8-1 海洋环境及相模式 沉积学及古地理学教程祥解

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北京大学-地史学2章-沉积相和古地理恢复

北京大学-地史学2章-沉积相和古地理恢复

1.沉积相(facies)和相变(facies change) 1)沉积相(facies) 定义:形成于特定古沉积环境条件的一套有规 律的岩石特征和生物化石特征的组合。 能够反映沉积环境特点的物质特征,包括岩石 特征和生物化石特征。 相不是沉积环境本身,而是沉积环境条件 的一种“物质表现”。特定的环境有其特定的 “物质表现”。
相对比定律(瓦尔特定律):“只有那些现 在可以观察到的彼此相邻的相和相区才能 原生地重叠在一起”。即相邻沉积相在垂 向上的依次变化与其在横向上的变化是一 致的。 相对比定律告诉我们过去的环境变化实际 上是有规律可循的。
相对比定律示意图
相分析 通过地质时期的岩石和古生物的“物质表 现”与环境联系起来分析和恢复古沉积环 境的方法 相分析的基本方法 主要是“将今论古”的现实主义方法。
2 沉积环境识别标志
沉积岩的形成是风化、搬运及沉积作用的 综合产物,这一过程在地质时期往复进行 原始碎屑和粘土的搬运、沉积,遵循沉积 介质(水、冰、风等)中的机械分选的力学定 律;而溶解物质则遵循化学定律,以化学沉积 作用方式形成沉积物;此外某些物质(化学物 质)在生物作用下形成有机沉积物。
1)沉积岩颜色的环境意义 反映沉积作用发生时沉积环境的氧化— 还原状态。 i. 黑色和深灰色: 特别是对页岩和泥岩来说,表明有大量 有机质未被分解。还可能与黄铁矿(pyrite) 有关。反映静水环境:海洋,湖泊,泻湖, 沼泽等。
i. 浅海(shallow marine):与大陆架
(continental shelves)对应的海域
ii. 大陆斜坡(continental slope)
iii. 深海(deep marine)

海洋环境
浅海带
滨 海 带

《沉积古地理学》PPT课件

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C、滑塌构造(slump structure ) 由于受地震、风暴等因素的影响,
处于塑性状态的沉积物通过重力作用沿 大陆斜坡发生移动而产生的变形构造 (准同生变形构造)。
多见于大陆斜坡较深水沉积物中,并 形成浊积岩或深水碳酸盐岩,为识别古 坡向的重要标志。
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层理是两个层面之间由于岩石的性质在 垂直层面方向上,由成分、颜色、结构 的变化所显示的层状构造。 常见的层理有水平纹理(层理)、交错 层理、平行层理、递变层理和块状层理 等。编辑ppt26
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(2)层面构造与暴露标志
层面构造--指出现在沉积岩层面上的
物,特征生物群及生物遗迹化石等。
C、还可以根据某些生物判断其生活的水体深度。
D、还可以根据生物化石在地层中保存的完整程度
来判断水动力的强弱和搬编辑运ppt 的远近。
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4、沉积地球化学标志及其环境意义
2、相变:沉积相在横向或纵向上的变化。
3、岩相分析:根据地层中岩性特征和生
物特征等,推论其生成环境的方法称岩相
分析。
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4、相对比定律:19世纪末期由德国学 者瓦尔特(J.Walther,1894)提出, “只有那些目前可以观察到是彼此毗邻 的相和相区,才能原生的重叠在一起”。 并进一步研究认为:岩相类型在时、空 分布上存在着内在的联系。 相对比定律又称瓦尔特定律。
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3、生物门类及其生态组合的环境意义
A、不同的生物门类生活于不同的自然环境之中。

