[科普中国]-浅海沉积

浅海陆棚

浅海陆棚沉积环境基本特征（含风暴沉积）：

海底地形：开阔、平坦，有相对隆起的沙坝和浅滩，有相对低洼的沟谷（影响：三角洲、风暴、海流）。

水动力：以波浪和海流为主，静水低能。

沉积物：粉砂和泥为主，砂少。砂岩的成熟度高。常见海绿石。

沉积构造：水平层理为主，可发育交错层理，丘状层理是浅海陆棚沉积所特。缺乏曝露标志。

化石特征：化石丰富，保存完整，生物遗体有时可富集成介壳层，潜穴和生物扰动构造发育。

类型浅海沉积物主要由陆源碎屑组成，根据粒径大小及级配状况可划分为砾石、砂、粉砂、泥或粘土等主要类型。美籍加拿大海洋地质学家K.O.埃默里按成因将浅海沉积物划分为以下5种类型：

① 陆源沉积物。大陆岩石风化和侵蚀的产物，被河流、风、冰川等搬运。入海的沉积物，如砾石、砂、粉砂等。

② 残留沉积物。较早时期形成而残留于现今海底的沉积物，其形成与冰后期的海侵有关。残留沉积所显示的早期沉积环境（如滨岸、陆上环境）与目前所处的浅海环境截然不同。

③ 自生成因的沉积物。从海水中沉淀，通过化学作用而形成的沉积物，如海绿石、磷酸盐等。

④ 生物成因的沉积物。主要来源于生物体，大部分由钙质物质组成。

⑤ 残余沉积物。指下伏岩层遭受风化而就地形成的沉积物。

埃默里认为,现代陆架面积的70%,被残留沉积物所覆盖。有的学者则对残留沉积物的概念提出了修正，将受到改造过的残留沉积物，另称为变余沉积物。

浅海的沉积作用浅海是海岸以外较平坦的浅水海域，其水深自低潮线以下至水深200m之间。许多地区的大陆架水深在200m以内，地势开阔平坦，所以浅海大致与大陆架相当。浅海距大陆较近、各种生物极其繁盛，是海洋中的最主要沉积区，无论沉积物数量及沉积作用的类型都比海洋中的其它环境分区要丰富得多，古代海相沉积岩中绝大部分也为浅海沉积。

1.浅海的碎屑沉积

浅海中90%以上的碎屑物来源于大陆。当不同粒级碎屑进入浅海时，海水的运动使颗粒下沉速度减慢，一些较细的颗粒处于悬浮状态，海流将这些悬浮物搬运到离岸较远的地区；较粗的颗粒沉积在近岸地区。因此从近岸到远岸，依次排列着砾石、粗砂、细砂、粉砂和粘土等。浅海带沉积物的特点是：近岸带颗粒粗以砂砾质为主，具交错层理和不对称波痕，含大量生物化石，有良好的磨圆度和分选性，成分较单一；远岸带粒度细，以粉砂和泥质为主，具水平层理，波痕不发育，有时有对称波痕，分选好但磨圆度不高，成分较复杂。

2.浅海的化学沉积

浅海是化学沉积的有利地区，形成了众多的化学沉积物，其中许多是重要的矿产。地质历史时期曾发育过大量浅海化学沉积，现代浅海化学沉积主要发生在中、低纬地区。浅海的化学沉积物主要有碳酸盐、硅质、铝、铁、锰氧化物和氢氧化物、胶磷石和海绿石等。

碳酸盐沉积在浅海化学沉积物中，碳酸盐类所占比重最大，主要为灰岩和白云岩。碳酸盐沉积的原因是温度升高或压力降低，这样引起海水中CO2含量减少，重碳酸钙过饱和形成CaCO3沉淀。在海水动荡的条件下，碳酸钙以一定的质点（如岩屑）为核心呈同心圆状生长，形成鲕粒状沉积物，成岩后形成鲕状灰岩。已固结或弱固结的碳酸钙被波浪冲碎并搓成扁长形团块，胶结成岩后，形成竹叶状灰岩。

硅质沉积 海水中的硅质一部分来自大陆，它们以溶解硅（H3SiO4-）和悬浮硅两种形式搬运；另一部分硅质来源于海底火山作用、海水的溶解作用及生物活动。当硅胶进入海洋后，在温度较低、偏碱性的环境中，逐步凝聚而沉积下来，形成蛋白石，进一步脱水形成燧石。燧石常呈结核状、透镜状或条带状产出，颜色多样。

铝、铁、锰及海绿石沉积 海水中的铝、铁、锰等主要来自大陆。湿热气候区强烈的化学风化作用，使Al、Fe、Mn以胶体状态随河流迁入海中，在近岸地带遇电解质而凝聚沉积，在近岸区，因海水动荡，易形成鲕状结构或豆状、肾状结构。海成铝土矿是由铝的氢氧化物组成，铁质沉积物主要为赤铁矿和褐铁矿，而锰质沉积物则以水锰矿、硬锰矿的形式出现。海绿石是一种绿色粘土矿物，是由海水中硅、铝、铁的胶体吸附钾离子而成。

磷质沉积 磷主要以HPO42-的形式存在于海水中，表层海水含磷量低，难以沉积。海洋的下层由于有机物体的分解富含磷质，当富含磷质的海水随上升洋流到达浅海区后，因压力减小，温度升高，CO2的含量降低，磷质发生沉积，形成胶磷石[Ca3（PO4）2]。胶磷石和其它沉积物共同组成磷灰岩。当含磷量较高时形成磷矿床。

