1、08/10/2015China University of Geosciences (Wuhan) 第五章第五章 海洋沉积学海洋沉积学一、近岸沉积二、大陆边缘沉积 1. 1.陆架硅质碎屑沉积陆架硅质碎屑沉积 2. 2.陆坡陆坡- -陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积 3. 3.大陆边缘碳酸盐沉积大陆边缘碳酸盐沉积三、大洋沉积讲课提纲讲课提纲海洋的三个地形单元。海洋的三个地形单元。1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素陆架环境中存在着物理、化学、生物及地质等动力因素，陆架环境中存在着物理、化学、生物及地质等动力因素，这些作用过程控制着陆架环境的沉积作用和沉积格局。这些作用过程控制着陆架环境的沉积
2、作用和沉积格局。陆陆架架环环境境动动力力因因素素物理作用过程物理作用过程化学作用过程化学作用过程生物作用过程生物作用过程地质作用过程地质作用过程二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素物理作用过程物理作用过程陆架泥沙的搬运、沉积以物理过程为主，主要营力是陆架泥沙的搬运、沉积以物理过程为主，主要营力是潮汐、风暴浪及潮汐、风暴浪及风海流风海流，还有因温、盐梯度和科氏力引起的，还有因温、盐梯度和科氏力引起的密度流密度流、地转流地转流以及以及洋流洋流。内陆架以内陆架以潮汐及风暴浪作用潮汐及风暴浪作用为主导，外陆架以为主导，外陆
3、架以洋流洋流作用占主要。作用占主要。 潮流作用可以是永久的潮流作用可以是永久的，它使海平面发生周期性涨落。潮波从大洋传播到陆，它使海平面发生周期性涨落。潮波从大洋传播到陆架外缘，在向岸方向变得越来越不对称，形成流速达数架外缘，在向岸方向变得越来越不对称，形成流速达数cm/s的潮流的潮流,潮流流速潮流流速随水深变浅而增大随水深变浅而增大，而且有涨潮流速大于退潮流速的趋势，导致碎屑物的，而且有涨潮流速大于退潮流速的趋势，导致碎屑物的向岸向岸搬运和沉积搬运和沉积；也可能作为前进潮波；也可能作为前进潮波沿海岸运动沿海岸运动。 1）潮汐）潮汐 2）波浪）波浪 波浪的效应是波浪的效应是搅动沉积物搅动沉积物
4、，使碎屑质点进入悬浮状态而被搬运；，使碎屑质点进入悬浮状态而被搬运；即使即使未被搬未被搬运，运，再沉积时再沉积时也会产生特征的沉积构造。也会产生特征的沉积构造。 普通波浪普通波浪对陆架泥沙的搬运对陆架泥沙的搬运影响不大影响不大，仅对滨外沙坝的顶部可产生影响；，仅对滨外沙坝的顶部可产生影响；而而风暴浪作用的深度可达风暴浪作用的深度可达200m，对整个陆架的动力过程具有重要影响。，对整个陆架的动力过程具有重要影响。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素物理作用过程物理作用过程风暴作用能产生两种结果：风暴作用能产生两种结果
5、：7级以上台风形成的常见事件级以上台风形成的常见事件风暴潮风暴潮；时速大的；时速大的飓风（飓风（9级以上中纬度的冬季风）产生的罕见事件级以上中纬度的冬季风）产生的罕见事件风暴流风暴流。风暴潮是由传播速度巨大的风暴波能将海水涌向滨岸使潮面巨升形成的风暴潮是由传播速度巨大的风暴波能将海水涌向滨岸使潮面巨升形成的。在风。在风暴过程中可发生三种效应：暴过程中可发生三种效应： 气压效应气压效应气压出现水平梯度形成气旋式低压，使沿岸海面升高气压出现水平梯度形成气旋式低压，使沿岸海面升高(沿岸增沿岸增水水)。典型的气旋可造成沿岸海面升高约典型的气旋可造成沿岸海面升高约0.5m。 风效应风效应形成形成高速高速
6、(200cm/s)的向岸风海流；形成的向岸风海流；形成离岸的底层补偿离岸的底层补偿回流回流 波浪效应波浪效应波浪搅动与底层补偿回流结合形成脉动的复合流，将沿岸泥沙向波浪搅动与底层补偿回流结合形成脉动的复合流，将沿岸泥沙向海搬运，并形成海搬运，并形成粒序风暴层粒序风暴层。水较浅时水较浅时可使海底形成低丘和洼槽相交替的波可使海底形成低丘和洼槽相交替的波 状状表面及丘状交错层，并被表面及丘状交错层，并被搅动起的悬浮沉积物所覆盖搅动起的悬浮沉积物所覆盖。风暴浪可造成沉积物液化产生重力流，风暴浪可造成沉积物液化产生重力流，因而陆架上常见分选差、具变形层理的因而陆架上常见分选差、具变形层理的沉积物与具大型
