《海相碳酸盐岩层序地层学资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海相碳酸盐岩层序地层学资料.ppt（99页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、海相碳酸盐岩层序地层学 海海相相碳碳酸酸盐盐岩岩主主要要沉沉积积在在包包括括地地史史时时期期宽宽阔阔的的浅浅水水陆陆表表海海台台地地在在内内的的浅浅海海陆陆棚棚台台地地上上。碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地可可在在克克拉拉通通地地块块边边缘缘、克克拉拉通通内内部部盆盆地地、远远岸岸滩滩坝坝的的顶顶部部和和宽宽阔阔陆陆棚棚上上的的局局部部的的高高地地上上，碳碳酸酸盐盐岩岩环环境境也也可可见见于于海海滩滩、泻泻湖湖和和潮潮坪坪的的边边缘缘海海环环境境的的部部分分地地区区2.陆棚沉积环境陆棚沉积环境根据台地边缘的性质，有五类碳酸盐岩台地根据台地边缘的性质，有五类碳酸盐岩台地 (1)镶边碳酸盐岩台地镶边碳酸盐
2、岩台地(2)无镶边（开阔陆棚）碳酸盐岩台地无镶边（开阔陆棚）碳酸盐岩台地(3)碳酸盐岩缓坡碳酸盐岩缓坡(4)孤立碳酸盐岩台地孤立碳酸盐岩台地(5)陆表海碳酸盐岩台地陆表海碳酸盐岩台地镶边碳酸盐岩陆棚镶边碳酸盐岩陆棚是在陆棚边是在陆棚边缘到斜坡深水区之间有一明显缘到斜坡深水区之间有一明显的坡折，沿台地边缘具有连续的坡折，沿台地边缘具有连续的由礁或骨屑的由礁或骨屑/鲕粒砂浅滩组成鲕粒砂浅滩组成的，吸收波浪作用限制水循环的，吸收波浪作用限制水循环的环边或障壁，从而形成由陆的环边或障壁，从而形成由陆棚边缘障壁向陆一侧的低能泻棚边缘障壁向陆一侧的低能泻湖环境。泻湖向陆常演变为低湖环境。泻湖向陆常演变为低
3、能潮坪而不是高能海滩。能潮坪而不是高能海滩。无镶边台地无镶边台地没有明显的边缘障壁，见没有明显的边缘障壁，见于大型热带堤坝的背风面以及所有冷于大型热带堤坝的背风面以及所有冷水碳酸盐岩环境，穿过台地的水循环水碳酸盐岩环境，穿过台地的水循环使得沿岸带成为中到高能的海滩，陆使得沿岸带成为中到高能的海滩，陆棚边缘形成骨屑、鲕粒球粒浅滩，棚边缘形成骨屑、鲕粒球粒浅滩，受到的动力作用类似于硅质陆棚的动受到的动力作用类似于硅质陆棚的动力作用。力作用。碳酸盐岩缓坡碳酸盐岩缓坡是坡度小于是坡度小于1的无镶边的无镶边台地，其浅水沉积与斜坡深水沉积之台地，其浅水沉积与斜坡深水沉积之间的陆棚边缘高能带为由不连续的砂间
4、的陆棚边缘高能带为由不连续的砂质浅滩而不是礁体组成的不明显坡折质浅滩而不是礁体组成的不明显坡折过渡，过渡，孤立碳酸盐岩台地（巴哈马型）孤立碳酸盐岩台地（巴哈马型）是浅水陆棚外的是浅水陆棚外的，周边为几百米到几千米的深水环绕的几十到几，周边为几百米到几千米的深水环绕的几十到几百米宽的浅水台地。可以有类似于缓坡型斜坡的百米宽的浅水台地。可以有类似于缓坡型斜坡的边缘，也可以有类似于镶边台地一样的陡坡边缘。边缘，也可以有类似于镶边台地一样的陡坡边缘。这种孤立台地几乎没有陆源碎屑供给，其它孤立这种孤立台地几乎没有陆源碎屑供给，其它孤立台地有：台地有：Bermuda,Barbados,and the Co
5、ok Islands。没没有有陆陆表表海海台台地地的的现现代代例例子子，但但古古生生代代和和部部分分中中生生代代确确常常有有几几百百至至几几千千公公里里宽宽，覆覆盖盖几几百百万万平平方方公公里里的的浅浅水水台台地地；我我们们只只能能推推测测在在这这种种宽宽阔阔陆陆棚棚上上的的水水动动力力作作用用：与与广广海海相相连连，风风暴暴和和波波浪浪强强烈烈影影响响水水循循环环，潮潮汐汐作作用用也也很很重要，陆源碎屑输入少。重要，陆源碎屑输入少。大陆边缘的大陆边缘的高能带：高能带：与陆源碎屑陆棚不同的是，许多现代碳酸盐岩台地，特与陆源碎屑陆棚不同的是，许多现代碳酸盐岩台地，特别是镶边台地在外陆棚边缘具有特
6、征的地貌建隆。这种建隆由生别是镶边台地在外陆棚边缘具有特征的地貌建隆。这种建隆由生物礁、碳酸钙质浅滩或小岛组成，对波浪起阻挡作用，这种外部物礁、碳酸钙质浅滩或小岛组成，对波浪起阻挡作用，这种外部障壁通常为允许高速潮流通过进入陆棚的网状潮道所切割。建隆障壁通常为允许高速潮流通过进入陆棚的网状潮道所切割。建隆上的水深通常只有几米，属于高能带；上的水深通常只有几米，属于高能带；低能带：低能带：而中陆棚的水深可达几十米，通常位于正常浪基面之下，而中陆棚的水深可达几十米，通常位于正常浪基面之下，除点礁、局部堤坝、浅滩和碳酸盐岩缓坡沿岸外，总的属于低能除点礁、局部堤坝、浅滩和碳酸盐岩缓坡沿岸外，总的属于低