3.浅海的生物沉积

介壳石灰岩和生物碎屑岩 浅海带生活着大量底栖生物，当它们死亡后，生物的壳体与灰泥混杂沉积，可形成介壳石灰岩；生物壳体或骨骼的碎片可以与其它沉积物混杂形成生物碎屑岩。

生物礁 生物礁是指在海底原地增殖、营群体生活的生物，如珊瑚、苔藓虫和层孔虫等的骨骼、外壳以及某些沉积物在海底形成的隆起状堆积体。珊瑚礁在浅海沉积中有特殊意义，珊瑚虫对生活环境有较严格的选择，只能生活在20℃左右的海水中，并且要求水质清澈、盐度正常，水深不超过20m，水流通畅而不激烈动荡。在这种环璋中，珊瑚虫不断繁生，其骨骼逐渐堆积成礁。如果珊瑚环绕岛的岸边生长，形成岸礁；如果珊瑚礁平行海岸分布，与岸间有一个较宽的水道，则成为堡礁；珊瑚围绕海底隆起的边缘生长则形成环状的礁体，称为环礁。2

沉积物的来源与分布物质来源状况和搬运方式对陆架沉积物的分布有重要影响。在陆源物质十分丰富的开阔陆架上，主要为粉砂质泥。由于受海流，特别是沿岸流的影响，陆源物质的强沉积区多半局限在一定范围内（如离岸几十海里的范围内）。如果陆架狭窄，整个陆架区往往被现代陆源物质所覆盖。若陆架宽阔，现代陆源物质尚不足以覆盖整个陆架区，则残留沉积物可直接出露于海底。

砂质沉积是浅海陆架上最常见的沉积类型，主要分布在平坦而开阔的陆架上和海底浅滩、海湾入口处及其外侧附近。

泥质沉积主要来源于河流的悬移质，多分布在大河口外面、半封闭海湾内、开阔陆架的低凹部分及有大河注入的内陆架上。

砾石沉积主要见于海峡内、岩石岬角外面以及基岩裸露的海底附近。

碳酸盐沉积主要分布在陆源沉积速率较低和纬度较低的陆架上，如美国东南岸外、澳大利亚西北海区等。有少量碳酸盐以“藻脊”形式出现在陆架边缘，是由各种藻类及有孔虫等生物遗体组成。

浅海沉积物的分布常受区域性特点与纬度分带的影响。如图所示，陆源砂和粉砂广布于中纬度海域，在低纬度海域往往被钙质生物沉积所代替，冰川搬运的物质主要出现在两极地区。自高纬度海域至低纬度海域，随着化学风化的增强，沉积物中长石的含量减少，石英的含量增多。自生成因的沉积物多出现在上升流地带的陆架外缘（主要在大洋东缘）。

影响因素影响浅海沉积物形成和分布的因素十分复杂。主要有:①水动力条件,主要是波浪和水体的流动，是沉积物搬运的重要营力。②物质来源状况，陆源物质可通过河流、冰川、海岸侵蚀等途径输入浅海区。③生物作用，生物骨骼与遗壳参与沉积物的组成；生物体对沉积物的扰动，形成一些特殊的结构与构造。④化学作用，特别是在海水与淡水的混合区，对细粒物质的沉积起主导作用，而在一些低纬度海域，可与生物作用一起形成碳酸盐等沉积。⑤陆架的轮廓、宽度与海底地形要素。⑥海平面变动过程。⑦气候的影响，可形成沉积物的纬度分带（见海洋沉积）。

中国海域情况濒临中国大陆的各海域具有广阔的浅海陆架区。上述陆架沉积的各种成因类型在中国陆架海均有所反映。根据沉积物的大尺度分布状况,并考虑到古地理变迁，可把中国陆架沉积划分为两个形成时期和成因各不相同的类型：①由河流搬运入海的现代细粒碎屑物质；②残留沉积。在东海陆架，由长江等河流搬运入海的细粒物质主要分布在内陆架区，大致以水深50～60米等深浅为界，其外直到陆架边缘为广布的残留沉积。这两种沉积类型构成了东海陆架沉积的基本格局，这种状况可一直延伸到南海陆架，只是这两类沉积的分布面积比例随着陆架宽度的变化而有所差异。有时，在这两类沉积之间存在它们的过渡类型。

浅海沉积物浅海带沉积物。浅海带占海洋面积的25%，但这一海域的沉积物却占海洋全部沉积物的90%。浅海沉积物有3类：碎屑沉积物主要是沙质级的,由于波浪随海深的增加而减弱，所以碎屑沉积物的粒径一般是从浅水往深水变小。但是因潮流、洋流，以及海底的起伏和大陆的剥蚀强度等的影响,现代的浅海带的沉积物的粒度,并非都是近岸粗，远岸细。生物沉积主要是生物遗体形成的沙和泥，它们成分主要为碳酸钙质。在热带、亚热带的温暖海洋中，还有以珊瑚骨骼为主，其他生物的骨骼和壳体为辅所构成的生物礁堆积，叫珊瑚礁。化学沉积物主要是来自大陆的铁、锰、铝、硅的氧化物和氢氧化物的胶体，与海水电解质相遇时，絮凝成鲕状或豆状的沉积物。