第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式
第一节绪言
第二节主要碳酸盐沉积模式
一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点）
二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点）
三、潮汐作用相带模式
四、综合模式
五、深水碳酸盐沉积模式
第三节生物礁与礁相
一、概述
二、礁的分类
三、礁复合体和礁相
四、礁发育的一般规律
五、地质历史中的礁和造礁生物
第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时
基本内容：
①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘；
②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。
重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。
教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作
用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。
主要参考书:
①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993.
②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980.
③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989.
④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989.
⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994.
⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003.
复习思考题：
①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？
②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？
③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。
④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。
⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。
⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化石、指相自生矿物、沉积构造以及生油储油有利相带；并在此基础上，通过编制岸进和岸退的垂向层序，分析碳酸盐岩的生储盖组合特征。
⑦试说明阿姆斯特朗的相带模式，并以此说明陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积的关系。为什
么说陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积常常呈消长关系。
⑧什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？
⑨试论述影响生物礁的发生、发展、消亡以及它们的最终形态和内部构造的主要因素。
⑩试归纳礁和造礁生物在地质历史不同时期的特点。
教学内容提要：
第一节绪言
现代海洋碳酸盐沉积环境的特点：温暖、清洁、透光的浅水。
第二节主要碳酸盐沉积模式
一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点）
1．陆表海
亦可称作内陆海、陆内海、大陆海等。
位于大陆内部和陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海。
①低坡度：海底坡度小于1ft/mi(0.03～0.15m/km)
②范围广阔：延伸可达几百～几千英里
③很浅的：水深一般只有几十米，一般不超过200m。
2．陆缘海
也可称作大陆边缘海
位于大陆边缘或陆棚边缘的、坡度较大的、范围较小的、深度较大的浅海。
①坡度较大：海底坡度约2～10ft/mi（0.6～3m/km）
②范围较小：宽度一般100～300mi（160～480km）
③深度较大：水深可达200～350m（最深）
一般认为，陆棚的边缘在200m等深线附近，具体位置由陆棚和陆坡的坡折决定，即这个坡折把陆棚和陆坡分开了。在此坡折以下为陆坡，以上为陆棚。陆棚边缘或大陆边缘的浅海为陆缘海，陆棚内部的浅海为陆表海。
在地质历史中，沉积碳酸盐岩的浅海大多是陆表海。但是，现在我们看到的浅海却大都不是陆表海，而是陆缘海。
Shaw第一次精辟地论述了陆表海的水能量特征，并且还在能量的基础上，对陆表海沉积物的分布也进行了相应的划分。
Shaw的陆表海和沉积物分布的观点，奠定了陆表海碳酸盐岩沉积环境分析的理论基础。以后的许多观点、学说和模式，都是在这个理论基础上发展起来的。二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点）
欧文（Irwin,1965）继承了Shaw的陆表海的水能量及沉积相的观点，并进一步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。
清水是碳酸盐沉积作用必不可少的环境因素之一。
Irwin根据陆表海的水动力条件，主要是潮汐和波浪作用的能量，划分出也三具能量带，即远离海岸的X带（低能带）、稍近海岸的Y带（高能带）和靠近海洋的Z带（低能带）。
这三个带由于水能量条件不同，所以其沉积物的特征也各不相同。因此这三个能量带实际上就是三个不同的沉积作用带或沉积相带。这三个相带的能量及沉积特征如下。
1. X带（低能带）
①位于浪底浪基面之下，一般来说海底很少受到扰动，只有在特殊情况下才有海流的干扰。所以是一个低能带。
②此带宽约几百英里。
③沉积物主要是来自Y带（高能带）的细粒物质，主要为灰泥。
④生物：此带海底大都接近于或低于光合作用的下限，氧的供应也受到限制，因此，各种底栖生物和藻类都不发育；假如有海流的干扰，这里也可以有生物群繁殖，也可有较粗的生物碎屑堆积；来自高能带的大量有机物质和浮游生物、自游生物、都可以在这里堆积下来。
⑤沉积构造：水平层理发育
⑥颜色：由于这一环境安静缺氧，所以多呈暗色。
⑦沉积厚度：由于灰泥沉积物主要来自邻近浅水地区，其沉积速度一般较慢，而且海水温度又低，因而不利于化学成因的灰泥发生沉淀，所以这一带沉积物厚度不大。
⑧该带岩石是有利的生油岩。
2. Y带（高能带）
①从波浪开始冲击海底的地点开始，向滨岸方向延伸，直到波浪和潮汐的能量
大部分被消耗掉为止。因此这一带为一高能带。
②此带宽约几十英里。
③沉积特征：这带波浪及潮汐十分活跃，水浅、阳光充足、氧气充分，底栖生物和藻类大量繁殖，所形成的沉积物基本上都是生物成因的。
在此带向海一侧，从深水上升带来的氧料尤其丰富，因而各种生物，包括造礁生物大量发育，往往形成生物礁。
而向滨岸一侧，则可见各种较粗的颗粒（如鲕粒、生物碎屑、内碎屑等）堆积，所形成岩石主要为生物屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。分选和磨蚀良好，灰泥含量少。
