第五節(jié)

無障壁和有障壁海岸沉積體系主講：邵龍義教授介紹內(nèi)容一、海洋環(huán)境的一般特征二、海岸環(huán)境分帶三、無障壁海岸的沉積環(huán)境類型四、障壁海岸的沉積環(huán)境類型一、海洋環(huán)境一般特征1、水介質(zhì)動(dòng)力條件：波浪、潮汐、洋流；2、水介質(zhì)化學(xué)參數(shù)：正常鹽度3.5%，但可因天氣及地理位置影響而變化溫度-2—30℃，海底溫度-1—4℃。生物特征：0—200m底棲生物為主；200m以下為浮游生物區(qū)。3、海底地形特征：分三部分：陸棚（大陸架）：0—200m,坡度1—2度。大陸斜坡：陸殼與洋殼的過渡帶，200—2500m。大洋盆地：洋殼，>2500m。4、環(huán)境分帶：海岸環(huán)境，淺海陸棚、大陸斜坡及深海環(huán)境；二、海岸環(huán)境分類三、無障壁海岸的沉積環(huán)境類型（一）概述1.概念：廣海型海岸，連通性好，無障壁。范圍：浪基面—暴風(fēng)浪（風(fēng)暴時(shí)的浪）所能達(dá)到的上限之間，主要為陸源砂。受波浪、海浪、潮汐作用影響。2.亞環(huán)境3.水動(dòng)力學(xué)特征：正常情況下波浪中水質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，表層運(yùn)動(dòng)速度快，底層由于海底阻止，運(yùn)動(dòng)速度慢，呈橢圓形。 由于波浪、海浪、潮汐等作用，使海流向海岸運(yùn)動(dòng)，若垂直于海岸流動(dòng)則形成底流（海底回流），若斜交海岸運(yùn)動(dòng)，則在海岸分解為沿岸流和底流。4.沉積類型

陸源碎屑：主要，泥砂

碳酸鹽巖：少，因廣海碳酸鹽灘的飽和沉淀

(二)無障壁海岸-陸源沉積的海岸

-渾水海岸1.海岸風(fēng)成沙丘

(Eoliandune)：后濱帶往上經(jīng)風(fēng)的改造而成的低沙丘地區(qū)；形狀：長脊?fàn)?、新月形。?xì)—中粒砂沉積為主；分選磨圓好；離散度略向正偏。大型風(fēng)成沙丘交錯(cuò)層理，前積層相當(dāng)陡，可達(dá)30—40o。常有重礦物富集2.后濱(Backshore)：后濱是海灘的上部，位于平均高潮線以上，只有特大風(fēng)暴潮或異常高潮期才會(huì)受到波浪影響，地勢(shì)比較平坦。砂質(zhì)沉積為主；重礦物富集（位于向后濱上界附近，或在靠近沙丘的底部產(chǎn)出），特大風(fēng)暴搬運(yùn)、分選搬運(yùn)，重的近，輕的遠(yuǎn)。發(fā)育水平紋層、小型交錯(cuò)層理。有時(shí)也有低角度交錯(cuò)層理；有暴露成因的標(biāo)志，如雨痕、干裂等。后濱地區(qū)常發(fā)育海灘脊，一般位于后濱區(qū)的高潮線附近，由砂、礫和介殼組成。周期性被水淹沒，通常干旱，可形成蟲孔、生物潛穴3.前濱(Foreshore)：前濱是海灘較低的（下部）或外部的逐漸向海傾斜的地帶。位于平均高潮線和平均低潮線之間，是海灘的主體部分；沉積物主要為純凈的砂，磨圓和分選均較好；粒度累積曲線：兩段組成、斜率大——分選好有時(shí)有重礦物富集，有時(shí)有生物介殼組成的介殼灘；平行層理發(fā)育。具特征的沖洗交錯(cuò)層理（層面之間交角小，又稱低角度交錯(cuò)層理），不對(duì)稱波痕，淺水標(biāo)志—沖刷、流痕，有時(shí)見氣泡沙構(gòu)造沿岸砂壩發(fā)育。4.臨濱（Shoreface）：平均低潮線至正常浪基面之間的地帶；上臨濱以砂質(zhì)沉積為主，發(fā)育槽狀和板狀交錯(cuò)層理；受波浪影響、回流底流影響——浪成波痕、流水波痕，粒度概率曲線：兩段組成、陡、分選好。下臨濱以粉砂質(zhì)沉積為主，發(fā)育水平紋層和小型沙紋層理，生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。下臨濱地帶有時(shí)有大型丘狀交錯(cuò)層理，這是風(fēng)暴浪作用的產(chǎn)物。5.海灘沙脊在高潮線附近粗砂碎屑物（砂、礫）形成的脊?fàn)疃逊e物，有時(shí)有生物碎屑?？蓡蝹€(gè)出現(xiàn)也可幾條平行出現(xiàn)，暴風(fēng)形成，與下伏沉積物之間常有沖刷。砂脊：底部水平層理、上部交錯(cuò)層理，組層向大陸傾斜，傾角27—28度。千尼爾砂崗（chenier）：海灘砂脊相似，為廢棄的海灘砂脊，位于濱海沼澤泥炭、粘土之上(與海灘砂脊區(qū)別之處)，它將濱海和廣海隔開，細(xì)砂、生物碎殼沉積物。(三)無障壁海岸-碳酸鹽海岸

