133535215第二十一二十沉积学多媒体教程第碳酸盐岩沉积环境与沉积相.ppt

石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院2011.2.102011.2.10沉积岩石学多媒体教程第一节第一节 碳酸盐沉积作用的基本特点碳酸盐沉积作用的基本特点第二节第二节 碳酸盐沉积环境碳酸盐沉积环境第三节第三节 碳酸盐岩沉积相模式碳酸盐岩沉积相模式第二十五章第二十五章 碳酸盐岩沉积环境与碳酸盐岩沉积环境与沉积相沉积相一、概述一、概述二、碳酸盐岩沉积环境二、碳酸盐岩沉积环境三、碳酸盐岩沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用第一节第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用一、概一、概 述述 INTRODUCTION碳酸盐岩占地质记录中沉积岩的四分之一碳酸盐岩占地质记录中沉积岩的四分之一提供地球历史和环境的信息提供地球历史和环境的信息作为石油和一些金属元素的容岩作为石油和一些金属元素的容岩1.重要性重要性地史时期地史时期碳酸盐岩多碳酸盐岩多宽阔的陆表海有广泛宽阔的陆表海有广泛的碳酸盐岩沉积（古的碳酸盐岩沉积（古生代华北地台、杨子生代华北地台、杨子地台和北美大陆内部）地台和北美大陆内部），其沉积机制只有用，其沉积机制只有用地质记录的碳酸盐岩地质记录的碳酸盐岩本身来研究本身来研究 。

现代碳酸盐岩陆棚面现代碳酸盐岩陆棚面积较小：积较小：作为研究碳作为研究碳酸盐岩沉积机制（结酸盐岩沉积机制（结构和基本沉积作用）构和基本沉积作用）的天然实验室的天然实验室 2. 古今差异古今差异特性：特性：形成于盆地之内，主要发育于正常海相环境形成于盆地之内，主要发育于正常海相环境 岩相分布与河流输入没有直接关系（自源特点）岩相分布与河流输入没有直接关系（自源特点）生物及生物化学作用要求清洁透光的海相环境生物及生物化学作用要求清洁透光的海相环境 生物骨架的作用准同生胶结作用导致有高于碎屑生物骨架的作用准同生胶结作用导致有高于碎屑沉积物的坡度和地形起伏沉积物的坡度和地形起伏碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积层层序序的的发发育育及及堆堆积积样样式式也也受受相相对对海海平平面面波波动动的的影影响响海海平平面面的的波波动动也也会会导导致致碳碳酸酸盐岩沉积体系发生系统性变化盐岩沉积体系发生系统性变化3.3.碳酸盐岩与碎屑岩的异同点碳酸盐岩与碎屑岩的异同点共性：共性：碳酸盐沉积物碳酸盐沉积物硅质碎屑沉积物硅质碎屑沉积物主要产在热带浅水环境中主要产在热带浅水环境中主要是海相的主要是海相的颗粒大小一般反映的是生物骨骼和钙颗粒大小一般反映的是生物骨骼和钙化坚硬部分的大小化坚硬部分的大小钙质软泥的存在表明生物大量繁殖钙质软泥的存在表明生物大量繁殖浅水砂质砂体主要是局部的物理化学浅水砂质砂体主要是局部的物理化学或生物作用形成的碳酸盐或生物作用形成的碳酸盐沉积物局部聚集不是水动力条件变化沉积物局部聚集不是水动力条件变化引起的，但能改变周围的环境的性质引起的，但能改变周围的环境的性质沉积物通常被胶结在海底上沉积物通常被胶结在海底上沉积物在沉积过程周期性出露导致强沉积物在沉积过程周期性出露导致强烈的成岩作用，特别是胶结作用和重烈的成岩作用，特别是胶结作用和重结晶作用结晶作用不同沉积相的特点经浅变质作用后消不同沉积相的特点经浅变质作用后消失失气候不限，见于全球各种环境气候不限，见于全球各种环境海相和陆相海相和陆相颗粒大小反映的是沉积环境水动力能颗粒大小反映的是沉积环境水动力能量的大小量的大小软泥的存在表明悬浮沉降作用软泥的存在表明悬浮沉降作用浅水砂质砂体是由水流和波浪相互作浅水砂质砂体是由水流和波浪相互作用形成的用形成的沉积环境的变化一般是水动力变化引沉积环境的变化一般是水动力变化引起的　　　　　　　起的　　　　　　　沉积物在沉积环境和海底上仍未固结沉积物在沉积环境和海底上仍未固结沉积物在沉积过程周期性的出露对沉沉积物在沉积过程周期性的出露对沉积物的影响不大积物的影响不大不同沉积相的特点经浅变质作用后仍不同沉积相的特点经浅变质作用后仍能保存下来能保存下来碳酸盐沉积物和硅质碎屑沉积物异同点碳酸盐沉积物和硅质碎屑沉积物异同点海相：海相：海海相相温温水水型型：：现现代代碳碳酸酸盐盐岩岩陆陆棚棚主主要要位位于于低低纬纬度度热热带带、、亚亚热热带带少少有有陆陆源源物物质质进进入入的的清清洁洁的的浅浅海海，，大大多多数数生生产产碳碳酸酸盐盐岩岩的的陆陆棚棚都都与与大大陆陆相相连连，，如如Florida Florida Bay Bay 和和AustraliaAustralia西西部部，，只只有有少少数数陆陆棚棚才才在在大大洋洋岛岛屿屿周周围围，，如如巴巴哈哈马马台台地地和和太太平洋环礁。

平洋环礁海海相相冷冷水水型型：：温温带带（（冷冷水水））碳碳酸酸盐盐岩岩见见于于南南纬纬32-40º32-40º澳澳大大利利亚亚以以南南陆陆棚棚，，西西北北欧欧陆陆棚棚的的部部分分地地区区，，以以及及苏苏格格兰兰东东北北的的OrkneyOrkney陆棚海相深水型：海相深水型：钙质软泥和沉积物重力流沉积钙质软泥和沉积物重力流沉积 非海相：非海相：形成于湖泊、河流、洞穴、土壤和沙漠的非海相环境，可形成于湖泊、河流、洞穴、土壤和沙漠的非海相环境，可作为古环境的指标，但它们在地质记录中所占的体积很小作为古环境的指标，但它们在地质记录中所占的体积很小4. 地理分布类型地理分布类型一、概述一、概述二、碳酸盐岩沉积环境二、碳酸盐岩沉积环境三、碳酸盐岩沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用第一节第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用二、碳酸盐岩沉积环境二、碳酸盐岩沉积环境CARBONATE ENVIRONMENTS1. 几种常用的术语几种常用的术语碳酸盐建隆碳酸盐建隆(carbonate buildup)：：指在原地形成的横向上局限、呈指在原地形成的横向上局限、呈凸起地形的碳酸盐体凸起地形的碳酸盐体, 它不涉及内部的组成：它不涉及内部的组成：(1)生物格架礁：生物格架礁：由抗浪的生物格架组成，该术语通常也称生物礁；由抗浪的生物格架组成，该术语通常也称生物礁；(2)生生物物滩滩：：主主要要由由生生物物碎碎屑屑堆堆积积而而成成，，大大部部分分是是由由于于陷陷落落或或阻阻挡挡作用而堆积，但也有一部分是由波浪和水流机械堆积的；作用而堆积，但也有一部分是由波浪和水流机械堆积的；(3)灰灰泥泥丘丘：：灰灰泥泥基基质质超超过过了了其其它它组组分分，，如如生生物物粘粘结结岩岩和和生生物物碎碎屑屑组分。

因此它的形成兼有水动力学堆积和原地生物产生的作用；组分因此它的形成兼有水动力学堆积和原地生物产生的作用； (4)沉积物堆积沉积物堆积(分选、磨蚀的骨骼分选、磨蚀的骨骼)建隆：建隆：指任意形态的沉积物堆指任意形态的沉积物堆积，其内部组成表明，它主要是移动质点的机械堆积作用形成的积，其内部组成表明，它主要是移动质点的机械堆积作用形成的也有人用滩表示这一含义，如鲕粒滩、生物碎屑滩、砂屑滩、砾屑也有人用滩表示这一含义，如鲕粒滩、生物碎屑滩、砂屑滩、砾屑滩等 碳碳酸酸盐盐缓缓坡坡(carbonate ramp)：：指指从从岸岸线线向向盆盆地地缓缓慢慢倾倾斜斜的的大大型型碳碳酸酸盐盐沉沉积积体体，，其其坡坡度度很很小小(<1o)，，与与较较深深水水的的低低能能环环境境间间一一般般没没有有明明显显的的坡坡折折，，有有的的缓缓坡坡坡坡度度很很小小，，以以致致于于难难以以把把缓缓坡坡与与台台地地分分开开，，因因此此这这两两个个术术语语经经常常交交换地使用，换地使用，碳碳酸酸盐盐台台地地(carbonate platform)：：指指具具有有近近于于水水平平的的顶顶和和陡陡峻峻的的陆陆棚棚边边缘缘的的大大型型碳碳酸酸盐盐沉沉积积体体，，在在其其边边缘缘常常常常有高能量的沉积物。

有高能量的沉积物 海海相相碳碳酸酸盐盐岩岩主主要要沉沉积积在在包包括括地地史史时时期期宽宽阔阔的的浅浅水水陆陆表表海海台台地地在在内内的的浅浅海海陆陆棚棚台台地地上上碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地可可在在克克拉拉通通地地快快边边缘缘、、克克拉拉通通内内部部盆盆地地、、远远岸岸滩滩坝坝的的顶顶部部和和宽宽阔阔陆陆棚棚上上的的局局部部的的高高地地上上，，碳碳酸酸盐盐岩岩环环境境也也可可见见于于海海滩滩、、泻泻湖湖、、和和潮潮坪坪的的边边缘缘海海环环境境的的部部分分地区地区2. 陆棚沉积环境陆棚沉积环境 Carbonate shelf （（nonreef））Depositional Setting根据台地边缘的性质，有五类碳酸盐岩台地根据台地边缘的性质，有五类碳酸盐岩台地 (Harris, Moore, and Wilson, 1985; James and Kendall, 1992; Read, 1982, 1985) ：：(1)镶边碳酸盐岩台地镶边碳酸盐岩台地 rimmed carbonate platforms(2) 无镶边（开阔陆棚）碳酸盐岩台地无镶边（开阔陆棚）碳酸盐岩台地unrimmed (open shelf) carbonate platforms (3) 碳酸盐岩缓坡碳酸盐岩缓坡 carbonate ramps(4) 孤立碳酸盐岩台地孤立碳酸盐岩台地 isolated carbonate platforms (5) 陆表海碳酸盐岩台地陆表海碳酸盐岩台地When we consider ancient environments, we must add broad, epeiric platforms (Fig. 12.2) to this list.镶边碳酸盐岩陆棚镶边碳酸盐岩陆棚是在陆棚边是在陆棚边缘到斜坡深水区之间有一明显缘到斜坡深水区之间有一明显的坡折，沿台地边缘具有连续的坡折，沿台地边缘具有连续的由礁或骨屑的由礁或骨屑/鲕粒砂浅滩组成鲕粒砂浅滩组成的，吸收波浪作用限制水循环的，吸收波浪作用限制水循环的环边或障壁，从而形成由陆的环边或障壁，从而形成由陆棚边缘障壁向陆一侧的低能泻棚边缘障壁向陆一侧的低能泻湖环境。

泻湖向陆常演变为低湖环境泻湖向陆常演变为低能潮坪而不是高能海滩能潮坪而不是高能海滩无镶边台地无镶边台地没有明显的边缘障壁，见没有明显的边缘障壁，见于大型热带堤坝的背风面以及所有冷于大型热带堤坝的背风面以及所有冷水碳酸盐岩环境，穿过台地的水循环水碳酸盐岩环境，穿过台地的水循环使得沿岸带成为中到高能的海滩，陆使得沿岸带成为中到高能的海滩，陆棚边缘形成骨屑、鲕粒－球粒浅滩，棚边缘形成骨屑、鲕粒－球粒浅滩，受到的动力作用类似于硅质陆棚的动受到的动力作用类似于硅质陆棚的动力作用碳酸盐岩缓坡碳酸盐岩缓坡是坡度小于是坡度小于1º的无镶边的无镶边台地，其浅水沉积与斜坡深水沉积之台地，其浅水沉积与斜坡深水沉积之间的陆棚边缘高能带为由不连续的砂间的陆棚边缘高能带为由不连续的砂质浅滩而不是礁体组成的不明显坡折质浅滩而不是礁体组成的不明显坡折过渡，过渡，孤立碳酸盐岩台地（巴哈马型）孤立碳酸盐岩台地（巴哈马型）是浅水陆棚外的是浅水陆棚外的 ，周边为几百米到几千米的深水环绕的几十到几，周边为几百米到几千米的深水环绕的几十到几百米宽的浅水台地可以有类似于缓坡型斜坡的百米宽的浅水台地可以有类似于缓坡型斜坡的边缘，也可以有类似于镶边台地一样的陡坡边缘。

边缘，也可以有类似于镶边台地一样的陡坡边缘这种孤立台地几乎没有陆源碎屑供给，其它孤立这种孤立台地几乎没有陆源碎屑供给，其它孤立台地有：台地有： Bermuda, Barbados, and the Cook Islands 没没有有陆陆表表海海台台地地的的现现代代例例子子，，但但古古生生代代和和部部分分中中生生代代确确常常有有几几百百至至几几千千公公里里宽宽，，覆覆盖盖几几百百万万平平方方公公里里的的浅浅水水台台地地；；我我们们只只能能推推测测在在这这种种宽宽阔阔陆陆棚棚上上的的水水动动力力作作用用：：与与广广海海相相连连，，风风暴暴和和波波浪浪强强烈烈影影响响水水循循环环，，潮潮汐汐作作用用也也很很重要，陆源碎屑输入少重要，陆源碎屑输入少 高能带：高能带：与陆源碎屑陆棚不同的是，许多现代碳酸盐岩台地，特与陆源碎屑陆棚不同的是，许多现代碳酸盐岩台地，特别是镶边台地在外陆棚边缘具有特征的地貌建隆这种建隆由生别是镶边台地在外陆棚边缘具有特征的地貌建隆这种建隆由生物礁、碳酸钙质浅滩或小岛组成，对波浪起阻挡作用物礁、碳酸钙质浅滩或小岛组成，对波浪起阻挡作用，，这种外部这种外部障壁通常为允许高速潮流通过进入陆棚的网状潮道所切割。