沉积学与古地理

沉积学与古地理

第二节 沉积相标志
3.沉积地球化学标志 应用岩石中或生物介壳中的微量元素(如B、B/Ga、Sr/Ba、Br、 Br/Cl…)、同位素(O、C、S、H等)及有机地球化学资料来判断沉积环境。 4.地球物理学标志 包括地球物理测井(自然电位、自然伽玛、视电阻率等)曲线和地震 地层学(地震相)标志。 5.沉积岩层体的形态标志 包括地层厚度、岩体形态、接触关系及剖面结构(即剖面层序)、相 序相模式等方面来判断沉积相。其中,最重要的是剖面结构—它是综合 研究岩性、粒度、沉积构造和厚度等在剖面上的变化层序。不同沉积相 在剖面上的变化层序是一样的,如向上变细的剖面结构见于河流相、潮 坪相、河口湾相、浊积岩相、风暴岩相等。而向上变粗的剖面结构见于 三角洲相、湖泊相、无障壁海岸相、海滩亚相等。 应该指出,以上几方面的判别标志,应综合考虑,不能仅据某一点 作结论,因某些不同的相可出现一些相似的特征。
2)粒级划分-伍登-温特沃思标准 3)粒度曲线-直方图、频率图、累积曲线图、概率累积曲线图 4)粒度参数-平均粒度、标准偏差、偏度、峰态 5)粒度参数散点图 6)C-M图 7)粒度参数的环境判别公式
第三节 岩性(沉积)标志
第三节 岩性(沉积)标志
三、沉积岩的结构 4、粒度分析
第三节 岩性(沉积)标志
第三节 岩性(沉积)标志
二、沉积岩的碎屑成分和岩石类型 沉积岩的物质成分包括化学成分和矿物成
分。
组成沉积岩的物质主要是母岩(主要是岩 浆岩)的风化产物,因此,沉积岩的化学成分 和矿物成分与母岩有着不可分割的联系。但经 过风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用
对母岩物质的改造,沉积岩的化学成分和矿物
成分具有自己的特征。
第三节 岩性(沉积)标志
二、沉积岩的碎屑成分和岩石类型

1 绪论 沉积学及古地理学教程

1  绪论 沉积学及古地理学教程

关于“相” 术语的的分歧: (1)指地层的岩石类型,如“海绿石砂岩相”、“灰 岩相”等; (2)指岩石的成因作用类型,如“浊积岩相”、“生 物礁相”等; (3)作为沉积环境的同义语,如“河流相”、“滨海 相”等; (4)认为“相是一定岩层生成时的古地理环境及其物 质表现的总和”,包括了沉积物形成条件(环境) 及其沉积特征,如“河流砂岩相”,“浅海灰岩 相”,国内外50年代以来普遍持这种观点;
“岩相”+“生物相”=“沉积相”
生物礁相:简称礁相,是以造礁生物为特征的生
物相。其中,以珊瑚礁为主的礁相,往往反映清
澈温暖的浅海环境。
笔石相:以富含笔石,而很少有底栖生物为特征
的生物相。笔石——海生,多为漂浮生活,少数 固着海底。 壳相:以含丰富的具厚重外壳的底栖生物为特征 的生物相。
三、 沉积体系
起到一个基础的作用。(如鲍马层序P168)
3、沉积相模式的表现形式
A. 直观模式(图 示法):以简化的 图式直观地表现 出沉积环境、作 用过程和Байду номын сангаас终产 物之间的复杂关 系。
立体图(P125 图7-11) 剖面图(P136) 平面图(P112 图6-19) 柱状图( P108、P112)
B. 事实模式 (实际模式):以
①“岩(性)相”:反映沉积环境的综合岩石特征,如交 错层理砂岩相、黑色页岩相等。 ②“生物相”:反映沉积环境的综合生物特征,如生物礁 相、笔石相、壳相等。 ③“成因相”:形成特定沉积环境中的沉积相,如河流相、 三角洲相、浊积相等。 在我国地质界,广泛应用“岩相古地理”一词,泛指有关 沉积相及古沉积环境方面的内容。可以简单地理解为:
形态、结 构、构造 等方面
如漂浮的、 底栖的

沉积学及古地理学教程

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沉积学及古地理学教程沉积环境是一个发生沉积作用的、具有独特的物理、化学和生物特征的地貌单元,并以此和相邻的地区相区别。

