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碳酸盐岩沉积相模式

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26碳酸盐岩相模式

26碳酸盐岩相模式
肖第一次论述了陆表海的水体能量特征（如图24 －l所示），以此奠定了陆表海碳酸盐岩沉积环境分析 的理论基础。
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欧文（lrwin，1965）在肖的陆表海能量分布模 式的基础上，提出了陆表海清水沉积作用的一般原理。 所谓清水沉积作用，指的是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。也就是说，缺少砂 泥陆源物质。水体清澈是陆表海碳酸盐沉积作用的必不 可少的环境因素之一。
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1．盆地相 盆地时B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。因水深而 光线暗淡，不适于底栖生物生长。沉积物主要依靠从外 带注入的细粒泥质物质和硅质物质，以及浮游生物死亡 后降落的生物雨。停滞缺氧的和过威化条件均可出现。 盆地相按沉积特征又可分为下列类型：
根据剖面形态，缓坡可分为均匀倾斜缓坡和远端 变陡缓坡（如图28－2所示）。自陆向海，其相带依次 为：
l）潮坪／泻湖：其沉积主要为灰泥石灰岩，缺乏 开阔海生物群；
2）高能浅滩：其沉积主要为颗粒石灰岩；
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3）外缓坡（水深在正常浪基面与风暴浪基面之 间）：其沉积主要为灰泥石灰岩。生屑质灰泥石灰岩， 含有多样的正常海生物群，生物扰动强烈，常见向上变
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三、威尔逊的标准相带模式 在研究碳酸盐沉积的分布、发育规律综合出的 一理论模式。 依据水深、水动力条件、循环条件、盐度分为 三大相区，九个 标准相带，24个微相。 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；⑥簸选的台地边缘砂 （或台地边缘浅滩）相； ⑦开阔台地（或陆棚渴湖）相；⑧局限台地相； ⑨台地蒸发岩（或蒸发岩台地）相。

碳酸盐岩沉积相模式

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

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。

碳酸盐岩沉积模式

碳酸盐岩沉积模式

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。

海洋环境及其相模式-4 (碳酸盐海相)

海洋环境及其相模式-4 (碳酸盐海相)
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞ 二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征 四、生物礁沉积特征 五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积 六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征 七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
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二、潮坪碳酸盐沉积相模式
潮坪：潮汐作用为主，波浪作用较小，宽阔、平缓 倾斜的海岸(滨海)地区。
四、生物礁沉积特征
五、风暴成因的浅海碳酸盐岩沉积
六、大陆斜坡碳酸盐岩沉积特征
七、远洋深水碳酸盐岩沉积特征
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1、正常碳酸盐潮坪沉积相模式
潮上顶部：陆相沉积，如风成砂、钙结壳和淋滤构造
潮上(泥坪): 白云岩化和含石膏的泥晶—粉屑灰岩、 藻席灰岩，鸟眼、窗格、干裂，被地下水上涌或结 晶作用形成帐蓬构造，被破碎成扁平砾石状角砾。
碳酸盐潮坪也可分为：潮上带、潮间带、潮下带。
按湿度和盐度可分为两类： (湿度和盐度)正常潮坪和 干旱盐化潮坪。
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第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境和相模式
一、碳酸盐岩沉积相模式
☞
☞
二、潮坪碳酸盐岩沉积相模式
1、正常潮坪碳酸盐岩沉积相模式 2、萨布哈碳酸盐岩潮坪沉积相模式
三、台地边缘浅滩相碳酸盐岩沉积特征
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2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
海岸萨布哈：是波 斯湾海岸的一片荒 芜低平的盐碱地。 现在用来代表干旱 气候条件下有盐壳 的盐坪、盐沼和盐 碱滩沉积环境。对 潮上带的盐坪称为 海岸萨布哈。大陆 内干旱盆地形成的 盐碱滩、干盐湖则 称为大陆萨布哈。
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2、萨布哈碳酸盐潮坪沉积相模式
波斯湾的特鲁西尔海岸现代潮坪和萨布哈是一个最近三百年
内形成的海退序列。其底部为一套潮坪沉积的碳酸盐泥、藻泥碳