-清水海岸碳酸鹽（沉積）無障壁海岸廣海型碳酸鹽難以過飽和而沉積，清水沉積，主要靠生物沉積1前濱生物介殼堆積形成介殼灘2礁屑平臺(tái)珊瑚礁碎屑堆積成平臺(tái)狀3礫石層來源于基巖大部分來源于生物(四)無障壁海岸相鑒別標(biāo)志1．無障壁海岸相或稱廣義的海灘相常保存于海退層序中，具有向上變粗的剖面層序，即由近濱亞相的細(xì)粉砂巖、泥巖；向上變?yōu)榍盀I亞相的分選好的中粒砂巖；再上為后濱亞相的粗砂巖、含礫砂巖。2．砂體的形態(tài)常成席狀，分布較穩(wěn)定。砂巖的成分及結(jié)構(gòu)成熟度均高。砂巖中常夾介殼碎片組成的透鏡體。3．沉積構(gòu)造上有沖洗層理、槽狀層理、板狀及浪成交錯(cuò)層理，有浪成波痕和修飾波痕，生物擾動(dòng)構(gòu)造及遺跡化石從下向上漸少。4.具有雙向或多向的古流向。5．按波浪能量的高低可產(chǎn)生高能的礫質(zhì)海岸剖面、中能的砂質(zhì)海岸剖面和低能的泥質(zhì)海岸剖面，但以砂質(zhì)無障壁海岸相最常見。6．多為正常海相狹鹽度生物，但破碎者多。四、障壁海岸沉積環(huán)境類型及沉積特征（一）概述1、概念：淺海海濱廣泛被正地形（凸地形）隔開，海水流動(dòng)受限制，這種海岸和有障壁海岸稱為陸表海。2、特征（1）水動(dòng)力：波浪作用較弱，主要受潮汐作用影響，水的能量較低（2）不正常：干旱—咸化潮濕—淡化（3）氣體發(fā)生異常：海水循環(huán)造成的生物不發(fā)育，等異常3.障壁島（1）廣義的：作用的障壁島（2）狹義的：一種狹長形的離開水面的一種不平行海岸線分布，與海岸之間有瀉湖，對(duì)瀉湖起屏障作用，稱為障壁島過去常稱：堡島、堤島障壁灘；比障壁島短、低障壁砂壩;

一般所說障壁島都屬于廣義。

4.次一級(jí)環(huán)境潮坪—中-低環(huán)境在潮坪上有潮渠，潮溪—較高能的環(huán)境潮汐通道—高能

5.沉積類型（1）陸源：砂質(zhì)、泥質(zhì)（2）碳酸鹽巖(二)障壁海岸主要由三個(gè)地貌單元組成：平行海岸線的障壁島、瀉湖及其周圍的潮坪連接開闊海與瀉湖的海水通道—進(jìn)潮口及潮汐三角洲等。1.障壁島障壁島是一些狹長形的高出水面的砂體，平行海岸線分布。當(dāng)沙咀、沙壩等在波浪作用下繼續(xù)堆積以致充分暴露出水面時(shí)，便開始形成障壁島。一般來說，出露水面的我們稱障壁島，未出露水面的我們稱障壁砂壩；障壁島包括風(fēng)成沙丘、海灘（后濱和前濱）、臨濱及沖越扇四種沉積類型。障壁島的地形取決于潮差。小潮差的障壁島趨向于長而窄，具明顯的沖越扇和極少的進(jìn)潮口；中潮差障壁島較寬闊，且被大量進(jìn)潮口所切割。2.沖越扇（Washover)沖越扇位于障壁島朝陸一側(cè)。當(dāng)風(fēng)力造成風(fēng)暴涌浪越頂穿過障壁島時(shí)，造成了延入瀉湖的朵狀或席狀砂體，稱沖越扇。形態(tài)通常稱伸長狀、朵狀、席狀等，寬數(shù)百米，厚數(shù)厘米到數(shù)米。沉積物通常為細(xì)到中粒砂質(zhì)，發(fā)育小到中型交錯(cuò)層理及近水平的紋理。發(fā)育生物擾動(dòng)構(gòu)造。古代瀉湖中一些結(jié)構(gòu)退變的砂巖，即分選、磨圓很好的砂巖含有較多的粘土雜基，或磨圓很好分選很差的砂巖可能是沖越扇砂巖。此外生物擾動(dòng)構(gòu)造極為發(fā)育。3.入潮口和

