碳酸盐台地沉积环境及29.海相深水碳酸盐

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。

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。

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。

第十七章海洋碳酸盐沉积环境（相）第一节概述一、碳酸盐沉积物的生成条件“暖、清、浅”（一）最有利的生成环境是温暖、清洁、透光的浅海陆棚；（二）热带、亚热带开阔海的表层水中，也形成大量的碳酸盐沉积物；（三）水温较低的中、高纬度浅海中也有碳酸盐沉积。

二、碳酸盐沉积物的搬运和沉积碳酸盐的沉积作用主要发生在热带浅水陆棚和浅滩上，这些沉积物的一部分会被向陆和向深海盆地搬运。

这样，碳酸盐的沉积物有三个不同的沉积区：海岸沉积区、浅水陆棚区和深水盆地区。

潮汐流和风暴流将浅水陆棚上生成的碳酸盐沉积物向岸搬运到潮坪或海滩上，在那里形成碳酸盐砂和灰泥的沉积。

风暴回流和重力流则将浅水陆棚上生成的碳酸盐沉积物搬运到深水环境中沉积，这些基质支撑的颗粒沉积层在深水环境中与细粒的悬浮物沉积在一起。

留在浅海陆棚区的碳酸盐沉积物，在波浪和潮汐流的簸扬下，灰泥被带到低能泻湖或较深水中沉积，在波浪作用强的高能带留下碳酸盐砂，形成颗粒滩或生成生物礁。

这样，在海洋环境中就形成了多样的碳酸盐岩。

第二节现代碳酸盐沉积环境现代碳酸盐沉积环境分为海洋环境和非海洋环境。

其中海洋环境是主要的。

一、滨岸浅水碳酸盐沉积滨岸或浅水海洋环境一般指水深小于20米的各种海洋环境。

（一）无障壁的海岸碳酸盐沉积海南岛沿岸现代盐沉积是较好的例子。

1.潮间带海滩岩相当于前滨带的潮间带，最明显的特征是“壳积线”，或者说是由碳酸盐型海滩岩组成的滩脊。

海岸沉积物中大量的海生动物壳，由于波浪和潮汐的作用而堆积成为延伸方向平行于海岸的“壳积线”。

2.礁屑平台由于海南岛附近水域的海水温度、含盐度、透明度等性质有利于珊瑚的生长，而在滨岸带大量繁殖了小型珊瑚礁，当它们被波浪等营力打碎后，就成为碳酸盐的碎屑沉积物，因而形成了一些碳酸盐质的礁屑平台。

3.砾石层阶地由半固结的碳酸盐胶结砾石组成，分布在开阔滨海沉积带中。

距岸越近，基岩成分的砾石越多，距岸越远，生物碎屑的砾石越多。

4.珊瑚海南岛沿岸的珊瑚有116种，主要构成岸礁和裙礁。

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。