7、丘状交错层理的沉积物共生的现象沉积物与具大型丘状交错层理的沉积物共生的现象。 2）波浪）波浪（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素物理作用过程物理作用过程 2）波浪）波浪（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积气压效应气压效应风效应风效应波浪效应波浪效应1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素物理作用过程物理作用过程 风对水面的剪切应力产生海流风对水面的剪切应力产生海流。最强的风成海流是伴随。最强的风成海流是伴随向岸风或沿岸风向岸风或沿岸风出现出现的。的。沿岸风沿岸风往往产生大致平
8、行陆架边缘流动的往往产生大致平行陆架边缘流动的单层海流体系单层海流体系。向岸风向岸风能产生双能产生双层海流体系层海流体系，其，其上层上层向陆流动，而向陆流动，而下层下层向海流动。这些海流与向海流动。这些海流与波浪联合作用波浪联合作用有有助于挟带沉积物，同时也可能助于挟带沉积物，同时也可能加强或减弱潮流加强或减弱潮流。3）风海流）风海流 海水在水平及垂直方向上都可出现密度差，由于海水在水平及垂直方向上都可出现密度差，由于海水密度不均匀而产生的海海水密度不均匀而产生的海流流称为称为密度流密度流。造成密度差的因素是。造成密度差的因素是淡水入流淡水入流、浅水层的暴晒浅水层的暴晒和和蒸发速率蒸发速率不同
9、。不同。向海流动的覆于较重海水之上的冲淡水羽体可将陆源粘土搬运到陆架及其远方向海流动的覆于较重海水之上的冲淡水羽体可将陆源粘土搬运到陆架及其远方沉积，从而形成沉积，从而形成平行海岸扩散的泥质沉积带平行海岸扩散的泥质沉积带。4）密度流）密度流部分洋流可以影响到一些陆架的外部。部分洋流可以影响到一些陆架的外部。5）洋流）洋流（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素化学作用过程化学作用过程陆架硅质碎屑沉积作用中，化学作用过程主要发生陆架硅质碎屑沉积作用中，化学作用过程主要发生沉积物沉积物-海水和颗粒海水和颗粒-孔孔隙水隙水的
10、界面上。通过的界面上。通过海解作用海解作用、逆风化作用逆风化作用及及沉淀作用沉淀作用形成各种海洋自形成各种海洋自生矿物。生矿物。l 海解作用海解作用沉积物与海水之间发生离子交换或化学反应。沉积物与海水之间发生离子交换或化学反应。蒙脱石晶格中的蒙脱石晶格中的Al被海水中的被海水中的Mg替代，转变为绿泥石；高岭石吸附替代，转变为绿泥石；高岭石吸附K转转变为伊利石。海绿石即为粘土矿物发生海解作用的产物。变为伊利石。海绿石即为粘土矿物发生海解作用的产物。l 逆风化作用逆风化作用已风化的硅酸盐碎屑或硅酸凝胶与海水作用生成硅酸已风化的硅酸盐碎屑或硅酸凝胶与海水作用生成硅酸盐的化学反应，盐的化学反应，主要形
11、成粘土矿物主要形成粘土矿物：l 沉淀作用沉淀作用碳酸盐、磷酸盐的沉淀、溶解。碳酸盐、磷酸盐的沉淀、溶解。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素生物作用过程生物作用过程生物特别是生物特别是底栖生物底栖生物在运动、摄食、排泄、掘穴活动中使陆架底质发在运动、摄食、排泄、掘穴活动中使陆架底质发生扰动，破坏沉积物的原始沉积构造。生物活动对沉积物的影响有：生扰动，破坏沉积物的原始沉积构造。生物活动对沉积物的影响有：l 改变沉积物的粒度、分选性、组构、含水量、固结性、剪切强度和改变沉积物的粒度、分选性、组构、含水量、固结性、剪切强
12、度和稳定性；稳定性；l 搬运沉积物搬运沉积物l 营养再生作用营养再生作用l 形成特征的生物成因构造，如斑团构造、潜穴构造等。形成特征的生物成因构造，如斑团构造、潜穴构造等。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.陆架环境的动力因素陆架环境的动力因素地质作用过程地质作用过程l 海面变化海面变化塑造了现代陆架地形（多级阶地）及平均深度为塑造了现代陆架地形（多级阶地）及平均深度为130m130m的陆的陆架坡折带。低海面时架坡折带。低海面时，陆架大部分出露，河流的侵蚀、沉积作用使陆，陆架大部分出露，河流的侵蚀、沉积作用使陆架变平坦，在陆架外缘堆积三角洲体系；架变
13、平坦，在陆架外缘堆积三角洲体系；间冰期海面上升间冰期海面上升，岸线快速，岸线快速向岸推进。向岸推进。l 构造作用构造作用决定着大陆的决定着大陆的抬升速率抬升速率、汇水盆地格局汇水盆地格局、河流载荷量及性河流载荷量及性质质，也影响着，也影响着海岸平原和陆架的宽度、坡度海岸平原和陆架的宽度、坡度。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用1）陆架类型）陆架类型l潮控陆架潮控陆架中等或高潮差，潮中等或高潮差，潮流流速约流流速约50-100cm/s，大量泥沙，大量泥沙进行周期性搬运进行周期性搬运l浪控陆架浪控陆架正常波浪只能