7、能环境；环境；陆棚水循环的控制因素（碳酸盐岩相分布）：陆棚水循环的控制因素（碳酸盐岩相分布）：障壁和陆棚宽度障壁和陆棚宽度如果障壁发育，或者陆棚很宽，由于底部对水能的广泛摩擦导致如果障壁发育，或者陆棚很宽，由于底部对水能的广泛摩擦导致水循环受到限制，换句话说，宽阔的陆表海的水循环应该是受到水循环受到限制，换句话说，宽阔的陆表海的水循环应该是受到限制的。循环不好的水体盐度就会异常，盐度变化影响生物的数限制的。循环不好的水体盐度就会异常，盐度变化影响生物的数量和分异度，从而又影响碳酸盐岩的沉积。内陆棚是最局限的环量和分异度，从而又影响碳酸盐岩的沉积。内陆棚是最局限的环境。境。陆棚沉积的能量分带特征
8、陆棚沉积的能量分带特征碳酸盐岩沉积与搬运作用碳酸盐岩工厂碳酸盐岩沉积与搬运作用碳酸盐岩工厂 虽然碳酸盐岩的沉积环境是虽然碳酸盐岩的沉积环境是从潮上带到陆棚外的深水从潮上带到陆棚外的深水环境环境，但，但中外陆棚的浅水台地是碳酸盐岩的原产地中外陆棚的浅水台地是碳酸盐岩的原产地，被，被James（1984）称作潮下带碳酸盐岩工厂。在这产生的碳）称作潮下带碳酸盐岩工厂。在这产生的碳酸盐岩主要在陆棚上沉积，而一些被向陆搬运到潮坪、海酸盐岩主要在陆棚上沉积，而一些被向陆搬运到潮坪、海滩和潮下环境，一些被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉滩和潮下环境，一些被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉积。积。深水碳酸盐岩沉积
9、见于现代海洋的斜坡和邻近的深水碳酸盐岩沉积见于现代海洋的斜坡和邻近的盆地底部，以及显生宙时期地层中。盆地底部，以及显生宙时期地层中。钙质软泥：钙质软泥：除了近表层水的钙质浮游生物沉降外，除了近表层水的钙质浮游生物沉降外，陆棚外的深水环境产生的碳酸盐岩极少。陆棚外的深水环境产生的碳酸盐岩极少。碳酸盐岩工厂产生的碳酸盐岩：碳酸盐岩工厂产生的碳酸盐岩：被搬运到陆棚外被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉积。深水区碳酸盐岩沉积物来自的斜坡和深水盆地沉积。深水区碳酸盐岩沉积物来自于风暴浪、浊流、碎屑流、颗粒流、滑塌滑动、岩崩于风暴浪、浊流、碎屑流、颗粒流、滑塌滑动、岩崩等把沉积物从陆棚搬运到深水中。等把沉积物
10、从陆棚搬运到深水中。3.3.深水碳酸盐岩沉积环境深水碳酸盐岩沉积环境4.4.生物礁沉积环境生物礁沉积环境环礁环礁台礁、平顶礁台礁、平顶礁小环礁小环礁岸礁岸礁生物礁具有完全不同于陆棚其它地区的独特的环境，生物礁具有完全不同于陆棚其它地区的独特的环境，大部分现代礁生长在浅水中。大部分现代礁生长在浅水中。障壁礁障壁礁是位于台地边缘的线性礁体；基本上都是侧向是位于台地边缘的线性礁体；基本上都是侧向连续的，延伸可达几百公里，如澳大利亚大堡礁在澳连续的，延伸可达几百公里，如澳大利亚大堡礁在澳大利亚东陆棚上延伸达大利亚东陆棚上延伸达1900公里；公里；岸礁：岸礁：在一些现代陆棚很窄的地方，线性礁在一些现代陆
11、棚很窄的地方，线性礁体紧贴岸线生长，中间没有泻湖分隔，体紧贴岸线生长，中间没有泻湖分隔，环礁是环礁是环绕在太平洋深水区的海山顶部孤环绕在太平洋深水区的海山顶部孤立的环状礁，这些礁构成包围浅水泻湖的立的环状礁，这些礁构成包围浅水泻湖的外围环形抗浪障壁；外围环形抗浪障壁；小环礁小环礁是在泻湖中或在环状边是在泻湖中或在环状边缘形成的环状构造；缘形成的环状构造；补丁礁、塔礁或台礁是指补丁礁、塔礁或台礁是指沿陆棚边沿陆棚边缘和散布在中陆棚的小型孤立礁体；缘和散布在中陆棚的小型孤立礁体；平顶的台礁平顶的台礁也见于深水中；也见于深水中；三、碳酸盐岩沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用（1）化学和生物化学作用）化学和
12、生物化学作用1.沉积作用沉积作用无机沉淀：无机沉淀：溶解度溶解度pH温度温度二氧化碳含量二氧化碳含量温度升高温度升高压力降低压力降低植物的光合作用植物的光合作用二氧化碳含二氧化碳含量的减少量的减少CaCO3 沉淀沉淀现现代代海海洋洋生生物物从从海海水水中中吸吸取取碳酸钙形成介壳和骨骼碳酸钙形成介壳和骨骼在在寒寒武武纪纪以以后后，甚甚至至在在前前寒寒武武纪纪的的碳碳酸酸钙钙沉沉淀淀中中起起到到关关键作用。键作用。有机沉淀有机沉淀生物觅食和扰动导致生物碎生物觅食和扰动导致生物碎屑及其它碳酸盐岩物质的分屑及其它碳酸盐岩物质的分解和产生各种痕迹化石解和产生各种痕迹化石间接作用间接作用直接作用直接作用以