碳酸盐岩沉积相模式

碳酸盐岩沉积相模式

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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

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

碳酸盐岩一般沉积相模式及进展

碳酸盐岩一般沉积相模式及进展

碳酸盐岩标准相带模式——综合模式
——海底地形、潮汐、波浪、氧化界面、盐度及海水循环
X
Y
Z
威尔逊标准相带模式
基本格局：低能 — 高能 — 低能
盆地相区 浪基面之下
台地边缘相区 波基面之上 波 浪 作 用强 烈 ， 均属高能带 与 Irwin 的 Y 相 带 相当
属低能带 与 Irwin 的 X 相带相当。
台地相区 台地边缘靠陆 一侧 波浪消失，潮 汐为主 属低能带 与Irwin的Z相 带相当。
–三大相区九个标准相带
–A.盆地相区（相当于陆棚+陆坡
沉积区）
1.盆地相
2.开阔陆棚相 3. 碳酸盐斜坡脚相（盆地边缘或深陆 棚边缘相）
波基面以下——X带，静水还原 环境
暗色泥晶灰岩和页岩
主要生油区 宽相带区
较深水、静、氧气 不足，藻的生长受到 限制 , 浮游生物发育。 Y带：近岸高能带 波浪、潮汐作用强烈， 阳光、氧气、养料丰富， 底栖生物及藻类大量繁 盛。
Z带：滨岸低能带
波浪作用弱。生物丰度和分异度 低，仅见兰绿藻、介形虫、腹足类 等。
岩石
粉屑、灰泥沉积为 主（粉屑灰岩、灰泥
形成生物礁、颗粒滩 （鲕粒、生物碎屑、内
岩性 和生 物 沉积 构造
细－粗晶白云岩；白云质生物颗 白云岩及石膏或硬石 粒质泥岩；泥质颗粒岩；白云质 膏 ；碎屑红层 球粒（灰岩）泥岩 鸟眼构造、叠层石 泥裂
谢谢
• （三）台地相区（相当于潮坪、泻湖沉积区）
–7.开阔台地相
–8.局限台地相 –9.台地蒸发相
基本是低能带
近岸低能带/潮坪带——Z带
泥晶灰岩、白云质灰岩、
白云岩、蒸发岩 白云岩——储集岩 蒸发岩——盖层 分布宽阔——宽相带区 按能量、盐度、暴露细分

碳酸盐岩沉积相模式

碳酸盐岩沉积相模式

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肖（Shaw，1964）第一次精辟地论述了陆 表海的水体能量特征，并且在能量的基础上， 对陆表海沉积物的分布也进行了相应的划分。
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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。
IIrrwwiinn的的XX带带 IIrrwwiinn的的YY带带 IIrrwwiinn的的ZZ带带
2.威尔逊（Wilson,1975）的模式
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Wilson模式与Armstrong的相似，划分9个相带。
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Wilson模式与Irwin模式比较
①盆地
深水盆地
②开阔陆棚
Wilson 的九个相 带中还提 出 了 24 个 微相，从 而使应用 这一模式 提供了方 便。
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3.塔克（Tucker，1981）的模式
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Tucker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；
潮上带、潮间带
Z带
潮上带、潮间带、局 限潮下带
潮下带上部
Y带
开阔潮下带
潮下带下部
X带
四、混积型沉积相模式
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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。
向岸一侧，见各种较粗的颗粒堆积，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，具交错层理。

