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1、应用沉积学,主讲：杜振川,研究生课程,第八章 海相沉积体系,现代海洋约占地球表面积的71，地史时期海洋所占地表面积的比例更大。 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。许多重要沉积矿产和油气资源都产于海相地层中。,应用沉积学下篇 沉积各论,第一节 概 述,一、海洋环境一般特征,海洋的潮汐、波浪和海流引起的海水运动；潮汐主要在沿岸区，波浪可以影响到浅海区。,第八章 海相沉积体系,含盐是海水的重要特征之一，正常海水的含盐度为35，海水的含盐度不仅对海洋生物有重要影响，同时对沉积物的性质也有很大影响。 海水的pH值一般介于7284之间，呈弱碱性，而大陆湖盆的水体一般呈弱酸性。,应
2、用沉积学下篇 沉积各论,第一节 概 述,一、海洋环境一般特征,第八章 海相沉积体系,海洋中生物种类繁多，数量丰富，可形成生物礁。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。,第一节 概 述,一、海洋环境一般特征,海相沉积岩主要包括碳酸盐岩、碎屑岩和粘土岩三大类。 其中碳酸盐岩的分布最为广泛； 碎屑岩的成分一般比大陆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。,根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海域分为滨岸带、浅海带、半深海带和深海带。,第一节 概 述,二、海洋环境分带,大陆架,大陆坡,大陆基, ,海洋环境分带示意
3、图 (据P.HHeckel，1972),根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海域分为滨岸带、浅海带、半深海带和深海带。,第一节 概 述,二、海洋环境分带,1滨岸带(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的地段，则形成海滩、砂坝及障壁砂坝。,滨岸带是分隔大陆与开阔海的过渡地貌单元。是专指除了三角洲之外的海滨带，也可以把它称为滨海，实际上也是一种过渡相。,根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海域分为滨岸带、浅海带、半深海带和深海带。,第一
4、节 概 述,二、海洋环境分带,2浅海带 正常浪基面到水深200m的区域。 浅海带的海底为陆棚区或大陆架。浅海带底部地形平坦，坡度一般不超过40，缓慢向海方倾斜直至转折处。 浅海带位于浪基面之下，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。,根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海域分为滨岸带、浅海带、半深海带和深海带。,第一节 概 述,二、海洋环境分带,3半深海带 水深2002000m的区域，处于大陆斜坡区。 海底地形坡度较陡(4070)，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
5、细，发育浊流和滑塌堆积时可形成粗粒沉积物。,根据海水的深度、海底地形和生物群的分布，可将海域分为滨岸带、浅海带、半深海带和深海带。,第一节 概 述,二、海洋环境分带,4深海带 深海带海水深度大于2000m。海底地势一般比较平坦，属大洋盆地。 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。,第八章 海相沉积体系,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,海岸环境指最高涨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。其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。,滨岸环境,无障壁海岸 有障壁海岸
6、,依据波浪和潮汐作用的相对强弱以及岸线的发育情况，海岸带可分为以下两种情况：,第八章 海相沉积体系,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,无障壁滨岸： 通常发育在面向开阔大洋的滨海带，海岸线较平直，向广海没有障壁，坡度较大，大洋波浪可直接到达滨海区。 波浪是这类海岸带的主要水动力条件，水动力条件很强的海岸也称为无障壁滨岸带。,第八章 海相沉积体系,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,1）沉积环境的划分,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，可将陆源碎屑无障壁海岸分为海岸沙
7、丘、后滨带、前滨带和临滨带 。,第八章 海相沉积体系,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,1）沉积环境的划分,无障壁砂质海岸的地貌单元,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,滨岸环境是水动力作用强烈而复杂的地区。波浪、潮汐及其所派生的沿岸流强烈地冲刷、改造着海岸和沉积物，而波浪则是控制海岸水动力学特征和海岸发育状况的主导因素。 海洋因风的吹程大，故其波浪的波长较大，一般为4080m左右。波浪作用随水深而急剧减小，大致在12波长的深度波浪作用已接近于零，因此海洋浪基面大致在2040m左右。,第二节
8、 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,在水深12波长的浅水区，深水波变为浅水波，波浪触及海底，水体质点运动的圆形轨迹变为椭圆形，向下越接近海底，椭圆半径越小，而且椭圆的垂直半径越小于水平半径，直至海底垂直半径趋近于零，水体质点只发生往复运动。 在向岸方向，越近岸边，水体越浅，水体质点运动的轨迹变为不对称的椭圆，并在同一波浪周期中，水体质点向岸运动的速度大于向海运动的速度，而且越向海岸，这种速度的不对称性愈加明显，波浪变形也就越加强烈。,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,海岸带波浪底
