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碳酸盐沉积环境及相模式

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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。

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
1
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。
3
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。
8
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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碳酸盐沉积环境及相模式

碳酸盐沉积环境及相模式

第十二章碳酸盐沉积环境及相模式第一节海洋碳酸盐沉积环境特点一、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物的摄食器官，使这些动物不能繁衍，也妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生，故浑水对碳酸盐的生成起着抵制作用。

海水太深，阳光不足，氧气不够，对藻类和底栖无脊椎动物生长不利；位于CCD面之下的深海水域，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不仅不会有大量原地碳酸盐沉积物的直接产生，而且对已堆积的碳酸盐沉积物有强烈溶解作用，部分深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层具几丁质表面保护层的浮游生物（如颗石藻、抱球有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区以浊流方式搬运来的灰泥或粉屑供给。

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

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

第八章碳酸盐岩储层沉积学特征

第八章碳酸盐岩储层沉积学特征

三、台地边缘浅滩相碳酸盐沉积特征
浅水、高能、无障壁（即礁不明显，呈现水下滩、坝带）。 台地边缘砂滩碳酸盐环境是台地边缘相区的一种高能环境，处于开阔浅海，
没有障壁和广阔藻席，碳酸盐沉积作用直接受海洋波浪和潮汐控制。一般水深 5—10m。海水循环良好，盐度正常，氧气充分。由于底质处于移动状态，因此 不适于生物繁殖。
生物。
四、生物礁沉积特征
1．生物礁的含义 礁的最初含义是指海底突起岩块，
能使船触礁失事。 现代生物礁主要是珊瑚礁。 生物礁的概念： 由造礁生物原地生长建立起来的水
下隆起，沉积时的地貌比礁周围突起， 礁核具有完整的生物骨架，形成深度从 海水表面到水深200米，有的可达500 米。
．2、礁灰岩的组成
粘结岩：由板状-片状生物（层孔虫、藻类等）粘结和包裹灰泥质形成。 生物分泌有机质时，通过生物化学作用使海水中的碳酸钙沉淀在生物体中。 如藻叠层石(无硬体)。粘结岩主要产于骨架岩和障积岩之间。
3．生物礁的相带划分和各相带特征
生物礁的沉积相一般可划分为三个相பைடு நூலகம்：
礁核相、礁前相、礁后相
A． 礁核相：
陆源碎屑萨布哈和碳酸盐萨布哈常同时出现。萨布哈型碳酸盐潮坪是干 旱气候条件下形成的，其沉积作用具如下特殊标志:
A: 高速蒸发和高度超咸形成蒸发矿物（石盐、石膏、硬石膏、白云石、天 青石、菱铁矿）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。
4．生物礁相带发育的背景条件
主要取决于碳酸盐陆棚边缘带的坡度。依据地形坡度及与其相应的水动力条件和 礁相组成特点，可以划分三个基本类型（I、II、III）。
类型 I：斜坡灰泥丘，位于陆棚台地边缘前斜坡，由生物碎屑灰泥组成。坡度较缓 2—25度，水能量较弱。

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。

碳酸盐沉积环境及相模式 2

碳酸盐沉积环境及相模式 2
广西桥头村、马滩合山组潮坪垂直序列
邵阳西寨口D3x积云状叠层石(潮间带)
隆回滩头C1d3中厚层灰质白云岩(潮上带)
薄层灰岩与页岩互层（邵东段）
冷水江锡矿山石炭系剖面：岩关组 邵东段具有碳酸盐岩和碎屑岩混积沉积的特点，反映了混积潮坪相环境
2、局限台地相
太原西山本溪组半沟段
隆回滩头石炭系岩关组为生屑灰岩及泥质灰岩，局限台地沉积
隆林德峨黄龙组主要岩性以 大套灰色－浅灰色中厚层状 泥晶灰岩，其中含有大量的 深灰色中厚层生屑灰岩，表 现为多次生物碎屑粒序旋回 堆积，代表了本区多次的异 地生屑颗粒形成的浅滩环境。
广西上林塘红二叠系剖面：下二叠统则主要为清水碳酸盐岩沉积建造，代表 了较为稳定的开阔台地沉积，局部的重力流沉积反映了短暂的台缘斜坡环境；
三、碳酸盐岩沉积环境
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）
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)。
2020/9/29
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7、盆地边缘或深陆棚边缘相
斜坡脚一般位于浪底以下，岩石主要为薄层的细粒石灰 岩，有的地方夹有燧石及粘土层，有滑塌现象，陆源碎屑少 见，多呈页岩夹层出现。
薄层泥岩夹硅质岩