沉积构造：具交错层理。
④此带形成的碳酸盐岩是良好的油气储集岩。
3. Z带（低能带）
①位于Y带的向岸方向，直到滨岸为止
②此带水很浅，波浪和潮汐作用都很弱，其能量大多被海底磨擦消耗掉，水循环也很弱。只有局部的风暴才能引起一定的波浪能。因此是一个低能带。
③此带宽度较大，可达几百英里宽。
④此带海底坡度很小，或近于平坦，因而海水广泛漫布。
⑤在靠近滨岸的地带，如因气候炎热干燥，水流停滞，可使海水蒸发，含盐度不断提高，从而形成白云石以及各类盐类矿物的沉积。
⑥此带形成的岩石主要是泥晶石灰岩、泥晶白云岩以及蒸发岩。
⑦化石少见，但叠层藻度相当发育。
⑧沉积构造：干裂、冲沟、鸟眼、生物钻孔等。
由于陆表海平坦宽阔，水又很浅，因此微弱的地壳升降运动或冰川的消长都会使海平面产生显著变化，这样就产生了大范围的潮坪沉积。这与陆缘海是大不相同的。
陆表海碳酸盐沉积还有一个特征，就是旋回性发育，这也是由陆表海性质所决定的。
地质历史中的碳酸盐岩，绝大部分是陆表海清水沉积作用的产物，因此，欧文的以水动力能量为依据而划分的三个能量带就具有普遍的意义。
三、潮汐作用相带模式
1. 拉波特的模式
拉波特（Laporate,1967）曾对美国纽约州下泥盆统曼留斯组的碳酸盐岩进行研究，认为该组是在一个非常接近海平面的环境中形成的。他根据该组岩性及古生物特征，以潮汐作用带为主要标志，划分出了三个相带，即潮上带、潮
间带和潮下带。
（1）潮上带
位于平均高潮面以上几英寸到几英尺的地带。
此带平时都在水面以上，只有在特大潮水或特大风暴时才被海水淹没。
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。
化石少见
（2）潮间带
位于平均高潮面与平均低潮面之间的地带。
岩石类型：主要为薄层的不含化石的球粒泥晶石灰岩；砾石级的内碎屑及扁平状的竹叶状砾屑常见，也有鲕粒及砂级内碎屑，叠层石及藻灰结核也常见。
沉积构造：冲刷、干裂
化石种类较单调，但数量却相当丰富，多呈杂乱堆积。
（3）潮下带
在平均低潮面以下。
岩石类型：主要是厚层至块状球粒泥晶石灰岩、含各种生物碎屑的石灰岩以及富含层孔虫格架的礁石灰岩。
1969年，Laporate又把他的模式进行了修改，主要把潮下带进一步划分为上下两部。
潮下带上部：位于浪底之上，为高能环境，为礁和滩的发育地带。
潮下带下部：位于浪底之下，为低能环境，为泥晶石灰岩生成环境。
Laporate的模式是在继承了Shaw和Irwin所建立的概念和模式的基础上，开创了以潮汐作用带为主要标志或形式的划分碳酸盐岩沉积相的先例。直到现在，这种划分碳酸盐岩沉积相带的方法和原则还在被继续采用。
所以Irwin的模式和Laporate的模式，只是划分相带的侧重点和形式有所不同，实质上是一致的。
2. 杨等的模式（Young et al., 1972）
Youngetal.曾对于美国阿肯色的奥陶系碳酸盐岩进行了研究，他们根据该系的岩性及古生物特征，也拟定了一个以潮汐作用带为形式的相带模式，划分出了四个相带，即潮上带、潮间带、局限潮下带和开阔潮下带。
（1）潮上带：平均高潮面以上的向岸延伸的广阔平原
岩性：白云岩、白云质泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩
构造：干裂、鸟眼
生物化石少，有藻席
（2）潮间带：平均高潮面和平均低潮面之间
潮间带上部：类似潮上带，藻席发育
潮间带下部：内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩，柱状叠层石
化石较多，虫孔也较常见潮间带上部多为垂直虫孔，
潮间带下部多为水平虫孔
（3）开阔潮下带：平均低潮面以下，波浪、潮汐作用较强，高能环境。
岩性：内碎屑石灰岩或生物屑石灰岩，亮晶胶结
构造：可出现低角度斜层理
生物化石丰富
（4）局限潮下带：水体能量受到限制，为较低能环境
岩性：内碎屑生物屑灰岩，灰泥充填，亮晶少
生物化石多见，在较浅部位可形成生物丘
Youngetal.的（1）、（2）、（4）相当于Irwin的Z带，（3）相当于Irwin的Y带，youngetal.的模式中没有与Irwin的X带相当的带，但单独地划分出了较低能的（4）带。
四、综合模式
1. 阿姆斯特朗（Armstrong, 1974）的模式
Armstrong曾长期对北美阿拉斯加北极地区的石炭系进行研究，他根据该地区石炭系两种不同的沉积组合，拟定了两个沉积模式。
（1）碎屑岩——碳酸盐岩沉积模式
代表一个海进组合，其底部为滨海碎屑岩，再向上为粉砂岩及页岩，最后为海洋碳酸盐岩。
停滞缺氧盆地、潮汐陆棚、斜坡脚～Irwin的X带
前斜坡、开阔海陆棚、浅滩水～Irwin的Y带
开阔台地、局限台地、潮间～潮上带～Irwin的Z带
这是一个综合性的碳酸盐台地的沉积模式。
2. 威尔逊（Wilson,1975）的模式
带中还提出了24个微相，从而使应用这一模式提供了方便。
Wilson的模式是个综合性的模式，他是根据海底地形、海水能量、海水充氧
情况、气候条件以及其他因素，高度综合而成的。他继承了前人模式的优点，并且所创造，使碳酸盐岩沉积环境分析的基本原理、方法和形式，都发展到了一个新的水平。但基本格局仍然是低能-高能-低能这三个大的相带。
3.塔克（Tucker,1981）的模式
塔克将主要碳酸盐相与七种主要环境联系起来：①潮上-潮间坪；②泻湖及局限海湾；③潮间-潮下浅滩；④开阔陆棚及台地；⑤礁及碳酸盐岩隆；⑥礁前塌砾及泥丘；⑦远洋碳酸盐泥及浊积盆地。
塔克又将环境①至⑤归碳酸盐台地—陆表海，将⑥及⑦划归盆地—较深水斜坡区。
在Tucker的模式中将开阔陆棚与台地放在一起，在碳酸盐台地中将泻湖（局限台地）与潮坪分开，开阔台地内又分出浅水碳酸盐砂滩，局部出现斑（点）礁及泥丘。看来该模式比较切合陆表海碳盐的沉积模式。
4. 关士聪等（1983）的模式
五、深水碳酸盐沉积模式
前述诸模式基本上都是浅水海洋的甚至滨海的碳酸盐相的模式，只有少数模式涉及到了深水相（但较笼统）。随着人们对深水碳酸盐岩的研究，才逐渐总结出一些深水碳酸盐相的模式，如多特（Dott,1963）的海下重力流沉积类型以及麦克尔里斯和詹姆斯（Mcllreath and James,1979）的四种不同的陆棚边缘的深水海洋沉积模式。
第三节生物礁与礁相
一、概述
1. 礁的概念（重点）
有关礁的概念已有一百多年的历史，但直到现在还存在着认识上的争议。因而要给礁下一个确切的定义是十分困难的。
礁（reef）这一术语来源于一挪威语rif，其含义为脊。
十九世纪中期以后，一些地质学家把它应用到古代岩石中，从此开始古代礁的研究。
在研究古代礁时，由于只能根据地质时代中保存下来的有限的资料来认识它，并且差不多都是从生物造成的海底地形上的特点来讨论礁的存在与否。这样，除了一引起真正的礁外，常常把一引起因海流作用造成的异地介壳堆积、鲕粒丘、石灰岩的残山、甚至一些砂页岩与石灰岩的相变也看成是礁。这样，礁的术语便产生了某些混乱。
鉴于此，卡明斯和施罗克（1928，1932）试图通过新的术语来澄清这种混乱。
他们提出了生物丘（bioherm）和生物层（biostram）的概念。
这两个术语出现后，在礁的概念中又引起了新的争议。一些研究者直接引用他们的概念，着重强调地形上的特点，并通过地层的接触关系去论述礁。另一些研究者则强调造礁生物和它们的生态。于是生态礁的概念开始引起人们的注意。许多研究者多从生态礁的观点来讨论礁的定义，但仍有一些研究者继续使用生物丘这一术语，还有一些研究者为了避开这种争议而使用“生物碳酸盐建隆”（organiccarbonatebuildup）这个一般性的术语。
目前，大多数的研究者多采用生态礁的概念。