13、以造造礁礁珊珊瑚瑚和和钙钙质质绿绿藻藻为为主主，另加一些有孔虫；另加一些有孔虫；除除生生物物骨骨架架残残骸骸外外，还还包包括括鲕鲕粒、颗粒集合体、球粒和灰泥粒、颗粒集合体、球粒和灰泥生物组合生物组合碳酸盐岩沉积物适宜在陆源硅质碎屑输入少的碳酸盐岩沉积物适宜在陆源硅质碎屑输入少的温暖温暖的浅水环境沉积的浅水环境沉积，在高纬度冷水环境的碳酸盐岩沉积物，在高纬度冷水环境的碳酸盐岩沉积物几乎都是生物骨骼残骸。几乎都是生物骨骼残骸。由底栖有孔虫、软体动物、节由底栖有孔虫、软体动物、节肢动物、苔藓动物和钙质红藻肢动物、苔藓动物和钙质红藻组成组成是现代陆棚的重要组成部分，是现代陆棚的重要组成部分，从有冷水入
14、侵的中低纬度到从有冷水入侵的中低纬度到高纬度地区都有分布，古代第高纬度地区都有分布，古代第三系古生代地层中也有报道三系古生代地层中也有报道冷水型生物残骸组合冷水型生物残骸组合有孔虫组合有孔虫组合（异珊瑚组合）（异珊瑚组合）温水型生物组合温水型生物组合(20C)绿藻珊瑚组合绿藻珊瑚组合（光合珊瑚）（光合珊瑚）有助于碳酸钙沉积物的生产有助于碳酸钙沉积物的生产 陆棚上水的循环从深水区带来生物生长所需要的养分陆棚上水的循环从深水区带来生物生长所需要的养分 障壁岛波浪破碎使水与大气作用而增加水中的含氧量障壁岛波浪破碎使水与大气作用而增加水中的含氧量 由于水压的降低而降低由于水压的降低而降低CO2的含量的
15、含量（2）物理作用）物理作用 因此，现代的礁体在波浪搅动带最发育，生物成因因此，现代的礁体在波浪搅动带最发育，生物成因的碳酸钙沉积物总的来说是波浪运动刺激的结果。动荡的的碳酸钙沉积物总的来说是波浪运动刺激的结果。动荡的水体是鲕粒形成的关键因素，水体流动导致水下增生和胶水体是鲕粒形成的关键因素，水体流动导致水下增生和胶结也有助于葡萄石和粪球粒的形成与保存；结也有助于葡萄石和粪球粒的形成与保存；对碳酸盐岩物质的改造和搬运作用对碳酸盐岩物质的改造和搬运作用在沉积物的重新悬浮和搬运过程中的主要营力：在沉积物的重新悬浮和搬运过程中的主要营力：波浪、水流、风暴、沉积物重力流波浪、水流、风暴、沉积物重力流波
16、浪和水流：波浪和水流：对碳酸盐岩沉积物的搬运和簸选在高能的对碳酸盐岩沉积物的搬运和簸选在高能的陆棚台地外缘特别常见；礁体前缘强波浪的击打导致礁陆棚台地外缘特别常见；礁体前缘强波浪的击打导致礁石的破碎，产生被向海向陆搬运的生物碎屑；石的破碎，产生被向海向陆搬运的生物碎屑；波浪和水流波浪和水流把碳酸盐岩泥从粗粒沉积物中簸选出把碳酸盐岩泥从粗粒沉积物中簸选出来并搬运到陆棚台地和其它局限的陆棚地区。来并搬运到陆棚台地和其它局限的陆棚地区。粗粒沉积物粗粒沉积物本身可以作为簸选后的滞留沉积，本身可以作为簸选后的滞留沉积，形成砂或砾石坪，也可以被搬运沉积形成浪形成砂或砾石坪，也可以被搬运沉积形成浪成坝和浅滩
17、、海滩、砂嘴，或者潮汐三角洲成坝和浅滩、海滩、砂嘴，或者潮汐三角洲和潮汐坝。和潮汐坝。风暴、沉积物重力流：风暴、沉积物重力流：风暴对陆棚碳酸盐岩沉积物的改造与对硅质风暴对陆棚碳酸盐岩沉积物的改造与对硅质碎屑沉积物的改造一样；沉积在斜坡和盆地的深水环境深水碳酸盐碎屑沉积物的改造一样；沉积在斜坡和盆地的深水环境深水碳酸盐岩，除了远洋碳酸盐岩（侏罗纪以后的钙质浮游生物：有孔虫、绿岩，除了远洋碳酸盐岩（侏罗纪以后的钙质浮游生物：有孔虫、绿藻、微体腹足类等）外，主要是被藻、微体腹足类等）外，主要是被风暴、沉积物重力流风暴、沉积物重力流搬运到深水搬运到深水环境的浅水碳酸盐岩环境的浅水碳酸盐岩（5 5）碳酸
18、盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制）碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制碳酸盐岩可容空间分布样式主要受碳酸盐岩可容空间分布样式主要受四个主要变量控制：四个主要变量控制：（a）构造沉降：产生沉积物可容空间的；）构造沉降：产生沉积物可容空间的；（b）全球海平面升降变化：地层分布模式和岩相分布的主要控）全球海平面升降变化：地层分布模式和岩相分布的主要控 制因素；制因素；（c）沉积速率：控制古水深；）沉积速率：控制古水深；（d）气候：是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度）气候：是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度 控制了碳酸盐岩、蒸发岩的分布。控制了碳酸盐岩、蒸发岩的分布。这这几几个个因