14、对水正常波浪只能对水深小于深小于20m的浅陆架发生影响，的浅陆架发生影响，较少见较少见l风暴控陆架风暴控陆架当风暴频率很高，当风暴频率很高，则呈现风暴控制的状态则呈现风暴控制的状态l洋流控陆架洋流控陆架狭窄而面向开阔狭窄而面向开阔大洋的陆架，经常受强劲的单大洋的陆架，经常受强劲的单向海流的持续作用向海流的持续作用（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用2）现代陆架沉积物类型）现代陆架沉积物类型l残留沉积残留沉积由晚更新世末沉积组成，其结构特征与现代水动力状况不平由晚更新世末沉积组成，其结构特征与现代水动力状况不平衡
15、。衡。l现代沉积现代沉积主要为陆源碎屑，由砂或泥组成，分布在内陆架，向海变薄，主要为陆源碎屑，由砂或泥组成，分布在内陆架，向海变薄，沉积物属性与现代沉积环境一致。沉积物属性与现代沉积环境一致。l准残留沉积准残留沉积( (变余沉积变余沉积)受现代海洋动力、生物和化学过程改造过的残受现代海洋动力、生物和化学过程改造过的残留沉积。留沉积。东南非洲陆架沉积相立体图：东南非洲陆架沉积相立体图：A-A-浪控内陆架砂席相；浪控内陆架砂席相；B-B-海流控中陆架沙束相；海流控中陆架沙束相；C-C-外陆架残余砾石相外陆架残余砾石相（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆
16、架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用3）潮控陆架浅海碎屑沉积）潮控陆架浅海碎屑沉积沉积环境和发育机制沉积环境和发育机制潮控大陆架通常是潮控大陆架通常是一些开敞性差的大陆架和地形束狭、流道窄一些开敞性差的大陆架和地形束狭、流道窄小的海峡小的海峡，以及，以及某些某些潮差潮差3m，潮流速度，潮流速度60-100cm/s(l-2节节)的的开敞大陆架开敞大陆架。潮流能够搬运大陆架上的泥砂，形成大型、中。潮流能够搬运大陆架上的泥砂，形成大型、中小型沉积地形。小型沉积地形。潮流方向、途径、流速潮流方向、途径、流速是直接影响沉积物搬运和沉积的主要参是直接影响沉积物搬运和沉积的主要参数。陆架浅海有两种潮流类型
17、：数。陆架浅海有两种潮流类型：往复潮流和回转潮流往复潮流和回转潮流。在往复。在往复流中涨潮与落潮流定时往复，方向相反。回转潮流的流向在一流中涨潮与落潮流定时往复，方向相反。回转潮流的流向在一个潮汐周期内逐渐变化，水质点沿椭圆形轨道运动，涨潮流与个潮汐周期内逐渐变化，水质点沿椭圆形轨道运动，涨潮流与落潮流途径不同。落潮流途径不同。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用3）潮控陆架浅海碎屑沉积）潮控陆架浅海碎屑沉积沉积物分布特征沉积物分布特征l 普通潮控陆架沉积物普通潮控陆架沉积物：有砾、砂、泥；可分别形成砾石席、砂
18、席、：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；泥区，三者顺优势潮流方向有序展布；上游砾石席，中游砂席，泥区常上游砾石席，中游砂席，泥区常位于潮流搬运路线末端位于潮流搬运路线末端。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积北海及大列颠岛周围的砂净搬运方向（A）和沙席、砾石席的预测分布（B）（Gride,1982）2.陆架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用3）潮控陆架浅海碎屑沉积）潮控陆架浅海碎屑沉积沉积物分布特征沉积物分布特征l 海峡沉积物海峡沉积物(狭窄型狭窄型)：沉积物轴部粗，向两侧变细，反映出轴部流：沉积物轴部粗，向两侧变
19、细，反映出轴部流速大，近岸流速小的特点。速大，近岸流速小的特点。 琼州海峡沉积物分布图显示琼州海峡沉积物分布图显示 基岩与砾石是斑点状分布基岩与砾石是斑点状分布 轴部为中砂带，东西延伸轴部为中砂带，东西延伸 南北两侧为细砂、贝壳砂南北两侧为细砂、贝壳砂带，带， 沿岸海湾以泥为主沿岸海湾以泥为主l 海峡沉积物海峡沉积物(宽阔型宽阔型)：如圣如圣乔治海峡东西宽乔治海峡东西宽80-153km，北通爱尔兰，北通爱尔兰海，南连大西洋，其海，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，为砂席开阔，为砂席。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎
