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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。
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。
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。