障壁通常为允许高速潮流通过进入陆棚的网状潮道所切割建隆建隆上的上的水深通常只有几米，属于高能带；水深通常只有几米，属于高能带；低能带：低能带：而中陆棚的水深可达几十米，通常位于正常浪基面之下，而中陆棚的水深可达几十米，通常位于正常浪基面之下，除点礁、局部堤坝、浅滩和碳酸盐岩缓坡沿岸外，总的属于低能除点礁、局部堤坝、浅滩和碳酸盐岩缓坡沿岸外，总的属于低能环境；环境；陆棚水循环的控制因素（陆棚水循环的控制因素（碳酸盐岩相分布）碳酸盐岩相分布）：：障壁和陆棚宽度障壁和陆棚宽度如果障壁发育，或者陆棚很宽，由于底部对水能的广泛摩擦导致如果障壁发育，或者陆棚很宽，由于底部对水能的广泛摩擦导致水循环受到限制，换句话说，宽阔的陆表海的水循环应该是受到水循环受到限制，换句话说，宽阔的陆表海的水循环应该是受到限制的循环不好的水体盐度就会异常，盐度变化影响生物的数限制的循环不好的水体盐度就会异常，盐度变化影响生物的数量和分异度，从而又影响碳酸盐岩的沉积内陆棚是最局限的环量和分异度，从而又影响碳酸盐岩的沉积内陆棚是最局限的环境陆棚沉积的能量分带特征陆棚沉积的能量分带特征碳酸盐岩沉积与搬运作用－碳酸盐岩沉积与搬运作用－碳酸盐岩工厂碳酸盐岩工厂 虽然碳酸盐岩的沉积环境是从潮上带到陆棚外的深水虽然碳酸盐岩的沉积环境是从潮上带到陆棚外的深水环境，但环境，但中－外陆棚的浅水台地是碳酸盐岩的原产地中－外陆棚的浅水台地是碳酸盐岩的原产地，被，被James（（1984））称作潮下带称作潮下带碳酸盐岩工厂碳酸盐岩工厂。

在这产生的碳在这产生的碳酸盐岩主要在陆棚上沉积，而一些被向陆搬运到潮坪、海酸盐岩主要在陆棚上沉积，而一些被向陆搬运到潮坪、海滩和潮下环境，一些被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉滩和潮下环境，一些被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉积 深水碳酸盐岩沉积见于现代海洋的斜坡和邻近的深水碳酸盐岩沉积见于现代海洋的斜坡和邻近的盆地底部，以及显生宙时期地层中盆地底部，以及显生宙时期地层中 钙质软泥：钙质软泥：除了近表层水的钙质浮游生物沉降外，除了近表层水的钙质浮游生物沉降外，陆棚外的深水环境产生的碳酸盐岩极少陆棚外的深水环境产生的碳酸盐岩极少 碳酸盐岩工厂产生的碳酸盐岩：碳酸盐岩工厂产生的碳酸盐岩：被搬运到陆棚外被搬运到陆棚外的斜坡和深水盆地沉积深水区碳酸盐岩沉积物来自的斜坡和深水盆地沉积深水区碳酸盐岩沉积物来自于风暴浪、浊流、碎屑流、颗粒流、滑塌滑动、岩崩于风暴浪、浊流、碎屑流、颗粒流、滑塌滑动、岩崩等把沉积物从陆棚搬运到深水中等把沉积物从陆棚搬运到深水中2.2.深水碳酸盐岩沉积环境深水碳酸盐岩沉积环境3.3.生物礁沉积环境生物礁沉积环境环礁环礁台礁、平顶礁台礁、平顶礁小环礁小环礁岸礁岸礁　　　　生物礁具有完全不同于陆棚其它地区的独特的环境，生物礁具有完全不同于陆棚其它地区的独特的环境，大部分现代礁生长在浅水中。

大部分现代礁生长在浅水中障壁礁障壁礁是位于台地边缘的线性礁体；基本上都是侧向是位于台地边缘的线性礁体；基本上都是侧向连续的，延伸可达几百公里，如澳大利亚大堡礁在澳连续的，延伸可达几百公里，如澳大利亚大堡礁在澳大利亚东陆棚上延伸达大利亚东陆棚上延伸达1900公里；公里；岸礁：岸礁：在一些现代陆棚很窄的地方，线性礁在一些现代陆棚很窄的地方，线性礁体紧贴岸线生长，中间没有泻湖分隔，体紧贴岸线生长，中间没有泻湖分隔，环礁是环礁是环绕在太平洋深水区的海山顶部孤环绕在太平洋深水区的海山顶部孤立的环状礁，这些礁构成包围浅水泻湖的立的环状礁，这些礁构成包围浅水泻湖的外围环形抗浪障壁；外围环形抗浪障壁；小环礁小环礁是在泻湖中或在环状边是在泻湖中或在环状边缘形成的环状构造；缘形成的环状构造；补丁礁、塔礁或台礁是指补丁礁、塔礁或台礁是指沿陆棚边沿陆棚边缘和散布在中陆棚的小型孤立礁体；缘和散布在中陆棚的小型孤立礁体；平顶的台礁平顶的台礁也见于深水中；也见于深水中；一、概述一、概述二、碳酸盐岩沉积环境二、碳酸盐岩沉积环境三、碳酸盐岩沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用第一节第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用三、碳酸盐岩沉积作用（（1）化学和生物化学作用）化学和生物化学作用Chemical and Biochemical Processes1. 沉积作用沉积作用无机沉淀：无机沉淀：溶解度溶解度pH温度温度二氧化碳含量二氧化碳含量温度升高温度升高压力降低压力降低植物的光合作用植物的光合作用二氧化碳含二氧化碳含量的减少量的减少CaCO3 沉淀沉淀现现代代海海洋洋生生物物从从海海水水中中吸吸取取碳酸钙形成介壳和骨骼碳酸钙形成介壳和骨骼在在寒寒武武纪纪以以后后，，甚甚至至在在前前寒寒武武纪纪的的碳碳酸酸钙钙沉沉淀淀中中起起到到关关键作用。

键作用 有机沉淀有机沉淀生物觅食和扰动导致生物碎生物觅食和扰动导致生物碎屑及其它碳酸盐岩物质的分屑及其它碳酸盐岩物质的分解和产生各种痕迹化石解和产生各种痕迹化石间接作用间接作用直接作用直接作用以以造造礁礁珊珊瑚瑚和和钙钙质质绿绿藻藻为为主主，，另加一些有孔虫；另加一些有孔虫；除除生生物物骨骨架架残残骸骸外外，，还还包包括括鲕鲕粒、颗粒集合体、球粒和灰泥粒、颗粒集合体、球粒和灰泥生物组合生物组合　　碳酸盐岩沉积物适宜在陆源硅质碎屑输入少的　　碳酸盐岩沉积物适宜在陆源硅质碎屑输入少的温暖温暖的浅水环境的浅水环境沉积，在高纬度沉积，在高纬度冷水环境冷水环境的碳酸盐岩沉积物的碳酸盐岩沉积物几乎都是生物骨骼残骸几乎都是生物骨骼残骸由底栖有孔虫、软体动物、节由底栖有孔虫、软体动物、节肢动物、苔藓动物和钙质红藻肢动物、苔藓动物和钙质红藻组成组成是现代陆棚的重要组成部分，是现代陆棚的重要组成部分，从有冷水入侵的中－低纬度到从有冷水入侵的中－低纬度到高纬度地区都有分布，古代第高纬度地区都有分布，古代第三系－古生代地层中也有报道三系－古生代地层中也有报道冷水型生物残骸组合冷水型生物残骸组合有孔虫组合有孔虫组合（（异珊瑚组合）异珊瑚组合）温水型生物组合温水型生物组合(>~20ºC)绿藻珊瑚组合绿藻珊瑚组合 （（光合珊瑚光合珊瑚）） 生物对现代碳酸钙生产的作用与古代碳酸钙的形成不生物对现代碳酸钙生产的作用与古代碳酸钙的形成不一定完全相同。

下图说明显生宙各形成碳酸盐一定完全相同下图说明显生宙各形成碳酸盐岩的岩的生物群生物群的相对重要性，主要碳酸盐岩生物是随时间变化的的相对重要性，主要碳酸盐岩生物是随时间变化的 生物的分布特征：生物的分布特征：有助于碳酸钙沉积物的生产有助于碳酸钙沉积物的生产 陆棚上水的循环从深水区带来生物生长所需要的养分陆棚上水的循环从深水区带来生物生长所需要的养分 障壁岛波浪破碎使水与大气作用而增加水中的含氧量障壁岛波浪破碎使水与大气作用而增加水中的含氧量 由于水压的降低而降低由于水压的降低而降低CO2的含量的含量（（2）物理作用）物理作用 Physical Processes 　　因此，现代的礁体在波浪搅动带最发育，因此，现代的礁体在波浪搅动带最发育，生物成因生物成因的碳酸钙沉积物总的来说是波浪运动刺激的结果的碳酸钙沉积物总的来说是波浪运动刺激的结果动荡的动荡的水体是鲕粒形成的关键因素，水体流动导致水下增生和胶水体是鲕粒形成的关键因素，水体流动导致水下增生和胶结也有助于葡萄石和粪球粒的形成与保存；结也有助于葡萄石和粪球粒的形成与保存；对碳酸盐岩物质的改造和搬运作用对碳酸盐岩物质的改造和搬运作用在沉积物的重新悬浮和搬运过程中的主要营力：在沉积物的重新悬浮和搬运过程中的主要营力： 波浪、水流、风暴、沉积物重力流波浪、水流、风暴、沉积物重力流波浪和水流：波浪和水流：对碳酸盐岩沉积物的搬运和簸选在高能的对碳酸盐岩沉积物的搬运和簸选在高能的陆棚台地外缘特别常见；礁体前缘强波浪的击打导致礁陆棚台地外缘特别常见；礁体前缘强波浪的击打导致礁石的破碎，产生被向海向陆搬运的生物碎屑；石的破碎，产生被向海向陆搬运的生物碎屑；波浪和水流波浪和水流把碳酸盐岩泥从粗粒沉积物中簸选出把碳酸盐岩泥从粗粒沉积物中簸选出来并搬运到陆棚台地和其它局限的陆棚地区。

来并搬运到陆棚台地和其它局限的陆棚地区粗粒沉积物粗粒沉积物本身可以作为簸选后的滞留沉积，本身可以作为簸选后的滞留沉积，形成砂或砾石坪，也可以被搬运沉积形成浪形成砂或砾石坪，也可以被搬运沉积形成浪成坝和浅滩、海滩、砂嘴，或者潮汐三角洲成坝和浅滩、海滩、砂嘴，或者潮汐三角洲和潮汐坝和潮汐坝风暴、沉积物重力流：风暴、沉积物重力流：风暴对陆棚碳酸盐岩沉积物的改造与对硅质风暴对陆棚碳酸盐岩沉积物的改造与对硅质碎屑沉积物的改造一样；沉积在斜坡和盆地的深水环境深水碳酸盐碎屑沉积物的改造一样；沉积在斜坡和盆地的深水环境深水碳酸盐岩，除了远洋碳酸盐岩（侏罗纪以后的钙质浮游生物：有孔虫、绿岩，除了远洋碳酸盐岩（侏罗纪以后的钙质浮游生物：有孔虫、绿藻、微体腹足类等）外，主要是被藻、微体腹足类等）外，主要是被风暴、沉积物重力流风暴、沉积物重力流搬运到深水搬运到深水环境的浅水碳酸盐岩环境的浅水碳酸盐岩•生物在碳酸盐形成中的重要作用生物在碳酸盐形成中的重要作用•水动力条件对碳酸盐沉积的控制水动力条件对碳酸盐沉积的控制•碳酸盐沉积基本上是在原地形成的碳酸盐沉积基本上是在原地形成的•碳酸盐沉积主要形成于温暖、清洁、透光的浅水碳酸盐沉积主要形成于温暖、清洁、透光的浅水环境环境•碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制2.2.碳酸盐沉积的基本条件碳酸盐沉积的基本条件（（1 1）生物在碳酸盐形成中的重要作用）生物在碳酸盐形成中的重要作用•生物可以把壳体，死生物可以把壳体，死亡后沉积于水底，直亡后沉积于水底，直接由生物形成的碳酸接由生物形成的碳酸盐组分数量很大，其盐组分数量很大，其中有灰泥、碳酸盐颗中有灰泥、碳酸盐颗粒及原地生物礁等粒及原地生物礁等•海洋生物可以通过吸海洋生物可以通过吸收大量收大量CO2改变介质改变介质的条件，促进碳酸钙的条件，促进碳酸钙的沉淀的沉淀•生物扰动等遗迹化石生物扰动等遗迹化石（（2 2）水动力条件对碳酸盐沉积的控制）水动力条件对碳酸盐沉积的控制•灰泥总是堆积在灰泥总是堆积在安静的环境中安静的环境中•较粗的颗粒如砾较粗的颗粒如砾屑、砂屑、生物屑、砂屑、生物碎屑等沉积在水碎屑等沉积在水动力条件较强的动力条件较强的水体中水体中•有一些碳酸盐沉有一些碳酸盐沉积如生物礁等，积如生物礁等，呈块状的原地生呈块状的原地生物格架产出在水物格架产出在水动力条件活跃的动力条件活跃的地区地区•碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物基基本本上上是是在在原原地地或或者者是是在在盆盆地内形成的地内形成的•在在高高能能环环境境仅仅留留下下颗颗粒粒，，在在安安静静环环境境中中颗颗粒与灰泥并存粒与灰泥并存•在在碳碳酸酸盐盐沉沉积积中中，，每每一一类类颗颗粒粒都都有有其其特特定定的形成条件的形成条件（（3 3）碳酸盐沉积基本上是在原地形成的）碳酸盐沉积基本上是在原地形成的（（4 4）碳酸盐主要形成于温暖、清洁、透光的浅水环境）碳酸盐主要形成于温暖、清洁、透光的浅水环境•温暖的气候温暖的气候是碳酸盐沉是碳酸盐沉积的一个有积的一个有利条件利条件•浑浊水体对浑浊水体对碳酸盐沉淀碳酸盐沉淀的抑制作用的抑制作用•水浅温度高，水浅温度高，透光性好，透光性好，有利于生物有利于生物繁衍繁衍（（5 5）碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制）碳酸盐的沉积作用迅速，但容易受到抑制碳酸盐岩可容空间分布样式主要受碳酸盐岩可容空间分布样式主要受四个主要变量控制四个主要变量控制：：（（a））构造沉降：构造沉降：产生沉积物可容空间的；产生沉积物可容空间的； （（b））全球海平面升降变化全球海平面升降变化：：地层分布模式和岩相分布的主要控地层分布模式和岩相分布的主要控 制因素；制因素；（（c））沉积速率：沉积速率：控制古水深；控制古水深；（（d））气候：气候：是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度是控制沉积物类型的主要因素，其中降雨量和温度 控制了碳酸盐岩、蒸发岩的分布。

