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碳酸盐岩沉积作用及沉积环境 PPT

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碳酸盐岩的成岩作用课件

碳酸盐岩的成岩作用课件
碳酸盐岩成岩作用数值模拟的应用前景
探讨数值模拟在碳酸盐岩成岩作用研究中的重要性和应用前景，为未 来的研究提供指导和借鉴。
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感谢各位观看
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碳酸盐岩的形成通常与生物活动 、化学沉淀和机械沉积等过程有 关。
碳酸盐岩的分布
碳酸盐岩广泛分布于世界各地的海洋 和湖泊环境中。
在一些地区，如北美的大陆架和欧洲 的石灰岩地区，碳酸盐岩的分布尤为 集中。
碳酸盐岩的组成
碳酸盐岩主要由方解石、白云石、泥灰石等碳酸盐矿物组成 。
此外，还可能含有少量的硅酸盐、硫酸盐和氯化物等矿物。
碳酸盐岩成岩作用过程中形成的次生 溶蚀孔隙和裂缝为石油和天然气提供 了储存空间。
烃源岩成熟
圈闭形成
成岩作用造成的地层抬升、剥蚀等可 以形成地形圈闭，有利于油气的聚集 。
成岩作用过程中，有机质成熟转化为 烃类，成为石油和天然气的来源。
对地下水的影响
地下水储层
碳酸盐岩的成岩作用可以形成良好的地下水储层 ，提供人类和动植物的用水需求。
沉积构造特征是碳酸盐岩的重要 特征之一。常见的沉积构造包括
叠层石、鲕粒、生物扰动等。
压实作用
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压实机制
压实作用是通过上覆沉积 物的重力作用，使下伏沉 积物中的水分排出，使其 致密化。
压实效果
压实作用可以显著降低孔 隙度和渗透率，从而提高 碳酸盐岩的储油和储气能 力。
影响因素
压实作用受沉积物粒度、 沉积水深、埋藏深度和温 度等多种因素的影响。
通过控制不同的温度、压力、pH值、离子浓度等参数，研究多因素 耦合对碳酸盐岩成岩作用的影响。
探究碳酸盐岩成岩作用的动力学过程
通过实验手段，研究碳酸盐岩成岩作用过程中各种矿物和有机质的形 成与演化机制，揭示其动力学过程。

碳酸盐岩沉积相PPT课件

碳酸盐岩沉积相PPT课件
ppt课件34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开阔台地局限台地潮间潮上带irwin的y带irwin的z带ppt课件352威尔逊wilson1975的模式wilson的模式与armstrong十分相似也划分为ppt课件36盆地深水盆地开阔陆棚碳酸盐斜坡脚较深水的碳酸盐陆棚远海低能带irwin暗色泥晶灰岩和页岩为主前斜坡生物生态礁台地边缘砂高能环境irwin开阔台地局限台地台地蒸发岩近岸低能带或潮坪地带irwin泥晶石灰岩白云质灰岩白云岩蒸发岩等ppt课件37wilson的中还提出了24个微相从而使应用这一模式提供了方便
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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。
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，也划分出三个能量带。
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 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。比较切合陆表海碳盐的沉积模式。
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六、深水碳酸盐沉积相模式
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)。
随着深水碳酸盐岩研究不断深入，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、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。

