[科普中国]-现代碳酸盐岩海水成岩-

海滩是岩石-水-空气的三相接触环境，海滩岩大多分布于南北纬35°之间，表明周期性的高温蒸发使海水中的二氧化碳迅速逃散，有利于碳酸钙胶结作用的发生，加之海滩中的海水周期性地流进和流出，沉积物粒间的海水不断地得到更新和补充，最终热带、亚热带海水周期性地蒸发-补充作用能使海滩沉积物快速胶结成岩。南海地区的海滩岩主要由生物砂屑和砾屑组成，部分由碳酸盐胶结的陆源碎屑或火山碎屑组成。成岩作用主要是胶结作用和生物成岩作用。

简介海滩是岩石-水-空气的三相接触环境，海滩岩大多分布于南北纬35°之间，表明周期性的高温蒸发使海水中的二氧化碳迅速逃散，有利于碳酸钙胶结作用的发生，加之海滩中的海水周期性地流进和流出，沉积物粒间的海水不断地得到更新和补充，最终热带、亚热带海水周期性地蒸发-补充作用能使海滩沉积物快速胶结成岩。南海地区的海滩岩主要由生物砂屑和砾屑组成，部分由碳酸盐胶结的陆源碎屑或火山碎屑组成。成岩作用主要是胶结作用和生物成岩作用。1

胶结作用海滩岩中的胶结物主要是由海水作用形成三方晶系的高镁方解石和斜方晶系的文石组成，晶形为泥晶、纤状-柱状，文石还常呈针状晶体。

1)针状文石及文石泥环边胶结

发育三种胶结类型。第一种是由针状文石组成薄等厚环边胶结，第二种是碎屑颗粒外包裹一层浑暗色厚0.02～0.3 pm的文石泥，其外又有针状或柱状文石等厚环边胶结，第三种是针状与泥晶文石交替组成多世代胶结。

2)针状文石环边胶结和粉屑填积

初期形成针状文石等厚环边胶结，在残余的孔隙中再由文石或高镁方解石质生物粉砂屑和泥屑填积。

3)文石、高镁方解石泥和粉砂屑包裹边与针状文石环边胶结

碎屑外先形成厚薄不等的文石、高镁方解石泥和粉砂屑包裹边，其外再生长针状文石胶结环边。

4)高镁方解石泥晶胶结

粒同为5 μm大小的长菱形(偏三角面体)高镁方解石泥品胶结。

5)柱状高镁方解石胶结

主要见于海南岛莺歌海全新世海滩岩中，岩石主要由石英砂组成，含少量生物碎屑，柱状高镁方解石垂直颗粒周边向外生长，晶体顶端呈偏三角面体。化学分析和X射线粉晶鉴定，含19%(mol)MgCO3。柱状高镁方解石胶结曾见于波斯湾等地。

6)扇状文石胶结

主要见于海南岛水尾学潮间带八射珊瑚层中。在粒间孔隙中文石呈近半球状或圆锥状、纵切面呈扇形生长。由长0.25 mm左右的纤维状文石晶体从一点呈向外散射状排列的集合体构成。有人称之为葡萄状、扇状和球形文石。

此外，硬化粪球粒，颗粒内与骨骼内以及生物钻孔中的胶结物也由浅海胶结作用造成。

葡萄石是在沉淀作用相当快而水扰动相对微弱的局部浅海中由细纤维状文石将砂屑或瑚胶结或疏松胶结而成。

在浅海海底可形成海底硬地。在干旱气候地区，碳酸盐潮坪沉积物主要发育由隐晶质文石胶结而形成的钙结壳，可遍布整个潮坪，文石常呈悬垂状胶结出现。

海滩岩的胶结速度极快。我国西沙群岛的海滩岩中，常见玻璃、铁器碎片和明朝铜钱被胶结，海南岛海滩表面有现代海洋软体动物介壳、渔网浮子和玻璃碎片已被胶结的现象，太平洋海滩岩中有第二次世界大战的遗物头盔和子弹壳等被胶结。这些现象说明海滩沉积物胶结作用是在现代几百年或几十年，荏至几年时间内发生的。1

交代作用在干热气候区的潮间带、潮上带和浪花飞溅带，即萨市哈地区，高Mg/Ca值的孔隙水可以使碳酸钙沉积物白云石化。萨市哈型白云岩在我国古代碳酸盐岩中也很发育。

此外，还可发生硅化作用、海绿石化及绿泥石化作用、石膏和硬石膏化作用。1

生物成岩作用生物成岩作用包括生物包壳，生物附着生长、生物钻孔和生物潜穴及生物扰动等作用。这些作用主要发育于潮下浅水潜流亚环境，在潮间下带常年充水的凹坑中亦有发育。生物在沉积或成岩过程中起着重要的作用，生物死亡后的有机体和无机骨骼是沉积岩的重要组成部分，它们的生命活动过程对沉积组构的改造有时可以起很大的作用。

1)生物潜穴及生物扰动构造

生物潜穴及生物扰动构造是软体、双壳类、节肢动物等在未固结底质上觅食、居住等生命活动时留下的痕迹和形成的构造。

2)生物钻孔

现代珊瑚礁中除有穿孔贝钻孔外，还见蠕虫等生物钻孔，钻孔过程中会分泌碳酸钙形成钙质管供其居住、活动，死后留下管壳，厚1～3 mm，最厚达1 cm。

3)微生物钻孔作用

主要指由细菌或微生物以及部分非骨骼红藻、绿藻在碳酸盐颗粒边缘的微钻孔作用。钻孔后的微孔常被泥晶状文石或高镁方解石充填。通过细菌等的反复钻孔以及泥晶碳酸盐矿物的反复充填或胶结，最终在被钻颗粒外形成一圈泥晶薄皮，在显微镜下呈暗色，称之为泥晶套。

如果细菌向颗粒内部不断地反复钻孔，再不断地被泥晶文石或高镁方解石充填、沉淀，那么整个颗粒将被泥晶交代，称之为泥晶化作用。

4)生物包壳

珊瑚礁中常由红藻包绕或包覆在造架生物及颗粒外形成包壳，它们连接周围造架生物形成抗浪格架。

5)附着生长

原先生长的珊瑚可能遇到环境不适而死亡，以后珊瑚虫或海绵等可以附着在原先的基底上再生长。1

本词条内容贡献者为:

胡芳碧 - 副教授 - 西南大学