控制了碳酸盐岩、蒸发岩的分布 这这几几个个因因素素的的相相互互配配置置和和综综合合构构成成相相对对海海平平面面波波动动容容易易起起主主导导作作用用影影响响可可容容空空间间变变化化进进而而决决定定碳碳酸酸盐盐岩岩层层序序分分布布样样式式的的主主要要是是构构造造沉沉降降和和气气候候变变动动要要造造成成巨巨厚厚的的碳碳酸酸盐盐沉沉积积，，盆盆地地的的沉沉降降速速率率必必须须与与沉沉积积速速度度相相适适应应，，气气候候、、清清水水环环境境和和生生物物繁繁殖殖要要适适宜宜第一节第一节第一节第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用第二节第二节第二节第二节 碳酸盐岩沉积相模式碳酸盐岩沉积相模式碳酸盐岩沉积相模式碳酸盐岩沉积相模式第三节第三节第三节第三节 浅水碳酸盐岩的沉积浅水碳酸盐岩的沉积浅水碳酸盐岩的沉积浅水碳酸盐岩的沉积第四节第四节第四节第四节 生物礁和生物丘沉积生物礁和生物丘沉积生物礁和生物丘沉积生物礁和生物丘沉积第五节第五节第五节第五节 与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积第五章第五章 海洋碳酸盐沉积体系海洋碳酸盐沉积体系第二节第二节 碳酸盐沉积相模式碳酸盐沉积相模式一、陆表海清水沉积作用一、陆表海清水沉积作用相模式相模式二、潮汐作用相模式二、潮汐作用相模式三、混积型沉积相模式三、混积型沉积相模式四、威尔逊相模式（综合相模式）四、威尔逊相模式（综合相模式）五、浅水碳酸盐岩台地模式、深水相模式五、浅水碳酸盐岩台地模式、深水相模式 和生物礁相模式（专门讨论）和生物礁相模式（专门讨论）一、陆表海清水沉积相模式一、陆表海清水沉积相模式ShawShaw（（19641964））把碳酸盐岩的主要沉积场所分为：把碳酸盐岩的主要沉积场所分为： 陆缘海陆缘海和和陆表海陆表海陆表海：陆表海：没有陆表海台地的现代例子，但古生代和部没有陆表海台地的现代例子，但古生代和部分中生代确常有分中生代确常有几百至几千公里宽，覆盖几百万平方几百至几千公里宽，覆盖几百万平方公里的浅水台地公里的浅水台地；；我们只能我们只能推测推测在这种宽阔陆棚上的水动力作用：在这种宽阔陆棚上的水动力作用：与广与广海相连，风暴和波浪强烈影响水循环，潮汐作用也很海相连，风暴和波浪强烈影响水循环，潮汐作用也很重要，陆源碎屑输入少。

重要，陆源碎屑输入少 •（（1 1））X X带带( (低能带低能带) ) 位于浪底或浪基面以下位于浪底或浪基面以下•（（2 2））Y Y带带( (高能带高能带) )从波浪冲击海底的地点起，直到波从波浪冲击海底的地点起，直到波浪及潮汐的能量大部被消耗掉为止浪及潮汐的能量大部被消耗掉为止•（（3 3））Z Z带带( (低能带低能带) )位于位于Y Y带的向岸方向，直到滨岸为止带的向岸方向，直到滨岸为止(1)X(1)X带带( (低能带低能带) )•沉积物主要来自沉积物主要来自Y Y带的细粒物质即带的细粒物质即灰泥灰泥•底栖生物和藻类都不发育底栖生物和藻类都不发育•沉积物多呈暗色沉积物多呈暗色•这一环境有利于生油这一环境有利于生油（（2 2））Y Y带带( (高能带高能带) )•向海方向一侧，由于向海方向一侧，由于营养物质及氧均较充营养物质及氧均较充分，各种生物分，各种生物( (包括造包括造礁生物礁生物) )发育，常形成发育，常形成生物礁生物礁•向陆一侧是各种较粗向陆一侧是各种较粗的颗粒堆积的有利场的颗粒堆积的有利场所所•碳酸盐岩都是良好的碳酸盐岩都是良好的石油和天然气的储集石油和天然气的储集岩岩（（3 3））Z Z带带( (低能带低能带) )•此带水很浅此带水很浅•波浪及潮汐作用很弱，其能量大多被波浪及潮汐作用很弱，其能量大多被海底摩擦消耗掉海底摩擦消耗掉•水循环也很弱水循环也很弱•形成白云石以及各种盐类矿物的沉积形成白云石以及各种盐类矿物的沉积•在此带形成的岩石主要是泥晶石灰岩、在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泥晶白云岩以及蒸发岩•化石少见，但叠层藻席却相当发育化石少见，但叠层藻席却相当发育二、潮汐作用相模式二、潮汐作用相模式•潮上带潮上带•潮间带潮间带•局限潮下带局限潮下带•开阔潮下带开阔潮下带（（1 1）潮上带）潮上带•主要由白云岩、白云质泥晶石灰主要由白云岩、白云质泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩组成岩、球粒泥晶石灰岩组成•在高潮或风暴时，沉积物沉积在在高潮或风暴时，沉积物沉积在有藻席覆盖的潮坪上有藻席覆盖的潮坪上•在低潮时，沉积物的上层和藻席在低潮时，沉积物的上层和藻席发生干裂、风蚀以及后来的再改造，发生干裂、风蚀以及后来的再改造，就可以形成砾石级或细小的内碎屑就可以形成砾石级或细小的内碎屑•白云石是毛细管浓缩白云化作用白云石是毛细管浓缩白云化作用的产物的产物(2)(2)潮间带潮间带•潮潮间间带带的的上上部部, ,其其干干燥燥和和泥泥裂作用与潮上带相同裂作用与潮上带相同•在在潮潮间间带带下下部部，，风风暴暴和和潮潮汐汐能能量量形形成成内内碎碎屑屑及及生生物物碎碎屑屑堆积堆积•潮间带上部藻席茂盛潮间带上部藻席茂盛•潮潮间间带带下下部部柱柱状状叠叠层层石石以以及及藻灰结核常见藻灰结核常见•虫虫孔孔常常见见, ,潮潮间间带带上上部部多多为为垂垂直直虫虫孔孔，，下下部部多多为为水水平平虫虫孔孔•潮间带也可有白云化现象潮间带也可有白云化现象（（3 3）开阔潮下带）开阔潮下带•为高能量环境，波浪和潮汐可以为高能量环境，波浪和潮汐可以搅动和簸选底部的沉积物搅动和簸选底部的沉积物•主要沉积是清洁的主要沉积是清洁的( (即无灰泥的即无灰泥的) )内碎屑石灰岩或生物碎屑石灰岩内碎屑石灰岩或生物碎屑石灰岩•可出现低角度斜层理可出现低角度斜层理•各种海洋生物如棘皮类、珊瑚、各种海洋生物如棘皮类、珊瑚、腕足类、三叶虫以及软体动物均腕足类、三叶虫以及软体动物均很发育很发育（（4 4）局限潮下带）局限潮下带•此带为较低能的环境此带为较低能的环境•此带的岩石主要是轻微冲刷的内碎屑生物此带的岩石主要是轻微冲刷的内碎屑生物碎屑石灰岩和致密的内碎屑生物碎屑石灰碎屑石灰岩和致密的内碎屑生物碎屑石灰岩，其基质主要是灰泥即泥晶，也有亮晶岩，其基质主要是灰泥即泥晶，也有亮晶•此带也和开阔潮下带一样有多变的生物群此带也和开阔潮下带一样有多变的生物群•在此带的较浅部位，还可出现由生物泥晶在此带的较浅部位，还可出现由生物泥晶石灰岩和粘结岩组成的生物丘石灰岩和粘结岩组成的生物丘三、混积型相模式三、混积型相模式 MIXED CARBONATE-SILICICLASTIC SYSTEMS　　　　 事事实实上上，，地地层层序序列列中中经经常常出出现现碳碳酸酸盐盐岩岩和和硅硅质质碎碎屑屑岩混积现象，岩混积现象，阿阿姆斯特姆斯特朗（朗（ArmstrongArmstrong，，19741974）：）： 碎屑岩－碳酸盐岩混积相模式碎屑岩－碳酸盐岩混积相模式 碳酸盐岩相模式碳酸盐岩相模式空空间间变变化化：：由由能能产产生生碳碳酸酸盐盐岩岩和和硅硅质质碎碎屑屑岩岩侧侧向向指指状状交交错的侧向相变（环境的空间变化）形成的；错的侧向相变（环境的空间变化）形成的；时时间间变变化化：：由由于于海海平平面面变变化化和和/或或沉沉积积物物供供给给变变化化导导致致地层序列的垂向相变（称作时间变化）的结果；地层序列的垂向相变（称作时间变化）的结果； 因因此此硅硅质质碎碎屑屑岩岩相相可可以以是是碳碳酸酸盐盐岩岩侧侧向向指指状状交交错错相相变变，，也也可可以以是是碳碳酸酸盐盐岩岩序序列列中中的的特特征征夹夹层层；；碳碳酸酸盐盐岩岩－－硅硅质质碎碎屑屑岩岩的的转转换换是是环环境境变变化化（（如如海海岸岸到到内内陆陆棚棚、、中中陆陆棚棚到到外外陆陆棚棚等等））的的结结果果，，可可以以出出现现在在温温带带或或热热带带的的陆陆棚环境。

棚环境四、威尔逊相模式四、威尔逊相模式•盆地盆地沉积区沉积区 盆地相盆地相 开阔陆棚（广海陆棚）相开阔陆棚（广海陆棚）相 碳酸盐岩台地的斜坡脚（盆地边缘）相碳酸盐岩台地的斜坡脚（盆地边缘）相•台地边缘台地边缘沉积区沉积区 碳酸盐岩台地的前斜坡（台地前缘斜坡）相碳酸盐岩台地的前斜坡（台地前缘斜坡）相 　　 台地边缘生物礁相台地边缘生物礁相 　　 簸选的台地边缘砂（台地边缘浅滩）相簸选的台地边缘砂（台地边缘浅滩）相•台地沉积区台地沉积区 开阔台地（陆棚泻湖）相开阔台地（陆棚泻湖）相 局限台地相局限台地相 台地蒸发岩（蒸发岩台地）相台地蒸发岩（蒸发岩台地）相　　　　WilsonWilson（（19751975））归纳陆棚、台地边缘斜坡和盆地碳酸归纳陆棚、台地边缘斜坡和盆地碳酸盐岩沉积类型的地理分布规律而提出的理想化的综合模式盐岩沉积类型的地理分布规律而提出的理想化的综合模式A.A.盆地沉积区盆地沉积区•（（1 1））盆盆地地相相----不不利利于于底底栖栖生生物物的的生生长长和和碳酸盐的沉积：碳酸盐的沉积：•①①浊浊积积灰灰岩岩相相：：由由来来自自邻邻近近陆陆棚棚及及陆陆棚棚斜斜坡的碳酸盐岩碎屑组成的异地石灰岩坡的碳酸盐岩碎屑组成的异地石灰岩•②②深深海海瘦瘦地地槽槽相相：：主主要要为为薄薄的的深深海海沉沉积积物物。

常常见见有有放放射射虫虫岩岩、、红红色色生生物物泥泥晶晶石石灰灰岩岩及及红色结核石灰岩等红色结核石灰岩等•③③克克拉拉通通盆盆地地碳碳酸酸盐盐相相：：为为暗暗色色薄薄层层石石灰灰岩纹理发育岩纹理发育•(2)(2)开开阔阔陆陆棚棚相相----是是较较深深水水浅浅海海沉沉积积环环境境主主要要为为富富含含化化石石的的石石灰灰岩岩与与泥泥灰灰岩岩层层理理明显明显 •(3)(3)碳碳酸酸盐盐台台地地的的斜斜坡坡脚脚相相----位位于于碳碳酸酸盐盐台台地地的的斜斜坡坡的的末末端端，，主主要要为为薄薄层层的的细细粒粒石石灰灰岩岩生生物物群群为为广广海海陆陆棚棚的的正正常常海海洋洋的的生物生物B.B.台地边缘沉积区台地边缘沉积区•(4)(4)碳碳酸酸盐盐台台地地前前缘缘斜斜坡坡相相----位位于于深深水水陆陆棚棚与与浅浅水水碳碳酸酸盐盐台台地地过过渡渡带带为为各各种种石石灰灰岩岩，，有有大大型型的的滑滑塌塌构构造造•(5)(5)台台地地边边缘缘生生物物礁礁相相----主主要要为为块块状状的的石石灰灰岩岩及及白白云云岩岩，，几几乎乎全由生物骨骼组成全由生物骨骼组成•(6)(6)簸簸选选的的台台地地边边缘缘砂砂相相----主主要要呈呈沙沙洲洲、、沙沙滩滩、、扇扇状状或或带带状状的的滨外坝或风成沙丘岛滨外坝或风成沙丘岛C.C.台地沉积区台地沉积区•(7)(7)开开阔阔台台地地相相----适适合合各各种种生生物物生生长长。

主主要要为为各各种种石石灰灰岩岩沉沉积积物物的的球球粒粒化化及潜穴作用常见及潜穴作用常见•(8)(8)局局限限台台地地相相----泻泻湖湖相相海海水水循循环环受受到到很很大大限限制制主主要要为为泥泥晶晶灰灰岩岩，，也也有有白白云云岩岩纹纹理理、、鸟鸟眼眼、、藻藻叠叠层层石石、、小小型型的的递递变变层层理理、、白白云云石石壳壳及及钙钙质质结结壳壳等等构构造发育造发育•(9)(9)台台地地蒸蒸发发岩岩相相----潮潮上上带带主主要要为为白白云云岩岩及及石石膏膏或或硬硬石石膏膏纹纹理理发发育育，，有有泥裂、叠层石等泥裂、叠层石等第一节第一节第一节第一节 碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用碳酸盐岩沉积环境和沉积作用第二节第二节第二节第二节 碳酸盐沉积相模式碳酸盐沉积相模式碳酸盐沉积相模式碳酸盐沉积相模式第三节第三节第三节第三节 浅水碳酸盐岩的沉积序列浅水碳酸盐岩的沉积序列浅水碳酸盐岩的沉积序列浅水碳酸盐岩的沉积序列第四节第四节第四节第四节 生物礁和生物丘生物礁和生物丘生物礁和生物丘生物礁和生物丘第五节第五节第五节第五节 与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积第五章第五章 海洋碳酸盐沉积体系海洋碳酸盐沉积体系第三节第三节 浅水碳酸盐岩的沉积序列浅水碳酸盐岩的沉积序列一、碳酸盐岩台地环境一、碳酸盐岩台地环境二、浅水碳酸盐岩的沉积序列二、浅水碳酸盐岩的沉积序列三、碳酸盐岩台地沉积实例三、碳酸盐岩台地沉积实例图图12.5展示现代镶边碳酸盐岩陆棚亚环境分布特征展示现代镶边碳酸盐岩陆棚亚环境分布特征一、碳酸盐岩台地环境一、碳酸盐岩台地环境 Subenvironments of Carbonate Platform Settings外陆棚为外陆棚为高能环境高能环境，以，以在台地边缘在台地边缘生物礁生物礁向陆向陆方向发育方向发育砂质、砾质席砂质、砾质席和浅滩和浅滩为特征，为浅水为特征，为浅水生物（珊瑚、钙藻、苔生物（珊瑚、钙藻、苔藓）的骨骼碎屑和藓）的骨骼碎屑和/或鲕或鲕粒、球粒的滞留沉积；粒、球粒的滞留沉积；骨骼碎屑主要来自邻近骨骼碎屑主要来自邻近的生物礁，并被波浪磨的生物礁，并被波浪磨圆，砂质浅滩沉积分选圆，砂质浅滩沉积分选好、具交错层；古代的好、具交错层；古代的岩相为生物碎屑和鲕粒岩相为生物碎屑和鲕粒的颗粒灰岩和泥粒灰岩。

