带——具暴露蒸发和交代作用标志。 潮坪环境中以物理—生物作用为特征所形成的藻叠层及其形态分带是划分潮坪环境（相）的主要相标志。 ●海滩碳酸盐岩——主要处于缺乏障璧的开阔浅海（无广阔藻席）；其次 主要受制于波浪能量大小，在不同古地形和水动力条件作用下，形成鲕粒滩（岩）、内碎屑滩（岩）和生屑滩（岩）等，其中有发育的冲洗层理和交错层理，以及生物扰动构造。视岩性、结构和构造特征的变化，它们可分别组合成不同类型的相层序。 ●生物礁碳酸盐岩——具格架的珊瑚礁碳酸盐岩，特定形成条件： 1）造礁生物在迎浪带原地生长营造起来的。 2）具水下凸起的地貌，沉积厚度比相邻地区大。 3）具生物格架或只有造礁生物原地生长的痕迹。
碳酸盐沉积环境及相模式
碳酸盐沉积环境及相模式 中国地质大学（武汉） 摘要碳酸盐岩在我国广泛发育，是重要的油气勘探层位，在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。我国的碳酸盐主要以海相为主，湖相也很常见。碳酸盐是石油的优良储藏体，特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。而且在石油勘探过程中，主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。目前，碳酸盐的相模式还不是非常的完善，各种相模式混乱，互为独立而又有相同的地方，没有明显的界线划分和分类。导致相模式的标准和用词不尽相同，给油气勘探带来不便。本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类，对碳酸盐的研究的现状总结。 关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地 作者中国地质大学地学院 引言 自上世纪中期以来，碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。在碳酸盐的石油勘探过程中，碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。 1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用 1.1沉积环境 ①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境 现代海洋碳酸盐沉积，主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带，如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。上述地带钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育，局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。而在南北纬度40°之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。这些现代海相碳酸盐产出环境，不仅是温暖、浅水，而且是清水环境，如加勒比海的三大碳酸盐滩，远离密西西比河口自西来的沿岸流，这就避开了大量细碎屑沉积物的注入；我国广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域，同样远离粘土及粉砂的供给区而以沉积碳酸盐为主。 除造钙生物提供的骨骼，现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。据金斯伯格（R. N. Cinsburg，1975）的资料，现代热带浅海小于10－15m水深的海域，所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍，主要与这一水域的绿藻海松科及蓝绿藻特别丰富有关，由于藻类的光合作用，需要从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和，沉淀出文石质灰泥来，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者，因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物，而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。如果海水浑浊，不仅妨碍光合作用，阻止钙藻的生长，另外悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动
第四十一章 碳酸盐岩台地结构类型