碳酸盐岩沉积相

碳酸盐岩沉积相

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。
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。
现代生物礁.
碳酸盐滩
现代碳酸盐滩
Wilson模式相带实例（礁、滩）
贵州香树园组珊瑚礁灰岩 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
一、古地理研究的指导思想
1、构造古地理 2、生物古地理 3、岩相古地理
沉积盆地: 地球表面三度空间内，容纳沉积物堆积 的场所。 沉积盆地分析: 运用多学科（沉积学、地层学、构 造地质学）知识，采用多种方法（钻孔、露头观察、 地球物理）对沉积盆地的形成、沉积充填、古地理 演化和地球动力学进行综合研究的过程。
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
2、相带沉积特征
3) 碳酸盐台地斜坡脚相
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
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

碳酸盐岩沉积相可编辑全文

碳酸盐岩沉积相可编辑全文

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。
潮上带－蒸发、交代
潮间带－交代、沉积 潮下带－沉积
潮上带沉积（蒸发作用）
潮间带波状叠层石－交代、沉积作用
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。
鲕滩
第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积积特征
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
1、碳酸盐岩主要形成于温暖气候条件的浅海环境。 S30°、 N30 °之间是碳酸盐岩沉积的有利环境
30° 30°
二叠纪古地理
特提斯多岛洋
30度
30度
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 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。
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。
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

碳酸盐岩沉积相及相模式

碳酸盐岩沉积相及相模式
3 台地
“台地”，即碳酸盐岩台地的简称，来自对巴哈马 台地的研究。巴哈马是被深海所包围的地形平坦的 浅水平台，具有很陡的斜坡。但现在台地的含义已经 扩大了，泛指“以 碳 酸 盐 岩 沉 积 为 主、地 形 较 平 坦 的 浅水沉积环境”。
本文将“浅水”定义为水深在风暴浪基面以上的 水体。对于海洋来说，风暴浪基面的深度一般在 50 ～ 60 m 左右。对于湖泊来说，这个深度要小得多，一 般为几米到十几米左右，视湖泊大小和深浅而定。海 水的透光带可达 100 m 左右，但 50 ～ 60 m 以内是阳 光较充足的范围。充足的阳光是藻类等植物生存发 育的必要条件，而植物又是动物的食物。现代生物礁 主要分布在 50 ～ 60 m 以内的海域。尽管钙质底栖生 物生存的环 境 可 达 200 ～ 400 m，但 超 过 50 ～ 60 m 后，无论钙质生物的种类还是数量都急剧减少； 尽管 现代几千米的海底有的地方有钙质软泥，但这些钙质 沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海
尽管现代几千米的海底有的地方有钙质软泥但这些钙质沉积物是海面上的钙质微体浮游生物死后沉落到海表1海洋碳酸盐岩沉积相分类table1classificationofmarinecarbonatesedimentaryfacies相facies亚相subfacies微相microfacies亚微相submicrofacies台地潮坪滨岸潮坪台内潮坪台缘潮坪潮上带潮上灰坪潮上云坪潮上云灰坪潮上滩潮上湖潮间带潮间灰坪潮间滩潮汐水道潮下带潮下灰坪潮下滩滩岸滩障壁滩台内滩台缘滩滩中滩缘礁台缘礁礁核礁前斜坡礁后滩礁沟堡礁岸礁礁核礁前滩礁后滩礁沟斑礁礁核礁缘滩塔礁礁核礁缘斜坡开阔台地局限台地蒸发台地斜坡缓坡上部下部陡坡上部下部陡崖上部下部盆地浅盆深盆669沉积学报第31卷底形成的