的颗粒灰岩和泥粒灰岩中陆棚中陆棚低能环境：低能环境：主要位于浪基面以下（局部主要位于浪基面以下（局部的点礁、浅滩和堤坝的点礁、浅滩和堤坝 可位于浪基面以上；可位于浪基面以上；碳酸盐岩缓坡可能会有高能环境，发育碳酸盐岩缓坡可能会有高能环境，发育碳酸盐岩台地和砂滩）碳酸盐岩台地和砂滩） ；；水循环随陆棚条件由开放到局限水循环随陆棚条件由开放到局限：中陆：中陆棚外部开放，内部局限；是骨骼砂、灰棚外部开放，内部局限；是骨骼砂、灰泥、球粒、葡萄石等碳酸盐岩沉积物高泥、球粒、葡萄石等碳酸盐岩沉积物高生产带；生产带；正常海相生物正常海相生物广泛发育（腕足类、瓣腮广泛发育（腕足类、瓣腮类、腹足类、海百合、海胆类、钙藻、类、腹足类、海百合、海胆类、钙藻、苔藓和底栖有孔虫，在岩石中还有菊石苔藓和底栖有孔虫，在岩石中还有菊石和鹦鹉螺）和鹦鹉螺） ，在陆棚局限区域会有较高，在陆棚局限区域会有较高的忍耐性；生物扰动广泛；的忍耐性；生物扰动广泛；沉积物分选差，高泥晶物质；沉积物分选差，高泥晶物质；古代岩相古代岩相以泥晶灰岩、骨屑或球粒泥晶灰岩，局以泥晶灰岩、骨屑或球粒泥晶灰岩，局部有分选好的颗粒灰岩和泥晶颗粒灰岩，部有分选好的颗粒灰岩和泥晶颗粒灰岩，这种岩相在地质记录中非常普遍这种岩相在地质记录中非常普遍内陆棚内陆棚大多数碳酸盐岩环境的大多数碳酸盐岩环境的内陆棚是内陆棚是低能的潮坪环低能的潮坪环境境，以沉积细粒沉积物，以沉积细粒沉积物为特征；然而，对于缓为特征；然而，对于缓坡台地来说，会出现以坡台地来说，会出现以发育碳酸盐岩海滩和钙发育碳酸盐岩海滩和钙质砂浅滩为特征的高能质砂浅滩为特征的高能近岸带。

近岸带潮下带和潮间带下部沉积：潮下带和潮间带下部沉积：（类似于中陆棚内部）（类似于中陆棚内部）沉积生物潜穴和扰动发育的沉积生物潜穴和扰动发育的球球粒泥晶灰岩和骨屑泥晶灰岩粒泥晶灰岩和骨屑泥晶灰岩；；盐度基本正常盐度基本正常，潮池、潮溪和，潮池、潮溪和其它水体可能会成为局限水体；其它水体可能会成为局限水体；腹足类和有孔虫非常繁盛腹足类和有孔虫非常繁盛，腹，腹足类蚕食蓝绿藻使其不能形成足类蚕食蓝绿藻使其不能形成发展为藻席，在腹足类不能生发展为藻席，在腹足类不能生存的高盐度地区，藻席就会繁存的高盐度地区，藻席就会繁盛潮间带的中上部：潮间带的中上部：以可能为风暴沉积的薄层以可能为风暴沉积的薄层灰色泥灰岩和藻席为特征，灰色泥灰岩和藻席为特征，干裂发育，层理不规则；干裂发育，层理不规则；纹层状叠层石：纹层状叠层石：藻席生长藻席生长捕捉细粒灰泥沉积物和风捕捉细粒灰泥沉积物和风暴粒序层互层；暴粒序层互层；窗格孔隙或纹层状窗格窗格孔隙或纹层状窗格（鸟眼构造）：（鸟眼构造）：部分藻席部分藻席在埋藏过程中腐烂而留下在埋藏过程中腐烂而留下近于水平的不规则伸长状近于水平的不规则伸长状孔隙；孔隙；内碎屑：内碎屑：泥坪和潮道间歇泥坪和潮道间歇性暴露的泥壳破碎并被后性暴露的泥壳破碎并被后继潮流或暴风浪改造成；继潮流或暴风浪改造成；潮上带潮上带类似于潮间带上部类似于潮间带上部长期的暴露会导致风长期的暴露会导致风暴沉积层形成几厘米暴沉积层形成几厘米厚的硬壳并破裂为厚的硬壳并破裂为不不规则的泥裂；规则的泥裂；含有含有白云石，与方解白云石，与方解石、文石构成组合石、文石构成组合；；在高盐度环境出现在高盐度环境出现石石膏、硬石膏和岩盐；膏、硬石膏和岩盐；帐篷构造：帐篷构造：由沉积物由沉积物内部蒸发矿物结晶产内部蒸发矿物结晶产生的膨胀形成。

生的膨胀形成潮坪沉积的特征潮坪沉积的特征：：粗粒沉积物相对较少：粗粒沉积物相对较少：除了潮道的泥片和内碎屑外，除了潮道的泥片和内碎屑外，主要为不规则到纹层状藻席和不规则的薄层粒序风主要为不规则到纹层状藻席和不规则的薄层粒序风暴层，暴层，暴露标志：暴露标志：干裂，以及其它雨痕、动物或鸟足迹、干裂，以及其它雨痕、动物或鸟足迹、窗格孔隙等；窗格孔隙等； 岩石类型：岩石类型：以球粒微晶灰岩、均质泥灰岩、窗格纹以球粒微晶灰岩、均质泥灰岩、窗格纹层状泥灰岩、泥晶内碎屑灰岩、叠层石、以及石膏层状泥灰岩、泥晶内碎屑灰岩、叠层石、以及石膏和硬石膏和硬石膏没有障壁的碳酸盐岩缓坡台地没有障壁的碳酸盐岩缓坡台地在台地内部边缘发育在台地内部边缘发育高能的砂质浅滩相高能的砂质浅滩相；海滩上的碳酸盐岩；海滩上的碳酸盐岩颗粒有骨屑、鲕粒、球粒以及由原先沉积的水下胶结灰泥破颗粒有骨屑、鲕粒、球粒以及由原先沉积的水下胶结灰泥破碎的内碎屑碎的内碎屑Inden and Moore（（1983））对障壁海滩和大陆海对障壁海滩和大陆海滩研究表明：滩研究表明：下临滨下临滨的沉积物通常为分选差的粗砂，杂基支的沉积物通常为分选差的粗砂，杂基支撑，具槽状交错层；撑，具槽状交错层；上临滨上临滨的沉积物为分选较好的砂和砾，的沉积物为分选较好的砂和砾，具板状交错层和主要倾向海洋的倾角小于具板状交错层和主要倾向海洋的倾角小于15º前积层；现代大前积层；现代大陆碳酸盐岩海滩的例子是波斯湾海岸。

陆碳酸盐岩海滩的例子是波斯湾海岸 内陆棚内陆棚 许多陆表海沉积似乎都是由许多陆表海沉积似乎都是由几米到几百米厚的向几米到几百米厚的向上变浅的旋回序列上变浅的旋回序列组成，多数序列以高能的碳酸盐岩组成，多数序列以高能的碳酸盐岩砂和砾开始，由下到上接着是低能的潮下开阔陆棚、砂和砾开始，由下到上接着是低能的潮下开阔陆棚、潮间带、潮上带和可能的非海相沉积；有些旋回还以潮间带、潮上带和可能的非海相沉积；有些旋回还以蒸发盐沉积结束；蒸发盐沉积结束；　　这种基本的海退进积序列主要是由于　　这种基本的海退进积序列主要是由于碳酸盐岩沉碳酸盐岩沉积速率超过盆地沉降速率或海平面上升速率，沉积物积速率超过盆地沉降速率或海平面上升速率，沉积物向上向海平面生长的结果；向上向海平面生长的结果；当沉积物表面向海平面方当沉积物表面向海平面方向加积时沉积物就沉积在不断变浅的水体中，从而产向加积时沉积物就沉积在不断变浅的水体中，从而产生向上变浅的序列生向上变浅的序列二、二、 浅水碳酸盐岩的沉积序列浅水碳酸盐岩的沉积序列•浅水台地上的碳酸盐向上变浅的序列浅水台地上的碳酸盐向上变浅的序列D.D.潮潮上上带带：：为为长长期期暴暴露露地地表表产产生生的的沉沉积积特特征征，，如如纹纹层层状状粉粉晶晶白白云云岩岩、、白白云云化化石石灰灰岩岩、、干干裂裂及及平平铺铺层层面面的的扁扁平平角角砾砾、、窗窗孔孔构构造造、、岩岩溶溶空空洞洞、、钙质结壳、岩盐与石膏层等钙质结壳、岩盐与石膏层等；C.C.潮潮间间带带：：间间歇歇暴暴露露的的标标志志丰丰富富，，如如干干裂裂、、鸟鸟眼眼构构造造；；纹纹层层构构造造发发育育，，如如叠叠层层石石、、皱皱褶褶状状纹纹层层；；暴暴露露与与沉沉积积交交替替出出现现的的证证据据常常见见；；人人字字形形交交错错层层和和压压扁扁层层理理、、波波状状层层理理与与透透镜镜状层理；状层理；B.B.潮下带：潮下带：厚层厚层- -块状泥晶灰岩、各块状泥晶灰岩、各种粒屑灰岩或礁灰岩。

含丰富的正种粒屑灰岩或礁灰岩含丰富的正常海相化石，生物扰动构造发育常海相化石，生物扰动构造发育A.A.滞滞留留沉沉积积：：代代表表海海进进初初期期的的基基底底薄层灰质砂和砾薄层灰质砂和砾1.现代碳酸盐岩台地例子现代碳酸盐岩台地例子Examples of Modern Carbonate Platforms现代碳酸盐岩陆棚包括缓坡、无镶边台地、镶边台地和孤立台地现代碳酸盐岩陆棚包括缓坡、无镶边台地、镶边台地和孤立台地热带无镶边陆棚和碳酸盐岩缓坡的例子：热带无镶边陆棚和碳酸盐岩缓坡的例子：the eastern Gulf of Mexico off the Florida coastthe Yucatan Shelf, Mexico, in the southern part of the Gulf of Mexicothe Trucial Coast of the Persian Gulf. 冷水型碳酸盐岩主要在无镶边陆棚沉积冷水型碳酸盐岩主要在无镶边陆棚沉积镶边陆棚的例子：镶边陆棚的例子： Florida Bay, the Belize Shelf in the western Caribbean off Guatemala the Great Barrier Reef area of Australia.孤立台地的例子：孤立台地的例子： the Bahama Platform (an isolated platform)三、碳酸盐岩台地沉积实例三、碳酸盐岩台地沉积实例Mollusc-rich siliciclastic (quartz) sands dominate the inner ramp down to about 60 m depth, grading downslope into coralline algal carbonate sands. Relict oolitic sands with pelagic and benthic foraminifers dominate between 80-100 m, and planktonic foraminiferal oozes are common in deeper water.（（1）无镶边陆棚和缓坡台地）无镶边陆棚和缓坡台地Florida Bay (Fig. 12.7) is a good example of a rimmed shelf. The inner shelf margin is marked by the Florida Keys, an emergent Pleistocene reef-ooid-shoal complex. Florida Bay lies inboard from the Keys, bordered on its northern margin by coastal swamps of the everglades. Florida Bay is filled with carbonate mud and muddy carbonate sands enriched in molluscs and foraminifers. The belt of muddy carbonate sands lying between the Keys and the outer reef tract is composed mainly of calcareous algae (Halimeda) and molluscs. Carbonate sands within the outer reef tract are composed of Halimeda and coralline algae; corals are also present.（（2）镶边陆棚）镶边陆棚The best-studied example of a modern isolated platform is the Bahama Platform, which is also rimmed (Fig. 12.8). Coralgal sands and ooid facies are present along the platform margin in zones affected by wave turbulence and tidal currents and discontinuous coral reefs are present along the windward (east) margin. Ooid facies are best developed in water less than 3-m deep and occur as sandwaves and subaqueous dune fields up to 50-km long. Grapestone facies, which cover large areas of the platform interior down to depths of 9-10 m, contain little carbonate mud. They are stabilized by cyanobacteria mats, calcareous algae, and sea grasses. Pellet mud and mud facies accumulate in the lowest energy parts of the platform interior, commonly at water depths less than 4 m. The sediment consists of highly bioturbated aragonite mud, rich in fecal pellets in some areas.（（3）孤立台地）孤立台地意意大大利利北北部部阿阿尔尔啤啤斯斯白白云云山山早早－－中中三三叠叠统统碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积是是类类似似于于巴巴哈哈马马的的孤孤立立台台地地沉沉积积；；为为由由米米级级旋旋回回组组成成的的，，具具帐帐篷篷构构造造的的厚厚达达800米米层层状状序序列列，，可可能能为为在在孤孤立立碳碳酸酸盐盐岩岩台台地地内内部部低低能能的的开开阔阔到到局局限限的的浅浅水水潮潮下下环环境境沉沉积积，，向向海海方方向向逐逐渐渐演演变变为为高高能能台台地地边边缘缘沉沉积积的的球粒骨屑颗粒灰岩球粒骨屑颗粒灰岩/泥晶颗粒灰岩和藻粘结岩。

