13碳酸盐台地沉积解析

碳酸盐沉积的水文地质特性分析碳酸盐沉积是指由碳酸钙、碳酸镁等化合物沉积而形成的岩石。

这种岩石极为常见，世界上约有60%的岩石都是由碳酸盐沉积而成的。

碳酸盐沉积的水文地质特性分析对于探明地下水资源的分布和储量以及预防地质灾害具有重要意义。

碳酸盐岩分为石灰岩和白云岩两类。

石灰岩是由钙、镁离子在生物或非生物条件下形成的岩石，一般分为晶体石灰岩、砂石石灰岩、泥质石灰岩等。

白云岩是由氧化亚铜原生状或爆破状多晶石灰石分散在深海水或湖泊沉积物中形成的岩石，因其含铜，呈蓝色或绿色，又称为蓝铜矿石。

碳酸盐岩的水文地质特性主要有以下几个方面：1. 孔隙度和渗透性碳酸盐岩的孔隙度一般较低，可作为紧密储层。

受地球对流等地质作用影响，碳酸盐岩中形成了多种不同类型的孔隙和裂缝，如原生孔隙、介孔、裂缝孔隙和溶洞等。

其中，溶洞是最常见的孔洞类型，由于其具有很高的渗透能力，被认为是控制着地下水的运动和分布。

2. 吸附性碳酸盐岩具有很强的吸附作用，能够吸附多种离子，如钙、镁、铁、锰、铅、铜、锌等，其中特别是对放射性核素的吸附能力较强。

这些吸附性质会对地下水质量产生影响。

3. 风化程度碳酸盐岩具有很强的可风化性，会受到自然界的化学风化和物理风化的影响，使孔隙度增大、孔隙类型变化、渗透性提高。

风化程度不同的碳酸盐岩对地下水的质量和数量的影响也会不同。

4. 延展性碳酸盐岩具有很强的延展性，能够承受较大的侧向应力，但易于发生拉裂、萎缩、塌陷等变形。

这些变形会对地下水的分布和流动产生影响。

在进行碳酸盐岩水文地质调查时，需要结合地质地貌、气候、地下水运动等因素综合分析，以了解水文地质条件和水资源的分布、储量及水质情况。

此外，还需要制定相应的管理规划，预防和控制碳酸盐岩地区可能发生的地质灾害，保障地下水资源的可持续利用。

总之，碳酸盐沉积的水文地质特性分析对于地下水资源的合理利用和地质环境的保护至关重要。

在碳酸盐岩水文地质调查和管理中，需要综合考虑各方面的因素，以制定有效的管理措施。

关于碳酸盐台地模式的几点讨论
碳酸盐台地模式是一个重要的地质理论，指出碳酸盐岩类如石灰岩、大理岩等岩石可分解为重要的泥灰层，有助于形成特殊的地质结构。

该模式不仅有助于大规模的碳酸盐岩类颗粒尺度的组合，而且有助于岩浆活动演绎出多种构造形态，如褶皱山脉、洼地、平原、峡谷和陡峭的山坡等。

因此，碳酸盐台地模式是地质史上十分重要、倍受重视的理论。

首先，碳酸盐台地模式对陆架结构的形成有很大作用。

它认为，重要的泥灰层可以经由海底塑造形成陆架，这种分布有利于岛屿沉积，按照表面海况而构造出理想的岩浆活动模式。

碳酸盐台地模式的优势之一是它可以建立五个维度的结构，包括剪切运动、褶曲运动、抬升运动、塑造运动和侵蚀运动，形成岩浆活动详细而有效的表述。

另外，碳酸盐台地模式还可以用来研究新生代变形地质过程。

在此过程中，相对平衡与深层块体运动在研究古地质结构和变形克拉通等地质问题时有很大影响。

此外，它还可以帮助地质学家分析和研究表面塑造活动对沉积和特殊地质结构的影响，以及新生代古洼地的受力路径。

最后，碳酸盐台地模式还可以用来研究地质变形、沉积和古环境方面的问题。

比如，它可以用来分析碳酸盐岩类和其他矿物质岩类在侵蚀或湖泊沉积过程中的分布。

此外，它可以帮助地质学家理解变形运动的特征，
研究地层的形态，识别表层沉积物的古环境，以及研究低估值区的块体受力情况等。

总之，碳酸盐台地模式不仅有助于解释复杂的地质结构和变形运动的演化，而且在地质学研究中有着重要作用。

通过它，地质学家可以更好地研究地质变形过程，识别表层沉积和古环境，确定块体受力情况等。

碳酸盐沉积环境碳酸盐沉积环境海洋碳酸盐沉积环境现代碳酸盐岩的分布特征分布地带：碳酸盐沉积主要分布于低纬度（南北纬30o左右）的清澈、温暖、滨浅海地带条件：浅水、暖水、清水、阳光充分、没有大量细碎屑沉积物的注入。