碳酸盐主要沉积环境及相模式

碳酸盐主要沉积环境及相模式

► 3．碳酸盐岩台地的斜坡脚相（或盆地斜坡相或盆 地边缘相）
碳酸盐岩台地的斜坡脚相位于碳酸盐岩台地的斜坡末 端，其沉积物由远洋浮游生物及来自相邻的碳酸盐岩台地 的细碎屑组成，水体深度与开阔陆棚相相似，一般位于波 基面以下，但高于氧化界面，由薄层、层理完好的碳酸盐 岩组成，夹少量粘土质及硅质夹层。此岩石类似盆地相沉 积物，但含泥质较少，厚度较大。某些韵律性或类似复理 石层理的薄层石灰岩可达数百米，有滑塌现象。
► 6.簸选的台地边缘砂相(或碳酸盐岩台地边缘 浅滩相)
► 簸选的台地边缘砂相主要呈砂洲、海滩、扇形或带状的滨外坝或 潮汐坝，或风成砂丘岛。一般位于海平面之下到5～10m水深的范围 内。组成的颗粒已受波浪、潮汐或沿岸海流的簸选，因而比较洁净。 此带盐度正常，循环良好，氧气充足。但由于底质经常变动，因此 不适于海洋生物繁殖。
► 这是一个真正的潟湖，海水循环受到很大限制，盐度显著提 高。从地理位置来看，这些潟湖可分为堤礁（堡礁）之间或 堤礁（堡礁）之后的潟湖，沿岸砂嘴之后的潟湖以及环礁内 的潟湖。此相带还包括潮间带环境。主要沉积物为灰泥，它 们堆积于天然堤、潮汐坪、潟湖内。粗粒沉积物见于潮汐沟 以及局部海滩内。海水盐度变化较大，淡水、盐水、超盐水 均有。有的地区可暴露于水面以上，氧化和还原环境均有。 所见植物有海水沼泽植物，也有淡水沼泽植物。
► 5．台地边缘的生物礁相
► 其生态特征取决于水体的能量、斜坡陡峻程度、生物繁殖能力、
造染生物的数量、粘结作用、捕集作用、出露水面的频率以及后 来的胶结作用。此种生物建造可分为三种类型：①灰泥丘或生物 碎屑丘;②圆丘礁台或斜坡;③格架建筑的环礁。主要由块状石灰
岩和白云岩组成,几乎全由生物组成,也有许多生物碎屑。
碳酸盐台地又进一步细分多种环境，潮坪、 生物礁、浅滩、局限台地、开阔台地、台地边 缘等。

26碳酸盐岩相模式

26碳酸盐岩相模式

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二、混积型沉积相模式 阿姆斯特朗（strong，1974）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，即碎屑岩一碳酸盐岩沉积 模式和碳酸盐岩沉积模式，重点介绍前者。 碎屑岩一碳酸盐岩沉积模式（如图24－3所示）代 表一个海进组合。 1．陆相 陆相主要为滨海的咸水至淡水沼泽沉积，主要为 黑色碳质页岩、粉砂岩及砂岩，夹薄煤层，含大量植物 化石，具有冲刷及充填构造。
18
7．开阔台地相 从地理位置来看，此相带位于台地边缘之后的海 峡、调湖及海湾中，因此也可以用陆棚泻湖或台地泻湖 来命名。此环境水较浅，由数米到数十米，盐度由基本 上属于正常盐度到略为偏高，水流环境中等。这种条件 适合各种生物生长，但无狭盐性生物。沉积物的结构变 化大，但含有相当数量的灰泥。
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8．局限台地相（半封闭一封闭的台地） 这是一个真正的泻湖，海水循环受到很大限制， 盐度显著提高。从地理位置来看，这些泻潮可分为堤礁 （堡礁）之间或堤礁（堡礁）之后的泻湖，沿岸砂嘴之 后的泻湖以及环礁内的泻湖。此相带还包括潮间带环境。 主要沉积物为灰泥，它们堆积于天然堤、潮汐坪、泻湖 内。粗粒沉积物见于潮汐沟以及局部海滩内。海水盐度 变化较大，淡水、盐水、超盐水均有。有的地区可暴露 于水面以上，氧化和还原环境均有。所见植物有海水沼 泽植物，也有淡水沼泽植物。
另外，浅滩相主要为鲕粒及生物碎屑的颗粒岩， 具有交错层理。
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三、威尔逊的标准相带模式 在研究碳酸盐沉积的分布、发育规律综合出的 一理论模式。 依据水深、水动力条件、循环条件、盐度分为 三大相区，九个 标准相带，24个微相。 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；⑥簸选的台地边缘砂 （或台地边缘浅滩）相； ⑦开阔台地（或陆棚渴湖）相；⑧局限台地相； ⑨台地蒸发岩（或蒸发岩台地）相。