19、因素素的的相相互互配配置置和和综综合合构构成成相相对对海海平平面面波波动动。容容易易起起主主导导作作用用影影响响可可容容空空间间变变化化进进而而决决定定碳碳酸酸盐盐岩岩层层序序分分布布样样式式的的主主要要是是构构造造沉沉降降和和气气候候变变动动。要要造造成成巨巨厚厚的的碳碳酸酸盐盐沉沉积积，盆盆地地的的沉沉降降速速率率必必须须与与沉沉积积速速度度相相适适应应，气气候候、清清水水环环境境和和生生物物繁繁殖殖要要适适宜宜第一节第一节 碳酸盐岩沉积背景和沉积控制因素碳酸盐岩沉积背景和沉积控制因素 一碳酸盐岩沉积背景一碳酸盐岩沉积背景 碳酸盐岩台地和滩是碳酸盐岩沉积最为活碳酸盐岩台地和滩是碳酸盐岩沉积
20、最为活跃的地方跃的地方，根据它在盆地中的位置和地层剖面，根据它在盆地中的位置和地层剖面坡度，可将碳酸盐岩台地和滩边缘剖面划分成坡度，可将碳酸盐岩台地和滩边缘剖面划分成三种类型三种类型一是位于盆地边缘的区域性碳酸盐一是位于盆地边缘的区域性碳酸盐岩缓坡剖面，其沉积坡度小于岩缓坡剖面，其沉积坡度小于5二是镶在盆地二是镶在盆地边缘的区域性前积台地和滩剖面，其前缘斜坡边缘的区域性前积台地和滩剖面，其前缘斜坡坡度为坡度为535。三是浅海台地或孤立台地剖面。三是浅海台地或孤立台地剖面。1)盆盆地地边边缘缘的的区区域域性性碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地和和缓缓坡剖面坡剖面 盆地边缘的区域性碳酸盐岩台地和缓坡沉盆地边
21、缘的区域性碳酸盐岩台地和缓坡沉积坡度都小于积坡度都小于5，但其沉积厚度可以变化很大，但其沉积厚度可以变化很大，从几米到几百米，生长模式也可以呈从加积到从几米到几百米，生长模式也可以呈从加积到进积的型式碳酸盐岩缓坡是在正地形区发展进积的型式碳酸盐岩缓坡是在正地形区发展建设而成的，并顺着平缓的古斜坡向下沉积，建设而成的，并顺着平缓的古斜坡向下沉积，斜坡上相带宽缓、不规则，也没有明显的地形斜坡上相带宽缓、不规则，也没有明显的地形坡折。在地震剖面上，缓坡剖面表现为低角度坡折。在地震剖面上，缓坡剖面表现为低角度的的“S”型或叠瓦状前积结构。型或叠瓦状前积结构。2)盆地边缘的区域性前积滩和台地剖面盆地边缘
22、的区域性前积滩和台地剖面 盆盆地地边边缘缘的的区区域域性性前前积积滩滩和和台台地地剖剖面面以以具具有有前前缘缘斜斜坡坡的的前前积积模模式式为为特特征征。前前缘缘斜斜坡坡的的坡坡度度为为5-35，前前积积滩滩的的厚厚度度从从几几米米到到几几百百米米，前前积积距距离离可可达达数数百百千千米米。它它们们呈呈“S”型型、“S”型型斜斜交交型型和和斜斜交交型型前前积积模模式式。在在碳碳酸酸盐盐岩岩层层序序剖剖面面中中，常常见见碳碳酸酸盐盐岩岩前前积积滩滩和和台台地地剖剖面面呈呈缓缓坡坡或或低低角角度度“s”型型前前积积到到斜斜交交型型前前积积形形式式，这这可可能能是是高高位位沉沉积积结结束束时时海海平平
23、面面下下降降的产物。的产物。3)浅海孤立台地剖面浅海孤立台地剖面 作作为为一一种种厚厚层层大大型型复复合合建建造造，浅浅海海孤孤立立台台地地多多出出现现在在远远离离区区域域性性盆盆地地缓缓坡坡或或台台地地的的地地方方拉拉张张盆盆地地中中地地垒垒式式断断块块常常常常诱诱发发孤孤立立台台地地的的发发育育这这些些地地垒垒式式断断块块可可以以作作为为沉沉积积浅浅海海碳碳酸酸盐盐岩岩的的场场所所，而而地地堑堑内内往往往往沉沉积积深深水水泥泥质质沉沉积积物物。孤孤立立台台地地常常具具有有陡陡峭峭的的边边缘缘，那那里里可可能能是是台台地地面面临临海海洋洋的的一一侧侧。在在地地震震剖剖面面上上，孤孤立立台台地
24、常响应于明显的宽缓丘形反射。地常响应于明显的宽缓丘形反射。二二.碳酸盐岩台地和斜坡沉积相带碳酸盐岩台地和斜坡沉积相带 碳酸盐岩沉积剖面都有各自的特征沉积相碳酸盐岩沉积剖面都有各自的特征沉积相带，相带的宽度和复杂程度以及对水深、水化带，相带的宽度和复杂程度以及对水深、水化学性质的敏感程度都是变化的。在陆棚狭窄、学性质的敏感程度都是变化的。在陆棚狭窄、陆棚边缘陡峭的地方，相带分布窄而规则；在陆棚边缘陡峭的地方，相带分布窄而规则；在台地和边缘区、陆棚区宽阔的地方，相带分布台地和边缘区、陆棚区宽阔的地方，相带分布较宽而复杂。作为一个具有代表性的碳酸盐岩较宽而复杂。作为一个具有代表性的碳酸盐岩沉积剖面，
25、可识别出沉积剖面，可识别出潮上一潮间坪相、潮下浅潮上一潮间坪相、潮下浅海陆棚相、台地或滩边缘相、前缘斜坡相和盆海陆棚相、台地或滩边缘相、前缘斜坡相和盆地相。地相。1)潮上一湖间坪相潮上一湖间坪相 潮坪沉积环境由潮上、潮间带和潮下带三个次级沉潮坪沉积环境由潮上、潮间带和潮下带三个次级沉积环境构成。积环境构成。潮上带：潮上带：由泥或粉砂级颗粒沉积物组成，具有较发育由泥或粉砂级颗粒沉积物组成，具有较发育的风暴成因纹层、藻纹层、内碎屑层，其中藻纹层可的风暴成因纹层、藻纹层、内碎屑层，其中藻纹层可延伸到潮间亚相。潮上环境具有泥裂、鸟眼构造。延伸到潮间亚相。潮上环境具有泥裂、鸟眼构造。潮间带：潮间带：通常
