24章 碳酸盐岩沉积相
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碳酸盐沉积环境及相模式 2
灰色厚层癞痢状灰岩（锡矿山组）
灰色白云质泥质条带灰岩（佘田桥组）
隆回六都寨上泥盆统锡矿山组主要以灰色泥晶灰岩、泥灰岩，呈中厚层状，局部含有“癞痢”凝 块状灰岩，上部约有60m为灰色、暗灰色中厚层状白云质灰岩、泥质灰岩，顶部约有15m厚的黄褐 色钙质泥质粉砂岩。岩性特征反映该时期的水体深度较浅，为局限台地相沉积。
南丹罗富黑色薄层硅质岩(榴江组)
望谟桑郎硅质岩－灰岩型
南丹罗富灰黑色薄层泥岩(罗富组)
贵州桑郎泥盆系剖面
泥盆系上统
上统响水洞组，
主要以深灰色及灰 黑色薄层钙质泥岩 夹薄层夹黑色硅质 层台盆相环境局部 为硅质灰岩组成的 台棚相环境交替出 现；代化组则以台 棚相的深灰色及灰 黑色钙质泥岩夹杂 部分的中薄层深灰 色生屑灰岩及泥晶 灰岩沉积为主；者 王组主要以深灰色 及灰黑色中薄层泥 晶灰岩、灰黑色中 薄层燧石层及灰黑 色薄层钙质泥岩为 主，反映了深水台 盆相沉积。
在本次野外地层踏勘中，典型的台地边缘礁环境的剖面有紫云石头寨二叠系 生物礁。
紫云洞礁前生物角砾灰岩
紫云石头寨二叠纪生物礁 GPS: 25o44.965N,106o05.755E
6、台地边缘斜坡相
位于台地前缘斜坡处，主要由各种碎屑组成，沉积物极不稳定，其大小和形 状变化极大，主要的岩石类型有各种石灰岩，如泥晶石灰岩、砂屑石灰岩、沉积 角砾岩等，这取决于水的能量，岩石颜色从暗色到浅色，有大型的滑塌构造，切 断层理的外来岩块、斜坡泥丘以及碎屑注入岩脉等。
灰黑色薄层炭质泥岩夹 炭质硅质泥岩(代化组)
灰黑色薄层硅质岩(者王组)
深灰色钙质泥岩夹中薄层细晶灰岩 及粉砂岩(代化组)
深灰色钙质泥岩夹中薄层细晶灰岩 及粉砂岩素描(代化组)
紫云火花泥盆系、石炭系剖面
《碳酸盐岩沉积相》课件
《碳酸盐岩沉积相》PPT 课件
欢迎来到《碳酸盐岩沉积相》PPT课件！本课程将带你回顾地质基础知识，介 绍碳酸盐岩的形成与特征，并深入探讨不同类型的碳酸盐岩沉积相。
地质基础知识回顾
了解地球演化史中的重要里程碑和地层特征，为后续讨论碳酸盐岩的沉积相打下基础。
地层特征
• 岩石类型 • 化石遗迹 • 岩层顺序
浅滩碳酸盐岩沉积相
浅海环境中的碳酸盐岩积聚， 具有丰富的生物化石和透明 的结构。
深水碳酸盐岩沉积相
深海环境中的碳酸盐岩形成， 岩石颗粒更细腻且密度较高。
黄土碳酸盐岩沉积相
黄土沉积与碳酸盐岩的相互 作用，产生独特的岩石组合 和颗粒结构。
浅滩碳酸盐岩沉积相
探索浅滩环境中的碳酸盐岩沉积相，了解它们的地貌特征、生物多样性和岩石构造。
地球演化史
• 原始地球 • 前寒武纪 • 寒武纪
重要地层
• 古生代地层 • 中生代地层 • 新生代地层
碳酸盐岩的形成与特征
探索碳酸盐岩形成机制以及其独特的地质特征，了解它们为何在沉积相研究中占据重要地位。 • 成岩作用 • 岩石组分 • 颗粒结构 • 风化和侵蚀
碳酸盐岩沉积相分类
系统分类不同类型的碳酸盐岩沉积相，了解它们的地质背景和特点，为地质学家们的研究提供框架。
1 研究前沿
2 跨学科合作
利用先进技术和综合方法， 深入研究碳酸盐岩沉积相 的演化过程。
与地球科学、环境科学和 石油工程等学科合作，推 动碳酸盐岩沉积相领域的 进一步发展。
3 实地考察
前往有代表性的地质景点， 进行实地考察和采样，为 研究提供更多的碳酸盐岩的相互作用导致了独特的岩石构造和颗粒组合。
1 黄土层
含有丰富的细颗粒物质，形成了黄土层的特殊构造。
欢迎来到《碳酸盐岩沉积相》PPT课件！本课程将带你回顾地质基础知识，介 绍碳酸盐岩的形成与特征，并深入探讨不同类型的碳酸盐岩沉积相。
地质基础知识回顾
了解地球演化史中的重要里程碑和地层特征，为后续讨论碳酸盐岩的沉积相打下基础。
地层特征
• 岩石类型 • 化石遗迹 • 岩层顺序
浅滩碳酸盐岩沉积相
浅海环境中的碳酸盐岩积聚， 具有丰富的生物化石和透明 的结构。
深水碳酸盐岩沉积相
深海环境中的碳酸盐岩形成， 岩石颗粒更细腻且密度较高。
黄土碳酸盐岩沉积相
黄土沉积与碳酸盐岩的相互 作用，产生独特的岩石组合 和颗粒结构。
浅滩碳酸盐岩沉积相
探索浅滩环境中的碳酸盐岩沉积相，了解它们的地貌特征、生物多样性和岩石构造。
地球演化史
• 原始地球 • 前寒武纪 • 寒武纪
重要地层
• 古生代地层 • 中生代地层 • 新生代地层
碳酸盐岩的形成与特征
探索碳酸盐岩形成机制以及其独特的地质特征，了解它们为何在沉积相研究中占据重要地位。 • 成岩作用 • 岩石组分 • 颗粒结构 • 风化和侵蚀
碳酸盐岩沉积相分类
系统分类不同类型的碳酸盐岩沉积相，了解它们的地质背景和特点，为地质学家们的研究提供框架。
1 研究前沿
2 跨学科合作
利用先进技术和综合方法， 深入研究碳酸盐岩沉积相 的演化过程。
与地球科学、环境科学和 石油工程等学科合作，推 动碳酸盐岩沉积相领域的 进一步发展。
3 实地考察
前往有代表性的地质景点， 进行实地考察和采样，为 研究提供更多的碳酸盐岩的相互作用导致了独特的岩石构造和颗粒组合。
1 黄土层
含有丰富的细颗粒物质，形成了黄土层的特殊构造。
碳酸盐岩沉积相模式