生态礁—指造礁生物的原状地生长造成的坚固的抗浪骨架，它在地形上具有隆起的正性地貌特征。由于它的存在足以影响四周沉积环境，从而形成前后不同的相带。
这里强调①生物成因；②抗浪骨架；③隆起地貌。
中国对古代礁的研究起步较晚，自1963年何可梗发表第一篇论证贵州二叠纪地层中生物礁的文章之后，直到70年代后期中国古代礁体的研究工作才取得了显著进展。现已查明中国自震旦纪至三叠纪各地质时期以及第三纪均有礁的分布。在礁型油气藏勘探方面也取得了明显的成果。
2.礁的特征
礁主要由礁核和礁翼组成。在一些群礁复合体中，礁间沉积也与礁的发展有密切关系。
（1）礁核
礁核是指礁体中能够抵抗波浪作用的那部分，乃礁的主体。它主要由原地堆积的生物岩或粘结岩组成。其中生物的含量很高，主要是造礁生物，还有一些附礁生物。
原地生长的骨架可分为原生骨架和次生骨架，其中次生骨架是一些具结壳性、包覆性、粘结性的生物，在原生骨架的基础上，甚至在原生骨架被破坏的碎块上结壳、包覆和粘结形成的。
（2）礁翼
礁翼通常是指礁相与非礁相呈指状交错过渡的那部分礁体。
礁体迎风的一侧称礁前，背风的一侧称礁后。
礁前处于迎风一侧，在风浪冲击下，礁碎屑顺着礁前缘的陡坡堆积形成的岩石一般称为礁前塌积岩或礁前角砾岩。
礁后沉积多由分选较好的砂屑石灰岩组成，胶结物多为亮晶方解石，背风的地方含有较多的灰泥基质。碎屑物质主要为来自礁核的生物碎屑。与礁核的差别是动物群富含单体生物，与礁前相比，是其生物门类和种属大为减少。
在礁发展晚期，在礁后相中，有层纹构造、叠层石及鸟眼构造，还有早期白云
化的现象。
（3）礁间
在一些群礁复合体中，礁与礁之间的沉积物和生物组成与礁的发展有极其密切的关系。
海侵时，群礁发展，礁间可出现正常海相沉积。
海退时，群礁发展受限制，礁间可出现一些泻湖相的沉积。
二、礁的分类
1.根据礁的形态和礁与海岸的关系
（1）岸礁（裙礁）
从海岸向海方向生长的礁，即和陆地或岛屿相边的礁。这种岸礁有时可以沿陆地或岛屿的边缘分布并延伸很远，就象把陆地或岛屿镶饰上一个裙边，所以也叫裙礁。
（2）堤礁（堡礁）
堤礁离岸有一定距离，常呈带状，其延伸方向多与海岸平行；由于它象带状延伸的堡垒一样护卫着海岸，所以也叫堡礁。
（3）环礁
环礁是远离海岸即位于广海中的呈环形或不规则的断续环形礁，其四周常露出海面呈低矮的环形礁岛，其中间常呈现一个不深的泻湖。
2.根据礁形成的沉积环境分
台地礁、台地边缘礁、盆地礁、泻湖礁、滩礁等
3.根据礁的形态分
线状礁、马蹄礁、点礁、塔礁、桌礁、台礁等
也可把分散在盆地、泻湖、台地或滩中的孤立礁，称作斑礁（或补丁礁）或点礁。
也有把前述的一引起名称复合使用的，如马蹄形环礁、台地（内）点礁、盆地（内）环礁等。
4.曾鼎乾等（1998）的分类
从我国各地质历史时期中的生物礁的实际情况出发，根据礁的古地理位置和几何形态，把礁分为台地边缘礁、堤礁、环礁、塔礁和点礁等。
5.范嘉松的分类
从生态的观点讨论了我国地质时代中生物礁的分类，他把礁划分为生物建隆礁、障积建隆礁以及灰泥建隆礁。
三、礁复合体和礁相
自亨森（Henson,1950）提出礁复合体或礁组合这一概念以来，大多数人都把
它看作是生物礁的不同相的总称。凡是与礁发展有关的相都应概括在礁复合体中。
本课把礁复合体看成是由骨架相、礁顶相、礁坪相、礁后砂相、泻湖相、斜坡相以及塌积相的总称。各相带的沉积特征如下。
1. 礁骨架相
位于礁的前缘，是波浪和水流强烈扰动的环境。
2. 礁顶相
是礁复合体中最浅的相带，通常出现在礁的顶部
3. 礁坪相
是礁复合体中最宽的一个相带，地形平坦，特大低潮时，部分可露出水面。
4. 礁后砂相
位于礁坪后侧，二者是逐渐过渡的。
5. 泻湖相
环礁内或礁复合体之后的一个静水环境，其沉积物以灰泥为主。
6. 礁斜坡相
处于成熟或末成熟的礁复合体的礁骨架相的向海一边，其特征是有一个较陡的斜坡。
7. 近侧塌积岩相
礁斜坡之下的那个相带，其特征是含有大量的来自礁复合体的碎屑和少量的活着的钙质生物。
8. 远侧塌积岩相
位于塌积岩相的下斜坡
四、礁发育的一般规律
同自然界的其他事物一样，礁也有它的发生、发展和消亡的过程。海侵过程中的古地貌多常常是礁的发生地；地壳下沉的幅度与造礁生物生长幅度一致是生物礁发育的必要条件。海侵过程中海平面上升幅度太快，海水变深，或海退过程中海平面下降得太快，海水变浅，盐度增加，以及其他因素等，都会中止生物礁的发育。
礁的沉积特特征、礁的微相以及造礁生物群落的演替现象是揭示礁发育过程的重要途径。
在我国西南地区，晚二叠世地层广泛分布，其上部常有礁。根据礁的微相和岩石学特征，可把礁的发展划分四个阶段。
第一、生物碎屑浅滩形成阶段
第二、板状造礁生物发展阶段
第三、块状造礁生物发展阶段
第四、放射状红藻阶段
詹姆斯（James,1979）从造礁生物的生态学出发，将生物礁的发展划分为四个阶段：
第一，定殖阶段（stabilization）
第二，拓殖阶段（colonization）
第三，泛殖阶段（diversification）
第四，统殖阶段（domination）
五、地质历史中的礁和造礁生物
地史上最早的礁出现在晚前寒武纪，它们主要是一些蓝绿藻捕集灰泥而形成的丘状构造。
∈、藻仍然是主要的造礁生物
O、藻类，管状珊瑚
D、极为重要的造礁期，层孔虫、珊瑚、藻
C、珊瑚、苔藓虫、藻
P、海绵、苔藓虫、水螅、一些钙质红藻
T、生物建造的规模较小，分布也不那么广泛
J、珊瑚、海绵
K、生物建造分布于40°N～20°S范围内
R、礁比较发育，规模比较大，珊瑚、藻类
微观特征对于碳酸盐岩的研究中至关重要。本文采用的标准微相划分及相带划分都来自于威尔逊依据前人研究成果划分的24个标准微相及9个沉积相带。同样也是由威尔逊首先提出了以对碳酸盐岩微相进行详细的分类研究的思路，而自上世纪七十年代到八十年代中期碳酸盐岩微相的研究思路或整个研究模式都在延续 Wilson的这套理论。1 碳酸盐岩微相划分 颗粒的类型特征及百分含量与基质的类型及百分含量作为命名碳酸盐岩微相类型的首要因素，也是确定其所属沉积环境的主要依据。本文以马家沟组X段为例，介绍了以下几种常见的碳酸盐岩微相。 1.1 亮晶生物颗粒石灰岩 亮晶生物颗粒石灰岩，颗粒主要为生屑，鲕粒、团藻、内碎屑等均为常见。生物碎屑破碎程度差异较大，泥灰岩碎屑颗粒分选中等，磨圆一般，局部内碎屑颗粒磨圆好，部分破碎成半圆状或新月状。支撑类型属于颗粒支撑亮晶方解石胶形成于灰岩颗粒被搬运后再次固结时期，泥灰岩颗粒表明了其沉积时期的安静水体环境，而破碎的生物碎屑颗粒已经分选不同，磨圆一般的泥灰岩颗粒则代表了其曾被水流搬运和筛选的过程，可见水动力条件较强。沉积环境为浅水开阔台地。 1.2 灰泥质生物颗粒石灰岩 灰泥质生物颗粒石灰岩，颗粒大小相较于亮晶颗粒石灰岩明显减小，分选及磨圆好。生物化石较为破碎，显微结构为平行片状结构。腕足动物可以在多种沉积底层上生活，浑浊度低且略有动荡的水域最为适宜，由于腕足类能产生强烈独特的摄食流而聚集食物微粒，故在宁静水域也可生存。腕足类生屑成分的识别可以作为认定该层位所属的沉积环境具备较深的水深条件，因此认为其属于较深水的开阔台地环境类型。 1.3 含生物颗粒灰泥石灰岩 含生物颗粒灰泥石灰岩，其颗粒类型主要包括生物碎屑颗粒及内碎屑颗粒，可见生物遗迹，包括生物钻孔纵向呈现出穿时性，也可见顺层或者穿层，方解石的后期充填，生物碎屑破碎程度严重，生屑破碎程度严重；相较于亮晶颗粒石灰岩中内碎屑颗粒，其成熟度明显偏低，分选度和磨圆度差，泥灰岩颗粒大小差别大，且其边缘多呈现棱角状。胶结物为泥晶方解石，颜色偏暗。其原岩多为生屑泥晶石灰岩，水体能量较低为开阔台地上较深处。1.4 含灰泥生物颗粒石灰岩 含灰泥生物颗粒石灰岩，颗粒成分可见双壳类棘皮类等，偶见灰泥石灰岩碎屑。