26、是富含泥质和具有潮汐水道的复合体。通常是富含泥质和具有潮汐水道的复合体。在潮汐水道中一般含有内碎屑和碳酸盐岩岩屑，底部在潮汐水道中一般含有内碎屑和碳酸盐岩岩屑，底部滞留沉积，其上覆具有潜穴的骨屑石灰岩。滞留沉积，其上覆具有潜穴的骨屑石灰岩。潮下带：潮下带：由灰泥灰岩和颗粒灰岩组成，缺乏原始沉积由灰泥灰岩和颗粒灰岩组成，缺乏原始沉积构造。构造。2)浅海陆架相浅海陆架相 该相带常该相带常由潮下骨屑泥灰岩、粒屑灰岩和由潮下骨屑泥灰岩、粒屑灰岩和砂屑灰岩等岩性构成的、向上变浅的准层序组砂屑灰岩等岩性构成的、向上变浅的准层序组成。成。若存在正常海水，则该相带动植物群发育，若存在正常海水，则该相带动植物群
27、发育，包括珊瑚、软体动物、腕足动物、海绵类、有包括珊瑚、软体动物、腕足动物、海绵类、有孔虫及藻类等，生物扰动构造普遍存在。当陆孔虫及藻类等，生物扰动构造普遍存在。当陆棚受限时，则可能形成广泛的蒸发岩泻湖，并棚受限时，则可能形成广泛的蒸发岩泻湖，并以被石膏或硬石膏覆盖的泥质支撑石灰岩构成以被石膏或硬石膏覆盖的泥质支撑石灰岩构成的、向上咸化的准层序为特征。的、向上咸化的准层序为特征。3)台地或滩边缘相台地或滩边缘相 台地或滩由砂屑灰岩、泥屑灰岩及生物礁台地或滩由砂屑灰岩、泥屑灰岩及生物礁在内的岩相复合体组成。在内的岩相复合体组成。滩边缘相通常含有小到中型的槽状交错层滩边缘相通常含有小到中型的槽状交
28、错层理和海底硬地。生物丘理和海底硬地。生物丘(Bioherm)含有生物或胶含有生物或胶结物粘结的块状礁体和斑礁体，其间隙被灰质结物粘结的块状礁体和斑礁体，其间隙被灰质泥岩、骨屑灰岩和泥质灰岩充填。泥岩、骨屑灰岩和泥质灰岩充填。在很多情况下，滩边缘单个准层序的识别在很多情况下，滩边缘单个准层序的识别比较困难，这是因为垂向叠加的碳酸盐岩是在比较困难，这是因为垂向叠加的碳酸盐岩是在活跃的高能波浪和海流机制下沉积的。活跃的高能波浪和海流机制下沉积的。4)前缘斜坡相前缘斜坡相 前缘斜坡相位于台地或滩边缘坡折向海方前缘斜坡相位于台地或滩边缘坡折向海方向的斜坡面上。沉积斜坡坡度可达向的斜坡面上。沉积斜坡坡度
29、可达35o以上，水以上，水深从几十米到百米以上。深从几十米到百米以上。沉积岩相由伴随着巨型滑塌的成层灰质泥沉积岩相由伴随着巨型滑塌的成层灰质泥灰岩、透镜状或楔状碳酸盐岩碎屑或生物碎屑灰岩、透镜状或楔状碳酸盐岩碎屑或生物碎屑钙质砂组成，此外，硅质碎屑岩可作为碳酸盐钙质砂组成，此外，硅质碎屑岩可作为碳酸盐岩的夹层出现。岩的夹层出现。该相带中准层序的发育不明显，表现为碳该相带中准层序的发育不明显，表现为碳酸盐岩酸盐岩(海进海进)和页岩和页岩(海退海退)互层，或者表现为互层，或者表现为灰泥与碎屑砂层互层。灰泥与碎屑砂层互层。5)盆地相盆地相 岩石成分取决于水深和水的循环程度。对于水深岩石成分取决于水深
30、和水的循环程度。对于水深达达100 m、水体盐度正常、含氧丰富和水体循环良好的、水体盐度正常、含氧丰富和水体循环良好的盆地环境，岩性常以潜穴化骨屑石灰岩和含有一些泥盆地环境，岩性常以潜穴化骨屑石灰岩和含有一些泥质颗粒的石灰岩为特征。质颗粒的石灰岩为特征。生物群种属多样，局部生物群丰度较高，包括腕生物群种属多样，局部生物群丰度较高，包括腕足和头足类动物、珊瑚和棘皮动物足和头足类动物、珊瑚和棘皮动物 在水深几百米、贫氧、水静的盆底，岩性以薄层在水深几百米、贫氧、水静的盆底，岩性以薄层和纹层状黑色泥灰岩为主要结构类型，常见燧石，生和纹层状黑色泥灰岩为主要结构类型，常见燧石，生物群主要是远洋浮游生物。
31、物群主要是远洋浮游生物。若盆地非常局限，就会出现盐度成层现象，在盆若盆地非常局限，就会出现盐度成层现象，在盆地碳酸盐岩中可能含有准同生石膏和硬石膏。地碳酸盐岩中可能含有准同生石膏和硬石膏。三碳酸盐岩沉积的控制因素分析三碳酸盐岩沉积的控制因素分析 1)相对海平面变化的控制作用相对海平面变化的控制作用 相对海平面的变化是控制碳酸盐岩沉积产率的首相对海平面的变化是控制碳酸盐岩沉积产率的首要因素。相对海平面的变化控制了可容空间的变化，要因素。相对海平面的变化控制了可容空间的变化，从而控制着碳酸盐岩沉积潜力。从而控制着碳酸盐岩沉积潜力。相对海平面变化控制了可容空间的变化，也影响相对海平面变化控制了可容空