陆表海的碳酸盐沉积分异主要决定于海水的能量。
关于碳酸盐岩沉积模式前人进行了大量的研究工作。由 关于碳酸盐岩沉积模式前人进行了大量的研究工作。 于陆表海内波浪、 于陆表海内波浪、海流以及潮汐作用对于碳酸盐沉积物的分 形成了三个明显的沉积相带，即一个高能带、 异，形成了三个明显的沉积相带，即一个高能带、两个低能 这一特征首先由肖（ 带。这一特征首先由肖（Shaw，1964）提出，奠定了碳酸 ， ）提出， 盐相模式的基础，其后欧文（ 盐相模式的基础，其后欧文（Irwin，1965）正式命名为 、 ， ）正式命名为X、 Y、Z三个带，之后拉波特（Laport，1967，1969）提出四 三个带， 、 三个带 之后拉波特（ ， ， ） 个带，一直发展到威尔逊（ 个带，一直发展到威尔逊（Wilson，1969，1975）的九个相 ， ， ） 带和塔克（ 带和塔克（Tucker，1981）七个相带，碳酸盐沉积相模式才 ， ）七个相带， 逐渐趋于完善和适用。 逐渐趋于完善和适用。 进入80年代后，人们摆脱了60－70年代静态碳酸盐沉积 进入80年代后，人们摆脱了60－70年代静态碳酸盐沉积 80年代后 60 模式的束缚，开始了一种动态碳酸盐沉积模式的研究和建立， 模式的束缚，开始了一种动态碳酸盐沉积模式的研究和建立， 强调碳酸盐缓坡（ramp）沉积相模式的重要性（Read，1982， 强调碳酸盐缓坡（ramp）沉积相模式的重要性（Read，1982， 1985；Tucker，1985；Whitaker，1988；Carozzi，1989）， 1985；Tucker，1985；Whitaker，1988；Carozzi，1989）， 并力图把碳酸盐相模式直接与成岩环境、 并力图把碳酸盐相模式直接与成岩环境、矿产和油气资源勘 探联系起来。以下简要介绍几个最常用的碳酸盐沉积相模式。 探联系起来。以下简要介绍几个最常用的碳酸盐沉积相模式。
第二节碳酸盐沉积相模式
第二节碳酸盐沉积相模式碳酸盐沉积相模式是一种描述碳酸盐岩沉积过程和环境的模式，通过研究碳酸盐岩沉积相模式可以获得沉积相特征、沉积环境变化和沉积动力学演化等方面的信息。
以下是关于碳酸盐沉积相模式的详细介绍。
碳酸盐岩是一种由碳酸盐矿物主导的沉积岩，包括石灰岩、白云石、薄层灰岩等。
它们普遍出现在海洋、湖泊和浅海盆地等水体中，是地球历史上非常重要的沉积岩类型之一、碳酸盐岩中富含的古生物化石和古地理信息对于研究地球历史、古气候和古地理有着重要的意义。
碳酸盐沉积相模式是通过搜集和分析大量碳酸盐岩样品的沉积学特征，建立的一种描述沉积相变化的模式。
它考虑了地理、物理、化学和生物等因素对碳酸盐沉积过程的影响，通过解释不同地质年代和地理环境下的碳酸盐岩沉积特征，来推测古地理和古环境演化。
碳酸盐沉积相模式可以根据沉积相的不同特征划分为多个不同的类型。
根据控制碳酸盐沉积的主要因素，可以将碳酸盐沉积相模式分为五个基本类型：悬浮物沉积型、化学沉积型、沿岸沉积型、台地沉积型和裂隙/溶蚀沉积型。
悬浮物沉积型主要发生在富含悬浮物质的环境中，如内陆湖泊、盐湖和湿地。
这种沉积相模式下的碳酸盐岩多为均一的细粒度结构，常常伴随着粘土矿物的沉积。
化学沉积型主要发生在浅海和海湾等热带和亚热带环境中，水体富含钙离子和碳酸盐。
这种沉积相模式下的碳酸盐岩由于水中的钙离子超饱和度高，所以会发生大量的化学沉积作用，形成大量的碳酸盐沉积。
沿岸沉积型主要发生在海岸带和浅海环境中，受到波浪、潮汐和洋流等动力因素的影响。
这种沉积相模式下的碳酸盐岩通常存在多个沉积相，如沉积槽、潮间带和滩涂等。
台地沉积型主要发生在台地和大陆边缘等广泛分布的地区。
这种沉积相模式下的碳酸盐岩通常呈现台地沉积环境的特征，如平缓的坡面和波浪状的平原等。
裂隙/溶蚀沉积型主要发生在喀斯特地区和岩溶地貌中。
这种沉积相模式下的碳酸盐岩通常伴随着丰富的裂隙和溶蚀构造，如洞穴、溶洞和喀斯特地貌等。
沉积学与沉积相课件碳酸盐岩各论
（一）原生沉淀作用
在水体中直接沉淀出白云石
模拟自然环境人工合成真正的、化学计量的白云石 （Ca: Mg = 1:1）至今没有成功，
只有在Pco2 > 4atm条件下人工合成出白云石
考龙泻湖光合作用的高镁方解石和富钙白云石。
（二）毛细管浓缩 (蒸发泵)作用：
热带地区潮上带；
准同生白云化，蒸发作用 文石白云化
（四）混合白云化作用－巴迪奥扎曼（Badiozamani,1973）
5%海水和95%地下水混合 白云石已饱和 方解石不饱和
50%海水和50%地下水混合 白云石早已饱和 方解石才开始饱和
5－50％比例的海水只沉淀白云石。
不同因素影响下方解石和白云石溶解度的变化
A
B
C
(据ДCCOКOЛOB,转引自潘钟祥，1986)
灰泥质 颗粒 石灰岩
颗粒质 灰泥 石灰岩
含颗粒 灰泥 石灰岩
灰泥 石灰岩
灰泥 含量
颗粒 内碎屑
含量(%)
10 90
内碎屑 石灰岩
含灰泥
内碎屑 25 75 石灰岩
灰泥质
内碎屑 石灰岩
50 50 内碎屑质 灰泥
石灰岩
75 25 含内碎屑 灰泥
石灰岩
90 10 灰泥
石灰岩
生物 颗粒
生粒 石灰岩
含灰泥 生粒 石灰岩 灰泥质 生粒 石灰岩 生粒质 灰泥 石灰岩 含生粒 灰泥 石灰岩