沉积相”看作是沉积环境的物质表现,即将“沉积相”理解为一个“沉积环境”中所有的原生沉积特征的总和,包括岩石、古生物和岩石地球化学等特征。

沉积模式(相模式或沉积相模式)是对沉积环境的沉积特征、发展演化及其空间组合形式的全面概括。

是以图形或文字的方式表现的一种理想的、概括的沉积相格局,并能有助于了解复杂的自然现象和作用过程。

垂向层序通常是指某一沉积相内部随时间演化,沉积特征(粒度、沉积构造等)在垂向上的规律变化。

垂向序列通常是指几种成因上有联系的沉积相在垂向上的组合关系。

进积型垂向沉积序列:是指沉积物在不断向沉积盆地中心方向推进过程中,所形成的粗粒的或浅水沉积物覆于细粒的或相对深水沉积物之上的垂向序列。

退积型垂向沉积序列:是伴随沉积盆地水体的不断扩张,形成的细粒的或较深水沉积物覆于粗粒的或相对浅水沉积物之上的垂向序列。

相分析的过程通过察观沉积相寻找相标志得出沉积参数或沉积条件确定沉积环境相标志:存在于沉积岩(物)中对沉积环境具有指示意义的成因标志。

如水平层理、平行层理。

现实主义原则现在正在进行着的地质作用,也曾以基本相同的强度在整个地质时期发生过,古代的地质事件可以用今天所观察到的现象和作用加以解释瓦尔特相律在连续的地层剖面中,垂向上几种有成因联系的沉积相相互出现的次序,与它们在横向上所出现的顺序是一致的。

母岩:风化前的岩石(先成岩石)。

可以是岩浆岩或变质岩,也可以是先成的沉积岩。

物源区:供给沉积物的地区(母岩所在的地区),称为物源区(也称供给区或陆源区)。

陆源碎屑:母岩经过风化作用后的残余碎屑物质。

包括岩屑和单矿物。

陆源碎屑是分析物源区母岩类型的直接证据。

如在河砂中淘金,下游是多条河流汇集,多物源;上游则容易找到物源区。

风化作用就是指地壳最表层的岩石在温度变化、大气、水、生物等因素作用下,发生机械破碎和化学变化的一种作用。

沉积学部分知识点

沉积学部分知识点

一沉积相标志:相标志是指反应沉积相的一些标志,它是相分析及岩相古地理研究的基础。

可归纳为岩性、古生物、地球化学和地球物理四种相标志类型。

1岩性(沉积)标志颜色颜色也是沉积岩的—个重要待征。

对沉积岩颜色的研究有助于推断沉积岩形成的沉积环境和物质来源。

继承色原生色次生色次生色。

陆源碎屑成分研究它们的含量变化,以确定物源方向、源区的大致位臵、搬运距离及母岩类型等。

陆源碎屑自生矿物特殊岩石类型沉积岩的结构包括粒度、分选度、形状、圆度、球度、石英表面结构、支撑类型、结构成熟度等。

粒度分选及粒度结构反映了水动力条件、流体力学性质颗粒的支撑类型——判断介质水体的流动性质:颗粒支撑——牵引流;杂基支撑——密度流、重力流。

沉积岩的构造古水流向判别与恢复沉积组合及相序确定沉积相类型区分自旋回和它旋回,层序界面的识别和层序划分。

沉积体空间形态2 古生物学、古生态学标志生物对环境的指示意义:指示沉积水体介质的温度、深度、压力、光照度、浑浊度、水体流动性质、基底性质、水体所处位臵等。

遗迹化石是地史时期生物生活活动的遗迹和遗物的总称。

也可以说是生物成因的各种构造,反映生物的存在。

包括生物生存期间的居住、运动、捕食、代谢、生殖等行为所遗留下来的痕迹。

从某种意义上讲,遗迹化石是生物适应环境的物质记录,在一定程度上,能够反映当时生物的生活环境。

3 沉积地球化学标志沉积岩中的元素含量取决于下列因素:陆源区性质(母岩成分)、古气候、沉积环境(包括水体等介质性质)、沉积岩的成分、生物作用、成岩及后生因素等,因此研究它就可以对再造古地理环境提供信息。