生物碎屑较完整，个体较大较为完整，方解石胶结物与泥晶方解石接触部分晶粒多为他形，晶粒小，与泥晶方解石接触远的方解石颗粒明显增大，于此呈现出明显多其次特征。基质多为泥晶的方解石，海相自生石英颗粒散布泥晶方解石中，纹层状分布的灰泥基质及类型丰富的生物碎屑表明其仍然属于开阔台地环境。 2 沉积相 沉积相是沉积物的生成环境、生成条件和其特征的总和，成分相同的岩石组成同一种相，在同一地理区的则组成同一组。沉积相主要分为陆相、海陆过渡相和海相，主要取决于这些岩石的生成环境，鉴定这些岩石不仅依靠其古代生成的环境，岩石的组成结构，还可以依据其中包含的生物、微生物的化石等进行划分。沉积环境主要指海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等分布及其地势高低。因此，它是地貌学研究的重要内容。以马家沟组X段为例介绍了开阔台地相、局限台地相。马家沟组X段发育的这两种沉积相类型。每种沉积相都呈现出多种微相组合。2.1 开阔台地相 开阔台地相是台地边缘后的海峡、开放潟湖、海湾环境沉积。一般水浅（最多几十米）、盐度基本正常、循环作用中等，主要为泥粒灰岩、泥晶灰岩、尖礁及有各种受限制的和广海的生物群的生物层。 2.2 局限台地相 局限台地相是受礁、滩限制的海湾，潟湖沉积体，主要是成层状的球粒（团粒）灰岩或泥晶灰岩，或含燧石和潜穴的骨粒泥粒灰岩、泥晶灰岩，局部夹有生物层。有的有潮缘窗孔灰岩与隐藻灰岩的薄互层，反映潟湖向潮汐水面变浅的旋回沉积粗粒沉积物见于潮汐沟以及局部海滩内。 3 结束语 1）微观特征在对于碳酸盐岩的研究中至关重要，通过对碳酸盐岩的微观特征的观察和归纳，将其划分进特定的标准微相类型，而这些标准微相具有明确的相带指示意义。 2）根据微相中不同的颗粒类型、基质成分和结构以及生物化石，能够识别出不同的微相类型，而同一层位中可发育多种的微相类型，通过单一微相特征的研究来确定层位所属的沉积相环境的方法是片面的，而通过归纳研究层位的微相类型并将其中同时发育或关联性较强的微相类型进行组合，才能更为客观的对研究层位的沉积环境进行识别和分析。 碳酸盐岩微相与沉积环境浅析 韩毅龙 姚倩倩 长江大学地球科学学院 湖北 武汉 430100 摘要：本文通过对碳酸盐岩的微观特征进行观察和归纳，以马家沟组X段为例对碳酸盐岩的标准微相类型进行了浅析。 关键词：碳酸盐岩 微相划分 沉积相 Analysis of carbonate microfacies and its sedimentary environment Han Yilong，Yao Qianqian School of Geosciences of Yangtze University，Wuhan 430100，China Abstract：This paper studies and concludes the microscopic characteristics of carbonate，and takes the X segment of Majiagou group for example to analyze the standard carbonate microfacies models. Keywords：carbonate；microfacies division；sedimentary facies 55
沉积相★★★★★ 沉积环境及在该环境中形成的沉积物（岩）特征的综合 沃尔索相律——相序递变规律——相律★★★★★ 只有在横向上成因相近并且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次出现而没有间断。相模式和相标志——恢复和再现古代沉积环境的钥匙 标准相模式的四个方面作用（Walker，1976）： 1. 比较——标准 2. 进一步观察——提纲和指南 3. 新的研究地区——预测 4. 环境或系统的水动力学解释——基础 大陆相组：洪积扇相、河流相、湖泊相、沙漠相、冰川相 过渡相组：三角洲相、扇三角洲 海洋相组：滨岸相、浅海陆棚相、半深海相、深海相、重力流沉积 第二章洪积（冲积）扇相 一、定义及形成条件（3个）★★★★★ ?陆上氧化条件下由山区河流所携带的粗粒沉积物在山谷出口处堆积而形成的扇形沉积体。 ?1、强烈的构造运动 ?2、山口处地形坡度突然变缓 ?3、干旱、半干旱的气候 二、沉积类型：河道沉积、漫流沉积、筛状沉积、泥石流沉积★★★
三、亚相划分扇根、扇中、扇缘★★★ 四、沉积组合 １. 冲积扇——扇三角洲组合：冲积扇入湖（海） ２. 冲积扇+风成砂+（干）盐湖组合：干旱气候条件 3. 冲积扇+辫状河+曲流河+三角洲组合 五、鉴定标志 1.岩性特征----砂砾岩为主 2.结构标志——成熟度低 3.沉积构造标志 4.颜色标志----泥岩氧化色 5.生物化石标志几乎不含化石，很少含有机质 6.垂向层序----正旋回 六、与油气关系：储集层——扇中；其次为盖层 第三章河流相 曲流河亚（微）相类型★★★★★ 河床亚相（河床滞留沉积、边滩（点坝、曲流砂坝）） 堤岸亚相 河漫亚相 牛轭湖亚相 辫状河亚（微）相类型★ 河床亚相（河床滞留沉积、心滩） 概念和原理 边滩（点砂坝、曲流砂坝）：沉积曲流河中最重要的砂体类型， 是河道侧向迁移，河曲形成过程中在河道凸岸形成的侧向加积 的砂质沉积体。 沉积体系：同一物源、同一水动力系统控制，成因上有联系， 沉积体或沉积相在空间上有规律的组合。 二元结构——垂向模式★★★★★ 堤岸亚相、河漫亚相（顶层沉积，垂向加积）+底部滞留 沉积、边滩沉积（底层沉积，侧向加积） 相组合 山区冲积扇、辫状河——平原曲流河——滨湖（海）网状河、三角洲 鉴定标志 ?岩性：砂岩、粉砂岩；泥砾 ?成分：长石砂岩、岩屑砂岩；砾岩复成分 ?结构：分选差至中等；粒度曲线两段式； ?构造：板状、槽状交错层理，上部波状交错层理；砾石叠瓦状排列；侵蚀—冲刷构 造；暴露构造 ?生物化石：破碎的植物枝、干、叶；硅化木 ?垂向层序：二元结构；底冲刷——F-U层序 ?砂体特征：平面上：条带状、树枝状；横剖面：上平下凸透镜体或板状
S区碳酸盐岩储层沉积微相的识别 碳酸盐岩储层沉积类型复杂，，储层非均质性强，导致储层评价和识别碳酸盐岩沉积微相等问题上都存在一定多解性问题，而且，单纯地用岩性资料和常规测井特征，很难准确的识别碳酸盐岩的沉积微相。电成像测井具有高分辨率特点，能够清晰识别沉积构造现象，成为沉积微相识别最有效手段[1]。本文采用一种综合识别法，将常规测井曲线与电成像测井图像结合，建立了典型碳酸盐岩沉积微相综合测井识别图版有效克服了多解性问题，在应用中取得较好效果。 标签：碳酸盐岩；沉积微相；电成像测井 Abstract：Carbonate reservoirs are complex in sedimentary types，and have strong reservoir heterogeneity，leading to certain problems in reservoir evaluation and identification of carbonate sedimentation. Sex data and conventional logging features make it difficult to accurately identify the carbonate sedimentary microfacies. Electrical image logging has high resolution characteristics and can clearly identify sedimentary structure phenomena，making it the most effective means for identifying sedimentary