32、间的变化，也影响了水体盐度、营养成分、温度、含氧量及水深等因素了水体盐度、营养成分、温度、含氧量及水深等因素的变化，从而最终控制了沉积层序的构型。的变化，从而最终控制了沉积层序的构型。2)构造沉降和沉积背景控制作用构造沉降和沉积背景控制作用 若不发生构造沉降，就不会发生长期的碳若不发生构造沉降，就不会发生长期的碳酸盐岩沉积物的沉积和保存。由于地壳变薄、酸盐岩沉积物的沉积和保存。由于地壳变薄、热冷凝和负载作用引起的构造沉降与海平面升热冷凝和负载作用引起的构造沉降与海平面升降一道降一道构成了可供海洋沉积物沉积的空间构成了可供海洋沉积物沉积的空间。构造背景决定了沉降盆地的基底形态、浅海构造背景决定了
33、沉降盆地的基底形态、浅海碳酸盐岩沉积区的初始形态、海洋影响的范围碳酸盐岩沉积区的初始形态、海洋影响的范围和形式等。和形式等。盆地结构也是影响碳酸盐岩层序几何形态盆地结构也是影响碳酸盐岩层序几何形态的另一关键因素。的另一关键因素。非局限性盆地具有正常的、循环良好的水非局限性盆地具有正常的、循环良好的水体，为大量原地生物繁盛提供了合适的生态环体，为大量原地生物繁盛提供了合适的生态环境，表现出了较大的碳酸盐岩发育潜力。境，表现出了较大的碳酸盐岩发育潜力。而盐度高、含氧量低的盆地只有少量或已而盐度高、含氧量低的盆地只有少量或已异化的生物群落，碳酸盐岩发育潜力较低。异化的生物群落，碳酸盐岩发育潜力较低。
34、在低到中等沉降速率、浅到中等深度在低到中等沉降速率、浅到中等深度(100-600m)的盆地中常见前积作用，面临海的边缘则的盆地中常见前积作用，面临海的边缘则以加积作用为主。以加积作用为主。在逐渐变深、无坡折的海底背景下，发育较在逐渐变深、无坡折的海底背景下，发育较宽的、难以区分的相带宽的、难以区分的相带(如克拉通背景如克拉通背景)。3)气候控制作用气候控制作用 气候决定了水的盐度和水的循环。气候决定了水的盐度和水的循环。热带海洋浅水热带海洋浅水比中纬度温带海洋具有更高的盐饱和度。比中纬度温带海洋具有更高的盐饱和度。气候还决定了沉积层序中的沉积物类型。气候还决定了沉积层序中的沉积物类型。在干旱在
35、干旱气候和水体循环较局限的环境下，在陆棚上的盆地、气候和水体循环较局限的环境下，在陆棚上的盆地、泻湖、潮上坪等环境会产生蒸发岩沉积物。若陆缘沉泻湖、潮上坪等环境会产生蒸发岩沉积物。若陆缘沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候的差异将会积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候的差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型。潮湿气候利于河流、影响硅质碎屑沉积物供给的类型。潮湿气候利于河流、三角洲硅质碎屑沉积物的沉积，而干旱气候利于风成三角洲硅质碎屑沉积物的沉积，而干旱气候利于风成硅质碎屑沉积。次生岩溶孔隙的发育不仅与地层出露硅质碎屑沉积。次生岩溶孔隙的发育不仅与地层出露的时代和时间长短有关，而且与降雨量的多少
36、密切相的时代和时间长短有关，而且与降雨量的多少密切相关关。第二节第二节 层序界面和体系域类型层序界面和体系域类型 一层序类型和层序边界一层序类型和层序边界 根据层序边界类型、海平面升降速率和盆根据层序边界类型、海平面升降速率和盆地构造沉降速率的变化，可以将碳酸盐岩层序地构造沉降速率的变化，可以将碳酸盐岩层序划分成划分成I型和型和型两种类型。型两种类型。I型层序由低位体系型层序由低位体系域、海侵体系城和高位体系域构成，域、海侵体系城和高位体系域构成，型层序型层序由陆棚边缘体系域、海侵体系域和高位体系域由陆棚边缘体系域、海侵体系域和高位体系域构成。构成。1)I型层序界面特征型层序界面特征 条件：条
37、件：海平面迅速下降且速率大于碳海平面迅速下降且速率大于碳酸盐岩台地或滩边缘盆地沉积速率、海平酸盐岩台地或滩边缘盆地沉积速率、海平面位置低于台地或滩边缘面位置低于台地或滩边缘 特征：特征：以台地或滩的暴露和侵蚀、斜以台地或滩的暴露和侵蚀、斜坡前缘侵蚀、区域性淡水透镜体向海方向坡前缘侵蚀、区域性淡水透镜体向海方向的运动以及上覆地层上超、海岸上超向下的运动以及上覆地层上超、海岸上超向下迁移为特征。迁移为特征。(1)碳酸盐岩台地或滩边缘暴露侵蚀的岩溶特征：碳酸盐岩台地或滩边缘暴露侵蚀的岩溶特征：碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地广广泛泛的的陆陆上上暴暴露露和和合合适适的的气气候候条条件件为为形形成成I型型层层序