第九章 碳酸盐岩沉积相

第九章 碳酸盐岩沉积相

三、碳酸盐岩沉积相标志
众多类型的碳酸盐岩构造是恢复岩相古地理条件的重要相标志。 正确划分层理类型是确定古水流类型、古流向的重要标志。
▲ 浅水环境——以牵引流水流机制为特征。
★ 依据颗粒床沙形态，形成各种类型的交错层理、波状－ 斜波状层理和平行层理等，以及形成于低能环境的水平层理。 ★ 特殊的沉积构造特征有助于反映特定的沉积条件， 如竹叶状砾屑组构是风暴流沉积的标志， 丘状交错层理是风暴沉积的标志， 递变和叠覆递变层理是深水重力流沉积的标志， 泄水、滑动—滑塌层理是液化流、震积作用的主要沉积标志。
● 大陆坡碳酸盐沉积 ——其主要由正常的远洋超微化石（翼足类、海绵骨针、放射虫 等）的软泥相组成，间夹有来自大陆架浅水环境的重力流角砾岩 和有递变—无递变的石灰质浊积岩相组成。根据大陆坡上的相对 位置、边缘性质（ 沉积的还是叠积的 ）以及它们的构造背景，可划 分不同类型的大陆坡碳酸盐岩沉积序列。 ● 深海碳酸盐岩盆地沉积 指平均海水深度大于200m的碳酸盐沉积环境。
复古水深、古水动力条件十分重要。根据生态学进一步划分种属
组合类型，对划分亚相和微相至关重要。 ▲ 遗迹化石或生物扰动构造的正确划分和识别，对碳酸盐沉积 环境和地质历史事件的恢复具有良好效果。 ▲ 碳酸盐岩中的溶解、渗滤和暴露标志以及其他化学成因的构 造，也是碳酸盐岩中所特有的，它们可以有效地指示沉积－同生 期所发生的各种变化，指示特定的沉积环境。
▲ 上、下层面的流痕及印模构造，具有良好的指向性。
★ 如顶层面的不同形态、大小规模不一的波痕和流痕， 是潮汐—波浪带浅水沉积作用的重要沉积标志； ★ 底面印模构造中的槽模和沟模，可以有效地指示碳酸 盐沉积物重力流水流机制； ★ 特殊形态的铸模或口袋构造是指示风暴流沉积初期的 相标志。