microfacies. In this paper，a comprehensive identification method is used to combine the conventional well logging curve with the image of the electric imaging log，and a typical carbonate sedimentary microfacies integrated logging identification plate is built to effectively overcome the multi-solution problem and achieve better results in application. Key words：carbonate rock；sedimentary microfacies；electrical imaging logging 1 研究目的和意义 通过研究发现，沉积微相控制着储层的物性分布和空间展布，并且在有利沉积相带内发育着大面积的油气藏，所以沉积微相的识别对碳酸盐岩储层的评价有着很重要的作用。碳酸盐岩沉积微相测井识主要是建立不同沉积微相的测井响应特征模型，但是考虑到碳酸盐岩储层发育的沉积微相类型多样，纵向上有多期叠合发育特征，常规测井响应特征差异不明显且复杂多变，造成沉积微相识别困难，本文针对S地区三叠系飞仙关组和二叠系长兴组碳酸盐岩地层，利用电成像测井高分辨率特点，结合常规测井资料综合识别沉积微相。 2.沉积微相的识别 飞仙关～长兴组处于S地区碳酸盐岩开阔台地和台地边缘相，发育巨厚的浅滩—生物礁沉积体，储层岩石类型多，其中鲕粒和残余鲕粒白云岩、结晶白云岩、砾屑白云岩和海绵礁白云岩是重要的岩石储集类型。长兴期沉积环境总体由碳酸盐缓坡向碳酸盐台地演化，飞仙关期是在长兴期台地基础上发展成熟直到消亡的碳酸盐台地沉积为特征，两个层位的礁滩相沉积具有继承发育的特点，所以本章
第二十四章碳酸盐岩沉积相 §24-1 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 ●主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 以化学、生物化学、生物、机械多种机制综合形成的一类化学岩及生物化学岩。颗粒和灰泥（相当于杂基）的比例及其组合而成的多种岩石类型，是浅海相碳酸盐岩沉积环境的重要标志。深水碳酸盐岩多起因于风暴条件，形成于大陆坡及深水盆地中。具有叠覆递变的角砾化碳酸盐岩、具有鲍玛层序的典型浊积岩和深水超微化石及遗迹化石的组合层序是鉴别深水碳酸盐岩的重要相标志。碳酸盐岩的形成和分布不仅受制于沉积环境，也与成岩环境和成岩作用密切相关。碳酸盐岩具有易溶性和易变性。 二、碳酸盐岩沉积过程和沉积作用 ●潮坪碳酸盐岩——缺乏陆源输入物、海浪被阻止、潮汐为主的碳酸盐岩 盆地环境，——古今分布最广的一类碳酸盐岩沉积。潮汐沉积作用带主要发生在： 1）潮下带环境——高能、低能沉积带。 2）潮间沉积带——具间歇能所形成的岩石类型和相标志。 3）潮上沉积带——具暴露蒸发和交代作用标志。 潮坪环境中以物理—生物作用为特征所形成的藻叠层及其形态分带是划分潮坪环境（相）的主要相标志。 ●海滩碳酸盐岩——主要处于缺乏障璧的开阔浅海（无广阔藻席）；其次 主要受制于波浪能量大小，在不同古地形和水动力条件作用下，形成鲕粒滩（岩）、内碎屑滩（岩）和生屑滩（岩）等，其中有发育的冲洗层理和交错层理，以及生物扰动构造。视岩性、结构和构造特征的变化，它们可分别组合成不同类型的相层序。 ●生物礁碳酸盐岩——具格架的珊瑚礁碳酸盐岩，特定形成条件： 1）造礁生物在迎浪带原地生长营造起来的。 2）具水下凸起的地貌，沉积厚度比相邻地区大。 3）具生物格架或只有造礁生物原地生长的痕迹。
碳酸盐沉积环境及相模式 中国地质大学（武汉） 摘要碳酸盐岩在我国广泛发育，是重要的油气勘探层位，在研究古海洋沉积过程中具有重要作用。我国的碳酸盐主要以海相为主，湖相也很常见。碳酸盐是石油的优良储藏体，特别是白云石化后的碳酸盐储藏条件非常好。而且在石油勘探过程中，主要以碳酸盐的相模式作为模型标准和和找油的依据。所以研究碳酸盐的沉积相模式对于碳酸盐岩地层中的高效油气勘探和开发有着重要的作用。目前，碳酸盐的相模式还不是非常的完善，各种相模式混乱，互为独立而又有相同的地方，没有明显的界线划分和分类。导致相模式的标准和用词不尽相同，给油气勘探带来不便。本文是在前人研究成果的基础上对碳酸盐的沉积环境和沉积相的模式进行一些详细的归纳分类，对碳酸盐的研究的现状总结。 关键词碳酸盐沉积环境沉积相模式边缘海碳酸盐缓坡碳酸盐台地 作者中国地质大学地学院 引言 自上世纪中期以来，碳酸盐盐沉积学研究取得了巨大的进展。这些进展主要是通过对现代碳酸盐沉积物研究开始的,然后将今论古推广到古代的碳酸盐岩,如碳酸盐的成岩作用、碳酸盐沉积相模式和白云石化的储存能力等。碳酸盐成岩作用在碳酸盐沉积学,尤其是碳酸盐储层沉积学中的重要性并没有引起人们足够的重视。众所周知,碳酸盐岩与陆源碎屑岩的重要差别之一是其对于成岩作用的敏感性,如沉积碳酸盐在经历复杂的成岩作用之后,岩石原有的固体部分和被流体占据的部分可以完全颠倒,即沉积时的粒屑会全部转变成孔隙,而沉积时的粒间孔隙则全部转变成胶结物。次生孔隙作为碳酸盐岩的惟一储集空间的现象在碳酸盐岩中屡见不鲜,但这种现象在碎屑岩中却十分少见。可见碳酸盐的成岩作用在其储集空间演化中所具有的特殊重要性。在碳酸盐的石油勘探过程中，碳酸盐里面是否有石油首先得看碳酸盐的储藏条件。 1海洋碳酸盐的沉积环境和沉积作用 1.1沉积环境 ①温暖、清洁、透光的浅水海洋环境 现代海洋碳酸盐沉积，主要分布于30°纬度的赤道南北温暖浅海地带，如加勒比海大巴哈马滩、波斯湾、孟加拉湾、我国南海诸岛及印度尼西亚巽他陆棚等地。上述地带钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育，局部有贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒灰泥及造礁生物粘结岩正在堆积。而在南北纬度40°之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。这些现代海相碳酸盐产出环境，不仅是温暖、浅水，而且是清水环境，如加勒比海的三大碳酸盐滩，远离密西西比河口自西来的沿岸流，这就避开了大量细碎屑沉积物的注入；我国广西北海水域的涠洲岛和海南岛南端的三亚市的滨浅海域，同样远离粘土及粉砂的供给区而以沉积碳酸盐为主。 除造钙生物提供的骨骼，现代热带浅海碳酸钙沉积与藻类活动有关。据金斯伯格（R. N. Cinsburg，1975）的资料，现代热带浅海小于10－15m水深的海域，所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍，主要与这一水域的绿藻海松科及蓝绿藻特别丰富有关，由于藻类的光合作用，需要从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和，沉淀出文石质灰泥来，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥及颗粒的主要提供者，因此藻类繁生可以提供大量碳酸盐沉积物，而它的生活需要一个温暖浅水清洁透光的环境。如果海水浑浊，不仅妨碍光合作用，阻止钙藻的生长，另外悬浮的粘土可以堵塞许多底栖无脊椎动