38、序界界面面提提供供了了地地质质条条件件，因因此此风风化化壳壳岩岩溶溶是是识识别别碳碳酸酸盐盐岩岩I型型层层序序的的重重要要特特征征，常常见见的的岩岩溶溶识识别别标志有：标志有：古古岩岩溶溶面面常常是是不不规规则则的的，纵纵向向起起伏伏几几十十至至几几百百米米。岩溶地貌常表现为岩溶斜坡和岩溶凹地；岩溶地貌常表现为岩溶斜坡和岩溶凹地；地表岩溶主要特征为古土壤的紫红色泥岩，灰绿色地表岩溶主要特征为古土壤的紫红色泥岩，灰绿色铝土质泥岩以及覆盖的角砾灰岩、角砾白云岩。风化铝土质泥岩以及覆盖的角砾灰岩、角砾白云岩。风化壳顶部的岩溶角砾岩往往成分单一，分选和磨圆差壳顶部的岩溶角砾岩往往成分单一，分选和磨圆差
39、碎屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸模碎屑灰岩的碎屑如鲕粒、生物碎屑常被溶解形成铸模孔；孔；岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶存在明显的分带性，自上而下可分为垂直渗流岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带；岩溶带、水平潜流岩溶带和深部缓流岩溶带；岩岩溶溶面面和和岩岩溶溶带带中中出出现现各各种种岩岩溶溶刻刻痕痕和和溶溶洞洞，如如细细溶溶沟沟、阶阶状状溶溶坑坑、起起伏伏几几十十米米至至几几百百米米的的夷夷平平面面、落落水洞，溶洞以及均一的中小型蜂窝状溶孔洞等；水洞，溶洞以及均一的中小型蜂窝状溶孔洞等；溶溶孔孔内内可可充充填填不不规规则则层层状状且且分分选选差差的的角角砾砾岩岩
40、、泥泥岩岩或或白白云云质质泥泥的的示示底底沉沉积积、溶溶洞洞内内氧氧化化铁铁粘粘土土和和石石英英粉粉砂，以及淡水淋滤形成的淡水方解石和白云岩；砂，以及淡水淋滤形成的淡水方解石和白云岩；具有钙质壳溶解后扩大的并可被粘土充填的解理，具有钙质壳溶解后扩大的并可被粘土充填的解理，分布广泛的选择性溶解孔隙；分布广泛的选择性溶解孔隙；岩溶地层具有明显的电测响应，如明显的低电阻率、岩溶地层具有明显的电测响应，如明显的低电阻率、相对较高的声波时差、中子孔隙度、较明显的扩径、相对较高的声波时差、中子孔隙度、较明显的扩径、杂乱的地层倾角模式和典型的成像测井响应；杂乱的地层倾角模式和典型的成像测井响应；古古岩岩溶溶
41、面面响响应应于于起起伏伏较较明明显显的的不不规规则则地地震震反反射射，古古岩溶带常对应明显低速异常带。岩溶带常对应明显低速异常带。古岩溶面上下地层产状、古生物组合、微量元素及古岩溶面上下地层产状、古生物组合、微量元素及地化特征也有明显的差别。地化特征也有明显的差别。(2)斜坡前缘侵蚀特征斜坡前缘侵蚀特征 在在I型型层层序序边边界界形形成成时时，常常发发生生明明显显的的斜斜坡坡前前缘缘侵侵蚀蚀作作用用，导导致致台台地地和和滩滩边边缘缘及及斜斜坡坡上上部部大大量量沉沉积积物物被被侵侵蚀蚀掉掉，造造成成大大量量碳碳酸酸盐盐岩岩砾砾屑屑顺顺坡坡而而下下的的滑滑塌塌沉沉积积作作用用和和碳碳酸酸盐盐岩岩砂
42、砂屑屑的的密密度度流流沉沉积积作作用用。斜斜坡坡前前缘缘侵侵蚀蚀作作用用向向上上可可延延伸伸到陆棚区形成发育良好的海底峡谷。到陆棚区形成发育良好的海底峡谷。在碳酸盐岩台地边缘和斜坡出现的深切谷在碳酸盐岩台地边缘和斜坡出现的深切谷粗粒充填灰岩、由河流回春作用引起的海相到粗粒充填灰岩、由河流回春作用引起的海相到陆相的碳酸盐岩到碎屑岩的相变沉积物以及向陆相的碳酸盐岩到碎屑岩的相变沉积物以及向上变浅的沉积序列。上变浅的沉积序列。(3)淡水透镜体向海方向的运动特征淡水透镜体向海方向的运动特征 I型层序边界形成时发生的另一种特征作用型层序边界形成时发生的另一种特征作用就是就是淡水透镜体向海和向盆地方向的区
43、域性迁淡水透镜体向海和向盆地方向的区域性迁移移。淡水透镜体渗入碳酸盐岩剖面的程度与海。淡水透镜体渗入碳酸盐岩剖面的程度与海平面下降速率、海平面下降幅度和海平面保持平面下降速率、海平面下降幅度和海平面保持在低于台地或滩边缘的时间长短有关。在低于台地或滩边缘的时间长短有关。2)II型层序边界特征型层序边界特征 II型层序边界缺乏明显台地斜坡的侵蚀作用和明型层序边界缺乏明显台地斜坡的侵蚀作用和明显的沉积相带向盆地方向的迁移。显的沉积相带向盆地方向的迁移。在陆棚边缘，在陆棚边缘，II型界面上覆的地层一般是平行和型界面上覆的地层一般是平行和加积的，而加积的，而I型层序界面上覆的地层主要是斜向和进型层序界
44、面上覆的地层主要是斜向和进积的。在积的。在型层序界面形成期间，当海平面下降恰型层序界面形成期间，当海平面下降恰好处于或略低于台地或滩边缘处，内台地出露地表，好处于或略低于台地或滩边缘处，内台地出露地表，会发生类似小规模会发生类似小规模I型海平面下降时所产生的淡水成型海平面下降时所产生的淡水成岩作用，也会发生超盐度白云化作用。岩作用，也会发生超盐度白云化作用。型层序边型层序边界形成时，海平面在相对短的时间内就开始上升并界形成时，海平面在相对短的时间内就开始上升并淹没外台地。淹没外台地。1)低位体系域低位体系域 碳碳酸酸盐盐岩岩I型型层层序序低低位位体体系系域域沉沉积积主主要要由由两两部部分分组组