碳酸盐沉积环境及相模式 3

碳酸盐沉积环境及相模式 3

面积大、油气资源丰富、勘探程度低
烃源岩方面，找到了大油田，但油气源不清楚
厚40m
厚40-60m
log(TOC)
我国南方碳
0.01
0.1
0.4 0.5 1
10
中
酸盐岩层系发育
T3-J
上
扬
多套优质烃源岩， 但烃源岩、早期
子
中
T1+2
古
生
油藏的演化过程
界 海
及其衍生物对现
地层
P
相
层
今天然气藏的贡 献、动态演化过 程不明。
7、镶边型碳酸盐岩台地相
镶边碳酸盐岩台 地，经修正的 Wilson相模式的 标准相带
相带横向展布的常见类型（镶边台地模式内，相带的分布由 海平面的位置所控制，A.高水位；B.静止水位；C.低水位）
8、陆棚模式
无镶边冷水（温带）陆棚的水动力区以及亚分类， 浪基面的侵蚀范围在30m—70m之间变化，涨水时的 浪基面可达到120m，风暴天气浪基面约在2模式）
陆表海台地和陆表缓坡模式（该模式针对的 是很浅的沉积环境，可以延伸至很广阔的区 域，对于陆表海台地可达上千公里，对于陆 表缓坡可达上百公里。以低能量相为特征）
由海向陆分为X、Y、Z三带X带---深水低能带，波基面以下灰泥及浮游 生物碎屑——有利于生油
Y带----近岸高能带，波浪、潮汐 的主要作用带,礁、滩 ——良好的储集 相带
4、碳酸盐岩缓坡模式
单斜缓坡的碳酸盐岩缓坡模式（将缓坡分成内缓坡、中缓 坡和外缓坡；晴天浪底、风暴浪底分隔的三个区域能量不 同，缓坡长度在几十公里至几百公里之间变化）
5、塔克模式
6、威尔逊模式（1969， 1975）
1－盆地相；2－广海陆棚相；3－盆地边缘或深陆棚边缘相；4－碳酸盐台地前缘斜坡相；5－ 台地边缘生物礁相；6－台地边缘浅滩相；7－开阔台地相；8－局限台地相；9－台地蒸发相。
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塔克模式的主要特点是将碳酸盐沉积作用与七个主要环
境联系起来划分成潮上－潮间坪、泻湖及局限海湾、潮间－ 潮下浅滩区、开阔陆棚及台地（由浅水至深水）、礁及碳酸
盐岩隆、前缘斜坡和盆地7个相带，其中盆地包括其它欠补偿
的远海碳酸盐沉积区和碳酸盐浊积盆地。塔克又将前五种环 境划归碳酸盐台地－陆表海，将后二种划归盆地较深水/斜坡 区。该模式同威尔逊的模式相比较，不同点在于塔克模式中 将盆地与陆棚放在一起，台地边缘生物礁与浅滩合并。在碳 酸盐台地中则将泻湖（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。相对 威尔逊模式，塔克这个模式更切合陆表海碳酸盐沉积作用， 非常适用于我国华北地台及扬子地台的古生代及三叠纪。
A.盆地相区（相当于陆棚沉积区） 1.盆地相 2.开阔陆棚相
波基面以下——X带
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）
四、威尔逊标准相带模式
波基面以上——Y带

B.台地边缘相区（相当于障壁岛、滩沉积区） 4.碳酸盐台地边缘前斜坡相

生物礁、生物碎屑灰岩
鲕粒灰岩、内碎屑灰岩

地质历史中沉积碳酸盐岩的主要浅海是陆表海，现在浅海多是陆缘海
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 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 异，形成了三个明显的沉积相带，即一个高能带、两个低能 带。这一特征首先由肖（Shaw，1964）提出，奠定了碳酸 盐相模式的基础，其后欧文（Irwin，1965）正式命名为X、 Y、Z三个带，之后拉波特（Laport，1967，1969）提出四 个带，一直发展到威尔逊（Wilson，1969，1975）的九个相 带和塔克（Tucker，1981）七个相带，碳酸盐沉积相模式才 逐渐趋于完善和适用。
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。在此模式中， 他将自滨岸到广海方向 划分为三个带，并分别 命Z 、Y、 X带。
三、潮汐相带模式－－拉波特（Laporte,1967) 拉波特对美国纽约州早泥盆世海德堡群进行沉积相分
析时所建立的模式，基本上承袭了肖及欧文的概念，所不同
第十二章
第一节
碳酸盐沉积环境及相模式
海洋碳酸盐沉积环境特点
一.碳酸盐沉积物产生的条件
温暖、清洁的浅海海域。在现代主要分布于南北纬30°之间。 生物骨胳和藻类繁 盛是形成碳酸盐沉积物 的最主要因素。 碳酸盐颗粒（内碎 屑、鲕粒、藻粒、球 粒 、生物颗粒） 碳酸盐骨架（珊瑚、 层孔虫等） 碳酸盐泥（机械的、 化学的、钙藻、钙质超 微生物）
3.萨布哈及其剖面层序
蒸发盐类的沉积。 若受淡水溶解， 则形成塌陷角砾岩。
4.正常潮坪（潮湿型）碳酸盐及其剖面层序
海侵滞留层
二、局限陆棚环境
所谓局限陆棚是指地理上或水动力上受到限制的一种潮 下浅水低能的碳酸盐沉积环境。从地貌角度，它可以包括海 湾、礁后泻湖、台地边缘鲕滩、骨屑滩和障壁岛之后的泻湖， 在台地相沉积模式中，经常被称之为“局限台地”。
Wilson(1975)统计，全新世浅水碳酸盐的沉积速率平均 1.0m/1000a，礁带3m/1000a；
大巴哈马滩和安德罗斯岛潮坪0.7m/1000a；
深水（慢）1cm/1000a甚至无。
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 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； 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； 4、碳酸盐岩沉积主要形成于温暖、清洁、透光的浅 水环境； 5、碳酸盐岩沉积作用迅速，但容易受到控制(抑制)。
一、陆表海和陆缘海的概念（Shaw,1964）
A.陆表海（epeiric sea, epicontinental sea, inland sea, continental sea）