沉积相 第五章沉积相 一、名词解释 1、沉积环境：指发生沉积作用的地区的自然地理景观。 2、沉积相：指沉积环境及在该环境中形成的沉积物（岩）特征的总和（包括岩石的、生物的、地化的特征）。 3、沃尔索相律：只有那些没有间断的，现在能看到的相互邻接的相和相区才能重叠在一起。 4、相模式：对特定沉积环境和某种沉积作用特征的全面概括。 5、河流沉积的二元结构：指河流相的垂向剖面中，下部河床亚相较粗的砾岩、砂岩沉积物与上部堤岸亚相和河漫亚相较细的粉砂岩、粘土岩沉积物所组成的正旋回结构。 6、三角洲：带有泥砂的河流进入蓄水盆地，因流速减小，沉积物在河口地区大量堆积，并导致岸线向盆地方向不规则进积而进行的沉积体。 7、重力流：指在重力作用下沿水下斜坡或峡谷流动的，含大量砂泥并呈悬浮搬运的高密度流体，是一种非牛顿流体。 8、浊流：指沉积物颗粒靠涡流（湍流）支撑，呈悬浮状态在流体中搬运的重力流。 9、碳酸盐岩的清水沉积作用：就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。 二、选择 1、按照湖水盐度，含盐度1％－3.5％的湖泊为（C） A、微咸水湖； B、淡水湖； C、咸水湖； D、盐湖。 2、无障壁海岸带的波浪带中能量最高的是（B） A、升浪带； B、破浪带； C、碎浪带； D、冲浪带。 3、无障壁海岸沉积环境中代表潮上带的是（B） A、海岸沙丘； B、后滨； C、前滨； D、近滨。 4、障壁海岸潮坪亚相中砂坪属于（C） A、高潮坪； B、中潮坪； C、低潮坪； D、潮上坪。 5、下列环境中不可能有浊积岩出现的是（D） A、深海； B、浅海； C、湖泊； D、河流。 6、标准相模式应该能起到以下作用（ABCD） A、可以作为对比的标准； B、可以作为进一步研究的提纲和指南； C、可以对新区进行预测； D、可以作为环境或体系水动力条件解释的基础。 7、河流相根据环境和沉积物特征可进一步划分为（ABCE）亚相 A、河床亚相； B、堤岸亚相； C、天然堤亚相； D、河漫亚相； E、牛轭湖亚相。 8、进积式三角洲沉积的层序由底向上依次为（BAC） A三角洲前缘粉砂和泥；B、前三角洲泥；C、三角洲平原的粗粒河流和漫滩沼泽沉积；D、远砂坝沉积。 9、一个典型的现代无障壁海岸沉积环境可分为（BCDE） A、泻湖； B、海岸沙丘； C、后滨； D、前滨； E、近滨。 10、根据沉积物颗粒在块体流中的支撑机理，把重力流划分为（ABCD）类型 A、浊流； B、颗粒流； C、液化沉积物流； D、碎屑流。
第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 第一节绪言 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 二、陆表海清水沉积作用及其能量带（重点） 三、潮汐作用相带模式 四、综合模式 五、深水碳酸盐沉积模式 第三节生物礁与礁相 一、概述 二、礁的分类 三、礁复合体和礁相 四、礁发育的一般规律 五、地质历史中的礁和造礁生物 第十章海洋碳酸盐沉积环境及相模式（Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作
用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化石、指相自生矿物、沉积构造以及生油储油有利相带；并在此基础上，通过编制岸进和岸退的垂向层序，分析碳酸盐岩的生储盖组合特征。 ⑦试说明阿姆斯特朗的相带模式，并以此说明陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积的关系。为什 么说陆源碎屑沉积和碳酸盐沉积常常呈消长关系。 ⑧什么叫礁？礁相是如何划分的？礁在石油地质上有何意义？ ⑨试论述影响生物礁的发生、发展、消亡以及它们的最终形态和内部构造的主要因素。 ⑩试归纳礁和造礁生物在地质历史不同时期的特点。 教学内容提要： 第一节绪言 现代海洋碳酸盐沉积环境的特点：温暖、清洁、透光的浅水。 第二节主要碳酸盐沉积模式 一、两种浅海—陆表海及陆缘海（重点） 1．陆表海
中国地质大学（北京）“层序地层学应用”报告——碳酸盐岩层序地层学发展概论 课程名称：层序地层学基本原理及应用 老师：陈开远 学生：李东 学号：2110120011 学院：地信学院 日期：2012年12月5日
碳酸盐岩层序地层学发展概论 一、碳酸盐岩层序地层学概述 Vail 等于1987 年提出层序地层学( sequencest rat igraphy ) 的概念,在1988 年, Van Wag oner 又提出了新的定义: 研究以侵蚀面或无沉积作用面或可相互对比整合面为界的年代地层学格架中有成因相关意义的岩相的科学。层序是最基本的单元,一个层序又可分为若干个体系域,体系域内部是个或多个准层序或准层序组。准层序即是在成因上具有联系的、相对整一的一套岩层或岩层组。 确定层序所必需的许多信息来源于地震资料（当然也可以从露头和井孔中获得）。除了对早期的硅质碎屑岩讨论以外,对碳酸盐岩层序地层学的讨论也是有用的,因为这样可以唤起对沉积倾向性的理解。所有的沉积体系都记录了相同的基本过程的影响,但它们的记录又各有所侧重,地质学家应该了解沉积体系在记录海平面变化、气候或其它环境因素中的倾向性，这样便能更加全面地对层序地层学进行学习和研究。 碳酸盐体系不同于硅质碎屑体系. 碳酸盐沉积物是在盆内形成的,因此除了区域构造沉降和海平面变化外，海洋气候和水文条件也控制着碳酸盐的沉积过程。J. S. Sang在对世界不同碳酸盐台地研究后认：为短期的全球海平面变化( 相对海平面变化)是控制碳酸盐生产率、碳酸盐台地或碳酸盐滩发育及其相分布的主要因素。 1、海相碳酸盐岩——生物礁层序地层学研究 目前,涉及我国新生代、中生代和古生代海相碳酸盐岩一生物礁油气层序地层学最为突出的几个成功研究实例是四川普光、新疆塔里木和南中国海油气区,获得了油气突破性发现。首先研究涉及层序单元划分与基本特征、主要层序界面识别、层序单元划分等内容, 完成了上第三系生物礁——碳酸盐岩层序地层格架、典型生物礁储层层序格架、层序界面或单元划分、层序地层格架下的沉积体系域特征与沉积体系控制因素等研究。 2、碳酸盐岩沉积及层序发育的主要控制因素 大地构造作用决定碳酸盐沉积作用背景, 大地构造背景下的盆地结构是影响碳酸盐岩 层序几何形态的一个关键因素。目前已经识别出五种类型的碳酸盐台地: 缓坡型、镶边大架型、孤立型、陆表海型及淹没型( M. E. Tucker, 1990)。全球海平面水位也是碳酸盐沉积作用的主要控制因素之一,大多数厚的、广泛分布的层序都形成在海平面高位期。相对海平面变化控制可容纳空间的变化,控制碳酸盐的沉积潜力, 控制碳酸盐岩地层分布和岩相分布。碳酸盐岩沉积物多是在沉积环境中原地生长的。大部分碳酸盐岩沉积物是由生物产生, 其中不少是光合作用的副产物。因此,这种生产过程取决于光照程度,随着水深增加光照强度迅速降低高碳酸盐岩产率主要分布在海水上部50—100m 的水体中,因为该深度内悬浮着大量能 进行光合作用的生物。有意义的是,在10m水深内碳酸盐岩产率最高, 而在10～20m内剧减。气候决定水的盐度、水的循环,影响碳酸盐岩沉积物的产率、稳定性和早期成岩的潜力。气候影响沉积层序中的沉积类型。在干旱气候和水体循环较局限的环境下,陆棚上的盆地、泻湖、朝上坪等环境会产生蒸发岩沉积。若陆源沉积物供源点邻近碳酸盐岩台地，那么气候差异将会影响硅质碎屑沉积物供给的类型,干旱气候有利于风成硅质碎屑沉积, 潮湿气候有利于河流三角洲硅质碎屑物的沉积。 二、碳酸盐建造