20、屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆架类型及其沉积作用陆架类型及其沉积作用4）风暴控陆架浅海碎屑沉积）风暴控陆架浅海碎屑沉积风暴沉积风暴沉积风暴沉积风暴沉积: :是一种罕见事件，主要由飓风或强台风等引起的是一种罕见事件，主要由飓风或强台风等引起的回流、回流、振荡水流振荡水流产生的一种产生的一种向海流动的高密度重力流向海流动的高密度重力流。也称风暴岩或风暴。也称风暴岩或风暴流沉积。流沉积。 风暴沉积物风暴沉积物粒度自陆往海，由粗变细粒度自陆往海，由粗变细。风暴浪基面以上的风暴沉。风暴浪基面以上的风暴沉积物以积物以砂、砾为主砂、砾为主。 风暴沉积的风暴沉积的垂向层序垂向层序具有具有规律性规
21、律性，反映了风暴阶段能量的演变。，反映了风暴阶段能量的演变。层序自下往上为：层序自下往上为：风暴前正常浅海泥层；风暴前正常浅海泥层；侵蚀面以上为底部滞侵蚀面以上为底部滞留沉积，由贝壳、泥砾、岩屑组成；留沉积，由贝壳、泥砾、岩屑组成；细砂层，细砂层，粒序层理或块状层粒序层理或块状层理理，宏观上为丘状层理；，宏观上为丘状层理；风暴后的正常浅海泥层、水平层理。风暴后的正常浅海泥层、水平层理。（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积风暴沉积的垂向层序风暴沉积的垂向层序（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.陆架类型及其沉积作用
22、陆架类型及其沉积作用（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积（一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积远源的异地风暴岩：大部分砾屑含氧化圈，磨圆较好，基质支撑 （一）陆架硅质碎屑沉积（一）陆架硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积一、近岸沉积二、大陆边缘沉积 1. 1.陆架硅质碎屑沉积陆架硅质碎屑沉积 2.2.陆坡陆坡- -陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积 3. 3.大
23、陆边缘碳酸盐沉积大陆边缘碳酸盐沉积三、大洋沉积讲课提纲讲课提纲海洋的三个地形单元。海洋的三个地形单元。1.沉积作用影响因素沉积作用影响因素l地质构造环境地质构造环境控制陆坡控制陆坡- -陆隆沉积作用的陆隆沉积作用的一级一级制约因素。制约因素。l海面变动海面变动间冰期海面上升间冰期海面上升，宽阔平缓的陆架使河流物质，宽阔平缓的陆架使河流物质大都堆积在其内带，只有少数能到达陆坡，大都堆积在其内带，只有少数能到达陆坡，不利于陆隆的发不利于陆隆的发育育；冰期海面下降冰期海面下降，陆架大部分暴露，河流可将其载荷直接，陆架大部分暴露，河流可将其载荷直接堆积在陆架坡折带附近，大量的陆源物质可以重力流形式搬堆
24、积在陆架坡折带附近，大量的陆源物质可以重力流形式搬运入陆坡、陆隆及深海平原。运入陆坡、陆隆及深海平原。l物源条件物源条件陆坡陆坡- -陆隆以陆隆以再沉积作用再沉积作用为主为主，供给再沉积作用，供给再沉积作用的物质来自的物质来自过渡物源区过渡物源区，即陆架边缘即陆架边缘。河流河流将碎屑物质输送将碎屑物质输送至陆架外缘，为再沉积作用至陆架外缘，为再沉积作用提供物源提供物源。l生物活动生物活动生物生产力生物生产力和生命活动影响着质点的类型和浓和生命活动影响着质点的类型和浓度，从而度，从而也影响底质也影响底质的的沉积速率沉积速率。（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二
25、、大陆边缘沉积2.搬运沉积过程搬运沉积过程l 陆坡陆坡- -陆隆的搬运沉积过程可分为陆隆的搬运沉积过程可分为连续过程连续过程和和不连续过不连续过程程两种。两种。l 连续过程连续过程包括沉降作用、浑水流羽体和底层流（包括沉降作用、浑水流羽体和底层流（底底层边界流具有等深流性质层边界流具有等深流性质）等，此过程）等，此过程碎屑浓度很低碎屑浓度很低，因此因此沉积速率也很低沉积速率也很低；l 不连续过程不连续过程包括包括浊流、碎屑流和滑动浊流、碎屑流和滑动等方式，此过等方式，此过程程碎屑浓度很高碎屑浓度很高，因此，因此沉积速率也很高沉积速率也很高。（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积