成岩作用PPT课件

成岩作用PPT课件

同时，表生阶段也有深部地下水的交代作用及后生
矿物的生成，也可能被地下咸水沉淀的矿物充填（如白云 石、天青石、萤石等）。岩石进一步重结晶形成较粗大的
晶粒结构，可使原始沉积结构和构造遭到进一步的破坏。
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6．构造阶段
构造应力最重要
形成具有一定方向和组系的裂隙，充填次生矿物，或
沿裂隙发生的溶蚀充填作用以及交代作用等。
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碳酸盐的成岩作用远比其沉积过程复杂 碳酸盐沉积物在一定环境中形成以后，即进入成岩阶 段。沉积物开始尽量适应新的各种物理、化学条件， 并与周围环境达到相对的平衡状态。但是沉积物中的 微观和宏观条件都在不断地、迅速地发生变化。在成 岩早期阶段，沉积物孔隙度很高，孔隙水运动很强， 生物作用较活跃，昼夜温差也大。所以相对平衡是短 暂的，错综复杂的成岩变化则在广泛地不断地进行着。 Larsen等（1979）总结出影响碳酸盐沉积物成岩变化 的有一系列因素，包括：地理，大地构造、地貌、区 域地球化学、沉积物聚集速率、沉积物初始组分、粒 度、沉积物纯度、灰岩与地表的联系程度、孔隙水和 气体、物理化学条件、前期成岩历史（如原先排出的 微量元素将决定以后的成岩作用）等。
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5．表生阶段
淡水的古喀斯特作用 最重要
地下深埋的岩石经过地壳构造运动被抬升到地表附近
的淡水淋滤带，可在古侵蚀面之下数十米内发生大规模的 岩溶现象。如遇到夹有膏盐层的岩层或含膏盐层的岩层， 由于淡水淋滤溶解膏盐发生去膏盐化作用，产生次生溶蚀 孔洞及膏溶垮塌角砾岩层，与膏盐伴生的白云岩常发生去 白云石化。碳酸盐岩层处在古侵蚀面的构造裂缝发育带及 地下水泄水区，淡水循环良好，岩溶作用发育，可以形成 大量溶洞、溶缝及岩溶角砾岩等。表生阶段的古淋滤溶蚀 孔洞缝，是油气储集及固体矿产聚集的有利场所，我国已 有大量的实例。

第六讲 碳酸盐沉积物的沉积后作用(1)

第六讲 碳酸盐沉积物的沉积后作用(1)
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二、胶结作用
胶结作用在碳酸盐岩成岩过程中起着主导作用。组 成碳酸盐岩胶结物的矿物成分很多，但最主要的是碳酸 盐类矿物，即（低镁）方解石、文石、高镁方解石和白 云石。
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碳酸盐胶结物的结晶形态主要有泥晶、纤维晶、片 状晶和粒晶。任何一种碳酸盐矿物都可以构成泥晶胶结 物；纤维状及针状是文石特有的形态；高镁方解石有时 也呈纤维状；粒状是白云石和方解石胶结物的特征形 态，可呈自形与半自形菱面体、叶片状或他形等。对于 高镁方解石的纤维状习性，福克的假说认为是“镁离子 侧向毒害效应”的结果。
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13年9月3日日星期二二源自513年9月3日日星期二二
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三、交代作用
碳酸盐岩中常见的交代作用有白云化、去白云化、硅 化、石膏化和硬石膏化、去石膏化、菱铁矿化和黄铁矿化 等。 去白云化作用是指方解石等矿物交代白云石的作用。 石膏和硬石膏交代碳酸盐矿物或组分的现象称石膏化和 硬石膏化 石膏或硬石膏被碳酸盐矿物交代的作用称为去膏化作 用。
第三节 碳酸盐沉积物的沉积后作用
沉积后作用包括：溶解作用、胶结作用、交代作用、重 结晶作用、压实及压溶作用等，但在有些作用的主次上和特点 上与碎屑岩却有所不同。
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一、溶解作用
碳酸盐沉积物或碳酸盐岩的溶解作用是由于其中孔隙水 的性质发生变化而引起碳酸盐矿物或其它成分发生溶解。如 果孔除水能长期处于不饱和又有流动性，这样碳酸盐矿物就 会不断地被溶解和带出，从而形成大量的溶蚀孔隙。