A-温度影响（在CO2压力为9.80665×104Pa的条件下); B-碳酸含量的影响(温度为25℃); C-CaSO4的影响(CO2压力≈0.0012×9.80665×104Pa,温度为25℃时)
常伴随有暴露过程，缺乏蒸发环境
（五）淡水白云岩（Folk and Land, 1975）
在水体中直接沉淀出白云石
模拟自然环境人工合成真正的、化学计量的白云石 （Ca: Mg = 1:1）至今没有成功，
只有在Pco2 > 4atm条件下人工合成出白云石
考龙泻湖光合作用的高镁方解石和富钙白云石。
（二）毛细管浓缩 (蒸发泵)作用：
热带地区潮上带；
准同生白云化，蒸发作用 文石白云化
（四）混合白云化作用－巴迪奥扎曼（Badiozamani,1973）
5%海水和95%地下水混合 白云石已饱和 方解石不饱和
50%海水和50%地下水混合 白云石早已饱和 方解石才开始饱和
5－50％比例的海水只沉淀白云石。
不同因素影响下方解石和白云石溶解度的变化
A
B
C
(据ДCCOКOЛOB,转引自潘钟祥，1986)
灰泥质 颗粒 石灰岩
颗粒质 灰泥 石灰岩
含颗粒 灰泥 石灰岩
灰泥 石灰岩
灰泥 含量
颗粒 内碎屑
含量(%)
10 90
内碎屑 石灰岩
含灰泥
内碎屑 25 75 石灰岩
灰泥质
内碎屑 石灰岩
50 50 内碎屑质 灰泥
石灰岩
75 25 含内碎屑 灰泥
石灰岩
90 10 灰泥
石灰岩
生物 颗粒
生粒 石灰岩
含灰泥 生粒 石灰岩 灰泥质 生粒 石灰岩 生粒质 灰泥 石灰岩 含生粒 灰泥 石灰岩
A-温度影响（在CO2压力为9.80665×104Pa的条件下); B-碳酸含量的影响(温度为25℃); C-CaSO4的影响(CO2压力≈0.0012×9.80665×104Pa,温度为25℃时)
常伴随有暴露过程，缺乏蒸发环境
（五）淡水白云岩（Folk and Land, 1975）
24-25碳酸盐岩成因及环境
49
50
干旱气候潮坪的垂向层序从下往上是碳酸盐―蒸 发盐序列。若蒸发盐被淡水溶解后则层序上部发育盐 溶或膏溶角砾岩。
潮湿气候的潮坪，又根据其潮下是低能灰泥；还 是高能砂质颗粒分成两种类型垂向层序。
若潮坪环境中各类藻叠层石和藻纹层发育，则形 成藻叠层类的垂向层序。从潮下、 潮间到潮上，藻叠 层石形态从柱状、穹隆状过渡到波状，再逐步过渡到 微起伏纹层状
59
（3）点滩
点滩是指零星散布于台地内部的浅滩，规模大小 不等，大者宽可达十几千米，长可达几十千米，如凯 科斯（CaCO3）台地南部发育的鲕粒滩。
15
16
第二节 碳酸盐沉积物的形成及控制因素
一、碳酸盐沉积物的形成 (一)初始碳酸盐沉积物均是化学(生物化学)成因的 当海水对CaCO3饱和及过饱和时则有CaCO3沉淀， 即：
Ca2+ + 2HCO-3 = CaCO3 ↓+ H2O + CO2↑ 现已证明，促使上述反应向右进行的因素有： 1、藻类光合作用吸收CO2，引起碳酸钙沉淀：
3、由于波浪，潮汐及岸流经常簸选，常形成清洁 的碳酸盐砂堆积，以浅色亮晶鲕粒灰岩、亮晶生屑、 砂屑灰岩为主，无或少灰泥。
4、一般呈浅灰色至灰白色；多槽状交错层理、羽 状交错层理、板状交错层理，双向交错层理及底冲刷 等构造。
5、很少有原地底栖生物，可见多种异地的大型生 物化石碎屑。
6、岩石灰泥少，原生孔隙发育，有利于流体流动， 易受淡水的影响，胶结作用、白云化作用、溶解作用 均十分发育，常是油气的良好储集层。
4、碳酸盐潮坪的层序
在古代碳酸盐岩台地上，潮下带、潮间带、潮上 带这三种环境的沉积常常形成一系列向上变浅的旋回， 即自下而上依次由潮下带沉积变为潮间带和潮上带沉 积，如加拿大西部的寒武系（James，1984）及泥盆 系（金振奎、Spencer，1991）、华北地台的奥陶系。 这些旋回厚度多为几米，横向稳定，可追索十几千米 甚至上百千米。
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干旱气候潮坪的垂向层序从下往上是碳酸盐―蒸 发盐序列。若蒸发盐被淡水溶解后则层序上部发育盐 溶或膏溶角砾岩。
潮湿气候的潮坪，又根据其潮下是低能灰泥；还 是高能砂质颗粒分成两种类型垂向层序。
若潮坪环境中各类藻叠层石和藻纹层发育，则形 成藻叠层类的垂向层序。从潮下、 潮间到潮上，藻叠 层石形态从柱状、穹隆状过渡到波状，再逐步过渡到 微起伏纹层状
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（3）点滩
点滩是指零星散布于台地内部的浅滩，规模大小 不等，大者宽可达十几千米，长可达几十千米，如凯 科斯（CaCO3）台地南部发育的鲕粒滩。
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第二节 碳酸盐沉积物的形成及控制因素
一、碳酸盐沉积物的形成 (一)初始碳酸盐沉积物均是化学(生物化学)成因的 当海水对CaCO3饱和及过饱和时则有CaCO3沉淀， 即：
Ca2+ + 2HCO-3 = CaCO3 ↓+ H2O + CO2↑ 现已证明，促使上述反应向右进行的因素有： 1、藻类光合作用吸收CO2，引起碳酸钙沉淀：
3、由于波浪，潮汐及岸流经常簸选，常形成清洁 的碳酸盐砂堆积，以浅色亮晶鲕粒灰岩、亮晶生屑、 砂屑灰岩为主，无或少灰泥。