26、二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.搬运沉积过程搬运沉积过程块体运动块体运动陆坡重力块体的搬运类型陆坡重力块体的搬运类型 (据据Kruit et al, 1975) 岩崩岩崩滑动滑动滑塌滑塌泥石流泥石流浊流浊流滑来岩滑来岩(泥砾岩泥砾岩)滑动岩滑动岩滑塌岩滑塌岩泥石流泥石流浊积岩浊积岩（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积浊流浊流：沉积物重力流的一种，由：沉积物重力流的一种，由沉积物和水混合而成的密沉积物和水混合而成的密度大于周围水体的阵发性强劲重力潜流度大于周围水体的阵发性强劲重力潜流。 浊流密度浊流密度：1.03-1.3g/cm3，低于碎屑流
27、（泥石流）密度，低于碎屑流（泥石流）密度（1.5-2.4g/cm3） 浊流结构浊流结构：分头、颈、体、尾四区，：分头、颈、体、尾四区，地形坡度地形坡度1.24o时时，头，头部厚度大于体部；部厚度大于体部；地形坡度地形坡度1.24o时时，则体厚于头。，则体厚于头。 浊流浊流是将陆缘碎屑物质搬运到陆坡或深海平原的主要营力是将陆缘碎屑物质搬运到陆坡或深海平原的主要营力。 必要条件必要条件：大量碎屑物堆积大量碎屑物堆积在较陡斜坡在较陡斜坡(陆坡陆坡)附近，或有高附近，或有高悬浮载荷的悬浮载荷的大河大河延伸到陆架边缘。延伸到陆架边缘。 触发机制触发机制：阵发事件阵发事件，如坍塌、滑坡、风暴浪、海啸及地震
28、，如坍塌、滑坡、风暴浪、海啸及地震3.沉积物类型沉积物类型-浊流沉积浊流沉积（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积3.沉积物类型沉积物类型-浊流沉积浊流沉积鲍马层序（鲍马层序（Bouma，A.H.，1962）鲍马层序是一次浊流事件形成的浊积层的理想层序，在垂鲍马层序是一次浊流事件形成的浊积层的理想层序，在垂向上自下往上具有向上自下往上具有A、B、C、D、E五个段。五个段。E段段泥，具粒序性，泥，具粒序性，常见生物扰动构造；常见生物扰动构造；D段段细粉砂，平行纹细粉砂，平行纹层，常见同生变形及粒层，常见同生变形及粒序构造序构造C段段中粉砂，交错层中
29、粉砂，交错层理、粒序层理，偶见包理、粒序层理，偶见包卷层理卷层理B段段砂，平行纹层、砂，平行纹层、粒序层理粒序层理A段段砂或砂质粉砂，砂或砂质粉砂，块状，无粒序或不明显，块状，无粒序或不明显，具冲刷底面具冲刷底面（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积3.沉积物类型沉积物类型-浊流沉积浊流沉积（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积3.沉积物类型沉积物类型-等深流沉积等深流沉积等深流等深流是是沿海底等高线沿海底等高线成水平流动的一种流体，除了汇聚区成水平流动的一种流体，除了汇聚区和增高区外，和增高区外，
30、流速一般较低流速一般较低，常为密度流常为密度流，也称，也称等高流、深等高流、深部平流或温盐底流部平流或温盐底流。等深流沉积等深流沉积是现代陆坡重要的沉积类型，是现代陆坡重要的沉积类型，常与重力流沉积、半远洋沉积呈互层常与重力流沉积、半远洋沉积呈互层。等深流沉积常具有如等深流沉积常具有如下特点：下特点： 呈巨大的呈巨大的平行等深线的脊堆状平行等深线的脊堆状，稍高于周围洋底，横断面呈弧形，稍高于周围洋底，横断面呈弧形 在垂向上在垂向上沉积层序变化无明显规律沉积层序变化无明显规律，正粒序和逆粒序常共生，正粒序和逆粒序常共生 生物扰动作用十分发育生物扰动作用十分发育，但又存在模糊的流成构造，但又存在模
31、糊的流成构造 成分上是成分上是原地原地(深海生物骨屑深海生物骨屑)和和它生它生(陆源碎屑陆源碎屑)的混合物的混合物 还存在一些辅助标志，如还存在一些辅助标志，如等深流的存在及底流成地貌等深流的存在及底流成地貌等等（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积3.沉积物类型沉积物类型-等深流沉积等深流沉积（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积3.沉积物类型沉积物类型-远洋和半远洋沉积远洋和半远洋沉积l半远洋沉积半远洋沉积分布在陆缘及离陆源分布在陆缘及离陆源物源不太远的环境物源不太远的环境，由，由原地浮游生原地