泥晶颗粒灰岩和藻粘结岩2. 古代碳酸盐岩陆棚序列例子古代碳酸盐岩陆棚序列例子Examples of Ancient Carbonate Shelf Successions（（1）孤立台地）孤立台地 Isolated Platforms新墨西哥南部的新墨西哥南部的the Delaware盆地二叠系碳酸盐岩沉积被盆地二叠系碳酸盐岩沉积被 作为古代作为古代镶边陆棚沉积的底下例子镶边陆棚沉积的底下例子 (e.g., Ward, Kendall, and Harris, 1986). 这些沉积面积达这些沉积面积达100,000 km2, 完全为边缘礁完全为边缘礁（（the Capitan and Goat Seep reefs））所包围，陆棚外部沉积所包围，陆棚外部沉积10-15 km 宽，以泻湖泥灰岩和颗粒泥宽，以泻湖泥灰岩和颗粒泥晶灰岩盖以纹层状石膏的向上变浅的序列为主，陆棚外部向陆突变晶灰岩盖以纹层状石膏的向上变浅的序列为主，陆棚外部向陆突变为为40Km宽的宽的具有具有7m厚的内泻湖和边缘海岸萨布哈相，其间为厚的内泻湖和边缘海岸萨布哈相，其间为800-m到到3-km wide的碳酸盐岩砂带，由向上变粗的具交错层或无交错层的碳酸盐岩砂带，由向上变粗的具交错层或无交错层的细粒碳酸盐岩砂组成的细粒碳酸盐岩砂组成（（2）镶边陆棚）镶边陆棚 Rimmed Shelves地质历史时期沉积的大部分碳酸盐岩多被以为是在陆表海台地形成地质历史时期沉积的大部分碳酸盐岩多被以为是在陆表海台地形成的，这种台地在从晚前寒武纪以来的各时代都有分布的，这种台地在从晚前寒武纪以来的各时代都有分布〔〔the Late Precambrian (e.g., China), Cambro-Ordovician (e.g., North America; Middle East), Mississippian, Triassic-Jurassic (e.g., western Europe), Permian and Tertiary (e.g., Middle East) (Wright and Burchette, 1996; Tucker and Wright, 1990)〕〕风暴、风暴、飓风和潮汐可能是宽阔陆棚的主要动力；陆棚碳酸盐岩岩相以大量飓风和潮汐可能是宽阔陆棚的主要动力；陆棚碳酸盐岩岩相以大量正常海相化石和富含灰泥质为特征，岩石类型包括：泥晶灰岩、颗正常海相化石和富含灰泥质为特征，岩石类型包括：泥晶灰岩、颗粒泥晶灰岩、颗粒灰岩、泥粒灰岩、层孔虫障积岩和补丁礁障积岩。

粒泥晶灰岩、颗粒灰岩、泥粒灰岩、层孔虫障积岩和补丁礁障积岩层理是变化的，以透镜状和楔状为主，有的碳酸盐岩岩层侧向延伸层理是变化的，以透镜状和楔状为主，有的碳酸盐岩岩层侧向延伸很远；碳酸盐岩常与薄层页岩互层，沉积构造有砂质灰岩的交错层、很远；碳酸盐岩常与薄层页岩互层，沉积构造有砂质灰岩的交错层、广泛的生物扰动构造和潜穴、广泛的生物扰动构造和潜穴、flaser和和结核（结核（nodular）层等）层等（（3）缓坡）缓坡Ramps（（4）） 陆表海台地陆表海台地 Epeiric Platforms英国西南部的石炭系灰岩可作为古代碳酸盐岩缓坡的实例英国西南部的石炭系灰岩可作为古代碳酸盐岩缓坡的实例 (Burchette, Wright, and Faulkner, 1990)，，该该序列为楔状沉积，以缓坡外部的微晶灰岩序列为楔状沉积，以缓坡外部的微晶灰岩和富含海百合和腕足类的生物碎屑灰岩开始，其中还有起伏达和富含海百合和腕足类的生物碎屑灰岩开始，其中还有起伏达200米的生物丘，向岸方向的缓坡中部为生物碎屑砂，最后为近岸带的米的生物丘，向岸方向的缓坡中部为生物碎屑砂，最后为近岸带的浅滩和海滩上的鲕粒砂体。

浅滩和海滩上的鲕粒砂体许多陆表海沉积都是以几十米的几百米厚的向上变浅的序列的旋许多陆表海沉积都是以几十米的几百米厚的向上变浅的序列的旋回沉积为主；回沉积为主； Many epeiric deposits appear to be dominated by shallowing-upward cyclic successions that range from a few tens of meters to hundreds of meters thick. Many successions begin with a high-energy carbonate sand or conglomerate unit followed upward progressively in the depositional succession by sediments deposited in the lower energy, subtidal, open-marine shelf; intertidal zone; supratidal zone; and possible nonmarine environment. Some depositional cycles appear to have ended with deposition of evaporites. Such a succession is basically regressive (progradational); however, because rates of carbonate sedimentation commonly exceed rates of basin subsidence or sea-level rise, sediments also build upward toward sea level. Sediment is thus deposited in progressively shallower water as the sediment surface accretes toward sea level, generating the shallowing-upward successions (e.g., James,1984b). Intraplatform basins, with water depth commonly less than 100-200 m, can form within epeiric platforms. During sea-level highstands, water within these basins may be stratified--oxygenated at the top but suboxic to anoxic at the bottom. Sea-level lowstands may lead to isolation of the basin and onset of evaporitic conditions (Wright and Burchette, 1996). 大规模的向上变浅的序列的重复可能是快速海平面变化重复的大规模的向上变浅的序列的重复可能是快速海平面变化重复的结果，米级旋回可能是米兰柯维奇力作用的结果结果，米级旋回可能是米兰柯维奇力作用的结果 Repetition of large-scale shallowing-upward successions may be largely the result of repeated episodes of rapid sea-level rise, flooding the carbonate platform, followed by periods of standstill during which shallowing-upward successions develop, e.g., Wilkinson (1982). Osleger and Read (1991) suggest that meter-scale cyclicity is the result of Milankovich-forced sea-level oscillations (see discussion of stratigraphic cycles in Chapter 13), with a cyclicity on the order of 20,000-40,000 years.第四节第四节 生物礁沉积生物礁沉积一、礁的概念一、礁的概念二、现代礁沉积环境和沉积作用二、现代礁沉积环境和沉积作用三、古代礁的类型与相模式三、古代礁的类型与相模式一、礁的概念及分类一、礁的概念及分类巴布亚新几内亚巴布亚新几内亚1. 现代礁概念现代礁概念礁（礁（reef））的概念在地质学、海洋学、航海学等领域有不同的理解的概念在地质学、海洋学、航海学等领域有不同的理解 －－挪威语－－挪威语rif，，含义为脊含义为脊 －－航海：凸起的岩块，主要由珊瑚组成，所以称珊瑚礁－－航海：凸起的岩块，主要由珊瑚组成，所以称珊瑚礁２．礁的地质概念２．礁的地质概念（（1））狭义的生物礁定义：狭义的生物礁定义： 教材定义教材定义－为由造礁生物原地生长建造的水下抗浪凸起－为由造礁生物原地生长建造的水下抗浪凸起Longman（（1981））的的定定义义：：任任何何沉沉积积时时地地貌貌上上凸凸起起于于周周围围沉积物并影响周围沉积作用的生物成因的碳酸盐岩建隆沉积物并影响周围沉积作用的生物成因的碳酸盐岩建隆按以上定义，按以上定义，大部分生物礁是由在高能环境繁盛的大型生大部分生物礁是由在高能环境繁盛的大型生物建造而成物建造而成。

包括：包括：(1)(1)主要由造礁生物组成格架；主要由造礁生物组成格架；(2)(2)存在有原地生长的痕迹，而不是异地来源的；存在有原地生长的痕迹，而不是异地来源的；(3)(3)在形态上是一个厚度大于周围地层的上凸状透镜状在形态上是一个厚度大于周围地层的上凸状透镜状（（2）广义礁的概念：）广义礁的概念：有或没有坚固骨架核心的碳酸盐岩建隆有或没有坚固骨架核心的碳酸盐岩建隆（（低能礁相　低能礁相　Low-Energy Reef））生物丘（生物丘（bioherm，，mound）） ：：是用于指不同特征的是用于指不同特征的岩石所包围的生物成因的透镜状岩体的非专门术语，岩石所包围的生物成因的透镜状岩体的非专门术语，内部可有或没有坚固的生物骨架；内部可有或没有坚固的生物骨架； 生物层（生物层（ biostrome ）：）：是在非礁环境形成的板状碳是在非礁环境形成的板状碳酸盐岩体；酸盐岩体；Wilson（（1975））用碳酸盐岩建隆代表原地用碳酸盐岩建隆代表原地形成的侧向受限制的地貌上隆起的碳酸盐岩沉积体，形成的侧向受限制的地貌上隆起的碳酸盐岩沉积体，他没有考虑建隆内部构成；他没有考虑建隆内部构成；巴布亚新几内亚巴布亚新几内亚二、现代礁沉积环境和沉积作用二、现代礁沉积环境和沉积作用1. 现代礁和礁环境　现代礁和礁环境　Modern Reefs and Reef Environments（（1））生生物物礁礁具具有有完完全全不不同同于于陆陆棚棚其其它它地地区区的的独独特特的的环境：环境：陆陆棚棚坡坡折折带带是是生生物物礁礁生生长长的的有有利利地地带带。

这这里里风风浪浪强强烈，营养丰富，水体洁净；烈，营养丰富，水体洁净；澳大利亚大堡礁澳大利亚大堡礁 （（2）礁的环境类型）礁的环境类型环礁环礁台礁、平顶礁台礁、平顶礁小环礁小环礁岸礁岸礁丘丘（狭义的）高能礁：（狭义的）高能礁：大部分现代礁在浅水中大部分现代礁在浅水中大部分是位于台地边缘的称作大部分是位于台地边缘的称作障壁障壁礁礁的线性礁体；这些礁体基本上都的线性礁体；这些礁体基本上都是侧向连续的，延伸可达几百公里，是侧向连续的，延伸可达几百公里，如澳大利亚大堡礁在澳大利亚东陆如澳大利亚大堡礁在澳大利亚东陆棚上延伸达棚上延伸达1900公里公里在一些现代陆棚很窄的在一些现代陆棚很窄的地方，线性礁体紧贴岸地方，线性礁体紧贴岸线生长，中间没有泻湖线生长，中间没有泻湖分隔，因此被称作分隔，因此被称作岸礁岸礁；；环绕在太平洋深水区的海山环绕在太平洋深水区的海山顶部孤立的环状礁称作顶部孤立的环状礁称作环礁环礁，，这些礁构成包围浅水泻湖的这些礁构成包围浅水泻湖的外围环形抗浪障壁；外围环形抗浪障壁；小环礁小环礁是在泻湖是在泻湖中或在环状边缘中或在环状边缘形成的环状构造；形成的环状构造；沿陆棚边缘和散布在中沿陆棚边缘和散布在中陆棚的小型孤立礁体称陆棚的小型孤立礁体称作作补丁礁、塔礁或台礁补丁礁、塔礁或台礁；；平顶的台礁也平顶的台礁也见于深水中见于深水中•（（a a））岸礁是从海岸向海生长的礁岸礁是从海岸向海生长的礁•（（b b））堡礁离岸有一定距离，也常呈带状平行海岸分布堡礁离岸有一定距离，也常呈带状平行海岸分布•（（c c））环环礁礁是是位位于于海海中中的的环环形形的的或或不不规规则则断断续续环环形形的的礁礁，，其其中中间间没没有陆地，而是一个泻湖有陆地，而是一个泻湖•（（d d））滩礁是在滩的基础上发育起来的珊瑚礁滩礁是在滩的基础上发育起来的珊瑚礁（广义的）低能礁－丘（广义的）低能礁－丘•生生物物丘丘的的概概念念在在陆陆棚棚边边缘缘常常见见碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物堆堆积积体体，，多多呈呈圆圆形形、、椭椭圆圆形形或或不不规规则则状状的的高高出出周周围围海海底底的的正正地地形形，，主主要要由由大大量量灰灰泥泥及及少少量量的的原原地地埋埋藏藏生生物物骨骨骸骸所所组组成成，，内内部部无无明明显显的的层层理理构构造造，，在在地地层层中中呈巨大的透镜状体或透镜状夹层出现。

呈巨大的透镜状体或透镜状夹层出现•①①缺乏大型造礁生物，没有礁相中特征的骨架岩缺乏大型造礁生物，没有礁相中特征的骨架岩•②②富含大量灰泥，常高达富含大量灰泥，常高达80%80%以上以上•③③不构成坚固的格架，不具备抗浪构造不构成坚固的格架，不具备抗浪构造•④④主要在浪基面以下或浪基面附近低能环境主要在浪基面以下或浪基面附近低能环境环礁环礁台礁、平顶礁台礁、平顶礁小环礁小环礁岸礁岸礁丘丘障壁礁障壁礁补丁礁补丁礁丘丘是由小型的、细小的和是由小型的、细小的和/或单体的生物在浅水或深水区的或单体的生物在浅水或深水区的静水环静水环境境中形成的，也可能有非生物作用的影响；中形成的，也可能有非生物作用的影响；微生物丘微生物丘是由叠层石是由叠层石/凝块叠层石和钙质微生物生成的（微生物促进碳酸盐沉淀）；凝块叠层石和钙质微生物生成的（微生物促进碳酸盐沉淀）；骨骨架丘架丘由造礁生物（苔藓、海绵、非造礁六射珊瑚、腕足类和双壳由造礁生物（苔藓、海绵、非造礁六射珊瑚、腕足类和双壳类）和钙藻组成；类）和钙藻组成；泥丘泥丘是由灰泥和各种化石堆积而成；丘的大小是由灰泥和各种化石堆积而成；丘的大小由由1-5米高的小构造到百米高的大堆积体。

米高的小构造到百米高的大堆积体（（1 1）有关报道）有关报道 海洋观测：海洋观测： 和谐共生的珊瑚礁生物圈和谐共生的珊瑚礁生物圈( (图图) ) 央视国际 (2005年02月13日 12:35) CCTV.comCCTV.com消消息息：：当当科科学学家家观观测测珊瑚礁生物时：珊瑚礁生物时：    海海葵葵触触须须上上的的剧剧毒毒帮帮助助没没有有防防御御能能力力的的小小丑丑鱼鱼抵抵御御敌敌害害而而小小丑丑鱼鱼身身上上的的黏黏液液可可以以起起到到抗毒作用抗毒作用 同同时时小小丑丑鱼鱼为为海海葵葵清清理理卫卫生生，，甚甚至至还还能能充充当当鱼鱼饵饵，，为为海海葵钓来大鱼葵钓来大鱼2.造礁生物造礁生物 　　Reef Organisms　　　珊瑚捕食海水中的浮游生物获得养分，它们形成的珊瑚礁使植珊瑚捕食海水中的浮游生物获得养分，它们形成的珊瑚礁使植物得以附着生长鹦鹉鱼喜欢珊瑚上生长的藻类，它们坚硬的嘴甚物得以附着生长鹦鹉鱼喜欢珊瑚上生长的藻类，它们坚硬的嘴甚至可以咬碎珊瑚雀鲷等鱼类则以浮游生物为食珊瑚沙中的微粒至可以咬碎珊瑚雀鲷等鱼类则以浮游生物为食。