目前,元素地球化学在划分海陆相地层,分析物源区岩石成分,恢复沉积古气候条件,确定沉积水介质地球化学环境,划分地球化学相(氧化与还原、水盆深度、盐度、离岸距离等)等方面都能取得较满意成果。

4 地球物理学标志地球物理学标志常用的有沉积序列和沉积相相的测井响应、地震响应,根据测井曲线和地震反射资料解析出其中的基本相标志,进而鉴别沉积相类型。

沉积相课件-课件_沉积相模式

沉积相课件-课件_沉积相模式

中三叠统冲积扇
中三叠统冲积扇
• 20-40m,变质砂泥 • 分选差,粒度中值0.5-3.7mm,砾石直径2-60mm,
次棱角状 • 普扁发育洪积层理 • 常见支撑砾 • 电性分区明显 • 泥岩下部透镜,上部层状 • 少见炭化植物 • 五个冲积扇由西南向东北厚度增大,泥质含量则
减薄。
61-91%符合率
• 曲流河相
- 河床亚相
河床滞留沉积微相(砾石,叠瓦状) 边滩沉积微相(大型板状交错层理与水平薄层层理, 二元结构)
- 堤岸亚相
天然堤沉积微相(沉积颗粒细) 决口扇沉积微相(粗)
- 河漫亚相
河漫滩沉积微相(水平层理,暴露标志) 河漫湖泊沉积微相 河漫沼泽沉积微相(淡水湖生物及泥炭层)
- 牛轭湖亚相
垂向加积粉砂和泥,水平层理
- 扇三角洲
直接入湖 如广西百色盆地下第三系百岗组(图)
广西百色盆地下第三系百岗组沉积相图
扇三角洲
• 重要的储集砂体 • 实例
- 渤海湾盆地辽西凹陷 - 深陷期:沙三段生油层 - 抬升期:短轴东西两侧陡,裙带扇三角洲
水下冲积扇
• 概念
- 山地河流出山口后全部没入水下
• 特点
- 含浅水生物化石
(据中国科学院兰州地质研究所,1979)
亚相划分
• 深湖亚相:进一步划分为深湖和半深湖
含脊刺华北介、隐瘤华北介、纺锤玻璃介和扁平高盘螺
亚相划分
• 浅湖亚相
- 波浪和湖流作用较强 - 弱还原到弱氧化 - 浅灰、灰绿色粉砂质泥岩和粉-细砂岩薄互层,常夹有 鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩薄层 - 含菱铁矿或鲕绿泥石的细条带 - 砂岩成熟度高,钙质胶结 - 水平、波状、斜波状、中-小型交错层 - 浪成波痕、虫孔、水下收缩裂纹 - 底栖生物丰富:螺、蚌、介形虫和藻类 - 出现暗紫色泥岩和泥裂、雨痕、气泡等与滨湖过渡