32、浮游生物碎屑物碎屑及及平流缓慢扩散平流缓慢扩散输入的悬浮输入的悬浮陆源粉砂、粘土组成陆源粉砂、粘土组成，无明显的交无明显的交错层理、波痕及冲刷面等与底流有错层理、波痕及冲刷面等与底流有关的沉积构造关的沉积构造。l远洋沉积远洋沉积形成于开阔大洋中形成于开阔大洋中，由，由浮游生物骨屑及少量风运入的陆源浮游生物骨屑及少量风运入的陆源细粉砂和粘土组成细粉砂和粘土组成。l半远洋和远洋沉积在剖面上常交互半远洋和远洋沉积在剖面上常交互出现组成韵律，即出现组成韵律，即富含粘土和富含富含粘土和富含生物的层组相交替生物的层组相交替。（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘
33、沉积3.沉积物类型沉积物类型（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积沉积物类型细粒浊流沉积等深流沉积半远洋沉积物质成分以陆源组分为主，生物碎屑亦显示异地成因生物、陆源成分的混合物；生物为深海浮游及底栖壳体，但多已破碎；有时含有一定的火山碎屑岩深海浮游生物壳为主，种属固定，许多个体很完整；混入有少量陆源碎屑层序标准浊流层序正粒序，因为流速逐渐减弱所致，厚数厘至数十米无规律层、逆粒序、正粒序层序常共生，显示了流逐渐加强然后又逐渐减弱的过程；厚数厘米至1m无明显层序沉积构造流成构造常见，如衰减波痕、低振幅沙纹及粉砂粘土水平纹层。生物扰动构造仅限于顶部或完
34、全缺乏。块状层，夹不规则的粉砂、砂互层。有流成构造，如纵向波痕、岩块尾积等；强生物扰动块状层，无任何流成构造；强生物扰动成班团状细粒浊流沉积、等深流沉积及半远洋沉积区别细粒浊流沉积、等深流沉积及半远洋沉积区别4.海底峡谷海底峡谷海底峡谷：海底峡谷：发育于陆架和陆坡地区，这些峡谷是搬运粗发育于陆架和陆坡地区，这些峡谷是搬运粗粒沉积物到达深海的运移通道，它的深度可达粒沉积物到达深海的运移通道，它的深度可达10002000m。其尾部通常与海底扇相连。其尾部通常与海底扇相连。（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积 琼东南盆地琼东南盆地S30界面双程反射时
35、间构造图界面双程反射时间构造图4.海底峡谷海底峡谷（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积5.海底扇沉积海底扇沉积 海底扇体系的研究程度相对较高。海底扇体具有复杂海底扇体系的研究程度相对较高。海底扇体具有复杂的内部构成和特征的几何形态。的内部构成和特征的几何形态。 （1 1）上扇上扇的主要成因相是水道（或峡谷）和天然堤。峡的主要成因相是水道（或峡谷）和天然堤。峡谷是沉积物运移的通道。谷是沉积物运移的通道。 （2 2）富砂体系的富砂体系的中扇中扇以具有平缓上凸表面的迁移上叠叶以具有平缓上凸表面的迁移上叠叶状体为特征（状体为特征（NormarkNorm
36、ark，19701970）。每个叶状体都由分叉的分）。每个叶状体都由分叉的分流水道或辫状水道补给流水道或辫状水道补给 （3 3）下扇下扇有一个平缓的坡面，并接受悬浮沉积物的缓慢有一个平缓的坡面，并接受悬浮沉积物的缓慢加积，夹细粒浊积岩。加积，夹细粒浊积岩。（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积5.深海扇沉积深海扇沉积得克萨斯州中北部上宾夕法尼亚统西斯科组的扇模式得克萨斯州中北部上宾夕法尼亚统西斯科组的扇模式（据（据GallowayGalloway和和BrownBrown，19731973）（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、
37、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积5.深海扇沉积深海扇沉积（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积5.深海扇沉积深海扇沉积（二）陆坡（二）陆坡-陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积一、近岸沉积二、大陆边缘沉积 1. 1.陆架硅质碎屑沉积陆架硅质碎屑沉积 2.2.陆坡陆坡- -陆隆硅质碎屑沉积陆隆硅质碎屑沉积 3.3.大陆边缘碳酸盐沉积大陆边缘碳酸盐沉积三、大洋沉积讲课提纲讲课提纲海洋的三个地形单元。海洋的三个地形单元。现代碳酸盐岩的分布特征现代碳酸盐岩的分布特征 分布地带：分布地带：碳酸盐沉积主要分布于低纬度（南北纬碳酸盐沉积