石油地质第二十四章 碳酸盐岩沉积

石油地质第二十四章 碳酸盐岩沉积

19
❖ 二、混积型沉积相模式
❖ 阿姆斯特朗（Armstrong，1974）据北美阿 拉斯加北极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—碳酸盐岩沉积模式 ❖ 碳酸盐岩沉积模式
2021/6/17
20
2021/6/17
21
❖ 1、陆相——主要为滨海的咸水至淡水沼泽沉 积。
❖ 黑色碳质页岩、粉砂岩及砂岩，夹薄煤 层，含大量植物化石，具冲刷－充填构造。
2021/6/17
6
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。
2021/6/17
7
❖ 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。
❖
└→包括大陆坡、陆隆、海沟、海底狭谷、
海岭、洋中脊和深海平原等
❖ 水深大于1500m或2000m的静态下深水碳酸盐沉积 起决定性控制因素的主要是水体深度。海洋水层深 度分层（带）、海水柱的密度分层、滞水无氧深度、 碳酸钙沉积补偿深度（CCD）以及硅质沉积物补偿 深度（QCD），都是具有广泛而又有普遍控制意义 的深水碳酸盐沉积作用的平衡面。
❖ 5、台地边缘的生物礁相
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。
2021/6/17
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威尔逊沉积相模式