4、一般呈浅灰色至灰白色；多槽状交错层理、羽 状交错层理、板状交错层理，双向交错层理及底冲刷 等构造。
5、很少有原地底栖生物，可见多种异地的大型生 物化石碎屑。
6、岩石灰泥少，原生孔隙发育，有利于流体流动， 易受淡水的影响，胶结作用、白云化作用、溶解作用 均十分发育，常是油气的良好储集层。
4、碳酸盐潮坪的层序
在古代碳酸盐岩台地上，潮下带、潮间带、潮上 带这三种环境的沉积常常形成一系列向上变浅的旋回， 即自下而上依次由潮下带沉积变为潮间带和潮上带沉 积，如加拿大西部的寒武系（James，1984）及泥盆 系（金振奎、Spencer，1991）、华北地台的奥陶系。 这些旋回厚度多为几米，横向稳定，可追索十几千米 甚至上百千米。
碳酸盐岩沉积相模式
长江大学地球科学学院
三种模式的对比
Laporate模式 潮上带、潮间带 潮下带上部 潮下带下部 Irwin模式 Z带 Y带 X带 Young et al.模式 潮上带、潮间带、局 限潮下带 开阔潮下带
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四、混积型沉积相模式 阿姆斯特朗（Armstrong，1974）对北美阿 拉斯加北极地区的石炭系两种不同的沉积组合 进行系统研究后，拟定了两个沉积模式，其中 之一就是碎屑岩—碳酸盐岩沉积模式，该模式 代表一个海进组合。
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七、我国的碳酸盐岩沉积相模式 我国对碳酸盐沉积相研究主要是20世纪70 年代末和80年代初大量借鉴国外沉积模式来进 行研究的。 国外的碳酸盐沉积模式在我国已被广泛采 用，尤其是Wilson的模式，但在使用过程中也 还存在一些问题。 我国广大沉积学工作者在实践中提出了许 多模式，补充和修改了威尔逊模式不足之处， 最具代表性的是关士聪等提出的模式。
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二、陆表海清水沉积作用及其能量带 欧文（Irwin，1965）继承了Shaw的陆表 海的水能量及沉积相的观点，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。
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Irwin根据陆表海水动力条件，主要是潮 汐和波浪作用的能量，划分出三个能量带： 远离海岸的X带（低能带） 稍近海岸的Y带（高能带） 靠近海岸的Z带（低能带）
（1）潮上带
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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 生物化石：少见。
（2）潮间带
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碳酸盐岩沉积相模式
波基面以下——X带 ——X
暗色泥晶灰岩和页岩
主要生油区 宽相带区
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）
二二欧文irwin由海向陆分为由海向陆分为xxyyzz三带带深水低能带波基面以下深水低能带波基面以下灰泥及浮游生物碎屑灰泥及浮游生物碎屑带近岸高能带波浪潮汐的主要作近岸高能带波浪潮汐的主要作用带用带礁滩礁滩良好的储集相带良好的储集相带带滨岸低能带水浅蒸发量大滨岸低能带水浅蒸发量大泥晶灰岩白云岩蒸发岩藻叠层构造泥晶灰岩白云岩蒸发岩藻叠层构造irwin19651965的陆表海能量带模式65三带??xx带有利于生油有利于生油??yy带??zz带欧文依据肖对陆表海水动力能量及沉积物分布特征研究建立的理想模式以不含陆源碎屑物的浅海碳酸盐沉积物为条件
四、碳酸盐沉积的基本规律
绝大多数碳酸盐在浅海环境中形成，其沉积作用 绝大多数碳酸盐在浅海环境中形成， 过程主要受到化学和生物化学条件的控制 主要受到化学和生物化学条件的控制。 过程主要受到化学和生物化学条件的控制。 1、生物在碳酸盐岩沉积中具有重要作用； 生物在碳酸盐岩沉积中具有重要作用； 在碳酸盐岩沉积中具有重要作用 水动力条件对碳酸盐岩沉积具有控制作用 对碳酸盐岩沉积具有控制作用； 2、水动力条件对碳酸盐岩沉积具有控制作用； 3、碳酸盐岩沉积基本在原地形成； 碳酸盐岩沉积基本在原地形成； 原地形成 碳酸盐岩沉积主要形成于温 透光的浅 4、碳酸盐岩沉积主要形成于温暖、清洁、透光的浅 水环境； 水环境； 5、碳酸盐岩沉积作用迅速，但容易受到控制(抑制)。 碳酸盐岩沉积作用迅速，但容易受到控制(抑制) 沉积作用迅速
欧文依据肖对陆表 海水动力能量及沉积物 分布特征研究建立的理 想模式， 想模式，以不含陆源碎 屑物的浅海碳酸盐沉积 物为条件。在此模式中， 物为条件。在此模式中， 他将自滨岸到广海方向 划分为三个带， 划分为三个带，并分别 命Z 、Y、 X带。 、 带
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1、 全面收集资料