第四十一章碳酸盐岩台地结构类型 学时： 1学时 基本内容： 碳酸盐岩台地的结构类型：缓坡型、镶边陆架型碳酸盐岩台地型、陆表海型、孤立型、淹没台地型。并依次对各个类型的台地基本特征和理想的发育模式进行了介绍。 教学重点： 缓坡型碳酸盐岩台地、孤立型碳酸盐岩台地和镶边陆架型碳酸盐岩台地发育特征及沉积模式。 教学思路： 依次介绍缓坡型碳酸盐岩台地及相带构成、镶边陆架型台地及相带构成、陆表海型碳酸盐岩台地及沉积模式、孤立台地及相带构成，最后简要介绍了淹没台地。 主要参考书: 1、冯增昭主编《沉积岩石学》上册第六、七、八章，石油工业出版社，1993. 2、曾允孚、夏文杰主编《沉积岩石学》第六、七章，地质出版社，1986. 3、郑俊茂，庞明编著《碎屑储集岩的成岩作用研究》，北京：中国地质大学出版社，1989. 4、Schmidt, V., and D. A. Mcdonald 著（1979），陈荷立，汤锡元译. 砂岩成岩过程中的次生储集孔隙. 北京：石油工业出版社，1982，21-32. 5、翟光明等著. 中国石油地质志（卷一）. 北京：石油工业出版社，1996，190-193. 复习思考题： 1、几种台地类型之间是否存在转化？这种转化是否可逆？试着从构造及碳酸盐岩发育特征方面考虑。 2、镶边陆架型碳酸盐岩台地与孤立台地的镶边沉积特征是否存在共同之处？为什么？建议从两类台地边缘的沉积物类型、特征、生物群体之间的差异等方面进行回答。 3、试述镶边陆架型台地发育并进型或追赶型碳酸盐岩体系的情况时，海平面应该如何变化？建议从海平面变化对台地发育的影响角度考虑。 教学内容提要： 依次介绍缓坡型碳酸盐岩台地及相带构成、镶边陆架型台地及相带构成、陆表海型碳酸盐岩台地及沉积模式、孤立台地及相带构成，最后简要介绍了淹没台地。其中，对镶边陆架
海洋碳酸盐沉积环境及相模式
第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 第一节绪言 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点） 三、潮汐作用相带模式 四、综合模式 五、深水碳酸盐沉积模式 第三节生物礁与礁相 一、概述 二、礁的分类 三、礁复合体和礁相 四、礁发育的一般规律 五、地质历史中的礁和造礁生物 第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作
用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化石、指相自生矿物、沉积构造以及生油储油有利相带；并在此基础上，通过编制岸进和岸退的垂向层序，分析碳酸盐岩的生储盖组合特征。 ⑦试说明阿姆斯特朗的相带模式，并以此说明陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积的关系。为什 么说陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积常常呈消长关系。 ⑧什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？ ⑨试论述影响生物礁的发生、发展、消亡以及它们的最终形态和内部构造的主要因素。 ⑩试归纳礁和造礁生物在地质历史不同时期的特点。 教学内容提要： 第一节绪言 现代海洋碳酸盐沉积环境的特点：温暖、清洁、透光的浅水。 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 1．陆表海
碳酸盐岩层序地层学概论
中国地质大学（北京）“层序地层学应用”报告——碳酸盐岩层序地层学发展概论 课程名称：层序地层学基本原理及应用 老师：陈开远 学生：李东 学号：2110120011 学院：地信学院 日期：2012年12月5日
碳酸盐岩层序地层学发展概论 一、碳酸盐岩层序地层学概述 Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequencest rat igraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wag oner 又提出了新的定义: 研究以侵蚀面或无沉积作用面或可相互对比整合面为界的年代地层学格架中有成因相关意义的岩相的科学。层序是最基本的单元,一个层序又可分为若干个体系域,体系域内部是个或多个准层序或准层序组。准层序即是在成因上具有联系的、相对整一的一套岩层或岩层组。 确定层序所必需的许多信息来源于地震资料（当然也可以从露头和井孔中获得）。除了对早期的硅质碎屑岩讨论以外,对碳酸盐岩层序地层学的讨论也是有用的,因为这样可以唤起对沉积倾向性的理解。所有的沉积体系都记录了相同的基本过程的影响,但它们的记录又各有所侧重,地质学家应该了解沉积体系在记录海平面变化、气候或其它环境因素中的倾向性，这样便能更加全面地对层序地层学进行学习和研究。 碳酸盐体系不同于硅质碎屑体系. 碳酸盐沉积物是在盆内形成的,因此除了区域构造沉降和海平面变化外，海洋气候和水文条件也控制着碳酸盐的沉积过程。J. S. Sang在对世界不同碳酸盐台地研究后认：为短期的全球海平面变化( 相对海平面变化)是控制碳酸盐生产率、碳酸盐台地或碳酸盐滩发育及其相分布的主要因素。 1、海相碳酸盐岩——生物礁层序地层学研究 目前,涉及我国新生代、中生代和古生代海相碳酸盐岩一生物礁油气层序地层学最为突出的几个成功研究实例是四川普光、新疆塔里木和南中国海油气区,获得了油气突破性发现。首先研究涉及层序单元划分与基本特征、主要层序界面识别、层序单元划分等内容, 完成了上第三系生物礁——碳酸盐岩层序地层格架、典型生物礁储层层序格架、层序界面或单元划分、层序地层格架下的沉积体系域特征与沉积体系控制因素等研究。 2、碳酸盐岩沉积及层序发育的主要控制因素 大地构造作用决定碳酸盐沉积作用背景, 大地构造背景下的盆地结构是影响碳酸盐岩 层序几何形态的一个关键因素。