38、主要分布于低纬度（南北纬30度左右）的度左右）的清澈、温暖、滨浅海地带清澈、温暖、滨浅海地带 条件：条件：浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的注入。注入。 生物：生物：钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。 沉积物：沉积物：主要是两类沉积物（主要是两类沉积物（1）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒）；（葡萄状团块、球粒）；（2）造礁生物粘结岩。）造礁生物粘结岩。 1.概述概述碳酸盐沉积物（碳酸盐沉积物（carbonate sediments）由形成于海洋由形成于海洋或湖泊底部的
39、或湖泊底部的粒状泥状碳酸盐矿物及其集合体粒状泥状碳酸盐矿物及其集合体组成，它可以组成，它可以通过通过生物作用形成生物作用形成，也可以从，也可以从过饱和碳酸盐过饱和碳酸盐的水体的水体中直接沉中直接沉淀淀而成。而成。 （三）大陆边缘碳酸盐沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积1.概述概述 世界上有一个最大最长的世界上有一个最大最长的珊瑚礁群，它就是有名的珊瑚礁群，它就是有名的大大堡礁堡礁- Great Barrier Reef。它纵贯蜿蜒于澳洲的东海岸，它纵贯蜿蜒于澳洲的东海岸，全长全长2011km，最宽处，最宽处161km。南端最远离海岸南端最远离海岸241km，北，北端离
40、海岸仅端离海岸仅16km。在落潮。在落潮时，部分的珊瑚礁露出水面时，部分的珊瑚礁露出水面形成珊瑚岛。形成珊瑚岛。（三）大陆边缘碳酸盐沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积西山徐庄组豆粒灰岩西山徐庄组鲕粒灰岩核形石灰岩西山徐庄组豆粒灰岩1.概述概述l 近岸带近岸带以形成生物成因非骨骼碳酸盐为特征以形成生物成因非骨骼碳酸盐为特征l 陆架陆架( (台地台地) )内陆架是底栖生物非常繁盛的地带，外陆架以浮游生物内陆架是底栖生物非常繁盛的地带，外陆架以浮游生物骨屑为主骨屑为主l 陆坡陆坡- -陆隆陆隆沉
41、积物部分由浮游生物骨屑组成，部分为浊流搬运的浅沉积物部分由浮游生物骨屑组成，部分为浊流搬运的浅水碳酸盐水碳酸盐l 大洋大洋沉积物大部分由浮游生物骨屑组成沉积物大部分由浮游生物骨屑组成（三）大陆边缘碳酸盐沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.矿物成分及结构成分矿物成分及结构成分1）碳酸盐沉积物矿物成分碳酸盐沉积物矿物成分主要矿物主要矿物：方解石：方解石(高镁和低镁型高镁和低镁型)、文石、白云石、文石、白云石次要矿物次要矿物：铁白云石、菱锰矿、菱镁矿、菱铁矿：铁白云石、菱锰矿、菱镁矿、菱铁矿其它自生矿物其它自生矿物：石膏、硬石膏、天青石、重晶石、萤石、石盐、钾石：石膏、硬
42、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、海绿石等盐、玉髄、自生石英、黄铁矿、赤铁矿、伊利石、海绿石等陆源矿物陆源矿物：粘土矿物、碎屑石英、长石、云母、绿泥石及重矿物：粘土矿物、碎屑石英、长石、云母、绿泥石及重矿物2）碳酸盐沉积物结构成分碳酸盐沉积物结构成分颗粒颗粒：又称异化粒，是侵蚀作用、化学凝聚作用及生物作用形成的砂级：又称异化粒，是侵蚀作用、化学凝聚作用及生物作用形成的砂级及粉砂级质点，在沉积前大多经过搬运，有及粉砂级质点，在沉积前大多经过搬运，有内碎屑、鲕粒、球粒、集合内碎屑、鲕粒、球粒、集合粒及生物骨屑粒及生物骨屑等五种类型。等五种类型。灰泥灰
43、泥：现代碳酸盐沉积中：现代碳酸盐沉积中63m的部分称为灰泥。的部分称为灰泥。（三）大陆边缘碳酸盐沉积（三）大陆边缘碳酸盐沉积二、大陆边缘沉积二、大陆边缘沉积2.矿物成分及结构成分矿物成分及结构成分3）碳酸盐沉积物结构成分碳酸盐沉积物结构成分颗粒颗粒内碎屑内碎屑：先前沉积的具不同固结程度的碳酸盐沉积物，受波浪或水流：先前沉积的具不同固结程度的碳酸盐沉积物，受波浪或水流作用破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的碎屑，粒度多为砂至砾石。作用破碎、搬运、磨蚀、再沉积而成的碎屑，粒度多为砂至砾石。鲕粒鲕粒：具核心和特殊内部结构：具核心和特殊内部结构(如同心层和放射结构如同心层和放射结构)的球状颗粒，因的球状颗粒