生物：钙藻大量繁殖，珊瑚礁发育。

沉积物：主要是两类沉积物（1）颗粒碳酸盐（贝壳砂、鲕粒砂、葡萄状团块、球粒）；（2）造礁生物粘结岩。

少量灰泥在南北纬40o之间的深海盆地底部，有大量浮游生物碳酸盐沉积。

浅海碳酸盐的发育与藻类有密切关系在水深15m中所产生的CaCO3比深陆缘海每单位面积的CaCO3多几倍。

主要与浅水绿藻及蓝绿藻特别丰富有关。

由于藻类的光合作用，从海水中吸收大量CO2，从而促使海水中的CaCO3过饱和而沉淀出文石质灰泥，而且钙藻的外壳也是文石质灰泥(成为颗粒的主要供给者)。

藻类繁盛提供了大量碳酸盐沉积物。

浅海碳酸盐的发育与生物有密切关系藻类的生活需要温暖、浅水、清洁透光环境。

海水浑浊妨碍光合作用，阻止钙藻生长，堵塞底栖生物的摄食器官，影响其繁衍（妨碍了大量碳酸盐颗粒的产生）。

海水太深，阳光和氧气不足，对藻类和底栖无脊椎动物生长都不利。

海水太深，水压大，溶解CO2多，CaCO3不饱和，因此深水不会有大量碳酸盐的产生。

深水碳酸盐沉积物主要靠海水表层浮游生物（颗石藻、有孔虫、翼足类等）和浅水陆棚区漂运来的灰泥或粉屑。

浅海碳酸盐颗粒的复杂成因内（源）碎屑：盆地内准同生改造的碳酸盐颗粒。

内（盆内）：直接来源与准同生改造；成分：碳酸盐。

在海岸高能带，由于波浪、潮汐、海流等作用，使碳酸盐沉积物发生簸选，将细粒碳酸盐带走，而留下各种砂砾级碳酸盐颗粒，形成各种砂砾屑滩、介壳滩、沿岸砂坝、砂咀、滨外砂堤、砂洲、潮汐三角洲、潮汐砂坝等（西沙群岛）。

细粒碳酸盐（灰泥、粉屑）沉积在：（1）较深水盆地区：陆棚边缘、障壁砂坝前缘的较深水区（滩前、滩间）。

（2）较低能的浅水区：障壁后的泻湖及潮坪区。

碳酸盐与生物和生物礁碳酸盐沉积物主要是生物成因的。

碳酸盐台地沉积模式分类及主控因素1 前言碳酸盐岩地模式是理解碳酸盐岩相的分布以及(在一定程度上)原生孔隙率的分布及其成岩史有关的保存情况的重要辅助工具。

随着油气勘探的不断深入, 海相碳酸盐岩地层分布区逐渐成为重要的油气勘探场所。

中国的塔里木盆地、四川盆地和鄂尔多斯盆地都有重大的发现, 特别是塔里木盆地、四川盆地最近都有重要的突破, 因此, 碳酸盐岩台地的研究也进入一个新的高潮, 各种观点、方法层出不穷。

通常用来描述不同台地的许多术语，对于地质学家来说往往具有不同的含意。

本文根据前人对碳酸盐台地的研究总结归纳其类型划分及其相模式。

2 分类2.1 不同地理位置、坡度、封闭性和镶边性下的碳酸盐岩台地类型在总结前人工作的基础上, 根据地理位置、坡度、封闭性和镶边性把碳酸盐岩台地分为以下类型: 缓坡开放型无镶边台地、缓坡封闭型无镶边台地、陡坡开放型无镶边台地、陡坡封闭型无镶边台地、缓坡开放型有镶边台地、缓坡封闭型有镶边台地、陡坡开放型有镶边台地、陡坡封闭型有镶边台地、礁滩型孤立台地、岩隆型孤立台地。