古地理研究需要收集各方面资料并对其进行综合分析，
主要包括以下三方面资料： (1) 地表地质资料， 收集前人的地质图、剖面图及构造、
地层、沉积等方面的成果，注意收集盆缘资料和区域资料。
野外工作应注意搜集构造、地层、沉积方面的资料，并对 关键层位进行区域追索。 (2) 地下地质与地球物理资料， 包括地震、钻井岩心、测 井资料及地震相、测井相资料。 (3) 室内分析资料， 如地化分析资料、岩石空隙度、镜煤 反射率（R0）。 2. 统一地层划分对比方案，确定编图单元
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山东张夏组鲕粒灰岩
含海绿石鲕粒灰岩
山东徐庄组鲕粒灰岩
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2、相带沉积特征 7） 开阔台地相 －－晴天浪底之下
环境水较浅，由数米到数十米； 盐度正常生物发育； 灰泥质颗粒碳酸盐岩及生物礁
49
2、相带沉积特征 8） 局限台地相－－晴天浪底附近
泻湖，环境水较浅，由数米到数十米； 盐度不正常，生物变化大； 灰泥质颗粒岩、泥岩及白云岩
靠近海岸的低能带－Z带； 稍近海岸的低能带－Y带； Y带 Z带
X带
远离海岸的低能带－X带；
28
一、陆表海沉积相模式
29
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
碎屑岩与碳酸盐岩共同沉积的模式
30
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
1、沉积单元的划分
CCD
QCD
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第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
1、特征层理类型是确定沉积相的重要标志
泥裂 平均海平面 交错层理和生物礁格架 晴天浪底 丘状交错层理 风暴浪底
递变层理
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
2、层面的流痕及印模构造
雨痕 波痕 晴天浪底 槽模等
1. 实际材料图 2. 沉积相柱状剖面图 3. 地层厚度等值线图 4. 岩性图 5. 复合组分图
1. 实际材料图 常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括： (1)研究层位的露头分布情况。 (2)注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。 (3)所有剖面点统一编号，以便查阅。 2. 沉积相柱状剖面图：是根据野外和室内的成果，综合分析后 编制而成。既是描述性的，也是解释性的。包括地层单位系统、 实际材料（层号、厚度、样品等）、相标志（岩性、成分、颜 色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等） 和沉积相类型四个方面。 62
2、沉积特征
向岸带：含粪粒的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩； 向海带：苔藓类的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩 开阔台地
34
第九章 碳酸盐岩沉积相
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
三、碳酸盐岩综合相模式
35
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
三、碳酸盐岩综合相模式－Wilson,1975 1、沉积相带的划分 3个相区、9个相带和24个微相 1）宽相区：潮坪－陆棚相区，3个相 2）窄相区：台地相区，3个相 3）宽相区：盆地－斜坡相区，3个相
36
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2、相带沉积特征
1）盆地相
位于浪底（或波基面）和氧化界面以下， 水深超过几十米至几百米，为静水还原环境。 主要为深海沉积物和浊积岩沉积
38
2、相带沉积特征
2）广海陆棚相 水深几十米至１００米，风暴浪基面以下； 富含生物化石的泥灰岩和石灰岩； 多见生物扰动构造
39
2、相带沉积特征
3) 碳酸盐台地斜坡脚相
陆相 局限台地 开阔台地
31
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
2、沉积特征－陆相
陆相 砂泥岩和煤的沼泽沉积，植物化石多
32
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
2、沉积特征－局限台地
局限台地 近岸带：粉细砂岩和泥岩； 远岸带：含海绵骨针的泥岩
33
二、混积型沉积相模式
26
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 一、陆表海沉积相模式