碳酸盐岩储层与碎屑岩储层对比，具有以下主要特点： ①岩石为生物、化学、机械综合成因，其中化学成因起主导作用。岩石化学成分、矿物成分比较简单，但结构构造复杂。岩石性质活泼、脆性大。 ②以海相沉积为主，沉积微相控制储层发育。 ③成岩作用和成岩后生作用严格控制储集空间发育和储集类型形成。 ④断裂、溶蚀和白云化作用是形成次生储集空间的主要作用。 ⑤次生储集空间大小悬殊、复杂多变。 ⑥储层非均质程度高。 1．沉积相标志 （1）岩性标志 岩性标志包括颜色、自生矿物、沉积结构、构造、岩石类型等五方面。 ①岩石颜色：岩石的颜色反映沉积古环境、古气候。 ②自生矿物： a．海绿石：形成于水深10～50m，温度25～27℃。鲕绿泥石：形成于水深25～125m，温度10～15℃。二者均为海相矿物。 b．自生磷灰石（或隐晶质胶磷矿）：海相矿物。 c．锰结核：分布于深海、开放的大洋底。 d．天青石、重晶石、萤石：咸化泻湖沉积。 e．黄铁矿：还原环境。 f．石膏、硬石膏：潮坪特别是潮上、潮间环境。
③沉积结构。碳酸盐岩的结构分为粒屑（颗粒），礁岩和晶粒三种。不同的沉积结构反映不同的沉积环境。 粒屑结构；粒屑结构由粒屑、灰泥、胶结物和孔隙四部分组成。粒屑结构代表台地边缘浅滩相环境。根据颗粒类型、分选、磨圆、排列方向性、填充物胶结进一步确定微相。 a．内碎屑、生屑反映强水动力条件。 b．鲕粒、核形石、球团粒、凝块石反映化学加积、凝聚环境，水动力中高能。鲕粒包壳代表中等能量，持续搅动，碳酸钙过饱和的环境，核形石（藻包壳）、泥晶套反映浅水环境。 c．分选好，反映持续稳定的水动力条件，反之则反映强水动力条件。d．磨圆度高反映强水动力环境，反之反映弱水动力环境。 e．颗粒、生屑化石平行排列，尖端方向交错，长轴平行海岸，反映振荡水流。尖端指向一个方向，长轴仍平行海岸线，则为单向水流。 f．用胶结物和灰泥的相对含量反映水动力强弱。胶结物／（胶结物+灰泥）在0～1之间，越接近0，水动力越弱，反之越强。 礁岩结构： a．生长结构：原地生长坚硬生物骨架，代表台地边缘生物礁环境。b．粘结结构：层纹状、波纹状藻迭层结构代表潮上-潮间中低能环境。柱
第九章海洋碳酸盐沉积环境及相模式 （Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate）学时：3学时 基本内容： ①基本概念：陆表海、陆缘海、清水沉积作用、生物礁、生态礁、地层礁、丘； ②基本原理：碳酸盐岩沉积环境，Irwin（1965）陆表海清水沉积作用能量带的划分及其特征，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式及其各相带特征，Wilson （1975）的综合模式9个相带名称，湖泊碳酸盐沉积特征，生物礁的一般特征及其分类。 重点：陆表海、陆缘海、生态礁的概念；代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式。 教学路思路：通过与碎屑岩沉积环境的对比来介绍碳酸盐岩沉积环境的主要特征，然后介绍国内外一些典型的碳酸盐岩沉积相模式，重点讲解几个代表性的碳酸盐沉积模式，如Irwin（1965）陆表海清水沉积作用模式，Laporte （1967）和Young等（1972）的潮汐作用模式，同时亦简要介绍一引起其他沉积模式。简要介绍湖泊碳酸盐沉积环境及其特征，生物礁的一般特征及其分类。在各部分中均简要介绍碳酸盐岩沉积相带与油气及其它沉积矿产的关系。 主要参考书: ①冯增昭主编《沉积岩石学》下册第二十三、二十四章，石油工业出版社，1993. ②M.M.阿斯兰尼等著，冯增昭等译，《石油地质学译文集》第四集，碳酸盐岩沉积环境，科学出版社，1980. ③冯增昭编著《碳酸盐岩岩相古地理学》，石油工业出版社，1989. ④贾振远、李之琪编《碳酸盐岩沉积相及沉积环境》，地质大学出版社，1989. ⑤冯增昭主编《中国沉积学》第二十一、二十二章，石油工业出版社，1994. ⑥何幼斌编《Sedimentary Petrology》（英文辅助教材）第十一章，江汉石油学院，2003. 复习思考题： ①大规模海相或陆相湖泊碳酸盐沉积作用要求具备哪些特定条件？ ②什么叫陆缘海？什么叫陆表海？如何用海进、海退解释陆表海和陆缘海在地史时期的演化？为什么我们现在见到的主要是陆缘海，而没有陆表海？ ③试绘图说明欧文的陆表海清水沉积作用模式及其与生油、储油条件的关系。 ④试绘图说明杨的潮汐作用相带模式及其划分标志。 ⑤试绘图说明威尔逊的碳酸盐岩相带模式及其划分标志，指明生油和储油有利相带。 ⑥试列表和绘图对比欧文、杨的和威尔逊等三种不同划分方法的碳酸盐相带模式，进而以威尔逊的相模式为重点，联系阿姆斯特朗的相模式，指出各相带的主要岩石类型、指相化
阿拉伯半岛阿曼山脉中部的碳酸盐岩台地边缘的侏罗纪期演化 摘要：暴露在阿曼北部的侏罗纪Sahtan沉积组是于阿拉伯台地边缘（正对新特提斯洋，即hamrat duru盆地）的浅海环境下沉积生成的。Sahtan沉积组合的上部由上覆纯净碳酸盐岩沉积的、混合有硅质与碳酸盐碎屑组成，其时期是基于腕足类和有孔虫期的巴通期和早期卡洛夫期。这些碳酸盐沉积体系是由经历了地面暴露的外部鲕粒浅滩和一个更深的、相对紧密的平缓倾斜岩架组成。鲕粒岩质从台地边缘脱落后便进入到guweyza形成层的深海沉积复合层中。Sahtan 沉积组合沿着Jabal Akhdar东北走向经历了厚度减少过程。Sahtan沉积组合顶部的角度不整合（达0.2%）显示其是由于演变过程中的倾斜和顶部截断因素。这个不整合层受Rayda形成层的覆盖，该覆盖层则表现出了一个包括向上侵蚀相演化的超覆模式。该地层间断的最小时间跨度为中卡洛夫阶–启莫里阶。由于缺乏容纳空间，也或是因缺乏地表暴露，牛津和启莫里支阶序列几乎不可能在这个地区沉积下来。本文提出，不整合层是在一个因持续的地壳构造作用使得台地边缘剥落过程中，近地表的碳酸盐岩溶解形成的。在提通阶期间，一次大幅度的海平面上升致使位于台地边缘之上的Rayda地层遭到海侵，而阿拉伯半岛东部的大陆架环境恢复正常。 关键词：侏罗纪；阿拉伯半岛；特提斯洋；岩相；碳酸盐岩台地 阿拉伯台地的侏罗系时期是中东的碳氢化合物（油气）生成的间期。这个期间大范围的碳酸盐岩沉积使邻近深水区、垂直向与横向想拼接的浅水沉积相的形成，也使得粗粒钙质沉积层得以出现。这些沉积相与沉积层随后被并入构造岩片而插入阿拉伯台地东缘（伯努利&瓦塞特，1987）。在阿曼北部Jabal Akhdar地区的大型背斜构造（图1）展现了侏罗纪时期台地临海边缘的露地岩层（Sahtan 沉积组合）（图2），并使得我们能够对半岛边缘的沉积历史进行还原，了解同沉积构造、海平面变化和该区域海洋水文动态。 本文的写作目的是双重的：（1）探究侏罗系-白垩系台地边缘不整合层突出的起源（拉布等人，1990）；（2）记录碳酸盐岩台地生成物向guweyza地层的深海冲积扇的变迁过程（库珀1990；al.1990拉布等；guillocheau等人，2001）。
