第八章海岸沉积体系

（海滩、障壁岛、泻湖、潮坪、河口湾）第八章海岸碎屑沉积体系第一节海岸环境概述第二节海岸沉积模式及其特征第三节古代海岸沉积的鉴定标志及其与矿产的关系第一节海岸环境概述•定义•分类•海岸环境的沉积物主要补给方式海岸沉积环境－－是分隔大陆与开阔海的过渡地貌单元。在这里专指三角洲以外的海滨带一、海岸沉积环境定义1、按照潮差的规模，把海岸环境分为小潮差海岸(＜2m)、中潮差海岸(2～4m)和大潮差海岸(＞4m)三类：（1）小潮差海岸是一种浪控海岸，主要发育海滩和障壁体系（2）大潮差海岸是一种潮控环境，以发育大潮差河口湾和潮坪为特征（3）中潮差海岸的特征介于二者之间，发育低矮的障壁岛和广阔的潮坪与沼泽二、分类•波浪小潮差海岸•波浪小潮差海岸大潮差海岸2.根据潮汐作用范围划分潮下带Subtidalzone潮间带Intertidalzone潮上带Supratidalzone潮上带潮间带潮下带振荡波带Oscillatorywavezone破浪带Breakerzone浅水波带Shoalingwavezone碎浪带Surfzone冲洗带Swashzone3.根据波浪作用分类破浪带碎浪带冲洗带4.根据地貌分类远滨（外陆棚）滨外过渡带(内陆棚）临滨前滨后滨•;3、海岸环境的沉积物主要补给方式•河流沉积物入海后被沿岸流搬运•陆棚沉积物的向岸搬运•海岸侵蚀形成的残留物•短小河流的注入第二节海岸碎屑沉积体系一、（障壁岛）海滩沉积二、泻湖沉积三、进潮口与潮汐三角洲沉积四、潮坪沉积五、河口湾沉积一、（障壁岛）海滩沉积1.定义与概述2.水动力条件3.海滩沉积作用4.沉积相1、(障壁岛)海滩环境概述（障壁岛）海滩－都是平行岸线分布的线状砂质沉积体区别：海滩与陆地直接相连；（障壁岛）海滩则以泻湖与陆地分离。范围：正常浪基面与最大高潮线之间海滩障壁岛海滩：海滩见于三角洲体系内、三角洲体系延伸部分以及与三角洲体系无关的其它海洋环境，主要动力为海洋作用，伴有风对砂的搬运。主要为硅质碎屑，也有由骨骼碎屑、鲕粒、团粒等碳酸盐岩颗粒研究现代和全新世海滩：娱乐功能、可达性、经济性（砂金、铂矿、石英砂等矿）、海陆之间剥蚀作用的缓冲带研究古代海滩：古代海岸作用和环境的标志、油气和铀矿的储集体远滨滨外过渡带临滨前滨后滨（障壁岛）海滩：临滨、前滨、后滨、海岸风成沙丘•临滨（Shoreface)位于正常浪基面至平均低潮线之间（潮下带），向海方向逐渐过渡为远滨或陆棚区；•前滨（Foreshore)位于平均低潮线和平均高潮线之间(潮间带)•后滨（Backshore)位于平均高潮线与最大高潮线之间(潮上带)；•海岸风成沙丘（Aeoliandunes)是由于海岸进积，海滩砂暴露在海平面以上受风力改造而成的低起伏沙丘区；2.水动力条件海滩主要发育于波浪作用为主的小潮差地区，主要与波浪有关的作用（波浪冲洗、风暴浪、沿岸流和裂流等近岸流）风的间接作用－波浪、风暴、沿岸流风的直接作用－海滩上沉积物的搬运波浪作用在深水区，水质点的运动轨迹近于圆形，其直径随水深增加而减小当水深变浅时（半波长），水质点的运动轨迹呈椭圆形。在波浪向岸触及海底，波浪由正弦波形变为弧立波形，浪尖开始上升，产生一个向陆方向的海底浪涌和一个弱的向海方向的回流。这种往复水流是沉积物搬运和床砂底形形成的主要作用力。该带称为升浪带或波浪加强带随着水深变浅，波高增大，波形严重向前陡倾。直到临界点破碎，此带称为破浪带。破浪带是海滩上水动力条件最强的地带，下伏的沉积物经受了强烈的改造波浪进一步破碎，即形成拍岸浪或碎浪带在波浪向这种极浅水区形成一个高速的向陆方向的冲流，紧接着又向海方向回流，该带称为冲流带或冲洗带当其进入沙坝间的凹槽转为平行岸线方向流动时，则称为沿岸流波浪产生的近岸流波浪呈一道道激浪冲向海滩面。碎浪向上运动停止，可产生回流，集聚于沙坝裂口向海方向退回。