45、成成，即即物物源源来来自自前前缘缘斜斜坡坡侵侵蚀蚀的的他他生生碎碎屑屑沉沉积积和和沉沉积积于于海海平平面面低低位位期期斜斜坡坡上上部部的的自自生生碳碳酸盐岩楔。酸盐岩楔。(1)他生碳酸盐岩沉积他生碳酸盐岩沉积 (2)自生碳酸盐岩楔自生碳酸盐岩楔 二二.碳酸盐岩层序体系域及其特征碳酸盐岩层序体系域及其特征 (1)他生碳酸盐岩沉积他生碳酸盐岩沉积 是在是在海平面迅速下降海平面迅速下降并低于碳酸盐岩台地并低于碳酸盐岩台地边缘时，由边缘时，由斜坡前缘侵蚀作用和重力流作用提斜坡前缘侵蚀作用和重力流作用提供的碳酸盐岩碎屑沉积而成的。供的碳酸盐岩碎屑沉积而成的。这与硅质碎屑低位盆地扇成因类似，常呈这与硅质碎
46、屑低位盆地扇成因类似，常呈海底扇和斜坡裙位于台地边缘和深水盆地中。海底扇和斜坡裙位于台地边缘和深水盆地中。他生碳酸盐岩沉积他生碳酸盐岩沉积呈楔形呈楔形，但与高位期形，但与高位期形成的位于斜坡与斜坡底部的他生碎屑楔不同，成的位于斜坡与斜坡底部的他生碎屑楔不同，后者可逆斜坡地形向上追踪到同时代的地台沉后者可逆斜坡地形向上追踪到同时代的地台沉积物，也未伴生广泛的斜坡侵蚀作用。积物，也未伴生广泛的斜坡侵蚀作用。(2)自生碳酸盐岩楔自生碳酸盐岩楔 在低位体系域沉积的中后期，在低位体系域沉积的中后期，海平面发生相对缓海平面发生相对缓慢的上升慢的上升，在斜坡上部和外台地形成新的可容空间，在斜坡上部和外台地形
47、成新的可容空间，低位自生碳酸盐岩楔将跨过斜坡和外台地向陆棚方向低位自生碳酸盐岩楔将跨过斜坡和外台地向陆棚方向上超。自生碳酸盐岩楔状体的发育既受盆地水体性质上超。自生碳酸盐岩楔状体的发育既受盆地水体性质的影响，又受下伏层序前缘斜坡角陡缓的影响。的影响，又受下伏层序前缘斜坡角陡缓的影响。在不同地质特征的盆地中，在不同地质特征的盆地中，自生碳酸盐岩低位楔的自生碳酸盐岩低位楔的沉积物组成和特征差异很大沉积物组成和特征差异很大，可以是生物礁、丘、台，可以是生物礁、丘、台缘粒屑灰岩和较深水的泥灰岩，也可以是白云岩或蒸缘粒屑灰岩和较深水的泥灰岩，也可以是白云岩或蒸发岩。发岩。2)海侵体系域海侵体系域 海海侵
48、侵体体系系域域沉沉积积可可表表现现为为迫迫补补型型(catch up)和和并并进进型型(keep up)两种方式两种方式。并进型：并进型：碳酸盐岩沉积常出现于碳酸盐岩沉积常出现于正常的富含海水正常的富含海水的陆棚环境，海平面上升速率相对较慢的陆棚环境，海平面上升速率相对较慢，足以使得碳，足以使得碳酸盐岩的产率与可容空间的增加保持同步，其沉积以酸盐岩的产率与可容空间的增加保持同步，其沉积以前积式或加积式前积式或加积式颗粒碳酸盐岩沉积颗粒碳酸盐岩沉积准层序为特征，并准层序为特征，并且只含极少的海底胶结物。且只含极少的海底胶结物。追补型：追补型：碳酸盐岩沉积是在碳酸盐岩沉积是在海平面上升速率较快海平
49、面上升速率较快、水体性质不适宜碳酸盐岩产生的情况下形成的。追补水体性质不适宜碳酸盐岩产生的情况下形成的。追补型碳酸盐岩沉积往往是由分布较广的型碳酸盐岩沉积往往是由分布较广的泥晶碳酸盐岩泥晶碳酸盐岩组组成的。成的。海海侵侵体体系系域域的的顶顶底底界界面面分分别别是是凝凝缩缩层层和和首首次次海海泛泛面。面。凝凝缩缩层层：通通常常是是由由沉沉积积缓缓慢慢的的、薄薄层层泥泥质质微微晶晶灰灰岩岩构构成成，并并包包含含着着薄薄的的(厘厘米米级级)、发发育育生生物物扰扰动动构构造造的的、泥泥灰灰岩岩到到泥泥粒粒灰灰岩岩层层和和大大量量海海底底石石化化的的硬硬地地。凝凝缩缩层层又以分布广、富含多种生物组合为特
50、征。又以分布广、富含多种生物组合为特征。首首次次海海泛泛面面指指首首次次越越过过碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地边边缘缘的的海海泛泛面面，它它是是确确定定海海侵侵体体系系域域的的关关键键标标志志。首首次次海海泛泛面面常常含含丰丰富富的的生生物物化化石石并并与与下下伏伏地地层层具具有有不不同同的的生生态态组组合合；首首次次海海泛泛面面上上下下沉沉积积物物的的性性质质、类类型型和和沉沉积积作作用用方方式式存在明显的差异，常表现为沉积相的明显突变。存在明显的差异，常表现为沉积相的明显突变。3)高位体系域高位体系域 高高位位体体系系域域位位于于层层序序的的最最上上部部，呈呈“s s”型型到到斜斜交交型型的的沉