2、陆表海清水沉积作用（Irwin,1965） 清水沉积作用是指没有或几乎没有陆源 物质流入陆表海沉积环境的碳酸盐沉积
作用。
27
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
一、陆表海沉积相模式
3、陆表海沉积相模式（Irwin,1965）
依据陆表海能量特征，划分出三个能量带。
19
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
3、丰富的生物化石和遗迹化石
晴天浪底
20
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
4、溶解、渗滤和暴露标志以及其它化学成因的构造
喀斯特和石盐假晶
晴天浪底
21
第九章 碳酸盐岩沉积相
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 一、陆表海沉积相模式
古地理学：研究地史中地球表面的自然地理（ 海陆 分布、海平面变化、沉积介质性质、地形地貌、气 候条件、生物分布等）特征及其发展历史的学科。 古地理分析：通过沉积学、古生态、古构造、地球 化学等方法，再造地质历史时期中的自然地理景观 的过程，也就是再造沉积区和侵蚀区的古景观的过 程。 54
古地理研究包括: （1）沉积（岩相）古地理：反映海陆分布、各种古环境及沉 积产物； （2）生物古地理：通过生物相、生物分区研究，确定古代环 境（海陆，水深）的分布及其对古板块构造的指示意义。 （3）构造古地理：着眼于构造地貌标志，表示各种沉积类型、 组合的分布，表示构造—地貌单元，如大陆边缘、岛弧、边缘 海、裂陷槽等。
1、潮坪碳酸盐岩沉积－潮汐作用占主导地位
潮上带－蒸发、交代
潮间带－交代、沉积
潮下带－沉积
10
潮上带沉积（蒸发作用）
11
潮间带波状叠层石－交代、沉积作用
12
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 2、海滩、浅海碳酸盐岩沉积－波浪作用
在不同古地形、古物源和水动力作用下，形成 不同沉积类型的颗粒碳酸盐浅滩。
（一）沉积相剖面的测制
1. 野外踏勘 2. 剖面的类型、布署原则和精度要求 3. 剖面测制程序和样品采集 （二）沉积相野外研究 野外定相问题十分重要，室内工作只是野外工作的补充、 修正和深化。 沉积相类型的确定。 野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征， 不同环境的沉积模式，善于发现和识别各种相标志；要求在 野外根据不同的剖面特点，抓住要点，仔细观察，根据所有 的标志和剖面结构及相序变化特点，综合分析，然后作出判 断。
第二十四章 碳酸盐岩沉积相
Carbonate rock
1
第二十四章 碳酸盐岩沉积相
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 第三节 古地理图件编制
2
第二十四章 碳酸盐岩沉积相
本章重点 1、碳酸盐岩沉积作用
2、 Shaw和Wilson陆表海碳酸盐岩
沉积相模式
3
第二十四章 碳酸盐岩沉积相
22
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
一、陆表海沉积相模式
1、陆表海的概念（Shaw,1964） 是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的 （海底坡度一般小于1英尺/英里）、范围 广阔的（延伸可达几百到几千英里）、很 浅的（水深一般只有几十米）浅海。
23
两种浅海—陆表海及陆缘海的特征
24
陆缘海也可称作大陆边缘海，是位于大 陆边缘的、坡度较大的（海底坡度约2～ 10ft/mi)、范围较小的 （宽度一般 100 ～300mile）、深度较大的（水深可 达 200 ～350米）的浅海。陆表海和陆 缘海是性质大不相同的两种浅海。
25
陆表海与陆缘海
陆表海
陆缘海
面积 广阔，几百—几千公里， 位于大陆边缘(大陆 四周多被大陆包围（内 架), 窄，150—500km 陆海） 坡度 平缓， 1/5000 较陡，1/500-1/2000 深度 浅，30-50m， 200m 达200-350m） 形成古代碳酸盐沉积物的海洋并不像现代的许多 陆缘海性质, 而是属于陆表海，如华北地台和扬子 地台古生代的浅海都属于陆表海。
风暴浪底附近，由远洋浮游生物及来自相邻的 碳酸盐台地的细碎屑组成;少量粘土质及硅质 夹层，块状层理
40
2、相带沉积特征
4） 台地前缘斜坡相
晴天浪底附近，为深水陆棚和浅水碳酸盐台地 的过渡沉积；主要由各种碎屑组成（灰沙）； 广海生物发育
41
2、相带沉积特征
5）台地边缘生物礁相－－晴天浪底之上
①灰泥丘或生物碎屑丘； ②圆丘礁台或斜坡， ⑤格架建筑的环礁。
55
古地理分析的内容包括： 确定侵蚀区位置、盆地 边界、古地貌、母岩性 质、介质类型、水动力 条件、化学性质、古气 候等。 古地理分析不仅可 以确定当时的自然地理 景观，还可查明沉积矿 产生成与分布规律，阐 明沉积作用与大地构造 之间的关系，进一步了 解地壳运动与地质发展 史，作出矿产的预测。
剥蚀区
42
现代生物礁.