位于大陆内部或陆棚内部，低坡度，范围广阔，很浅的浅海。
B.陆缘海（pericontinetal sea）

位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大、范围较小、较深的浅海。

第二节 海洋碳酸盐岩 沉积相模式
在20世纪50年代以前，人们对碳酸盐岩沉积环境的认 识还是相当肤浅的，几乎全是笼统的“浅海相”化学沉积 概念。从60年代开始，随着对现代碳酸盐沉积作用研究的 深入和对碳酸盐沉积原理的逐渐认识和深化，特别是石油 工业的推动，对古代海相碳酸盐岩沉积环境的解释才取得 突飞猛进发展，并建立了一系列相应的沉积相模式。
低能海岸 高能海岸
2.相模式的变化
（1）一般暖水碳酸盐缓坡向台地转化是沉积演化的总趋势。
台地
趋势
缓坡
较常见 较少见
（2）海平面变化(大于、等于、小于)对碳酸盐相模式的影响 海平面快速上升，缓坡、镶边陆棚和孤立台地等向陆地方向移动。
海平面较快 上升 海平面迅速 上升
第三节 海洋碳酸盐沉积环境及沉积相
现代局限台地潮坪、珊瑚礁（包括岸礁、堡礁、环礁）

粘结格架（Y或X上部）
现代潮间带叠层石
澳大利亚
叠 层 石
四、威尔逊标准相带模式
威尔逊（1969，1975）综合了古代及现代碳酸盐岩的大量沉积模式， 按照沉积环境的潮汐、波浪、氧化界面、盐度、水深及水循环等因素的控 制，建立了综合的碳酸盐沉积模式，划分出九个标准相带：－盆地相； 2－ 广海陆棚相；3－盆地边缘或深陆棚边缘相；4－碳酸盐台地前缘斜坡相；5 －台地边缘生物礁相；6－台地边缘浅滩相；7－开阔台地相；8－局限台地 相；9－台地蒸发相。这个模式是欧文、拉波特等的模式的发展，1、2、3 相带相当于X带，4、5、6相带相当于Y带，7、8、9相带相当于Z带。威尔逊 模式在九个相带中划分了24个微相类型，对模式的使用带来很大方便。
进入80年代后，人们摆脱了60－70年代静态碳酸盐沉积 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， 1985；Tucker，1985；Whitaker，1988；Carozzi，1989）， 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。
四、台缘浅滩及沉积特征
浅滩的类型很多。
台缘浅滩的形成与早期地形、水动力、海平面变化 等有关。 亮晶颗粒灰岩
五、生物礁环境及沉积特征
生物礁具有生物成因抗浪骨架的碳酸盐建隆（油气储量 巨大）。
1.生物礁的分类
（1）岸礁（裙礁），是指直接与海岸相接的礁体； （2）环礁，是礁体中心为泻湖沉积的礁，孤立的碳酸盐建隆，常形成于较 深水盆地或大洋火山上； （3）斑礁，是孤立的小而圆形的礁体，主要形成于广海陆棚； （4）堡礁，由一系列礁体组成的礁带，多平行于海岸线分布，与岸之间隔 有泻湖，在澳大利亚东北岸的大堡礁延长达1200km，属于现代最大的堡礁。 （5）宝塔礁（尖礁），呈锥状的孤立的礁体；
X
Y
Z
1－盆地相；2－广海陆棚相；3－盆地边缘或深陆棚边缘相；4－碳酸盐台地前缘斜坡相；5－台 地边缘生物礁相；6－台地边缘浅滩相；7－开阔台地相；8－局限台地相；9－台地蒸发相。
四、威尔逊标准相带模式