沉积古地理学PPT课件

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3、岩相分析:根据地层中岩性特征和生
物特征等,推论其生成环境的方法称岩相
分析。
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4、相对比定律:19世纪末期由德国学 者瓦尔特(J.Walther,1894)提出, “只有那些目前可以观察到是彼此毗邻 的相和相区,才能原生的重叠在一起”。 并进一步研究认为:岩相类型在时、空 分布上存在着内在的联系。 相对比定律又称瓦尔特定律。
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同的识别标志。
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C、滑塌构造(slump structure ) 由于受地震、风暴等因素的影响,
处于塑性状态的沉积物通过重力作用沿 大陆斜坡发生移动而产生的变形构造 (准同生变形构造)。
多见于大陆斜坡较深水沉积物中,并 形成浊积岩或深水碳酸盐岩,为识别古 坡向的重要标志。
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B、重力流沉积作用 为一类水中含有大量弥散沉积物的高密 度流。常见于陆上和海洋坡折带(如山 麓、深湖盆、大陆斜坡等)。 特点:粗细混杂、分选较差。重力流包 括泥石流、颗粒流、液化流和浊流四类, 以浊流最为常见,且重要。
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常见岩矿标志有: 1)岩屑、石英、长石、石榴子石,海绿 石,鲕绿泥石,石膏和各种盐岩; 2)稳定的碳酸盐岩;磷块岩;冰碛和冰 川纹泥; 3)煤,赤铁矿,铝土矿;鲕粒结构岩矿; 4)富有机质和黄铁矿微晶的炭质、硅质、 泥质岩类等。 分别代表了不同的沉积环境和气候。
第二章 地层的沉积相 及沉积环境
2.1沉积相概念及相对比定律 2.2沉积环境的判别标志 2.3沉积环境与沉积相类型 2.4古地理图及其意义
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一、沉积相概念及相对比定律
1、沉积相(相):能够反映沉积环境的
岩石及古生物特征的综合。或者说,相
是形成于特定古沉积环境的一套有规律
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海岸地貌的影响因素:
主要取决于2个基本能量因素,即波浪和潮汐。其中, 波浪效应与潮差是负相关的关系。
1)小潮差地区(潮差=0~2m),障壁岛最发育,以波浪作 用为主,发育与海岸线大体平行的长条状的障壁岛及相关环 境;障壁岛之间有少数不稳定的入潮口,障壁岛上有较发育 的冲越扇,障壁岛后有泻湖。
2)中潮差地区(潮差=2~4m),障壁岛被较多的入潮口分 割,障壁岛的长度较小,涨潮三角洲和退潮三角洲以及潮道 沉积发育;障壁岛后通常发育潮坪和草沼泽。
第八章 海洋环境及相模式
第八章 海洋环境及相模式
第一节 概述 一、海洋环境一般特征 二、海洋环境分带
1. 海岸带(滨海带) 2. 浅海带 3. 半深海带 4. 深海带
第二节 陆源碎屑海洋环境和相模式
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
第一节 概述
一、海洋环境一般特征
现代海洋约占地球表面积的71%,地史时期海 洋所占的地表面积的比例更大,我国在中新生代以 后,内陆地区以湖盆沉积为主,海洋环境不太发育 ,但在中生代以前,海洋沉积广泛分布。
3)大潮差地区(潮差>4m),河口处发育喇叭状的河口湾 及线状砂脊;非河口处发育广布的潮坪。
(一)无障壁海岸环境和相模式
1、地貌单元划分
陆源碎屑无障壁海岸一般以发育海滩为特征。根 据海岸地貌,水动力状况和沉积物特征,可分为海岸 砂丘、后滨带、前滨带和临滨带。
临滨
前滨
后滨
海岸砂丘的下界大致位于最大风暴涨潮位附近。
3. 半深海带
水深200-2000m(或3000m)的区域,它处于大 陆斜坡区。海底地形坡度较陡(4°-7°)。
海底地形起伏较大,常被峡谷所切割,形成峡 谷和海山相间的海底地貌特征。该带沉积物较细, 发育浊流和滑塌堆积时可形成粗粒沉积物。