碳酸盐滩
43
现代碳酸盐滩
44
Wilson模式相带实例（礁、滩）
贵州香树园组珊瑚礁灰岩
45
山东徐庄组鲕粒灰岩
环 礁 的 发育演化
岸礁—与陆地或岛屿相连的礁
堡礁—延伸方向与海岸平行 环礁—远离海岸呈环形
46
2、相带沉积特征
6) 碳酸盐台地边缘浅滩相 －－晴天浪底之上
颗粒碳酸盐岩主要呈砂洲、海滩、扇形； 颗粒已受波浪、潮汐水流或沿岸海流的簸选，比较洁净
一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征
2、碳酸盐岩可由化学作用沉积而成，也可 由机械和生物作用共同作用形成
8
第一节 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
3、碳酸盐岩沉积不仅具有碎屑岩的沉积特征， 而且具有自身的沉积特征
1、 全面收集资料
古地理研究需要收集各方面资料并对其进行综合分析，
主要包括以下三方面资料： (1) 地表地质资料， 收集前人的地质图、剖面图及构造、
地层、沉积等方面的成果，注意收集盆缘资料和区域资料。
野外工作应注意搜集构造、地层、沉积方面的资料，并对 关键层位进行区域追索。 (2) 地下地质与地球物理资料， 包括地震、钻井岩心、测 井资料及地震相、测井相资料。 (3) 室内分析资料， 如地化分析资料、岩石空隙度、镜煤 反射率（R0）。 2. 统一地层划分对比方案，确定编图单元
47
山东张夏组鲕粒灰岩
含海绿石鲕粒灰岩
山东徐庄组鲕粒灰岩
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2、相带沉积特征 7） 开阔台地相 －－晴天浪底之下
环境水较浅，由数米到数十米； 盐度正常生物发育； 灰泥质颗粒碳酸盐岩及生物礁
49
2、相带沉积特征 8） 局限台地相－－晴天浪底附近
泻湖，环境水较浅，由数米到数十米； 盐度不正常，生物变化大； 灰泥质颗粒岩、泥岩及白云岩
靠近海岸的低能带－Z带； 稍近海岸的低能带－Y带； Y带 Z带
X带
远离海岸的低能带－X带；
28
一、陆表海沉积相模式
29
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
碎屑岩与碳酸盐岩共同沉积的模式
30
二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
1、沉积单元的划分
CCD
QCD
17
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
1、特征层理类型是确定沉积相的重要标志
泥裂 平均海平面 交错层理和生物礁格架 晴天浪底 丘状交错层理 风暴浪底
递变层理
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
2、层面的流痕及印模构造
雨痕 波痕 晴天浪底 槽模等
1. 实际材料图 2. 沉积相柱状剖面图 3. 地层厚度等值线图 4. 岩性图 5. 复合组分图
1. 实际材料图 常用简化后的地质图为底图。图面主要内容包括： (1)研究层位的露头分布情况。 (2)注明编图使用的露头剖面和钻井剖面的位置。 (3)所有剖面点统一编号，以便查阅。 2. 沉积相柱状剖面图：是根据野外和室内的成果，综合分析后 编制而成。既是描述性的，也是解释性的。包括地层单位系统、 实际材料（层号、厚度、样品等）、相标志（岩性、成分、颜 色、层理、结构构造、生物类型、生态特征、成岩后生变化等） 和沉积相类型四个方面。 62
2、沉积特征
向岸带：含粪粒的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩； 向海带：苔藓类的颗粒质泥灰岩和泥质颗粒岩 开阔台地
34
第九章 碳酸盐岩沉积相
第二节 碳酸盐岩沉积相模式
三、碳酸盐岩综合相模式
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第二节 碳酸盐岩沉积相模式
三、碳酸盐岩综合相模式－Wilson,1975 1、沉积相带的划分 3个相区、9个相带和24个微相 1）宽相区：潮坪－陆棚相区，3个相 2）窄相区：台地相区，3个相 3）宽相区：盆地－斜坡相区，3个相
36
37
2、相带沉积特征
1）盆地相
位于浪底（或波基面）和氧化界面以下， 水深超过几十米至几百米，为静水还原环境。 主要为深海沉积物和浊积岩沉积
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2、相带沉积特征
2）广海陆棚相 水深几十米至１００米，风暴浪基面以下； 富含生物化石的泥灰岩和石灰岩； 多见生物扰动构造
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2、相带沉积特征
3) 碳酸盐台地斜坡脚相
陆相 局限台地 开阔台地
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二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
2、沉积特征－陆相
陆相 砂泥岩和煤的沼泽沉积，植物化石多
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二、混积型沉积相模式 Armstrong，1974
2、沉积特征－局限台地
局限台地 近岸带：粉细砂岩和泥岩； 远岸带：含海绵骨针的泥岩
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二、混积型沉积相模式
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第二节 碳酸盐岩沉积相模式 一、陆表海沉积相模式
2、陆表海清水沉积作用（Irwin,1965） 清水沉积作用是指没有或几乎没有陆源 物质流入陆表海沉积环境的碳酸盐沉积
作用。
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第二节 碳酸盐岩沉积相模式
一、陆表海沉积相模式
3、陆表海沉积相模式（Irwin,1965）
依据陆表海能量特征，划分出三个能量带。
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第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
3、丰富的生物化石和遗迹化石
晴天浪底
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第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
三、碳酸盐岩沉积相标志
4、溶解、渗滤和暴露标志以及其它化学成因的构造
喀斯特和石盐假晶
晴天浪底
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第九章 碳酸盐岩沉积相