第五篇碎屑岩和碳酸盐岩沉积相 第十六章沉积相概念及综合分类 第一节沉积相概念 一、沉积相概念及相序定律 1、沉积相的概念 相这一概念最早由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引人地质文献，并认为相是在一定地质时期内地表某一部分的全貌，但是，真正在沉积学领域赋予沉积相概念的还是瑞士地质学家格列斯利（Gress1y，1838）。他认为：“相是沉积物变化的总和、它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和引用，同时，也成为重要的争论议题。 二十世纪初至近几十年来，相的概念随着沉积岩石学、古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点和学派。一派认为相是地层的概念，把相简单地看作“地层的横向变化”；另一派把相理解为环境的同义语，认为相即环境；还有一派认为相是岩石特征和古生物特征的总和。 塞利（Selly，1970）提出，应该从①沉积岩体几何形态、②岩石学特征、③古生物特征、④沉积物构造特征和⑤古流向特征来限定相或沉积相。鲁欣（1953）将相定义为“相就是能表明沉积条件的岩性特征和古生物特征的有规律综合。因此，相是沉积物形成条件的物质表现。” 油气田勘探及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展。促进了相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。 鉴于上述，本教材把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。这里所指的沉积环境系由下述一系列环境条件（要素）所组成：①自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；②气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；③构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；④沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；⑤介质的地球化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度。上述条件的综合即为沉积环境。 我们所指的沉积岩特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常也称相标志。 综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果，这就是相的概念中沉积环境和沉积岩特征的辩证关系。 与相的概念同时存在的还有沉积相、岩相等这些流行的术语。我们认为，在沉积学中，相就是沉积相，二者是同义语。岩相是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。岩相和沉积相是从属关系而不是同义关系，为了突出沉积环境中的古地理条件和沉积物特征中的岩性特征，通常把“岩相”和“古地理”这两个术语联系在一起，“古地理”和“岩相”，以表示沉积相中最重要和最本质的内容。 250
文献综述 引言 随着塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系碳酸盐岩沉积相带及储层特征的不断深入研究，在上奥陶统良里塔格组良一段和良三段见良好的油气显示，其沉积相带（尤其是台缘滩亚相）成为了近年来研究的重点之一。通过对哈拉哈塘地区大量录井、测井、岩心、薄片及地震等资料的分析以及探讨了该区上奥陶统良里塔格组的岩石类型、沉积特征及台缘滩的展布规律。台缘滩是优质储层发育的基础，对研究区域良里塔格组潜在油气储量层位的确定具有指导意义。 1 沉积相的概念 相这一概念是由丹麦地质学家斯丹诺（Steno，1669）引入地质文献的，并认为是在一定地质时期内地表某一部分的全貌。1838年瑞士地质学家格列斯利（Gressly）开始把相的概念用于沉积岩研究中，他认为“相是沉积物变化的总和，它表现为这种或那种岩性的、地质的或古生物的差异”。自此以后，相的概念逐渐为地质界所接受和使用。 20世纪以来，相的概念随着沉积岩石学和古地理学的发展而广为流行，对相的概念的理解也随之形成了不同的观点。一种观点认为相是地层的概念，把相简单的看做“地层的横向变化”；另一种观点则把相理解为环境的同义语，认为相即为环境；还有人认为相是岩石特征和古生物的总和。 油气田探勘及其他沉积矿产勘探事业的飞速发展促进了对相的研究，使人们对相这一概念的认识更加深入。目前较为普遍的看法是，相的概念中应包含沉积环境和沉积特征这两个方面的内容，而不应当把相简单地理解为环境，更不应当把它与地层概念相混淆。《沉积学》（姜在兴，2003）把相定义为沉积环境及在该环境中形成的沉积岩（物）特征的综合。沉积环境是在物理上、化学上和生物上均有别于相邻地区的一块地表，是发生沉积作用的场所。沉积环境是由下述一系列环境条件（要素）所组成的：1）自然地理条件，包括海、陆、河、湖、沼泽、冰川、沙漠等的分布及地势的高低；2）气候条件，包括气候的冷、热、干旱、潮湿；3）构造条件，包括大地构造背景及沉积盆地的隆起与坳陷；4）沉积介质的物理条件，包括介质的性质（如水、风、冰川、清水、浑水、浊流）、运动方式和能量大小以及水介质的温度和深度；5)介质的化学条件，包括介质的氧化还原电位（Eh）、酸碱度（pH）以及介质的含盐度及化学组成等。上述条件的综合即为沉积环境。沉积特征包括岩性特征（如岩石的颜色、物质成分、结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物特征（如生物的种属和生态）以及地球化学特征等。沉积岩特征的这些要素是相应各种环境条件的物质记录，通常构成最主要的相标志。 综上所述，沉积环境是形成沉积岩特征的决定因素，沉积岩特征则是沉积环境的物质表现。换句话说，前者是形成后者的基本原因，后者乃是前者发展变化的必然结果。这就是相
三★、碳酸盐岩综合相模式——威尔逊（Wilson，1975）模式 目前国内外流传也比较广，这是一个理想化的碳酸盐岩综合模式。他归纳了陆棚上碳酸盐岩台地和边缘温暖浅水环境中碳酸盐岩沉积类型的地理分布规律，把碳酸盐岩划分为：三个大沉积区、九个相带、24个标准微相。 以横切陆棚边缘的剖面，从海至陆九个相带依次是： ①盆地相；②开阔陆棚（广海陆棚）相；③碳酸盐岩台地的斜坡脚（或盆地边缘）相；④碳酸盐岩台地的前斜坡（或台地前缘斜坡）相；⑤台地边缘的生物礁相； ⑤簸选的台地边缘砂（或台地边缘浅滩）相；⑦开阔台地（或陆棚澙湖）相；⑧局限台地相；⑨台地蒸发岩（或蒸发岩台地）相。有关各相带的沉积特征如图24-5所示。 1.盆地相 ▲静水还原环境：位于波基面和氧化界面以下，水深×0~×00m。 ▲不适于底栖生物生长：因水深光暗。 ▲沉积物：从外带入的细粒泥质和硅质，及浮游生物。 ▲停滞缺氧的和过咸化条件均可出现。 按沉积特征盆地相可分为： 1）石灰岩浊积岩相：来自陆棚或陆棚斜坡带的碳酸盐角砾、微角砾及砂屑等内碎屑(异化颗粒)，也常含外来岩块或漂砾，夹有深海结核和泥质岩层，厚度较大，但常有变化。因强烈拗陷及沉积物不稳定性→具复理石结构和构造的巨厚深海沉积。 2）深海瘦地槽相：深海沉积物为主，无大量异地石灰岩堆积。当粘土注入量很少且水深超过碳酸盐补偿深度时，常聚集硅质沉积。常见放射虫岩、红色泥晶石灰岩及红色结核石灰岩、浅色远洋泥晶石灰岩、暗色盆地泥晶石灰岩、骨针石灰岩，以及含有菊石、放射虫、管状有孔虫、远洋瓣鳃类和棘皮类的微球粒泥晶石灰岩等。红色是因细粒物质缓慢沉积，且缺乏有机物质，高价铁未能还原所致。3）克拉通盆地（欠补偿和停滞缺氧的）碳酸盐岩相： ▲位于氧化界面以下的静水沉积环境。 ▲缺少底栖生物生长：水太深(水深>30m，多为几百米)、太暗。 ▲底部水体停滞缺氧:来自周围陆棚的底流可为超盐度、较大密度，不易上流所致。 ▲主要岩石类型：薄层暗色石灰岩、暗色页岩或粉砂岩，及一些薄层石膏，色多样，纹层发育，也有波状交错层理。陆源碎屑呈薄层，石英粉砂岩、页岩与石灰岩互层出现。燧石也较常见。 ▲生物群：主要为自游及浮游生物；大型生物化石有笔石、浮游瓣鳃类、菊石、海绵骨针等；微体化石有钟纤虫、钙球、硅质放射虫、硅藻等。 2.开阔陆棚相（或广海陆棚相） 典型的较深的浅海沉积环境： ▲水深×0~l00m，一般为氧化环境。盐度正常，水体循环良好。 ▲海底一般在波基面以下，但大风暴可影响底部沉积物。 ▲陆棚较宽阔，沉积作用相当均匀。 ▲主要岩石类型——富含化石的石灰岩与泥灰岩； ▲呈灰、绿、红及棕等色，视氧化和还原条件而异； ▲普遍见生物扰动构造。