《沉积岩石学》课件

《沉积岩石学》课件
《沉积岩石学》PPT课件
本课程将为您详细介绍沉积岩石学的基本概念，包括其分类、组成特征、形 成过程及其在地质学、环境学等领域的应用。
沉积岩分类
碎屑岩
由机械作用在原地或通过水、风等运移后形成。
化学沉积岩
由化学反应或生物过程形成，在浅海或盐湖等场所集中分布。
有机碳酸盐岩
由生物作用和沉积作用形成，以氧化碳为主要成分。
环境地质工程应用
山区公路
沉积岩的联系作用，重要地形制约功能，其稳定性 对经济建设至关重要。
土地污染治理
沉积岩中储存了全球大部分含水层的淀积物，统计 分析含水层储量分布及渗透性。
结论及参考文献
总结
沉积岩的应用涉及能源、环境、水利、土地利用 等领域，具有广泛的研究价值和应用前景。
参考文献
萨姆·鲁伯特（Samuel Rubert ），2019年：《沉 积岩与地球历史演变》
沉积作用
水力作用
如河流、湖泊等水体沉积物的形成过程。
风力作用
如沙漠中的沉积过程，常见的是风成岩和风积岩。
生物作用
生物形成的化学沉积物，如海洋生物活动形成珊瑚 礁、贝壳等沉积物。
古环境解译
1 岩心分析
通过岩芯的颜色、组成、 结构等特征，还原古代环 境变化的过程。
2 沉积面分析
通过不同的沉积作用类型 及他们之间的层序关系， 分析不同沉积环境形成过 程。
3 古生态学研究
通过古生物群落的组成特 征、种类分布等揭示古代 生态系统的演化过程。
石油资源勘探
地质条件
盆地、断陷、海岸线等得益Байду номын сангаас 沉积岩形成环境的变迁，形成 石油的主要地质条件。
勘探技术
包括物探技术、测井技术、地 震排采及勘探技术等一系列先 进技术。

碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征详解

碳酸盐岩成岩环境划分及成岩作用特征详解
• 淡水渗流亚环境位于潜水面以上，根据孔隙水中
的CaCO3饱和情况，分为溶解与沉淀两个带。
• (1) 溶解带:在潮湿气候区，溶有CO2的雨水下渗
可使孔。该带深度一般较浅，但有时也可以延伸到潜 水面。
(2) 沉淀带:出现在渗流带中孔隙水处于饱和状态的
任何地方，因孔隙水的蒸发或CO2脱气而产生沉淀。
主要成岩作用：胶结作用（海滩岩、碳酸盐结壳的形成）、藻钻孔和泥晶化作用、交 代作用等作用。
(1) 胶结作用:主要有碳酸盐滩的胶结作用(海滩岩 的形成)和碳酸盐泥坪的胶结
• 作用(碳酸盐结壳的形成)。
• 现代海滩岩大多分布于南北纬35°之间的地带，
低潮时，海滩出露在大气中，热带和亚热带的蒸
发作用使水中CO2迅速逸散，CaCO3过饱和而沉 淀。 • 碳酸盐泥坪的胶结作用可形成碳酸盐胶结物结 壳。在干旱气候地区，这种碳酸盐潮坪结壳十分 发育，可遍布整个潮坪。现代波斯湾南岸广泛发 育此类碳酸盐坪的结壳。
以及文石溶解与局部新生变形。
②积极溶解作用带:方解石溶跃面及其补偿深度间的深海
区，极地为浅水区。全部为生物成因的方解石堆积，
显示有大量侵蚀的证据。


(2)胶结作用:温暖的浅海海底胶结物的成分为文石和
镁方解石，深水中还有方解石胶结物生成。 (3)生物成岩作用—藻钻孔和泥晶化:生物成岩作用主 要包括藻类、真菌和钻孔生物的钻孔与侵蚀以及钻孔生物 死后的孔洞被细粒碳酸盐沉积物充填或胶结物沉淀，最终 将颗粒或岩石的泥晶化。
• 2) 淡水潜流亚环境及其成岩作用
•
淡水潜流亚环境位于潜水面之下，自上而下可
分为3个带：未饱和带、活动饱和带、停滞饱和带。
•
(1)未饱和带:位于潜流带最上部，来自渗流带的