珊瑚沙中的微粒都是来自这些珊瑚礁动植物的身体长着小胡子的羊鱼用灵敏的触都是来自这些珊瑚礁动植物的身体长着小胡子的羊鱼用灵敏的触须在珊瑚沙中寻找小虫和软体动物海参也是通过吸取海底的沉淀须在珊瑚沙中寻找小虫和软体动物海参也是通过吸取海底的沉淀物为生 中科院南海海洋研究所中科院南海海洋研究所 珊瑚礁生态学博士珊瑚礁生态学博士 练健生：练健生： 　　　　““这种良性循环造成了一个整体的珊瑚礁生态系统的繁荣，珊这种良性循环造成了一个整体的珊瑚礁生态系统的繁荣，珊瑚礁系统是多样性最高的一个区域，应该说比热带雨林还要高瑚礁系统是多样性最高的一个区域，应该说比热带雨林还要高 ” 　　群鱼从珊瑚礁上悄然游过群鱼从珊瑚礁上悄然游过  珊瑚虫是珊瑚礁的主要缔造者珊瑚虫是珊瑚礁的主要缔造者珊瑚虫要不断大量繁殖、分珊瑚虫要不断大量繁殖、分泌石灰质骨骼，就要有充足的动物性食物那么其它的营养来自泌石灰质骨骼，就要有充足的动物性食物那么其它的营养来自何方呢？何方呢？ 虫黄藻虫黄藻（（ZooxanthellaZooxanthella））是一种与珊瑚虫共生的单细胞植物是一种与珊瑚虫共生的单细胞植物。

据估计，每据估计，每mmmm3 3的珊瑚组织内有的珊瑚组织内有3 3万个虫黄藻虫黄藻是在本世纪万个虫黄藻虫黄藻是在本世纪4040年代由日本生物学家发现的它们在珊瑚虫的内胚层细胞内，年代由日本生物学家发现的它们在珊瑚虫的内胚层细胞内，在有光的条件下能进行光合作用，并能自身进行分裂繁殖，属于在有光的条件下能进行光合作用，并能自身进行分裂繁殖，属于涡鞭毛藻的一种而且经研究发现，涡鞭毛藻的一种而且经研究发现，所有的造礁珊瑚虫都与虫黄所有的造礁珊瑚虫都与虫黄藻共生，而非造礁珊瑚虫是没有的藻共生，而非造礁珊瑚虫是没有的 迅速生长发育的造礁珊瑚虫需要大量的迅速生长发育的造礁珊瑚虫需要大量的O O₂ ₂，，一部分从海水摄一部分从海水摄取，另一部分则靠虫黄藻提供虫黄藻依赖阳光进行光合作用，取，另一部分则靠虫黄藻提供虫黄藻依赖阳光进行光合作用，它从珊瑚虫那里获得光合作用必需的它从珊瑚虫那里获得光合作用必需的COCO₂ ₂和和N N、、P P等，这些都是珊等，这些都是珊瑚虫的代谢产物，瑚虫的代谢产物，珊瑚虫则靠虫黄藻补充珊瑚虫则靠虫黄藻补充O O₂ ₂和碳水化合物和碳水化合物；加速；加速骨骼的生长。

骨骼的生长虫黄藻在光合作用时合成的有机物，能分泌到细胞虫黄藻在光合作用时合成的有机物，能分泌到细胞外供珊瑚虫营养外供珊瑚虫营养这种有机物是以甘油和三甘油酯的形式存在，这种有机物是以甘油和三甘油酯的形式存在，很容易被珊瑚虫吸收很容易被珊瑚虫吸收虫黄藻在建造珊瑚礁中的作用虫黄藻在建造珊瑚礁中的作用诸晓鸥等诸晓鸥等 生物学通报，生物学通报，19931993年第年第2828卷第卷第8 8期期 虫虫黄黄藻藻不不仅仅供供给给珊珊瑚瑚虫虫O O2 2和和营营养养物物，，而而且且与与珊珊瑚瑚虫虫的的石石灰灰质质骨骨骼骼的的形形成成密密切切相相关关其其原原因因是是珊珊瑚瑚虫虫在在代代谢谢过过程程中中排排出出的的大大量量碳碳酸酸气气（（COCO₂ ₂ ））妨妨碍碍着着骨骨骼骼的的增增长长，，虫虫黄黄藻藻却却有有迅迅速速解解除除COCO₂ ₂的的功功能能，，从从而而促促进进珊珊瑚瑚骨骨骼骼的的形形成成虫虫黄黄藻藻在在代代谢谢过过程程中中也也排排出出COCO₂ ₂ ，，它以它以COCO32-的形式存在，并与的形式存在，并与CaCa++++合成珊瑚的骨骼合成珊瑚的骨骼 珊珊瑚瑚的的垂垂直直分分布布也也是是由由于于虫虫黄黄藻藻在在珊珊瑚瑚虫虫体体内内存存在在的的缘缘故故而而决决定定的的。

所所有有造造礁礁珊珊瑚瑚的的垂垂直直分分布布仅仅限限于于深深80m80m以以内内的的浅浅海海，，作作为为植植物物的的虫虫黄黄藻藻只只有有在在见见光光的的条条件件下下（（尤尤其其是是在在1010～～20m20m水水深深度度））才才能能进进行行光光合合作作用用，，释释放放O2O2，，制制造造有有机机物物为为造造礁礁珊珊瑚瑚提提供供O O₂ ₂和和营营养 可可见见没没有有虫虫黄黄藻藻的的存存在在，，珊珊瑚瑚虫虫造造就就珊珊瑚瑚礁礁是是不不可可能能的的虽虽然然近近来来又又有有学学者者报报导导珊珊瑚瑚虫虫的的营营养养源源还还有有悬悬浮浮的的有有机机物物，，但但均均否否定定不不了了虫虫黄黄藻藻与与珊珊瑚瑚虫虫互互惠惠共共生生的的重重要要性性生生物物界界共共生生的的现现象象是是常常见见的的，，但但象象虫虫黄黄藻藻与与珊珊瑚瑚虫虫这这种种独独特特的的共共生生关关系系所所创创造造的的奇奇迹迹————珊瑚礁却是独一无二的珊瑚礁却是独一无二的 我们常把礁看作是珊瑚礁，其实除了我们常把礁看作是珊瑚礁，其实除了珊瑚珊瑚外，还有很多生物外，还有很多生物对生物礁的形成是有贡献的；这些生物包括对生物礁的形成是有贡献的；这些生物包括蓝绿藻（蓝藻细菌）蓝绿藻（蓝藻细菌）、、珊瑚红藻、绿藻、结壳有孔虫、结壳苔藓珊瑚红藻、绿藻、结壳有孔虫、结壳苔藓、、海绵和软体动物海绵和软体动物。

在在地质历史时期，造礁生物还包括现在己绝灭的地质历史时期，造礁生物还包括现在己绝灭的原古杯目、层孔虫、原古杯目、层孔虫、窗格苔藓虫、厚壳哈窗格苔藓虫、厚壳哈 珊瑚有两种主要类型：珊瑚有两种主要类型：造礁珊瑚造礁珊瑚和和非造礁珊瑚非造礁珊瑚浅水生物礁的主要珊瑚是造礁的（多射珊瑚）六射珊瑚浅水生物礁的主要珊瑚是造礁的（多射珊瑚）六射珊瑚，造礁珊，造礁珊瑚与几种单细胞生物（主要是合称为虫黄藻的藻类）具有共生关瑚与几种单细胞生物（主要是合称为虫黄藻的藻类）具有共生关系；这些藻类生活在珊瑚的房室内或房室间，通过产生光合作用系；这些藻类生活在珊瑚的房室内或房室间，通过产生光合作用的产物使珊瑚获得能量，它们在光合作用过程中消耗掉的产物使珊瑚获得能量，它们在光合作用过程中消耗掉CO2 ，，从从而有助于碳酸钙的沉淀；因为虫黄藻需要透光的水体，造礁珊瑚而有助于碳酸钙的沉淀；因为虫黄藻需要透光的水体，造礁珊瑚也就限定生活在非常浅的水中也就限定生活在非常浅的水中非造礁（异虫黄藻）珊瑚非造礁（异虫黄藻）珊瑚没有这种共生关系，不需要限定在浅水没有这种共生关系，不需要限定在浅水中，是形成现代深水碳酸盐岩建隆中，是形成现代深水碳酸盐岩建隆的的主要生物；它们分布在浅水主要生物；它们分布在浅水到超过到超过2000米深的水中。

米深的水中2）造礁生物）造礁生物 Reef Organisms骨架生物：骨架生物：构成抗浪的生物礁核的珊瑚和层孔虫等造礁生物；构成抗浪的生物礁核的珊瑚和层孔虫等造礁生物；沉积物的提供者：沉积物的提供者：一些骨骼可分解为碎片的海百合和钙藻等生物；一些骨骼可分解为碎片的海百合和钙藻等生物；障积生物：障积生物：如海草等起到阻挡水流，能产生局部的使细粒沉积物沉如海草等起到阻挡水流，能产生局部的使细粒沉积物沉淀的低能环境；淀的低能环境；粘结生物：粘结生物：如蓝藻细菌（形成叠层石）一样的捕捉和粘结沉积物；如蓝藻细菌（形成叠层石）一样的捕捉和粘结沉积物；淀积生物：淀积生物：蓝藻细菌一样的微生物，有助于碳酸盐灰泥的沉淀；蓝藻细菌一样的微生物，有助于碳酸盐灰泥的沉淀；生物功能生物功能 造礁生物的形状造礁生物的形状从纤细的枝状到球状或块状都有，与礁体上从纤细的枝状到球状或块状都有，与礁体上水的能量有关，也就随礁体的不同部位变化；生活在低能环境的水的能量有关，也就随礁体的不同部位变化；生活在低能环境的生物为纤细的枝状到板片状；生活在礁体高能带的生物为更好地生物为纤细的枝状到板片状；生活在礁体高能带的生物为更好地抗击波浪的半球状、结壳状、板状；抗击波浪的半球状、结壳状、板状；生物形态与功能生物形态与功能生物礁生物礁（录象）（录象）3.3.现代礁的环境分带现代礁的环境分带（（１１））礁礁前前是是礁礁的的向向海海前前缘缘部部分分，，即即从从礁礁坪坪生生长长的的迎迎风风边边缘缘直直到到珊珊瑚瑚生生长长的的极极限限。

此此带带常常堆堆积积大大小小不不等等的的礁礁碎碎屑屑( (通常称礁前角砾通常称礁前角砾) )２）（２）礁坪礁坪是礁的主体，是礁的主体，地形平坦在低潮时可以地形平坦在低潮时可以露出水面，各种造礁生物露出水面，各种造礁生物及附礁生物均可在其上生及附礁生物均可在其上生长（（１１））礁礁前前是是礁礁的的向向海海前前缘缘部部分分，，即即从从礁礁坪坪生生长长的的迎迎风风边边缘缘直直到到珊珊瑚瑚生生长长的的极极限限此此带带常常堆堆积积大大小小不不等等的的礁礁碎碎屑屑( (通常称礁前角砾通常称礁前角砾) )２）（２）礁坪礁坪是礁的主体，是礁的主体，地形平坦在低潮时可以地形平坦在低潮时可以露出水面，各种造礁生物露出水面，各种造礁生物及附礁生物均可在其上生及附礁生物均可在其上生长３３））礁礁后后是是礁礁体体向向岸岸方方或或向向泻泻湖湖方方向向的的部部分分通通常常为为低低能能环环境境主要堆积细颗粒和灰泥主要堆积细颗粒和灰泥三、古代礁的类型与相模式三、古代礁的类型与相模式•（（1 1）礁灰岩的类型）礁灰岩的类型•（（2 2）结构构造特征）结构构造特征•（（3 3）生物多样性和生态特征）生物多样性和生态特征•（（4 4）地层接触关系）地层接触关系1.1.古代礁的相标志古代礁的相标志（（1 1）礁灰岩的类型）礁灰岩的类型骨架灰岩骨架灰岩障积灰岩障积灰岩粘结灰岩粘结灰岩碎屑灰岩碎屑灰岩Ⅰ.Ⅰ.骨骨架架灰灰岩岩：：由由原原地地生生长长的的生生物物格格架架和和充充填填于于其其间间的的胶胶结结物物、、基质及碎屑组成。

构成格架的主要化石有珊瑚等基质及碎屑组成构成格架的主要化石有珊瑚等Ⅱ.Ⅱ.障积灰岩：障积灰岩：有大量枝状或节状生物骨骼，对灰泥和有大量枝状或节状生物骨骼，对灰泥和粉屑等杂基组分起障积作用杂基数量较大主要化粉屑等杂基组分起障积作用杂基数量较大主要化石类型为藻类等石类型为藻类等Ⅲ. Ⅲ. 粘结灰岩：粘结灰岩：由大量灰泥或藻粘结板状由大量灰泥或藻粘结板状——层状生物层状生物而成主要化石为板状层孔虫等而成主要化石为板状层孔虫等Ⅳ Ⅳ 碎屑灰岩碎屑灰岩 礁坪相生物碎屑灰岩礁坪相生物碎屑灰岩 礁前相角砾灰岩礁前相角砾灰岩•Ⅰ.Ⅰ.连连生生格格架架结结构构：：块块状状、、半球状和结壳状生物骨骼半球状和结壳状生物骨骼•Ⅱ.Ⅱ.原原生生海海绵绵状状孔孔隙隙和和玛玛脑脑纹纹栉栉壳壳：：原原生生孔孔隙隙被被栉栉壳壳状状碳碳酸酸盐盐充充填填，，由由壁壁向向内内呈呈多多期玛脑纹状排列期玛脑纹状排列•Ⅲ.Ⅲ.示示顶顶底底构构造造：：反反重重力力构构造和渗流粉砂造和渗流粉砂•Ⅳ.Ⅳ.块块状状及及斑斑杂杂状状构构造造：：灰灰岩结构与构造不均一岩结构与构造不均一•Ⅴ.Ⅴ.包包裹裹缠缠绕绕构构造造：：粘粘结结包包壳生态是常见组构壳生态是常见组构（（2 2）结构构造特征）结构构造特征（（3 3）生物的多样性和生态特征）生物的多样性和生态特征•造礁生物主要为藻类、层孔虫、珊瑚、苔藓虫、海造礁生物主要为藻类、层孔虫、珊瑚、苔藓虫、海绵、水螅、牡蛎及其它软体动物等绵、水螅、牡蛎及其它软体动物等古代礁的产出状态古代礁的产出状态Occurrence of Ancient Reefs所所有有年年代代的的碳碳酸酸盐盐岩岩中中都都有有不不同同类类型型的的生生物物礁礁。