44、，因似鱼子而得名。鲕粒直径一般似鱼子而得名。鲕粒直径一般2mm为豆粒。核心为生物碎为豆粒。核心为生物碎屑、球粒及石英碎屑，以球粒最常见。屑、球粒及石英碎屑，以球粒最常见。球粒球粒：由泥晶方解石组成，呈球形或卵形；薄片中色较深，具斑点或：由泥晶方解石组成，呈球形或卵形；薄片中色较深，具斑点或均质结构，无明显内部构造；分选好，一般均质结构，无明显内部构造；分选好，一般60%)，自生组分及鱼骨的含，自生组分及鱼骨的含量量10%，含生物骨屑，含生物骨屑30% 远洋硅质生物沉积远洋硅质生物沉积含硅质生物骨屑含硅质生物骨屑70% 过渡型硅质生物沉积过渡型硅质生物沉积含硅质生物骨屑含硅质生物骨屑30-70%
45、，含粘土，含粘土30%l钙质生物沉积钙质生物沉积含钙质生物骨屑含钙质生物骨屑30%远洋钙质生物沉积远洋钙质生物沉积含含CaCO3 60%，有孔虫软泥、白垩及石灰岩，有孔虫软泥、白垩及石灰岩过渡型钙质生物沉积过渡型钙质生物沉积含含CaCO3 30-60%，泥灰质软泥、泥灰质白，泥灰质软泥、泥灰质白垩及泥灰质灰岩垩及泥灰质灰岩l火山沉积火山沉积火山集块火山集块(64mm)、火山砾、火山砾(2-4mm)、火山灰、火山灰(30%而陆源粘土、粉砂含量而陆源粘土、粉砂含量30%的远洋沉积物。的远洋沉积物。因固结度不同分为因固结度不同分为钙质软泥钙质软泥、白垩白垩和和石灰岩石灰岩，其中，其中钙质软钙质软泥分
46、布最广泛，约覆盖洋底面积的泥分布最广泛，约覆盖洋底面积的47.7%。l 沉积速率沉积速率现代钙质软泥沉积速率为现代钙质软泥沉积速率为10-100mm/ka，平均，平均30mm/ka，属属极低沉积速率极低沉积速率。沉积速率的变化主要决定于碳酸盐的溶解速率和供给速率沉积速率的变化主要决定于碳酸盐的溶解速率和供给速率之间的平衡关系之间的平衡关系。三、大洋沉积三、大洋沉积（二）钙质生物沉积（二）钙质生物沉积2. 沉积构造沉积构造远洋碳酸盐沉积的主要沉积构造：远洋碳酸盐沉积的主要沉积构造：韵律水平层理韵律水平层理，单层厚，单层厚数毫米至数厘米，甚至数十厘米。数毫米至数厘米，甚至数十厘米。引起韵律形成的因
47、素为陆源碎屑输入量、表层生产力、溶引起韵律形成的因素为陆源碎屑输入量、表层生产力、溶解速率及底流流速解速率及底流流速。单层几十厘米厚的大型韵律层理是远单层几十厘米厚的大型韵律层理是远洋碳酸盐沉积的重要特征洋碳酸盐沉积的重要特征，由富粘土和少粘土的白垩组成。，由富粘土和少粘土的白垩组成。每一韵律历时约每一韵律历时约20000-100000a。钙质软泥中常出现钙质软泥中常出现动物痕迹化石动物痕迹化石，如针管迹、均匀迹、螺，如针管迹、均匀迹、螺旋迹旋迹三、大洋沉积三、大洋沉积（二）钙质生物沉积（二）钙质生物沉积3. 溶跃面与方解石补偿深度溶跃面与方解石补偿深度l溶跃面溶跃面：碳酸盐在大洋中溶解速率随
48、：碳酸盐在大洋中溶解速率随深度而增加，溶解速率梯度出现急剧深度而增加，溶解速率梯度出现急剧变化的界面，即溶跃面变化的界面，即溶跃面l方解石补偿深度（方解石补偿深度（CCD）：方解石壳：方解石壳体沉降速率等于溶解速率的深度段。体沉降速率等于溶解速率的深度段。l在溶跃面与补偿深度间在溶跃面与补偿深度间CaCO3碎屑将碎屑将遭受明显的溶蚀、破坏，但不会完全遭受明显的溶蚀、破坏，但不会完全溶解，此范围称为溶解，此范围称为补偿带补偿带。l实践实践中常以沉积物壳体保存完好和部中常以沉积物壳体保存完好和部分溶解的界面作为溶跃面分溶解的界面作为溶跃面，如有孔虫，如有孔虫溶跃面通常取溶跃面通常取50溶解损失量作
49、为标溶解损失量作为标准。准。三、大洋沉积三、大洋沉积（二）钙质生物沉积（二）钙质生物沉积3. 溶跃面与方解石补偿深度溶跃面与方解石补偿深度CCD海底雪线海底雪线-CCD三、大洋沉积三、大洋沉积（二）钙质生物沉积（二）钙质生物沉积3. 溶跃面与方解石补偿深度溶跃面与方解石补偿深度三、大洋沉积三、大洋沉积（二）钙质生物沉积（二）钙质生物沉积4. 影响因素影响因素l生物生产力生物生产力受表层水体的水温和肥度所控制，主要集中在受表层水体的水温和肥度所控制，主要集中在低纬低纬度的暖水区度的暖水区。l生物骨屑的溶解作用生物骨屑的溶解作用骨屑的保存程度决定于骨屑的保存程度决定于CCDCCD的位置，的位置，C
50、CDCCD以以下钙质沉积完全消失。下钙质沉积完全消失。l其它远洋沉积的稀释作用其它远洋沉积的稀释作用稀释程度主要决定于生物组分的供给稀释程度主要决定于生物组分的供给速率、距大陆的远近、局部地形、纬度，特别是与气候及风向有速率、距大陆的远近、局部地形、纬度，特别是与气候及风向有关的参数。关的参数。l全球性气候、大洋环流及远洋沉积模式的变化全球性气候、大洋环流及远洋沉积模式的变化全球性气候变化全球性气候变化引起大洋水体的化学性质、环流、陆源物质输入量及生物群落和引起大洋水体的化学性质、环流、陆源物质输入量及生物群落和生产力的变化，从而影响远洋沉积物的类型。生产力的变化，从而影响远洋沉积物的类型。三