沉积环境分析方法概述ppt课件

沉积环境分析方法概述ppt课件
物理学的：风、波浪和流水的速度、方 向和变化，气候和风化作用，温度的变化， 降雨量、降雪量。
化学的：覆盖着沉积环境的水的成分， 汇集区的岩石的地球化学性质。
生物的：包括动物和植物两类生物的作 用。
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二、沉积相的概念
沉积学者所面临的是沉积岩（物）， 它是古代沉积环境的遗迹。
古代沉积环境已不能直接观察到，因 此，就引入了“相”和“岩相”的概念。
•另一方面常见于其它相中的化石属和种在这 个生物群中是没有的。
莫西索维克斯（Mojsisovics）早在1879年就 写到：“在格列斯利与奥佩尔（Oppel）之后， 人们现在习惯上用相这个术语表示在不同环境15
相的概念： 塞利（1970）提出从五方面来
限定“相”：沉积岩体的几何形态、 岩石学特点、古生物特点、沉积构 造特点和古流向特点。
“沉积模式实质上是描述了再现 的沉积作用的面貌”,
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沃克（R.Walker，1978）认为： 沉积模式乃是对沉积特征的一种
全面的概括。
这种概括应包括两方面，一是其 特征的概括，二是对其形成机理的 概括，因之，模式是具有解释性的。 由此，模式可以用文字、公式，或 用各种图件表示。
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相模式本身除了一个环境的概括外， 还必须起到下列四个方面的重要作用：
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第一节 环境、相、模式的概念
一、沉积环境 1、自然地理环境
环境是从地理学中引进来的概念， 地理学家把地球表面划分为若干不同 的地理景观单位，包山脉、河流、湖 泊、沙漠、海洋等。这就是所谓的自 然地理环境。
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2、沉积环境 沉积学者所研究的是物质沉积时的
自然地理环境，称之为沉积环境。
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3、沉积环境的概念
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五个研究领域：

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。

碳酸盐岩沉积相PPT培训课件

碳酸盐岩沉积相PPT培训课件
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。
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—6种
● 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：
好的指相性。 在风暴流控制的浅海碳酸盐台地，分为正常天气和风暴天气，从而
双向或出现由于风暴波能的巨大的风暴潮，一般风暴潮差≥6m。 风暴潮冲刷岸滩或浅滩产生潮水回流，变化于正常浪底之下，形成
风暴沉积物。风暴岩具有类似鲍玛层序的相层序，但底模（钵模）构造、 丘状交错层理和生物逃逸是鉴别风暴沉积物（岩）的重要相标志。
§8-2 碳酸盐岩沉积相模式
● 三种国外常用的浅水碳酸盐岩沉积相模式划分方案。三为重点
一、陆表海沉积相模式
肖（Shaw，1964）首先把碳酸盐的主要沉积场所——
浅海——划为陆表海和陆缘海两个类型 。
● 陆表海(epeiric sea，或内陆海、陆内海、大陆海): 是位于大陆内部或陆棚内部的、低海底坡度(＜1ft／mile，

《碳酸盐岩》PPT课件

《碳酸盐岩》PPT课件

颗粒灰岩
颗粒＞50%，称为颗粒灰岩，如鲕粒灰岩、砂屑灰岩。
亮晶＞微晶时，称为亮晶鲕粒灰岩颗、粒泥晶灰岩
亮晶砂屑灰岩。
微晶＞亮晶时，称为微晶鲕粒灰岩、 微晶砂屑灰岩含。颗粒泥晶灰岩
颗粒50～25 %，称为颗粒微晶灰岩，如鲕粒微晶灰岩。
颗粒25～10 %，称为含颗粒微晶灰岩，如含鲕粒微泥晶晶灰灰岩岩。 颗粒＜10%，称为微晶灰岩、泥晶灰岩（包括化学成因）。
第二十一章 碳酸盐岩类
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二、分类
1.据混入物的成分和含量分类法 1）方解石、白云石两种组分组成的岩石： （1）含量>50%的成分，确定岩石基本名称。 （2）混入物含量<5%的成分，不参加命名。 混入物含量5～25%的成分，称为“含×”。 混入物含量25～50%的成分，称为“×质”。
岩类 石灰岩类
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3.深埋白云岩化（晚期白云岩化、后生白云岩化） Blatt and Tracy （1995）研究提出。 认为石灰岩固结成岩后，深部地下水、变质水等水体
沿石灰岩层的断层、节理裂隙、缝合线部位活动，在较高 温压环境里，交代石灰岩层，发生重结晶，粒度粗大，铁 白云石独自或与白云石构成环带构造。
交代。
潮间带
潮坪
特征：浅红、浅黄色，泥晶或极细晶，萨陆 布地干哈 （ 裂潮 上 盐，坪 ）坑薄号 层① 费，哈 萨 常布 哈
⑥
含石膏结核、膏盐层，无化石。
⒀
N 费哈泻湖
喉赛因角
1 m ile
精选ppt
图 14-4 波 斯 湾 南 岸 卡 塔 尔 西 部 费 哈
泻湖附近的萨布哈及其他沉积环境分布图 （ 据 伊 林 等 ， 1 9 6 5）
精选ppt