这种回流称为离岸流当拍岸浪涌向海滩上时，不仅在冲洗带产生双向往复水流，还产生两种单向水流：沿岸流和离岸流（裂流）沿岸流在海滩沉积物搬运与沉积中起主要作用，与冲洗带的搬运作用一道构成沉积物沿岸搬运的主要动力裂流（离岸流）主要在表面，对底部沉积物的搬运作用较小，但也能携带相当量的沉积物越过破浪带向海搬运到浅水区3.海滩沉积作用沉积物的搬运作用主要在浅水带在高能的破浪带，粗粒沉积物（椭圆轨迹）跃移沿岸搬运，细粒沉积物悬移搬运往复水流搬运沉积物越过碎浪带和冲洗带时以之字形沿岸搬运风暴产生的高能环境导致沉积物的侵蚀和向海的净搬运。风暴期间碎浪带的水流可使沉积物悬浮起来，海滩上的砂坝可发生向海移动相当的距离。如现代海滩在低能的夏天沉积物向陆堆积，而在有风暴的高能的冬天沉积物被大量侵蚀掉。正常的中低能量的波浪导致沉积物向陆和沿岸的净搬运，形成分选好、正偏度的海滩沉积物3.沉积相•(1)临滨沉积•(2)前滨沉积•(3)后滨沉积•(4)海岸沙丘(1)临滨沉积（a）下临滨能量较低，主要为细砂、粉砂和滨外泥岩不规则互层。含海相化石，生物拢动强烈。见水平纹层，层面具浪成波痕，但纹层多为生物扰动所破坏（b）中临滨位于破浪带，水动力强烈。主要为中-细砂。分选好，常夹介壳层。交错层发育，为双向槽状交错层。见冲刷面、滞留沉积以及平行层理、粒序层及洼槽交错层等（c）上临滨处于碎浪带，是高能环境。沉积物从细砂级到砾石级。沉积构造为多方向的槽状交错层系，向岸倾斜的板状交错层及风暴成因的侵蚀面和洼槽交错层(2)前滨沉积•前滨相当于冲流带，地形比较平坦•沉积物通常比临滨细•典型的沉积构造是冲洗层理•常见平行纹层、沙纹交错层•层面构造极为发育，如流痕、浪成波痕、流水波痕、复合波痕以及变形的平脊波痕、圆脊尖谷波痕等等，反映该区水深极浅及间歇性暴露(3)后滨沉积•水动力条件弱•沉积物粒度较细•层理主要为水平纹层状，局部可形成低角度的交错层(4)海岸沙丘海岸沙丘呈低起伏状。沉积物以中-细粒为主，分选很好，圆度也较高，颗粒具霜面，风成交错层发育，主要是大型槽状交错层理二、泻湖沉积开阔海（Openocean)泻湖（Lagoon）1.定义与概述2.水动力条件及分类3.沉积作用和沉积相1.定义：泻湖--是受局限的浅水盆地，它与开阔海之间为障壁岛、障壁礁和环礁分隔，又以潮道与开阔海连通。沿岸泻湖为平行岸线的狭长的水体，也有环礁泻湖一般无淡水注入，少量也有河流注入与三角洲、障壁岛、潮坪构成组合水体局限，水动力条件弱影响泻湖水流、水混合和沉积物搬运作用的因素：主要因素：潮汐、波浪次要因素：淡水、风暴密度分层、海平面变化气候和温度变化2.水动力条件及分类根据水的交换方式分三种类型：油嘴型局限型渗漏型（越流型）(1)油嘴型高波浪能和沿岸流地区一个或多个窄而长的进口通道，水停留时间长，波浪作用为主，阳光和周期性进水产生水体分层(2)局限型二个以上的进水通道，良好的潮汐环流，波浪作用影响强烈，水体混合良好(3)渗漏型（越流型）潮流作用为主长达百公里以上，宽仅几公里，宽的潮流通道，与开阔海水体的充分交换，明显的盐度和浊度变化界线泻湖的盐度变化范围大：从超盐度的淡水•水动力条件较弱•在潮湿区，其细粒的泻湖沉积物富含有机质•在干旱区，其细粒沉积物中常含蒸发矿物•在靠近潮汐水道的地方以砂质沉积物为主，发育沙纹交错层•在小河的注入处，具有三角洲的特征•广阔的泻湖底水动力条件很弱，为水平层状的粉砂和泥质沉积。也可夹薄的砂岩•薄砂层多具水平纹层，或者发育浪成波痕及浪成沙纹交错层•生物群变化大，以广盐度生物最发育，但分异度小，且个体小，壳变薄；正常盐度泻湖生物与广海相似，河口区见半咸水生物群，高盐度泻湖生物少。3.沉积作用与沉积相古代泻湖沉积泻湖沉积的鉴别特征：局限水体形成的蒸发盐或缺氧沉积（黑色页岩），潮汐作用弱，陆源沉积物供给率低和以细粒沉积物为主，低生物分异度，广泛的生物扰动现象；三、进潮口与潮汐三角洲沉积1.进潮口沉积2.潮汐三角洲沉3.冲溢扇1.