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 一、陆表海沉积相模式
古地理学：研究地史中地球表面的自然地理（ 海陆 分布、海平面变化、沉积介质性质、地形地貌、气 候条件、生物分布等）特征及其发展历史的学科。 古地理分析：通过沉积学、古生态、古构造、地球 化学等方法，再造地质历史时期中的自然地理景观 的过程，也就是再造沉积区和侵蚀区的古景观的过 程。 54
古地理研究包括: （1）沉积（岩相）古地理：反映海陆分布、各种古环境及沉 积产物； （2）生物古地理：通过生物相、生物分区研究，确定古代环 境（海陆，水深）的分布及其对古板块构造的指示意义。 （3）构造古地理：着眼于构造地貌标志，表示各种沉积类型、 组合的分布，表示构造—地貌单元，如大陆边缘、岛弧、边缘 海、裂陷槽等。
1、潮坪碳酸盐岩沉积－潮汐作用占主导地位
潮上带－蒸发、交代
潮间带－交代、沉积
潮下带－沉积
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潮上带沉积（蒸发作用）
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潮间带波状叠层石－交代、沉积作用
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第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 2、海滩、浅海碳酸盐岩沉积－波浪作用
在不同古地形、古物源和水动力作用下，形成 不同沉积类型的颗粒碳酸盐浅滩。
（一）沉积相剖面的测制
1. 野外踏勘 2. 剖面的类型、布署原则和精度要求 3. 剖面测制程序和样品采集 （二）沉积相野外研究 野外定相问题十分重要，室内工作只是野外工作的补充、 修正和深化。 沉积相类型的确定。 野外准确定相要求熟练掌握不同沉积相类型的主要特征， 不同环境的沉积模式，善于发现和识别各种相标志；要求在 野外根据不同的剖面特点，抓住要点，仔细观察，根据所有 的标志和剖面结构及相序变化特点，综合分析，然后作出判 断。
第二十四章 碳酸盐岩沉积相
Carbonate rock
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第二十四章 碳酸盐岩沉积相
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用
第二节 碳酸盐岩沉积相模式 第三节 古地理图件编制
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第二十四章 碳酸盐岩沉积相
本章重点 1、碳酸盐岩沉积作用
2、 Shaw和Wilson陆表海碳酸盐岩
沉积相模式
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第二十四章 碳酸盐岩沉积相
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第二节 碳酸盐岩沉积相模式
一、陆表海沉积相模式
1、陆表海的概念（Shaw,1964） 是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的 （海底坡度一般小于1英尺/英里）、范围 广阔的（延伸可达几百到几千英里）、很 浅的（水深一般只有几十米）浅海。
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两种浅海—陆表海及陆缘海的特征
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陆缘海也可称作大陆边缘海，是位于大 陆边缘的、坡度较大的（海底坡度约2～ 10ft/mi)、范围较小的 （宽度一般 100 ～300mile）、深度较大的（水深可 达 200 ～350米）的浅海。陆表海和陆 缘海是性质大不相同的两种浅海。
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陆表海与陆缘海
陆表海
陆缘海
面积 广阔，几百—几千公里， 位于大陆边缘(大陆 四周多被大陆包围（内 架), 窄，150—500km 陆海） 坡度 平缓， 1/5000 较陡，1/500-1/2000 深度 浅，30-50m， 200m 达200-350m） 形成古代碳酸盐沉积物的海洋并不像现代的许多 陆缘海性质, 而是属于陆表海，如华北地台和扬子 地台古生代的浅海都属于陆表海。
风暴浪底附近，由远洋浮游生物及来自相邻的 碳酸盐台地的细碎屑组成;少量粘土质及硅质 夹层，块状层理
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2、相带沉积特征
4） 台地前缘斜坡相
晴天浪底附近，为深水陆棚和浅水碳酸盐台地 的过渡沉积；主要由各种碎屑组成（灰沙）； 广海生物发育
41
2、相带沉积特征
5）台地边缘生物礁相－－晴天浪底之上
①灰泥丘或生物碎屑丘； ②圆丘礁台或斜坡， ⑤格架建筑的环礁。
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古地理分析的内容包括： 确定侵蚀区位置、盆地 边界、古地貌、母岩性 质、介质类型、水动力 条件、化学性质、古气 候等。 古地理分析不仅可 以确定当时的自然地理 景观，还可查明沉积矿 产生成与分布规律，阐 明沉积作用与大地构造 之间的关系，进一步了 解地壳运动与地质发展 史，作出矿产的预测。
剥蚀区
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现代生物礁.
碳酸盐滩
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现代碳酸盐滩
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Wilson模式相带实例（礁、滩）
贵州香树园组珊瑚礁灰岩
45
山东徐庄组鲕粒灰岩
环 礁 的 发育演化
岸礁—与陆地或岛屿相连的礁
堡礁—延伸方向与海岸平行 环礁—远离海岸呈环形
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2、相带沉积特征
6) 碳酸盐台地边缘浅滩相 －－晴天浪底之上
颗粒碳酸盐岩主要呈砂洲、海滩、扇形； 颗粒已受波浪、潮汐水流或沿岸海流的簸选，比较洁净
一、碳酸盐岩沉积环境和沉积特征
2、碳酸盐岩可由化学作用沉积而成，也可 由机械和生物作用共同作用形成
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第一节 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
3、碳酸盐岩沉积不仅具有碎屑岩的沉积特征， 而且具有自身的沉积特征