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

第9章 碳酸盐沉积环境

第9章 碳酸盐沉积环境

• 4、碳酸盐沉积主要受水文控制； 、碳酸盐沉积主要受水文控制； • 5、由于大多数碳酸盐沉积物是由生物产生的，基 、由于大多数碳酸盐沉积物是由生物产生的， 本上属于就地生成， 本上属于就地生成，因此生物颗粒大都反映了其生 活环境（盐度、水循环、温度、深度、底质等）； 活环境（盐度、水循环、温度、深度、底质等）； • 6、深海是指水深大于2000米的区域，现代深海海 、深海是指水深大于 米的区域， 米的区域 以上地区覆盖着30％以上的碳酸盐软泥， 底1／3以上地区覆盖着 ％以上的碳酸盐软泥，由 ／ 以上地区覆盖着 浮游有孔虫（抱球虫）的遗体和钙质超微化石组成。 浮游有孔虫（抱球虫）的遗体和钙质超微化石组成。 但是在超过CCD以下 以下400米深的水域已不存在碳酸 但是在超过 以下 米深的水域已不存在碳酸 盐软泥。 盐软泥。
沉积岩石学 Sedimentary Petrology 第9 章 碳酸盐岩沉积环境和相
CONTENTS
• • • • • • • • 9.1 碳酸盐沉积一般特征； 9.2非海相碳酸盐沉积物； 9.3 浅海碳酸盐和碳酸盐台地； 9.4 潮间－潮上带碳酸盐； 9.5 泻湖碳酸盐； 9.6 礁和碳酸盐建隆； 9.7 远洋灰岩； 9.8 再沉积深水灰岩。
பைடு நூலகம்
石灰岩洞穴沉积物
• 饱和碳酸钙的地下水在与大气接触时，逸 饱和碳酸钙的地下水在与大气接触时， 出CO2，沉淀碳酸钙，形成石钟乳和石笋 ，沉淀碳酸钙， 以及葡萄石等。 以及葡萄石等。
9.3 浅海碳酸盐和碳酸盐台地 （Marine carbonates and carbonate platforms）
9.2 非海相碳酸盐沉积物
• 1、湖泊碳酸盐沉积； 、湖泊碳酸盐沉积； • 2、钙质层和钙结岩层； 、钙质层和钙结岩层； • 3、石灰岩洞穴沉积物。 、石灰岩洞穴沉积物。