尽尽管管前前寒寒武武纪纪没没有有碳碳酸酸盐盐骨骨骼骼的的生生物物，，但但北北美美、、欧欧洲洲、、澳澳洲洲、、非非洲洲各各地地都都有有由由叠叠层层石石组组成成的的碳碳酸酸盐盐岩岩建建隆隆显显生生宙宙各各纪纪的的岩岩石石中中都都有有由由钙钙质质骨骨骼骼生生物物组组成成的的生生物物礁礁，，其其中中许许多多礁礁体体是是由由骨骨架架或或结结壳壳生生物物组组成成的的地地质质历历史史时时期期礁礁的的发发育育是是不不均均一一的的，，图图12.15显显示示了了根根据据2475个个生生物物礁礁的的资资料料统计的统计的各时代的礁和丘以及主要的造礁生物的分布各时代的礁和丘以及主要的造礁生物的分布 （（4 4）地层接触关系）地层接触关系•生生物物礁礁的的向向上上生生长长幅幅度度比比同同期期的的其其它它沉沉积积物物要要大大得得多多，，同同时时在在礁礁的的发发育育与与演演化化过过程程中中又又经经常常是是兴兴旺旺与与衰衰退退相相间间交交替替出出现现的的因因此此，，在在礁礁体体翼翼部部，，同同期期而而不不同同相相的的地地层层常常与与礁礁灰灰岩岩呈呈指指状状交错，从而显示出礁体的穿时性。

交错，从而显示出礁体的穿时性2.2.生物礁相模式生物礁相模式•(1)(1)相的分带相的分带•（（a a））礁礁核核相相是是礁礁的的主主体体，，由由骨骨架架灰灰岩岩组组成成，，沉沉积积体体形形态态呈呈透镜状透镜状•（（b b））礁礁翼翼相相指指与与礁礁核核呈呈指指状状交交错错过过渡渡的的礁礁体体部部分分在在礁礁体体中中比比例例较较大大，，主主要要由由礁礁核核破破碎碎的的碎碎屑屑和和灰灰泥泥组组成成礁礁前前向向海海一一侧侧，，主主要要为为礁礁角角砾砾岩岩、、漂漂浮浮砾砾灰灰岩岩等等礁礁后后向向陆陆一一侧侧，，主要为生物屑、内碎屑和球粒等砂屑灰岩主要为生物屑、内碎屑和球粒等砂屑灰岩•（（c c））礁礁间间相相是是礁礁体体之之间间的的同同期期潮潮下下泻泻湖湖沉沉积积物物可可含含陆陆源源物，也可是纯碳酸盐岩物，也可是纯碳酸盐岩高能礁沉积高能礁沉积 Reef Deposits 我们把高能的台地边缘生物礁的相带的发育作为高能环境生物礁的我们把高能的台地边缘生物礁的相带的发育作为高能环境生物礁的模式；图模式；图12.14概括了台地边缘生物礁的主要亚相类型：礁核、礁骨概括了台地边缘生物礁的主要亚相类型：礁核、礁骨架、向海方向的礁斜坡、松散堆积的礁前碎屑堆、近于平坦的浅水架、向海方向的礁斜坡、松散堆积的礁前碎屑堆、近于平坦的浅水礁体最顶部的礁坪、其向陆方向的礁后骨屑砂和潮下泻湖沉积；图礁体最顶部的礁坪、其向陆方向的礁后骨屑砂和潮下泻湖沉积；图12.14还显示了礁体各带典型碳酸盐岩沉积：砾屑碳酸盐岩、悬粒灰还显示了礁体各带典型碳酸盐岩沉积：砾屑碳酸盐岩、悬粒灰岩、障积灰岩、粘结灰岩、骨架灰岩；岩、障积灰岩、粘结灰岩、骨架灰岩； 根据地貌把礁分为：前礁、礁前缘、礁顶、礁坪和礁后根据地貌把礁分为：前礁、礁前缘、礁顶、礁坪和礁后 不同的碳酸盐岩相代表不同的生物礁带中不同的水能、沉不同的碳酸盐岩相代表不同的生物礁带中不同的水能、沉积作用和生物类型：积作用和生物类型：礁肩上的高能带礁肩上的高能带就含有较高的骨架组分就含有较高的骨架组分（骨架灰岩）；水能在（骨架灰岩）；水能在礁前和礁后降低礁前和礁后降低，骨架组分的含量也就，骨架组分的含量也就降低；要注意的是，礁中的所有骨架组分通常要比非骨架组分降低；要注意的是，礁中的所有骨架组分通常要比非骨架组分少的多。

棘皮动物、绿藻和软体动物与从礁体被波浪破碎的生少的多棘皮动物、绿藻和软体动物与从礁体被波浪破碎的生物碎屑以及低能环境的灰泥一道组成礁非骨架组分物碎屑以及低能环境的灰泥一道组成礁非骨架组分，，少有生物少有生物生长的礁前碎屑坡和礁后珊瑚藻砂带全都是礁体生物碎屑组成生长的礁前碎屑坡和礁后珊瑚藻砂带全都是礁体生物碎屑组成的非骨骼组成部分的非骨骼组成部分低能礁相－生物丘、生物层低能礁相－生物丘、生物层（（Low-Energy Reef Facies ）） 低低能能礁礁没没有有高高能能礁礁的的分分带带特特征征，，平平面面上上成成环环形形；；生生物物以以更更纤纤细细枝枝状状为为主主，，有有些些低低能能礁礁没没有有生生物物礁礁的的典典型型构构造造，，而而是是简简单单由由类类似似于于礁礁型型生生物物组组分分的的生生物物成成因因的的碳碳酸酸盐盐砂砂和和泥泥组组成成，，其其它它低低能能建建隆隆主主要要由由非非礁礁型型生生物物组组成成；；它它们们构构成成丘丘型型的的骨骨架架和和/或或在在生生物物骨骨架架中中富富积积的的生生物物碎碎屑屑灰灰泥泥，，以以及少量的生物粘结灰岩；这种构造称作礁丘或简单称作丘。

及少量的生物粘结灰岩；这种构造称作礁丘或简单称作丘底部生物碎屑颗粒质灰泥底部生物碎屑颗粒质灰泥堆积堆积----多数的丘都是从灰多数的丘都是从灰泥沉积开始，其中含有大泥沉积开始，其中含有大量生物碎屑量生物碎屑灰灰泥泥障障积积岩岩丘丘核核----是是丘丘的的最最厚厚部部分分，，主主要要由由灰灰泥泥组组成成，，含含有有很很多多生生物物，，能能起起到到捕捕集集或障积灰泥的作用或障积灰泥的作用顶顶部部粘粘结结岩岩----当当一一个个障障积积岩岩丘丘进进入入浪浪底底时时，，由由松松软软沉沉积积物物形形成成的的地地形形凸凸起起构构成成生生物物粘粘结结岩岩的的基础基础生生物物表表饰饰层层和和裂裂隙隙充充填填----如如果果丘丘顶顶沉沉积积作作用用继继续续进进行行而而没没有有造造架架生生物物广广泛泛生生长长，，则则丘丘上上部部表表面面会会被被各各种种结结壳壳生生物物形形成成的的薄薄的的表表饰饰层层壳壳所所覆覆盖盖表表面面发发育育大大量量垂垂直直裂裂缝缝，，其其中中被被一一些簸选的产物所充填些簸选的产物所充填侧侧翼翼岩岩层层----如如果果丘丘顶顶正正好好在在浪浪底底保保持持一一个个长长的的时时间间，，并并有有一一些些脆脆弱弱的的枝枝状状生生物物繁繁殖殖，，在在中中等等能能量量海海水水扰扰动动和和某某些些生生物物的的破破坏坏下下，，就就可可产产生生由由大大量量生生物物碎碎屑屑组组成成的的侧侧翼翼岩岩层层。

在体积上，侧翼层可大于丘核部分在体积上，侧翼层可大于丘核部分坡积层坡积层----由岩屑和生物碎屑由岩屑和生物碎屑组成的海洋坡积物岩屑是组成的海洋坡积物岩屑是主要成分，它是由于崩塌作主要成分，它是由于崩塌作用或波浪作用从丘表面冲刷用或波浪作用从丘表面冲刷下来的化石或部分石化的泥下来的化石或部分石化的泥晶灰岩岩屑组成晶灰岩岩屑组成顶盖颗粒岩顶盖颗粒岩----当海平面保持稳定时，陆棚沉积物可当海平面保持稳定时，陆棚沉积物可横过丘的顶部发育，整个地区便被交错层颗粒岩覆横过丘的顶部发育，整个地区便被交错层颗粒岩覆盖，变为高能环境，丘的生长终结盖，变为高能环境，丘的生长终结礁礁沉积－与现代礁的差别沉积－与现代礁的差别 Reef Deposits 化化石石记记录录的的礁礁在在某某些些主主要要方方面面不不同同于于现现代代礁礁首首先先，，我我们们是是在在垂垂直直露露头头观观察察古古代代礁礁，，只只能能观观察察到到不不同同时时期期形形成成的的不不同同组组分分的的二二维维空空间间，，无无法法观观察察到到现现代代礁礁所所展展示示的的立立体体相相带带；；另另外外成成岩岩作作用用也会使古代礁的识别更加困难。

也会使古代礁的识别更加困难 由由于于年年代代不不同同，，古古代代礁礁和和丘丘的的造造礁礁生生物物也也会会不不同同于于现现代代礁礁，，现现代代主主要要造造礁礁生生物物六六射射珊珊瑚瑚中中生生代代才才出出现现，，更更老老的的礁礁和和丘丘以以其其它它生物如藻类、海绵、苔藓和微生物等生物如藻类、海绵、苔藓和微生物等 沉沉积积记记录录中中不不同同造造礁礁生生物物形形成成不不同同的的生生物物礁礁，，图图12.16高高度度概概括括了了古古代代礁礁及及其其周周围围非非礁礁沉沉积积的的理理想想模模式式：：礁礁核核骨骨架架由由骨骨骼骼粘粘结结灰灰岩岩和和砾砾屑屑灰灰岩岩组组成成，，其其骨骨骼骼组组分分与与礁礁的的时时代代有有关关；；向向海海方方向向的的礁礁前前亚亚相相由由被被波波浪浪运运动动从从骨骨架架上上破破碎碎下下来来的的砾砾屑屑灰灰岩岩和和悬悬粒粒灰灰岩岩组组成成；；向向陆陆方方向向的的高高能能带带主主要要为为由由礁礁核核破破碎碎的的物物质质组组成成的的骨骨屑屑砂砂裙裙；；接接着着骨骨屑屑砂砂进进入入礁礁后后的的静静水水环环境境沉沉积积，，形形成成包包括括骨骨屑屑砂砂和和灰灰泥泥、、球球粒粒灰灰泥泥、、微微晶晶灰灰泥泥和和叠叠层层石石等等组组合合；；反反映映局局限限环环境境的的蒸蒸发发岩岩也也可可在在礁礁后后环环境境出出现现；；礁礁的的生生长长最最后后被被水水淹淹没没和和硅硅质质碎碎屑屑泥泥覆覆盖而终止。

盖而终止 (2)(2)沉积序列沉积序列①①定殖阶段定殖阶段----为礁体发育的初始阶段该期的沉为礁体发育的初始阶段该期的沉积物为富含生物碎片的灰泥岩、生物类型主要为积物为富含生物碎片的灰泥岩、生物类型主要为棘皮类、苔藓和腕足类等棘皮类、苔藓和腕足类等②②拓殖阶段拓殖阶段----造礁生物初期繁殖，属种造礁生物初期繁殖，属种较单一，呈丛状或枝状形态典型岩石较单一，呈丛状或枝状形态典型岩石为障积灰岩为障积灰岩③③泛殖阶段泛殖阶段----为礁体形成的关键阶段造礁生为礁体形成的关键阶段造礁生物种属繁多，形成强壮的抗浪格架主要岩石物种属繁多，形成强壮的抗浪格架主要岩石类型为骨架灰岩和粘结灰岩类型为骨架灰岩和粘结灰岩④④统殖阶段统殖阶段----造礁生物只有一种生长习性，如造礁生物只有一种生长习性，如呈结壳状或层纹状岩石以粘结灰岩为主，也呈结壳状或层纹状岩石以粘结灰岩为主，也可见骨架灰岩可见骨架灰岩3.3.生物礁的识别标志生物礁的识别标志•岩岩性性----具具有有原原地地生生长长的的骨骨架灰岩和粘结灰岩架灰岩和粘结灰岩•沉沉积积序序列列----可可以以用用生生物物礁礁的演化阶段加以解释的演化阶段加以解释•岩岩体体形形态态----礁礁灰灰岩岩的的剖剖面面上呈上凸状的透镜体上呈上凸状的透镜体•相相变变关关系系----礁礁体体在在侧侧向向上上具具有有清清楚楚的的分分带带性性，，礁礁前前角角砾砾岩岩和和礁礁后后泻泻湖湖或或潮潮坪坪沉积与之呈指状交错产出沉积与之呈指状交错产出•古古地地理理位位置置----多多发发育育在在台台地边缘或者深盆地的边缘地边缘或者深盆地的边缘第五节第五节 与浅水台地毗邻的与浅水台地毗邻的 深水碳酸盐沉积深水碳酸盐沉积•一、沉积类型一、沉积类型•二、碳酸盐斜坡相模式二、碳酸盐斜坡相模式 虽虽然然我我们们把把碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积物物严严格格看看作作是是浅浅水水沉沉积积，，在在现现代代海海洋洋中中（（如如巴巴哈哈马马台台地地周周围围的的斜斜坡坡及及邻邻近近的的盆盆地地））以以及及显显生生宙宙地地层层中报道有深水碳酸盐岩。