4. 深海带
深海带海水深度大于2000m(或3000m)。海底 地势一般比较平坦,属大洋盆地。
2. 浅海带
正常浪基面到水深200m的区域。一般情况下, 浅海环境只是陆棚区的一部分。浅海带底部地形平 坦,坡度一般不超过4°,缓慢向海方倾斜直至转折 处。
浅海带位于波基面之下,通常波浪和海流作用 不强,沉积颗粒细小,主要为粉砂和粘土质沉积。 在有河流、潮流、风暴流和浊流等活动的地区,可 形成砂质沉积。
根据障壁性地形的有无把海岸环境分为障壁海岸 和无障壁海岸(广海型海岸)两类。
无障壁海岸与广海陆棚之间不存在障壁岛、沙坝 或生物礁等障壁地形。海水与大洋连通性好,可以充 分的流通和循环,海水的盐度正常,受明显的波浪和 沿岸海流的作用。又称作广海型海岸或大陆海岸。
障壁海岸与广海陆棚之间存在的障壁地形使海域 隔绝或部分隔绝,近岸海水处于局限流通或半局限流 通状态。波浪作用不十分明显,主要受潮汐作用的影 响,水动力能量一般较弱,海水的盐度也不正常。
2、化学条件
含盐是海水的重要特征之一。正常海水的含 盐度为3.5%,高于3.5%者为咸化海,低于3.5%者 为淡化海。
海水的PH值一般界于7.2-8.4之间,呈弱碱性 ,而大陆湖盆的水体一般呈弱酸性。
3、生物条件
海洋中生物种类繁多,数量丰富,它们的生存 和发育取决于海水的深度、盐度、光照、底层性质 和水的流动性等因素。
二、海洋的分带
根据海水的深度、海底地形和生物群的分布,可将海 域分为海岸带、浅海带、半深海带和深海带。
海底地貌立体示意图
1. 海岸带(滨海带)
位于高潮线到正常浪基面之间,深度一般在 20m以内,是海陆交互作用的地带。水动力条件, 水化学状况以及海底地形地貌都十分复杂。
以河流作用为主的地段,形成三角洲,以潮汐 和波浪作用为主,则形成沙坝,海滩沙及障壁坝。
在泥和砂组成的海岸地带,临滨和过渡带的界 线是以沉积物的粒度变化确定的。临滨带为纯净的 砂质沉积物,过渡带主要由粉砂质沉积物组成。
后滨为海岸砂丘下界与平均高潮线之间的地带, 相当于潮上带。可发育海滩沙脊和千尼尔沙岗等地貌 特征。
前滨是平均高潮线和平均低潮线之间,相当于潮 间带。在无潮汐的海区,前滨常不发育,后滨可直接 过渡到临滨。
临滨位于平均低潮线与浪基面之间,属于潮下带。 前滨与临滨地区常发育有沿岸沙坝。
过渡带位于浪基面以下。临滨与过渡带的分界 常是以滨陡坡向下变缓的转折点为界。
依据生活方式可把海洋生物分为底栖生物、游 泳生物和浮游生物三大类。浮游生物和游泳生物生 活在50-100m的上部水层内,绝大部分底栖生物栖息 于水深10-100m的海底,即海岸带至浅海的上部。
4、沉积物特征
主要沉积于滨、浅海海域,沉积分布广,层位 稳定,易于对比。
海相沉积物(岩)主要包括碳酸盐岩、碎屑岩 和粘土岩三大类,此外,尚有硅质、铁质、锰质、 铝质和磷酸盐沉积等。其中碳酸盐岩的分布最为广 泛;碎屑岩的成分一般比大环境下形成的碎屑岩单 纯,多为单成分砾岩和石英砂岩类;粘土岩的主要 成分为蒙脱石,伊利石和水云母。
沉积物多为粘土或深海软泥。在大陆斜坡的坡 角附近,常有海底扇或者海沟的粗碎屑沉积发育。
第二节 陆源碎屑海洋环境和相模式
一、海岸(滨海)环境 (一)无障壁海岸环境和相模式 (二)障壁海岸环境和相模式 (三)陆源碎屑海岸环境沉积的判别标志
二、浅海环境及其沉积特征 三、半深海 — 深海环境及其沉积特征
一、海岸(滨海)环境
海洋是沉积作用的重要场所,海洋沉积岩层的 规模较大,分布稳定。许多重要的沉积矿产和油气 田都产于海相地层中。
1、水动力条件
海洋环境的物理化学特征与大陆环境差别较 大。在海岸带,由潮汐、波浪和海流引起的海水 运动比较显著。潮汐主要在沿岸地区,波浪可以 影响到浅海区。
与湖泊环境相比,除潮汐作用外,其它作用 只是规模大小的不同。一般来说,海水温度比大 陆水体低,海水温度的变化也比较小。
海岸环境指高潮线到正常浪基面之间的地带, 宽度不等,从几米到十多公里。
海岸环境的特点是海水反复进退,光照充足, 生物繁盛,海水的物理化学特征复杂多变。因此, 沉积物类型丰富多彩。除了各种陆源碎屑沉积外, 还可形成滨海碳酸岩沉积。
海岸的类型多种多样。 按沉积物性质将海岸环 境分为陆源碎屑沉积海岸环境和碳酸盐沉积海岸环 境。
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