碳酸盐岩地层的沉积与演化过程

碳酸盐岩地层的沉积与演化过程

碳酸盐岩地层的沉积与演化过程碳酸盐岩是一种由碳酸钙或镁的化学沉淀形成的岩石。

它常见于海洋环境，特别是热带海洋，因为热带地区的海水富含钙离子，并且具有适宜的温度和pH值来促使沉淀的形成。

碳酸盐岩地层的沉积与演化是一个复杂的过程，涉及多个因素的相互作用。

1. 沉积环境碳酸盐岩的沉积环境通常是浅海或较浅的湖泊盆地。

在这些环境中，适宜的温度和盐度使得海洋生物能够活跃地进行生活和繁殖。

这些生物包括珊瑚、藻类、贝类和螺旋类动物。

它们通过吸收海水中的溶解性钙离子，利用其身体外壳或骨骼来沉淀碳酸钙，逐渐形成岩石堆积。

2. 沉积过程碳酸盐岩的沉积过程主要涉及两个方面：生物沉积和化学沉积。

生物沉积是指生物对钙离子进行吸收和利用，通过生物体表面或内部骨骼所沉淀的碳酸钙。

化学沉积是指无生物作用的碳酸盐沉淀，主要依靠溶液饱和度的改变来促使碳酸钙沉淀，如海水浓缩、水体蒸发等。

3. 沉积特征碳酸盐岩地层具有明显的特征，例如粒度细腻、颗粒均匀、质地坚硬等。

这是因为碳酸盐岩的沉积物是由细小的碳酸钙晶体组成的，这些晶体通过水流或风暴的作用聚集在一起，形成坚固的结构。

此外，由于碳酸盐岩主要形成于浅海或湖泊环境，其地层往往呈层状或似石灰岩的结构。

4. 演化过程碳酸盐岩地层的演化是一个长期的过程。

随着时间的推移，地壳的运动和地质力学作用会使得碳酸盐岩地层发生变形和破裂。

此外，碳酸盐岩还容易被化学作用侵蚀，例如酸性降水和地下水的侵蚀。

这些作用会导致碳酸盐岩地层的溶解和溶蚀，形成洞穴和地下河道等地貌特征。

总结起来，碳酸盐岩地层的沉积与演化是一个复杂的过程，包括生物沉积、化学沉积以及地质力学和化学作用等多个因素的相互作用。

通过了解碳酸盐岩的形成和演化过程，可以更好地理解地球历史上的地质变迁，并对地质资源勘探和环境保护提供重要参考。

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第三节 碳酸盐主要沉积环境
碳酸盐岩是典型的内源沉积岩； 碳酸盐沉积物的沉积速率较快，常大于地壳沉降 速率，其自身沉积作用也常改变环境条件； 因此，环境碳酸盐岩沉积环境的分布组合相当复 杂多样； 在清水前提下，水深、水动力条件、盐度及循环 条件是控制碳酸盐岩沉积的主要因素，也是划分环境的 主要依据。 水深的量度标尺：平均高潮线、平均低潮线、(平 均)晴天浪基面、透光带(深度)、(平均)风暴浪基面、 氧化界面、CCD界面。
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一、碳酸盐潮坪——广泛分布的碳酸盐环境
以潮汐起主导作用的陆源物贫泛的浅水海岸区域 称为潮坪环境。
以碳酸盐沉积物为主。碳酸盐岩潮坪相既可沿碳 酸盐台地的滨岸发育，也可环绕着由暴露的滩、丘和礁 形成的岛屿发育。
根据湿度与盐度，碳酸盐潮坪又分为超咸(干旱)潮 坪与正常(潮湿)潮坪两类。以前者常见。
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第二节 碳酸盐沉积物的形成及控制因素
一、碳酸盐沉积物的形成 (一)初始碳酸盐沉积物均是化学(生物化学)成因的 当海水对CaCO3饱和及过饱和时则有CaCO3沉淀， 即：
Ca2+ + 2HCO-3 = CaCO3 ↓+ H2O + CO2↑ 现已证明，促使上述反应向右进行的因素有： 1、藻类光合作用吸收CO2，引起碳酸钙沉淀：
碳酸盐灰泥及粉屑一般堆积在低能带，即：陆棚 边缘或障壁砂坝前缘的较深水盆地、泻湖及潮坪区。深 水盆地中也有少量硅质和粘土沉积。泻湖及潮坪区，水 循环受到限制，如果天气炎热干燥，则可以出现絮凝球 粒灰泥、白云岩、甚至出现膏盐沉积。
礁灰岩因造礁生物具有搞浪性且为获取更多更好 的食物，常形成在迎风浪的高水能环境，并常 聚集成 为礁体，厚度大于同期沉积物。
第二十四及二十五章
碳酸盐岩沉积作用及沉积环境 第一节 现代碳酸盐的分布与沉积环境
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一、大西 洋巴哈马台 地的碳酸盐 岩沉积
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二、波 斯湾南岸 现代碳酸 盐沉积
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三、海南岛崖县鹿回头小东海礁沉积
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我国南海的珊 瑚礁岛
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四、现代广海碳酸盐沉积
洋碳酸盐岩的分布
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(二)、生物在碳酸盐沉积过程中有极重要作用 1、绝大部分的灰泥是有机来源的 1）底栖生物的死亡和破碎 2）较大碳酸盐颗粒的磨蚀形成 3）浮游生物群(动物及植物)的堆积 4）海水的直接沉淀作用