表1 碳酸盐岩台地分类（据顾家裕，2009）2.1.1 缓坡封闭型无镶边台地此类台地的特点是整个台地地势平坦且相对开阔, 虽然台地边缘没有明显的镶边, 但在台地边缘发育水体较浅的滩地, 对水体交换有一定的阻隔性, 台地上主要以潮坪沉积和澙湖沉积为主。

在潮上带发育膏泥坪、膏盐坪和含膏白云岩等, 而在潮间带主要沉积以泥晶为主的云岩、藻云岩和少量的藻屑云岩, 下部见砂屑坪沉积等; 澙湖中以泥晶白云岩和纹层白云岩等为主; 台地边缘滩中见凝块白云岩和少量的鲕粒白云岩。

2.1.2 陡坡开放型无镶边台地这是一类比较简单的台地。

台地岸坡坡度较陡, 滨岸水动力强度较高, 滨岸沉积主要是粒级较粗的生物碎屑灰岩、生物灰岩或一定量的鲕粒灰岩, 在一些地区岸边还发育一定高度的风成沙丘;向外则是一个相对有一定坡度的开阔台地, 沉积物主要是泥晶灰岩和泥质灰岩, 沉积物由岸至海逐渐变细, 直到台地边缘出现更大坡度的斜坡。

第十三章碳酸盐台地沉积环境第一节沉积环境类型和特征碳酸盐台地：原指地形平坦的浅水碳酸盐沉积环境。

现指所有碳酸盐沉积环境（不考虑地形是否平坦）。

包括潮坪、生物礁、浅滩、局限台地、开阔台地等一、潮坪指潮汐周期性影响的岸边平坦沉积环境1、潮上带1）位置：平均高潮线以上，低能环境2）岩性：灰泥和泥晶白云岩，层薄色浅；潮湿环境多藻席，干旱环境多石膏3）构造：泥裂、鸟眼，水平纹层和叠层石2、潮间带1）位置：平均高、低潮线之间，较低能环境2）岩性：灰泥和颗粒灰岩，层薄色浅；柱状和波状叠层石3）构造：交错层理、生物扰动、水平纹理及泥裂3、潮下带1）位置：平均低潮线之下，低能或高能环境2）低能潮下带（小潮差）：暗色颗粒质灰泥岩，强烈生物扰动，层理不发育，多正常海相化石3）高能潮下带（中大潮差）：厚层颗粒灰岩，分选、磨园好，多波痕和交错层理二、生物礁和浅滩1、生物礁2、浅滩是指沉积水体浅、能量高、沉积颗粒灰岩为主的沉积环境。

包括：裙滩、堤滩、点滩和台缘滩2、浅滩1）裙滩（岸滩）（1）位置：位于地形坡度较大的无泻湖的海岸地区，波浪作用较强。

（2）岩性：中厚层亮晶颗粒灰岩，颗粒分选磨园好，发育交错层理。

2）堤滩（障壁滩）（1）位置：位于有泻湖的海岸地区，外侧为开阔海，呈堤状障壁平行岸线延伸（2）岩性：中厚层亮晶颗粒灰岩，颗粒分选磨园好，发育向上规模变小的交错层理。

3）点滩（1）位置：零星分布于台地内部的、与局部水下隆起相关的浅滩（2）岩性：中厚层亮晶颗粒灰岩，颗粒分选磨园好，发育交错层理、波痕。

4）台缘滩（1）位置：分布于台地边缘、浅水高能环境（2）岩性：厚层块状亮晶颗粒灰岩，颗粒分选磨园好，发育交错层理、平行层理和波痕。

三、局限台地1、位置：指海水循环受限、盐度不正常的低能浅海，与广海之间有障壁2、岩性：暗色厚层灰泥灰岩，缺少层理构造，较强生物扰动四、开阔台地1、位置：指海水循环好、盐度正常、发育礁滩的浅海2、岩性：中厚层颗粒灰岩、灰泥灰岩，多正常海相化石，生物扰动多五、台地边缘1、位置：指浅水台地与深水斜坡相邻的沉积区，能量较强。

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。