威尔逊沉积相模式

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。

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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、
干裂等。 （3）无陆源碎屑潮下带（X上）：浪底之下，低能，发育礁，泥晶灰岩。 （4）有陆源碎屑潮下带（X下）：浪底之下，低能,粘土沉积。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 三.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
碳酸盐沉积环境及相模式
第一节 海洋碳酸盐沉积环境特点
一、碳酸盐沉积的海洋环境 1）浅：海水太深，阳光不足，氧气不够，对藻类和底
栖无脊椎动物生长不利；位于CCD面之下的深海水域， 水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和
2）清：碎屑沉积物供给不充足
3）暖：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
层序的底部单元通常是由粗粒碎屑构成，记录着海水向 陆地方向上的起始入侵位置。潮下单元（B层）是典型的 生物扰动的粒泥灰岩到泥粒灰岩。
受限制、受气候影响比较大，所以可产生许多暴露标志、 碱化标志或淡化标志。
1）由暗色富藻层与浅色富屑层交互组成的不规则到 平整的亚毫米级纹层
2）此带往往发育一些特有的沉积构造。
膏溶角砾岩,肠状构造,鸟眼构造、窗格构造、根模、 土壤层和受淡水作用形成的钙结层
2、潮间带
1）主要沉积的岩石为球粒泥晶灰岩，或生物屑泥晶 灰岩和细砂屑灰岩。其它还可见到在准同生阶段形 成的微晶白云岩，甚至还有细晶白云岩，偶见褐煤 及磷酸盐。
X
பைடு நூலகம்
Y
Z
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 四.塔克模式
塔克（M. E. Tucker,1981）将海洋碳酸盐岩沉积划分为7个主要环 境：
1.潮坪 2.滩后泻湖 3.地台浅滩 4.开阔潮下（泻湖）—正常浪底以下 5.台缘礁或台缘浅滩——正常浪底以上 6.台前斜坡 大陆斜坡 7.碳酸盐浊积盆地——浪底以下 我国古代碳酸盐的沉积相特征与塔克的模式极为吻合。
二、浅海的类型 陆表海和陆缘海的概念（Shaw,1964） 1.陆表海（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。
2.陆缘海（pericontinetal sea）
远端变陡缓坡的沉积相划分与等斜缓坡类似，一般也分为 四个相带，前三个相带沉积特征与等斜缓坡一致，在斜坡 和盆地边缘相带的沉积物类型则不同于等斜缓坡，岩层内 夹有斜坡相碎屑的角砾状灰岩，浅水相的碎屑罕见。
2\碳酸盐台地相模式
这里所指的碳酸盐台地 引用的是Read（1989） 的概念，主要指具有水 平的顶和陡峻的陆棚边 缘的碳酸盐沉积海域， 在这个边缘上具有“高 能量”沉积物，而不管 该海域是否与陆地毗连 和其延伸范围。
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境
在综合考虑诸因素之后，大致可归纳为八种碳酸盐沉积环境： 1. 潮坪 2. 局限陆棚（泻湖或海湾） 3. 台缘浅滩 4. 陆棚 5. 生物礁 6. 礁前斜坡 7. 盆地边缘 8. 远洋碳酸盐沉积(远洋碳酸盐沉积不属于环境分类体 系. )
第三节 海洋碳酸盐岩沉积环境
一、潮坪环境 1．潮上带 由于长期出露水面、海水蒸发量大、盐度高，水流循环
位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大、范围较小、较深的浅海。
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。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
一.欧文（Irwin，1965）模式
陆表海清水模式和能量相带的理想序列，由海向陆，分X、Y、Z三个带
X带：深水低能带，波基面以下，沉积缘于Y带灰泥及浮游生物碎屑。—— 有利于生油
①潮坪和泻湖相；
②浅滩或鲕粒（团粒）砂滩的浅 水组合；
③较深水缓坡泥质粒泥灰岩或灰 泥灰岩；
④斜坡和盆地的灰泥灰岩和具页 岩夹层的灰泥灰岩，重力流成因 的角砾岩和浊积岩十分少见。
远端变陡的缓坡在近岸处类似等斜缓坡的特征，而在远岸 较深水处由加积和滑塌作用可形成较明显的坡折，并以具 有某些台地的性质为显著特征。
2）常见不规则的毫米级至厘米级的纹层，以及透镜 状、波状和脉状组成的潮汐层理。由于潮间带上部 经常出露水面，其沉积物中也可出现一些暴露成因 的构造，如干裂、极浅水波痕和扁平状砾屑等。
3．萨布哈及其剖面层序 萨布哈—干旱气候条件下潮坪沉积 萨布哈环境具有以下突出特点： （1）气候炎热干旱 （2）海岸地势平坦 （3）地下水面很浅，一般仅位于地下1－
2m处，这将会发生强烈的毛细管蒸发作用。
剖面特征： ①大量自生蒸发盐的形成，如石盐、石膏、
硬石膏、天青石等； ②广泛白云石化； ③可形成硬石膏结核层，并可见特殊网状
结构的复杂块体或扭曲的盘肠状构造； ④塌陷角砾岩层，－被淡水淋滤过的萨布
哈层序。
4．正常（潮湿型）潮坪碳酸盐及其剖面层序
此类沉积地区的气候潮湿，或者地下水位太低，因而无 蒸发盐沉淀。
Y带：近岸高能带，从波基面起，向海岸延伸至波浪及潮汐能量大部被消耗， 波浪、潮汐的主要作用带，阳光、氧气充分，沉积物为礁、滩。——良 好的储集相带
Z带：滨岸低能带，水浅，波浪能量已消耗。由于蒸发盐度大，沉积泥晶灰 岩（白云岩）、蒸发岩、藻叠层。
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式
二.拉波特潮汐相带模式 （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
第二节 海洋碳酸盐岩沉积模式 五.Read模式
Read（1989）提出的模式有碳酸盐缓坡、碳酸盐台地二种模式 . 1\缓坡模式 在Read的模式中，缓坡又被进一步分成两种类型，等斜和远端变陡的两种 缓坡类型:
等斜缓坡系指具有比较均一和平 缓的、从岸线逐渐进入盆地的缓 慢倾斜的斜坡（1－数m/km）， 与较深水的低能环境之间无明显 的坡折，波浪搅动带位于近岸处。 由岸向海划分为四个相带：