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2、生物形成大量多 种碳酸盐颗粒(生物颗粒)
如腹足类、绿藻、 珊瑚以及多数有孔虫提供
文石质点；
部分有孔虫、红藻以
及棘皮动物，则提供高镁
方解石。
少量低镁方解石来自
腕足类、苔藓虫、介形虫、 有孔虫、三叶虫、珊瑚
等。
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3、造礁生物直接形成礁灰岩
如珊瑚、海绵动物、古杯动物、层孔虫、苔藓虫、
厚壳蛤和水螅等。
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4、生物的活动消耗CO2。加快碳酸盐沉积
藻类光合作用吸收CO2，引起碳酸钙沉淀： 6 CO2 + 6 H2O 光合作用 C6H12O6 + 6 O2
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3、温暖浅海最有利于多种碳酸盐的沉积。
现代海洋碳酸盐沉积主要分布区，主要集中分布
在南北纬30°之间的。两极地区也可有沉积。有冷 水和暖水之分(P376表22-1)
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4、透光带及含氧带以下、CCD(碳酸盐补偿)界面 以上也可有碳本盐岩沉积(即界面以下无碳酸盐沉积物 分布)。
深水区温度较低而压力大，CaCO3不饱和；深水 区生物难以生存繁殖；不利于碳酸盐质点的形成。但海 水表层的浮游生物和浅水碳酸盐沉积区崩落或由重力流 搬运来的异地碳酸盐碎屑，当未被全部溶解时也可形成 碳酸盐岩的沉积，但类型少数量亦少。
细菌破坏作用产生氨，增加 了水体的PH值，对 CaCO3沉淀起促进作用。
5、生物的粘结作用和障积作用有利碳酸盐沉 积
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综上述：保障碳酸盐饱和及过饱和、保障生物生存 及大量繁殖是形成碳酸盐沉积物必须的环境条件。 凡具备这样的条件即有碳酸盐沉积物的形成，也有 碳酸盐岩的沉积与堆积，否则无或少碳酸盐沉积。
CCD界面的深度受二种因素的控制，一是浅水区 碳酸盐质点的产能(量)；二是深水区对碳酸盐质点的溶 解能力。致使世界各海区CCD的深度各不相同。一般 热带深(达4~5Km)，寒带浅(<1Km);远洋较深而近 陆较浅。
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三、各类碳酸盐沉积物的分布受水动力条件控制
在波浪、潮汐作用的滨岸高能带和滨外高能带， 形成粗颗粒的各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝、砂嘴、 潮汐三角洲和潮汐砂坝等。由于水动力条件强，细粒物 质不能沉积。
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薄层状，水平纹层发育，常见干裂、帐篷构造、 干缩纹、板状和竹叶状砾屑；藻纹层、鸟眼构造、瘤状 及鸡雏状硬石膏结核，肠状硬石膏，盐溶膏溶角砾构造 等发育。生物稀少，仅有藻层纹石、介形虫碎片及垂直 潜穴。
6 CO2 + 6 H2O 光合作用 C6H12O6 + 6 O2 2、PH值增加和碳酸盐浓度的增高，有利于碳酸盐 沉淀。
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3、细菌破坏作用产生氨，增加 了水体的PH值， 对CaCO3沉淀起促进作用。
4、温度增加和蒸发作用的使CaCO3过饱和，使其 发生大量沉积。
5、海水从高压区向低压区上升CO2的分压降低， 有利于CaCO3的沉淀。
以平均高潮面和平均低潮面为界，将潮汐环境分 为潮上(坪或带)、潮间(坪或带)和潮下(坪或带)三个 亚环境.潮间常有潮汐水道(潮渠、潮溪)及潮池发育。
沉积物主要是潮汐、风浪带来的颗粒、灰泥及原 地的藻类；生物主在是原地生长的蓝绿藻类。
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1、潮上带亚相
暴露期长(90%以上)；潮流能量低； 潮上坪亚相属于萨布哈型潮坪环境，岩性以微晶 －粉晶白云岩为主，次有泥云岩与泥质白云岩、硬石膏 岩和石盐、角砾白云岩，球粒微晶白云岩等。
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二、碳酸盐岩形成与沉积的环境条件
1．清徹的无陆源物注入的水体是首要条件 海水清徹不混浊，有利于生物生存繁殖；无陆源 物注入也无淡水注入，可保持水体饱和及过饱和；是碳 酸沉积的前要条件。否则几乎无碳酸盐物的沉积。 表明，陆源碎屑岩与碳酸盐岩有相互排斥的现象 2、透光的氧气充足的浅水环境最有利于碳酸盐的 形成与沉积 透光的浅水，阳光和氧气充足，有利于生物生存 繁殖；浅水温度较高而压力较小，碳酸盐因溶解度降低 而过饱和，因此有利于碳酸盐的沉积。 一般浅水环境内碳酸盐岩类型多样、厚度巨大。