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地: 缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没型( M. E. Tucker, 1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力, 控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。大部分碳酸盐岩沉积物是由生物产生, 其中不少是光合作用的副产物。因此,这种生产过程取决于光照程度,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部50—100m 的水体中,因为该深度内悬浮着大量能 进行光合作用的生物。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高, 而在10～20m内剧减。气候决定水的盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积, 潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。 二、碳酸盐建造
沉积岩石学——海洋碳酸盐沉积环境及相模式
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 （Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化
碎屑岩和碳酸盐岩沉积相
第五篇碎屑岩和碳酸盐岩沉积相 第十六章沉积相概念及综合分类 第一节沉积相概念 一、沉积相概念及相序定律 1、沉积相的概念 相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引人地质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌，但是，真正在沉积学领域赋予沉积相概念的还是瑞士地质学家格列斯利（Gress1y，1838）。他认为：“相是沉积物变化的总和、它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和引用，同时，也成为重要的争论议题。 二十世纪初至近几十年来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点和学派。一派认为相是地层的概念，把相简单地看作“地层的横向变化”；另一派把相理解为环境的同义语，认为相即环境；还有一派认为相是岩石特征和古生物特征的总和。 塞利（Selly，1970）提出，应该从①沉积岩体几何形态、②岩石学特征、③古生物特征、④沉积物构造特征和⑤古流向特征来限定相或沉积相。鲁欣（1953）将相定义为“相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成条件的物质表现。” 油气田勘探及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展。促进了相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。 鉴于上述，本教材把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。这里所指的沉积环境系由下述一系列环境条件（要素）所组成：①自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；②气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；③构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；④沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；⑤介质的地球化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度。上述条件的综合即为沉积环境。 我们所指的沉积岩特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常也称相标志。 综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果，这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。 与相的概念同时存在的还有沉积相、岩相等这些流行的术语。我们认为，在沉积学中，相就是沉积相，二者是同义语。岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。岩相和沉积相是从属关系而不是同义关系，为了突出沉积环境中的古地理条件和沉积物特征中的岩性特征，通常把“岩相”和“古地理”这两个术语联系在一起，“古地理”和“岩相”，以表示沉积相中最重要和最本质的内容。 250
碳酸盐岩沉积模式