9、部水体运动及沉积物移动状况,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,海岸带的不同环境和不同深度，波浪的特征及其对沉积物搬运、沉积作用的影响亦不相同。 滨外陆棚带，由风等因素引起的波浪称为涨浪，它因不能触及海底而对海底沉积物较少影响。 至临滨带，海底在浪基面以上，波浪因触及海底而使波能增加，波高增大，称为起浪。这时水体向岸运动速度虽略大于向海速度，但波浪向岸方向运动携带泥砂要克服重力作用，向海运动携带泥砂还另加有重力作用，且后者的力量大于前者，结果细粒泥砂向海运动。,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模
10、式,2） 水动力状态,海岸波浪带的划分,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,破浪带：随着波浪向岸传播，水深愈小，波高亦逐渐增大，当水深为波高的2倍时，波浪开始倒卷和破碎，称为“破浪”，此地带亦称为“破浪带”。 此带内波浪变形强烈，对海底的冲刷及对碎屑物质的簸选、淘洗强烈，波浪向岸的推动力克服重力和摩擦阻力，使较粗的碎屑向海岸方向运动，堆积成沿岸砂坝。,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,碎浪带：再向岸方向，深度相当于一个波高，波峰发生完全倒转和破碎，称为“碎浪”或“涌浪”，此
11、带亦称为“碎浪带”或“涌浪带”。 冲浪带：当碎浪或涌浪进入前滨带后，海水借惯性力冲向海岸，形成“冲浪”，称为“冲浪带”或“冲洗带”。 冲浪带波浪反复地冲刷、淘洗，形成了成分成熟度和结构成熟度都较高的砂质海滩堆积。 风暴浪时期，海水携带碎屑物质进入后滨带，在海滩外侧形成平行于海岸的连续的线状砂脊，称为“滩脊”。,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,当波浪与海岸斜交时，在海岸坡度平缓的碎浪带，将产生与海岸几乎平行的沿岸流。沿岸流沿着沿岸砂坝及海滩脊间的沟槽系统流动，经数米或数十米后，至沟槽末端则改变方向，近乎垂直地向海方向流去，形成所谓的
12、裂流或离岸流。 当波浪运动与海岸呈450交角时，碎屑物质的搬运几乎平行海岸进行，波浪在运动过程中，遇海岸发生转折，流速骤减，碎屑物质沉积下来，可形成各种形状的砂嘴。,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,2） 水动力状态,滨岸带海流体系示意图,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征,海岸砂丘亚相： 位于潮上带的向陆一侧，即特大风暴期潮水所到达的最高水位以上。 海岸砂丘是由波浪作用从近滨搬运至前滨和后滨而处于海平面之上的海岸砂，再经过风的吹扬改造而成，常呈长脊状或新月形。 沉积物成分单一，主
13、要由石英砂组成，其沉积物的圆度和分选性好，细一中粒，成熟度高，重矿物富集。 具有风成沙丘大型槽状交错层理,第二节 陆源碎屑滨岸(滨海)环境沉积及其相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征,后滨亚相(backshore zone) 位于平均高潮线与特大高潮线之间，通常处于暴露状态，遭受风力作用，只有在特大高潮或风暴浪时才被海水淹没； 后滨地形一般较平坦，当有海滩脊发育时，则具有波状起伏的地形。在低洼处常有积水或为湿地，有泥沼和藻丛生长，形成一系列砂质脊与泥炭沼泽带相间出现的滨海沼泽平原； 后滨带主要沉积物主要为粒度较细的砂，并常伴有小水流波痕形成的小型交错层理。风成作用很
14、明显，坑洼表面因风吹走了细粒物质而遗留和堆积了大量生物介壳，其凸面向上。 风暴期在后滨与海岸砂丘交界附近因水的分选可使重矿物集中而成砂矿。,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征,前滨(forc shore ) 前滨位于平均高潮线和平均低潮线之间。地形比较平坦，是海滩下部逐渐向海倾斜的平缓斜坡地带。 前滨带以波浪的冲洗作用为特征，沉积物主要是纯净的中、粗粒石英砂，有时有丰富的、不同生态类型的生物碎片，也有重矿物局部富集的现象。沉积物分选和磨圆极好。 主要发育平行层理和冲洗交错层理。海滩沉积中常见的四种交错层理；常发育对称或不对称浪成波痕、逆行沙丘和暴露构造； 生物化石贫乏，多
15、见生物碎片。生物潜穴和扰动构造发育，一般为垂直潜穴和U形潜穴。,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征,前滨(forc shore ),海滩沉积中四种主要交错层理类型,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征, 临滨带(shore face),临滨是平均低潮线与正常浪基面之间的地区，是海滩的水下部分，主要是砂质沉积物。 往往存在一个或多个与海岸线平行的不对称沿岸砂坝。这种砂坝形成于破波带，沉积物较粗，主要来源于岸外和陆地。在沿岸砂坝的向陆一侧常有凹槽，凹槽中可发育有小水流波痕，有时还有大水流波痕及浪成波痕。 临滨带上部以大型楔状或板状交错层理为主，下部以水平层
16、理为主，沉积颗粒变细，生物扰动程度增强。向下逐渐过渡为过渡带的细粒沉积。,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征, 沉积相模式,在海平面相对稳定和沉积物供给充足的条件下，或当沉积速率超过海平面上升速率时，海滩由于不断侧向加积而向海推进，近岸沉积物依次叠置在远岸沉积物之上，从而形成一个自下而上逐渐变祖的沉积层序。沉积相也相应地发生变化，自下而上依次出现陆架泥相、临滨相、前滨相、最上为海岸风成沙丘相，再上常过渡为陆相,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征, 沉积相模式,进积型海滩沉积相模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征, 沉积相模式,进积型砂质海岸沉积序列模式,1、无障壁海岸环境及其相模式,3）滨岸亚相类型及沉积特征, 沉积相模式,远滨： 属于浅海沉积环境范畴。主要由粉砂质泥和泥质粉砂组成，以水平层理为主，含典型海相化石。 过渡带： 为泥质粉砂到细砂沉积，生物扰动强烈，潜穴发育，致使原生层理遭受不同程度的破坏。 临滨： 临滨沉积物主要由细砂