潮汐三角洲入潮口和

潮汐三角洲4.瀉湖（Lagoon）位于障壁島之后朝陸一側(cè)，由入潮口與廣海連接。與潮坪或沼澤沉積密切共生。平行海岸線延伸，由障壁島使它廣泛隔開，但也有與廣海相連。障壁海岸占全世界海岸的13%沉積物一般為紋層狀的粘土和細(xì)粉砂，在潮濕氣候下，富含有機(jī)質(zhì)，富含黃鐵礦結(jié)核；在干旱氣候下，有機(jī)質(zhì)含量較低，并常見周期性干化證據(jù)；水平紋層發(fā)育，但常被生物擾動(dòng)破壞；生物化石個(gè)體小，主要為瓣鰓類、腹足類、介形類及小個(gè)體腕足類等。類型：干旱區(qū)—咸化瀉湖潮濕區(qū)—淡化瀉湖淡化瀉湖：（1）形成：潮濕氣候區(qū)，降水量與河流流入水量大于蒸發(fā)量；雙層結(jié)構(gòu)的形成-

（2）特征：動(dòng)植物種類減少、單調(diào)，只有少數(shù)廣鹽度生物可以生活下來，保存后呈畸形(個(gè)體變小、鈣質(zhì)外殼變薄或產(chǎn)生特殊紋飾)，不存在正常海洋指相礦物(無磷塊巖和海綠石)，可由形成于還原環(huán)境的礦物(菱鐵礦、黃鐵礦、黑色硫化鐵粉末)

（3）識(shí)別：細(xì)碎屑物質(zhì)為主，含鈣質(zhì)的粉砂質(zhì)泥巖等，可形成結(jié)核。泥晶微晶石灰?guī)r，無生物灰?guī)r，動(dòng)物種屬單調(diào)，與潮坪相共生。咸化瀉湖-1（1）形成：由于氣候干旱區(qū)，表現(xiàn)在蒸發(fā)量大于降雨量，導(dǎo)致瀉湖水面降低到廣海海面之下，于是海水不斷從入潮口流入瀉湖，而瀉湖本身的水又不斷蒸發(fā)，導(dǎo)致瀉湖水逐漸咸化。咸化瀉湖-2（2）特征：a.水動(dòng)力差，粉砂、泥質(zhì)等細(xì)碎屑物質(zhì)為主，無粗粒(礫)b.鹽度加大—蒸發(fā)鹽礦物如石膏、芒硝（Na2SO4·H2O）、石鹽（NaCI）等c.無正常海洋的環(huán)境所形成的礦物，如海綠石、膠磷礦、鐵錳結(jié)核等，可形成大量方解石、白云石、菱鎂礦等。d.生物種屬單調(diào)，直至沒有生物。e.層理：主要為水平層理，塑性變形層理，有一些淺水標(biāo)志—波痕、泥裂5.潮坪沉積

(Tidalflat)發(fā)育于瀉湖周圍潮坪主要是指潮間—潮上帶。潮下帶一般劃歸瀉湖環(huán)境。潮坪水動(dòng)力條件主要是潮汐作用，潮汐作用具有雙向性特征。潮間帶可分為發(fā)育于低潮面附近的沙坪、發(fā)育于高潮面附近的泥坪、以及位于而這之間的混合坪。潮間帶沉積物以細(xì)砂、粉砂及泥質(zhì)為主，發(fā)育脈狀、波狀、透鏡狀層理及砂泥薄互層層理。潮上帶以咸水沼澤發(fā)育為特征，植物根系發(fā)育。暴露成因的沉積構(gòu)造發(fā)育。6.薩勃哈（Sabkha,Sehkha）1.概念：初始引用：阿拉伯及波斯灣被鹽浸透了的鹽堿地，現(xiàn)指干旱氣候地區(qū)有障壁海岸，湖上帶有鹽殼、鹽坪、鹽沼、鹽堿灘等，即潮上鹽坪。