文献综述 引言 随着塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积相带及储层特征的不断深入研究，在上奥陶统良里塔格组良一段和良三段见良好的油气显示，其沉积相带（尤其是台缘滩亚相）成为了近年来研究的重点之一。通过对哈拉哈塘地区大量录井、测井、岩心、薄片及地震等资料的分析以及探讨了该区上奥陶统良里塔格组的岩石类型、沉积特征及台缘滩的展布规律。台缘滩是优质储层发育的基础，对研究区域良里塔格组潜在油气储量层位的确定具有指导意义。 1 沉积相的概念 相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。1838年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。 20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点。一种观点认为相是地层的概念，把相简单的看做“地层的横向变化”；另一种观点则把相理解为环境的同义语，认为相即为环境；还有人认为相是岩石特征和古生物的总和。 油气田探勘及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展促进了对相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。《沉积学》（姜在兴，2003）把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。沉积环境是在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地表，是发生沉积作用的场所。沉积环境是由下述一系列环境条件（要素）所组成的：1）自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；2）气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；3）构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；4）沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；5)介质的化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度及化学组成等。上述条件的综合即为沉积环境。沉积特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征等。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常构成最主要的相标志。 综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果。这就是相
威尔逊沉积相模式
三★、碳酸盐岩综合相模式——威尔逊（Wilson，1975）模式 目前国内外流传也比较广，这是一个理想化的碳酸盐岩综合模式。他归纳了陆棚上碳酸盐岩台地和边缘温暖浅水环境中碳酸盐岩沉积类型的地理分布规律，把碳酸盐岩划分为：三个大沉积区、九个相带、24个标准微相。 以横切陆棚边缘的剖面，从海至陆九个相带依次是： ①盆地相；②开阔陆棚（广海陆棚）相；③碳酸盐岩台地的斜坡脚（或盆地边缘）相；④碳酸盐岩台地的前斜坡（或台地前缘斜坡）相；⑤台地边缘的生物礁相； ⑤簸选的台地边缘砂（或台地边缘浅滩）相；⑦开阔台地（或陆棚澙湖）相；⑧局限台地相；⑨台地蒸发岩（或蒸发岩台地）相。有关各相带的沉积特征如图24-5所示。 1.盆地相 ▲静水还原环境：位于波基面和氧化界面以下，水深×0~×00m。 ▲不适于底栖生物生长：因水深光暗。 ▲沉积物：从外带入的细粒泥质和硅质，及浮游生物。 ▲停滞缺氧的和过咸化条件均可出现。 按沉积特征盆地相可分为： 1）石灰岩浊积岩相：来自陆棚或陆棚斜坡带的碳酸盐角砾、微角砾及砂屑等内碎屑(异化颗粒)，也常含外来岩块或漂砾，夹有深海结核和泥质岩层，厚度较大，但常有变化。因强烈拗陷及沉积物不稳定性→具复理石结构和构造的巨厚深海沉积。 2）深海瘦地槽相：深海沉积物为主，无大量异地石灰岩堆积。当粘土注入量很少且水深超过碳酸盐补偿深度时，常聚集硅质沉积。常见放射虫岩、红色泥晶石灰岩及红色结核石灰岩、浅色远洋泥晶石灰岩、暗色盆地泥晶石灰岩、骨针石灰岩，以及含有菊石、放射虫、管状有孔虫、远洋瓣鳃类和棘皮类的微球粒泥晶石灰岩等。红色是因细粒物质缓慢沉积，且缺乏有机物质，高价铁未能还原所致。3）克拉通盆地（欠补偿和停滞缺氧的）碳酸盐岩相： ▲位于氧化界面以下的静水沉积环境。 ▲缺少底栖生物生长：水太深(水深>30m，多为几百米)、太暗。 ▲底部水体停滞缺氧:来自周围陆棚的底流可为超盐度、较大密度，不易上流所致。 ▲主要岩石类型：薄层暗色石灰岩、暗色页岩或粉砂岩，及一些薄层石膏，色多样，纹层发育，也有波状交错层理。陆源碎屑呈薄层，石英粉砂岩、页岩与石灰岩互层出现。燧石也较常见。 ▲生物群：主要为自游及浮游生物；大型生物化石有笔石、浮游瓣鳃类、菊石、海绵骨针等；微体化石有钟纤虫、钙球、硅质放射虫、硅藻等。 2.开阔陆棚相（或广海陆棚相） 典型的较深的浅海沉积环境： ▲水深×0~l00m，一般为氧化环境。盐度正常，水体循环良好。 ▲海底一般在波基面以下，但大风暴可影响底部沉积物。 ▲陆棚较宽阔，沉积作用相当均匀。 ▲主要岩石类型——富含化石的石灰岩与泥灰岩； ▲呈灰、绿、红及棕等色，视氧化和还原条件而异； ▲普遍见生物扰动构造。