碳酸盐岩标准相带模式（综合模式： 海底地形、潮汐、波浪、氧化 界面、盐度及海水循环）
三大相区九个标准相带
的是他在研究该区沉积环境时指出，由于潮汐面频繁变动，
引起潮上－潮间－潮下环境的复杂变换，因而形成各种相的
交替和穿插。他指出潮汐作用的重要性和潮下存在碳酸盐和 陆源碎屑的沉积分带性，较前人进了一步。
1）潮上及潮间带（Z）：蒸发作用强。 白云岩、云质灰岩、叠层构造、干裂、鸟眼构造等 2）浅的潮下带（Y）：潮汐作用强。 颗粒灰岩、叠层石、泥晶灰岩、冲刷等 3）无陆源碎屑潮下带（X上）：浪底之上，高能。 礁、滩 4）有陆源碎屑潮下带（X下）：浪底之下，低能。泥晶灰岩
9.台地蒸发相
四、关士聪等的模式
关士聪等（1980），按海底地形、海水深度、潮汐作用及海水能量、沉积 特征及生物组合特征等，分为两个相组、六个相区、十五个相带（或相）。
表12－3
槽盆相组
中国古海域沉积环境综合表（据关士聪等，1980）
深海槽区（Ⅰ）
风暴回流和重力流将碳酸盐沉积物搬运到深水环境沉积，基质支撑颗粒 沉积层与细粒悬浮物沉积在一起。
留在浅海陆棚区的碳酸盐沉积物，在高能带形成颗粒滩或生物礁。 4.大部分粗碳酸盐沉积物的搬运距离不远。 5.颗粒间灰泥基质的多少、颗粒的填集特点是判断水体能量的标志。 6.常在大面积上垂向加积，侧向加积少。
三.碳酸盐沉积物的沉积速率
关士聪等建立的综合模式，具有重要的理论和实践意义，值得推广。他 们所划的台棚相组包括了陆表海及边缘海沉积模式。槽盆相组概括了主动及 被动大陆边缘盆地沉积特征。模式考虑了各种构造条件下的沉积盆地类型。 同时，他们也将陆源沉积模式与清水碳酸盐沉积模式统一起来。
五、塔克（Tucker，1981）的模式
塔克认为，完整的碳酸盐相模式应具有：在近岸潮间－潮上区，以碳酸盐 泥坪为主；在浅水到深水陆棚区，为碳酸盐砂及泥沉积；在沟通泻湖与开阔陆 棚的主要潮汐通道口上可以发育碳酸盐潮汐三角洲，也是鲕粒生成场所；沿着 陆棚边缘，礁和其它碳酸盐岩隆经常发育；在很少陆源物注入盆地的时候，则 可有异地搬运的远海碳酸盐沉积作用发生。
二、欧文( Irwin，1965)的陆表海能量带模式 65）
由海向陆分为X、Y、Z三带 X带----深水低能带，波基面以下 灰泥及浮游生物碎屑——有利于生油 Y带----近岸高能带，波浪、潮汐的主要作 用带 礁、滩 ——良好的储集相带 Z带----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