2.特征：鹽類沉積：石膏，硬石膏，天青石，石鹽，白云石，膏質(zhì)白云巖，藻白云巖有時(shí)可有搬運(yùn)來的粉砂、泥質(zhì)；3.蒸發(fā)泵作用(三)障壁瀉湖沉積的垂向序列Bernard(1962):墨西哥灣加爾維斯頓（Galveston）島模式。這是一種典型的海退型層序。沉積物粒度自下向上變粗，由粉砂到細(xì)砂或中、細(xì)粒砂，代表了由遠(yuǎn)濱—臨濱—海灘和風(fēng)成沙丘的環(huán)境變化。Reineck等(1973)如果進(jìn)積作用繼續(xù)發(fā)生，那么瀉湖和潮坪沉積會(huì)覆蓋到該序列上。Rahmani（1983）的海退型障壁島，與Reineck等（1973）不同的是，障壁島層序之上覆蓋的不是大面積的瀉湖沉積，而是潮道與沼澤沉積。關(guān)于海侵型障壁島序列海侵型障壁島出現(xiàn)于海平面相對(duì)上升的情況下，其特點(diǎn)是障壁島沉積物覆蓋在潮坪、瀉湖沉積物之上，而障壁島沉積物又被遠(yuǎn)濱沉積物所覆蓋。關(guān)于填積型障壁序列這種序列出現(xiàn)于沉積速率與海平面上升速率保持平衡的時(shí)候，此時(shí)障壁島的位置可不進(jìn)不退，在原地增厚，這種類型的障壁島以垂向加積為特征。Galloway(1983)的著作中把這種障壁島與海退型障壁島放在一個(gè)大類中。障壁島—入潮口序列障壁島—入潮口序列是海退序列的一種特殊類型，出現(xiàn)于障壁島砂被入潮口砂取代時(shí)。它以沖刷面之上包括深、淺潮道沉積的向上變細(xì)層序?yàn)樘卣?，交錯(cuò)層理厚度向上變小。陳鐘慧139圖8-23(五)障壁海岸聚煤特征現(xiàn)代實(shí)例：美國南卡羅來納州的斯納格底沼澤古代實(shí)例為美國東部肯他基州東部的石炭系中國實(shí)例湘中漣源的早石炭世測(cè)水煤系斯納格底沼澤Staub等（1979）的研究表明，南卡羅來納州沿岸的障壁—瀉湖環(huán)境，隨瀉湖的逐漸淤淺，在瀉湖的淺水地帶和潮坪上開始出現(xiàn)微咸水沼澤并堆積了泥炭。這類泥炭通常很薄，富含硫化氫，底板有根土層。與此同時(shí)，在靠近障壁島并擺脫了微咸水影響的地區(qū)出現(xiàn)了淡水植被，它附著于微咸水沼澤的表面（A）；海平面繼續(xù)上升，粘土粉砂等繼續(xù)注入微咸水沼澤的同時(shí)淡水泥炭聚集作用繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)泥炭堆積速率超過海平面上升速率時(shí)，淡水泥炭島開始擴(kuò)展（B、C）；并結(jié)合成一個(gè)大型的具有起伏底界的泥炭沼澤（D）。與斯納格底沼澤類似的古代環(huán)境的煤層特征：由微咸水沼澤泥炭形成的煤層是薄而且不連續(xù)的，側(cè)向上常過渡為根土巖；由淡水泥炭形成的煤層厚度要大得多，但在許多地方含有大量的炭質(zhì)泥巖和泥巖夾層，厚度不穩(wěn)定，橫向上過渡為炭質(zhì)泥巖或非炭質(zhì)巖石。美國東部石炭紀(jì)障壁島后聚煤作用Horne等（1978）在提出阿勒格尼三角洲成煤模式的同時(shí)，還描述了賓西法尼亞紀(jì)早期的障壁后成煤模式。表明煤層與瀉湖、潮坪、潮道、漲潮三角洲以及沖越扇的密切共生關(guān)系。Horne等（1978）:障壁后的煤薄而不連續(xù)的，硫分含量較高。障壁后環(huán)境有時(shí)也能形成可采厚度的煤層，如西佛吉尼亞的貝克利煤層，該煤層發(fā)育于障壁島背后，煤層覆蓋在瀉湖—潮坪層序之上，直接下伏的是一套含有脈狀和透鏡狀層理的潮坪沉積，煤層厚度與下伏潮坪、潮道地形有密切關(guān)系。煤層底面凹凸不平，頂面平整。關(guān)于障壁間成煤模式

（Interbarriercoalformingmodel）Cohen(1984)提出障壁間成煤模式,將與障壁海