中报道有深水碳酸盐岩 碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积物物主主要要产产生生于于陆陆棚棚，，除除了了钙钙质质浮浮游游生生物物的的远远洋洋雨外，深水区并不存在重要的碳酸盐岩沉积物物源；雨外，深水区并不存在重要的碳酸盐岩沉积物物源；（（1）异地沉积）异地沉积 从陆棚上搬运来从陆棚上搬运来（暴风浪、浊流、碎屑和颗粒流、滑塌、滑动和岩崩）（暴风浪、浊流、碎屑和颗粒流、滑塌、滑动和岩崩）（（2）原地沉积）原地沉积 －钙质软泥－钙质软泥 由由暴暴风风浪浪、、浊浊流流、、碎碎屑屑和和颗颗粒粒流流、、滑滑塌塌、、滑滑动动和和岩岩崩崩等等搬搬运运作作用用从从陆陆棚棚上上搬搬运运来来的的；；这这些些作作用用在在斜斜坡坡和和盆盆地地中中形形成成的的碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积物物通通常常由由来来自自礁礁前前碎碎屑屑斜斜坡坡的的生生物物碎碎屑屑和和岩岩块块组组成成；；同同样样，，台台地地边边缘缘的的砂砂质质浅浅滩滩和和灰灰泥泥沉沉积积也也会会被被搬搬运运到到斜斜坡坡底底下下沉沉积积；；现现代代斜斜坡坡沉沉积积主主要要是是纯纯碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积，，而而许许多多古古代代的的斜斜坡坡沉沉积积可可含含有大量的陆源碎屑沉积。

有大量的陆源碎屑沉积 一、沉积类型一、沉积类型•主要是指因地震海啸或风暴浪的作用，从台地边缘主要是指因地震海啸或风暴浪的作用，从台地边缘或斜坡上破碎的碳酸盐岩在重力的直接作用下，顺或斜坡上破碎的碳酸盐岩在重力的直接作用下，顺坡向下搬运到深水区的沉积物可分为：坡向下搬运到深水区的沉积物可分为：•岩崩角砾岩岩崩角砾岩----围绕浅水台地边缘斜坡的石灰岩角砾围绕浅水台地边缘斜坡的石灰岩角砾堆积角砾分选很差砾石主要为浅水石灰岩堆积角砾分选很差砾石主要为浅水石灰岩•截切构造、滑动和滑塌块体截切构造、滑动和滑塌块体----在深水碳酸盐沉积中在深水碳酸盐沉积中的突立于细粒或泥晶灰岩中的巨大岩块可以是浅的突立于细粒或泥晶灰岩中的巨大岩块可以是浅水石灰岩或斜坡相的深水石灰岩水石灰岩或斜坡相的深水石灰岩•重力流沉积重力流沉积----为碎屑流成因的杂乱角砾石灰岩和浊为碎屑流成因的杂乱角砾石灰岩和浊积石灰岩杂乱角砾石灰岩大小混杂，排列紊乱，积石灰岩杂乱角砾石灰岩大小混杂，排列紊乱，不同成因的石灰岩角砾混杂不同成因的石灰岩角砾混杂(1)(1)异地的碳酸盐岩异地的碳酸盐岩可可识别出三种碳酸盐岩斜坡类型：侵蚀的、过路的和加积的识别出三种碳酸盐岩斜坡类型：侵蚀的、过路的和加积的 Three fundamental kinds of carbonate slopes are recognized: erosional, bypass, and accretionary (Fig. 12.9). 侵侵蚀蚀斜斜坡坡由由于于沉沉积积物物重重力力流流和和等等深深流流的的冲冲刷刷而而会会后后退退，，坡坡度度＞＞ 25º ，，斜斜坡坡上上几几乎乎没没有有沉沉积积物物，，浊浊流流和和其其它它沉沉积积物物重重力力流流会会在在斜斜坡坡向向海海方方向向的的盆盆地地底底部部沉积；沉积； Erosional slopes have a steep face (>25º) that retreats with time owing to scouring by sediment gravity flows or contour currents. Little or no sediment is deposited on these slopes, although turbidites or other sediment-gravity-flow deposits may be present on the basin floor seaward of the slope.过过路路的的斜斜坡坡较较少少遭遭受受侵侵蚀蚀，，坡坡度度较较缓缓；；砂砂及及更更粗粗的的沉沉积积物物在在海海底底沟沟渠渠中中沉沉积积，，少少量量的的远远洋洋/半半远远洋洋泥泥在在斜斜坡坡上上沉沉积积，，但但沉沉积积速速率率非非常常低低；；来来自自浅浅水水台台地地边边缘缘的的大大部部分分沉沉积积物物从从斜斜坡坡经经过过并并被被（（如如浊流）搬运到深水盆地中。

浊流）搬运到深水盆地中 By-pass slopes are subjected to less erosion and have a more gentle dip (>10-12º). Some sand-size and coarser sediment may accumulate in gullies and minor amounts of pelagic/hemipelagic muds may be deposited on the slopes; however, sedimentation rates on such slopes are very low. Most sediment derived from the shallow-water platform edge bypasses the slope and is carried into deeper water (e.g., by turbidity currents). 加加积积的的斜斜坡坡坡坡度度低低(2-3º)，， 一一直直保保持持有有沉沉积积作作用用；；是是唯唯一一一一种种有有重重要要碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积的的斜斜坡坡，，从从浅浅水水台台地地边边缘缘搬搬运运碳碳酸酸盐盐岩岩沉沉积积物物到到加加积积斜斜坡坡上上的的作作用用包包括括：：搬搬运运由由风风暴暴重重新新悬悬浮浮起起来来的的细细粒粒沉沉积积物物的的浑浑浊浊流流，，搬搬运运由由潮潮流流带带动动的的来来自自陆陆棚棚的的富富含含沉沉积积物物热热水水流流（（离离开开台台地地后后悬悬浮浮的的较较冷冷的的盆盆地地水水体体之之上上）），，来来自自陡陡峭峭台台地地边边缘缘的的岩岩块块坠坠落落，，浊浊流流和和其其它它沉沉积积物物重重力力流流。

Accretionary slopes have low angles (2-3º) of dip that are built and maintained by sedimentation processes. These are the only kinds of slopes on which significant deposits of carbonate sediments accumulate. Carbonate sediments are transported onto accretionary slopes from the shallow-water platform edge by a variety of processes, including nepheloid transport of muddy sediment resuspended by storms, off-platform transport by tides that bring warm, sediment-laden water off the shelf where it floats outward over cooler basinal waters, rock fall from steep platform margins, turbidity currents, and other sediment gravity flows.从从台台地地刮刮起起的的细细粒粒沉沉积积物物与与水水中中沉沉降降的的远远洋洋生生物物（（如如有有孔孔虫虫和和颗颗石石藻藻））混混合合后后沉沉积积形形成成半半远远洋洋软软泥泥；；现现代代海海洋洋中中的的半半远远洋洋软软泥泥或或悬悬浮浮沉沉降降沉沉积积物物几几乎乎全全由由碳碳酸酸盐盐沉沉积积物物组组成成，，而而古古代代半半远远洋洋软软泥泥可可能能与与硅硅质质泥泥混混积积；；斜斜坡坡顶顶部部碳碳酸酸盐盐岩岩块块的的坠坠石石在在斜斜坡坡上上部部的的锥锥形形堆堆积积形形成成窄窄的的碎碎石石相相，，碎碎屑屑为为来来自自浅浅水水和和/或或斜斜坡坡的的碳碳酸酸盐盐角角砾砾和和砾砾石石；；它它们们为为各各种种粒粒级级的的（（有有的的可可能能很很大大））碳碳酸酸盐盐岩岩碎碎屑屑，，通通常常有有灰灰泥泥、、钙钙质质砂砂或或泥泥质质灰灰泥泥杂杂基基；；这这些些沉沉积积的的内内部部组组构构从从混混杂杂堆堆积积到到叠叠瓦瓦状状、、水水平平的的、、垂垂直直的的甚甚至至粒粒序序层层理理。

这这些些沉沉积积也也被被斜斜坡坡上上水水下下碎碎屑屑流流或或其其它快体搬运作用所搬运它快体搬运作用所搬运浊浊流流和和粒粒序序碳碳酸酸盐盐岩岩与与硅硅质质碎碎屑屑浊浊流流一一样样，，它它们们具具有有平平整整截截然然的的底底面面，，但但槽槽模模少少见见可可见见完完整整的的鲍鲍马马层层序序，，但但通通常常只只有有A段段（（或或有有B、、C段段））；；古古代代碳碳酸酸盐盐岩岩浊浊流流可可以以夹夹硅硅质质泥泥；；浊浊流流在在斜斜坡坡及及斜斜坡坡底底部部的的盆盆地地中中沉沉积积，，碳碳酸酸盐盐岩岩浊浊浊浊积积物物主主要要来来自自台台地地边边缘缘松松散散的的碳碳酸酸盐盐岩岩砂砂和和砾砾石石堆堆积积，，也也可可是是来来自自下下部部斜斜坡坡的的细细粒粒沉沉积积物物无无粒粒序序的的碳碳酸酸盐盐岩岩（（颗颗粒粒灰灰岩岩和和泥泥粒粒灰灰岩岩））为为块块状状到到交交错错层层和和砂砂纹纹层层理理钙钙质质砂砂沉沉积积，，具具有有截截然然的的底底面面、、不不规规则则到到透透镜镜状状形形态态；；含含有有一一定定数数量量的的灰灰泥泥，，可可以以从从干干净净颗颗粒粒灰灰岩岩到到细细－－粗粗的的颗颗粒粒泥泥晶晶灰灰岩岩，，可可能能是是颗颗粒粒流流的的沉沉积积物物；；也也可可能能是是原原来来的的沉沉积积物物被被等等深深流流改改造造和和簸簸选选的的结结果果；；等等深深积积岩岩可可以以是是以以上上各各类类沉沉积积被被等等深深流流改改造造和和分分选选的的结结果果，，和和其其它它斜斜坡坡碳碳酸酸盐盐岩岩一一样样，，等等深深流流沉沉积积的的碳碳酸酸盐盐岩岩可可与与硅硅质质泥互层。

泥互层(2)(2)原地沉积原地沉积•主主要要为为远远洋洋的的与与半半远远洋洋的的石石灰灰岩岩，，伴伴生生岩石通常有层状燧石和页岩岩石通常有层状燧石和页岩•半半远远洋洋石石灰灰岩岩以以纹纹层层状状的的粉粉屑屑泥泥晶晶灰灰岩岩或泥晶粉屑灰岩为主或泥晶粉屑灰岩为主•岩石成层薄，层间常具泥质纹层岩石成层薄，层间常具泥质纹层•缺缺乏乏底底栖栖化化石石，，但但层层面面常常见见浮浮游游生生物物化化石2.2.碳酸盐斜坡相模式碳酸盐斜坡相模式•（（1 1））缓缓坡坡是是指指陆陆棚棚或或台台地地边边缘缘地地形形向向盆盆地地平平缓倾斜远：缓倾斜远：•主要沉积纹层状粉屑泥晶灰岩主要沉积纹层状粉屑泥晶灰岩•其其上上常常发发生生大大规规模模的的滑滑坡坡，，造造成成褶褶皱皱复复杂杂规规模模不不一的各种角砾和岩块一的各种角砾和岩块•沉积物横向延伸很远沉积物横向延伸很远•（（2 2））陡陡坡坡常常见见于于具具断断层层或或陡陡崖崖的的陆陆棚棚或或台台地地边缘的外侧：边缘的外侧：•沉积物主要为浅水来源的岩崩角砾岩与泥晶灰岩沉积物主要为浅水来源的岩崩角砾岩与泥晶灰岩碳酸盐岩斜坡有两种加积（沉积）模式：斜坡裙和海底扇碳酸盐岩斜坡有两种加积（沉积）模式：斜坡裙和海底扇Two basic models for accretionary (depositional) carbonate slopes have been proposed: slope aprons and submarine fans (Fig. 12.10). 碳碳酸酸盐盐岩岩斜斜坡坡裙裙的的特特征征是是具具有有向向海海输输送送的的沉沉积积物物的的线线物物源源或或通通过过密密集集排排列列海海沟沟的的多多物物源源，，形形成成楔楔状状沉沉积积裙裙；；沉沉积积裙裙可可以以发发育育在在镶镶边边和和无无镶镶边边台台地地的的斜斜坡坡上上；；从从盆盆地地到到浅浅水水边边缘缘连连续续的的斜斜坡坡裙裙发发育育在在坡坡度度斜斜坡坡裙裙；；在在镶镶边边台台地地较较陡陡的的（（4-15º））斜斜坡坡形形成成的的是是坡坡底底裙裙，，沉沉积积物物从从斜斜坡坡上上部部过过路路后后通通过过无无数数沟沟渠渠在在坡坡脚脚沉沉积积，，斜斜坡坡裙裙上上部部的的近近缘缘沉沉积积物物为为碎碎石石堆堆、、碎碎屑屑流流沉沉积积、、厚厚的的浊浊积积岩岩和和台台地地周周边边软软泥泥，，远远源源沉沉积积物物主主要要为为细细粒浊积岩；粒浊积岩； 碳碳酸酸盐盐岩岩海海底底扇扇类类似似于于硅硅质质碎碎屑屑沉沉积积的的海海底底扇扇，，沉沉积积物物通通过过单单个个主主水水道道的的点点物物源源输输送送到到扇扇体体上上，，在在主主水水道道末末端端分分支支而而形形成成不不同同的的沉沉积积物物叶叶状状体体；；通通常常粗粗粒粒沉沉积积物物沉沉积积在在扇扇体体的的上上部部，，扇扇体体的的末末端端沉沉积积物物变变细细；；没没有有碳碳酸酸盐盐岩岩海海底底扇扇的的例例子子，，有有些些古古代代扇扇的报道的报道 碳酸盐岩沉积体系碳酸盐岩沉积体系总结总结 本章重点：本章重点：• 碳酸盐的沉积相带划分；碳酸盐的沉积相带划分；• 浅水碳酸盐沉积的序列特征；浅水碳酸盐沉积的序列特征；• 与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积特征；与浅水台地毗邻的深水碳酸盐沉积特征；• 生物礁的沉积相特征；生物礁的沉积相特征；• 生物礁的识别标志；生物礁的识别标志；• 威尔逊相模式威尔逊相模式 1.1.碳酸盐大规模发育的基本条件是什么碳酸盐大规模发育的基本条件是什么? ?2.2.以威尔逊相模式为例说明碳酸盐的沉积相带是如何以威尔逊相模式为例说明碳酸盐的沉积相带是如何 划分的划分的? ?3.3.说明浅水碳酸盐沉积的序列特征？说明浅水碳酸盐沉积的序列特征？4.4.生物礁的沉积相特征是什么生物礁的沉积相特征是什么? ?5.5.生物礁的演化有什么特征生物礁的演化有什么特征? ?生物礁的识别标志是什生物礁的识别标志是什 么么? ?思思 考考 题题。