进潮口沉积•进潮口在中等潮差区比较发育•进潮口的主要沉积特征是：1)基底有一个以滞留沉积为标志的侵蚀面，滞留沉积通常为介壳和泥砾；2)具有双向的大型平面状交错层和中型槽状交错层较粗粒砂的深潮道沉积；3)具有双向的小型-中型的槽状交错层中、细砂和平坦纹层砂的浅潮道沉积；4)结构向上一般变细，交错层系厚度向上变薄；5)动物化石组合是混生的•潮汐三角洲--是受边界限制的高速潮流通过障壁岛进入潮道两端的开阔水域时，流速因流水分散突然降低而成的朵状砂质沉积体。向陆一侧潮道口的朵状体称为涨潮三角洲向海一侧潮道口的朵状体称为退潮三角洲•涨潮三角洲具有平面状交错层和槽状交错层的各种序列。底部通常为双向的或向海倾的平面状交错层砂，代表早期的退潮水道沉积。其上为向陆倾的板状交错层的厚层序，反映一系列沙浪在涨潮斜坡上的迁移，这些层序向上变薄，并可被泥坪或沼泽沉积覆盖。•退潮三角洲具有向海倾斜的平面状交错层，其沉积特征与普通三角洲类似。2.潮汐三角洲沉积3.冲溢扇•冲溢扇----是在风暴期从障壁岛上侵蚀下来的砂质沉积物被搬运到泻湖一侧形成的扇状沉积体。•沉积构造为平行纹理，但在其边缘部分可出现向陆倾斜的中型前积层•在潮湿的情况下可以遭受生物扰动•在现代沉积中，单个冲溢扇的沉积单元自下而上有如下序列：冲刷面-含混合生物介壳的基底层-平行纹层、沙纹层或逆行沙丘纹层砂四、潮坪沉积1.定义与概述2.水动力条件3.沉积特征4.潮坪沉积的识别标志和剖面序列1.定义与概述：潮坪是潮起潮落时被海水覆盖以及部分暴露的潮湿的泥质－砂质地区（碳酸盐泥砂），其上有潮道和潮渠涨潮时，潮水涌向潮道直至高潮时淹没邻近的地区成浅水潮坪，退潮时潮道和潮坪又暴露。潮坪沉积主要见于波浪作用不强的中－大潮差的海岸，即在开阔的平坦的低能海岸，或在有障壁岛、砂嘴、礁或其它构造阻挡的高能海岸的障壁背后。在温带地区：上潮坪（潮上带和潮间带上部）：潮坪上部通常为盐沼，高水位时沉积泥和粉砂中潮坪（潮间带中部）：潮坪中部泥砂混合沉积下潮坪（潮间带下部和潮下带）：砂质沉积在潮坪下部和潮道中在干旱和半干旱地区：潮坪以形成泥裂和石膏及岩盐晶体为特征在副极带地区：潮坪表面有由浮冰和冰携漂砾形成的刻痕以及冰运砾石，冰川作用及其导致潮坪软沉积物变形浑水型：现代潮坪以硅质碎屑沉积为主清水型：碳酸盐岩和蒸发盐沉积有关古代潮坪沉积的知识来自50年代开始的现代潮坪沉积研究油气见于硅酸盐和碳酸盐岩潮坪，铀矿见于砂质潮坪，因此，潮坪沉积研究既有理论意义，也有实际意义2.水动力条件•潮坪水动力条件从潮下带向潮上带逐渐减弱•潮道和潮沟水动力最强，沉积物最粗，发育人字形交错层•在低潮线附近，波浪的活动强一些，主要为砂质沉积，称为砂坪•而簸选出来的泥主要沉积在高潮线附近的泥坪•砂坪和泥坪之间为砂与泥质的混合沉积带，称为混合坪3.沉积特征潮坪见于边缘海浅水环境，潮差最大10-15米，以1-4米为主；宽为几公里到25公里，除潮道外，表面地形起伏小。潮下带subtidal,潮间带intertidal,潮上带supratidal潮下带：低潮面以下海水淹没区，高潮流速度作用区，也有波浪作用，但以潮道床砂载荷搬运为特征潮间带：高潮面和低潮面之间，每天暴露一到二次，床砂载荷和悬浮载荷混合沉积潮上带：高潮面之上，大部分时间暴露，为每月二次的大潮或风暴潮淹没；主要为悬浮沉积，一些地方为潮道切割的盐沼环境，干旱和半干旱地区为蒸发盐沉积沉积作用SedimentationProcess物理作用－－受潮汐和波浪控制潮道以潮流为主，涨潮和落潮流的流速是不对称的，潮道的流速可达1.5m/sec以上；潮道间也受波浪及波浪产生的水流的影响，潮道间潮坪的流速为30-50cm/sec；这个流速足以搬运砂质沉积物，形成沙丘、砂波床砂形态和形成交错层和平行层理。潮下带：以潮道和点砂坝类似于曲流河（三角洲)分流河道的侧向迁移为主，只是水流方向反了，潮道可宽达15m以上。波浪作用在潮间带的下部最强，导致对沉积物的改造和使细粒沉积物的重新悬浮，砂的分选和形成以砂质为主的沉积。潮间带中部：是侧向迁移和悬浮沉积混合带，砂和泥质砂主要在潮道沉积，细砂和泥质沉降在潮