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滨浅海与深海:从砂岩到泥岩,颜色和生物一起变

一套砂岩连着泥岩,再往上变成黑色页岩,很多人第一反应是越来越深。方向可能对,理由常常错:变细不等于变深,黑色也不等于深海。分层要先定在 200 米 这条线上,再看三条线是否同向。

200 米 是陆架与陆坡的分界,也是相带的第一刀

滨浅海指低潮线到水深 200 米 左右的陆架区,深海指陆坡以下。这个数字不是随意划的:200 米 附近阳光透入不足,底栖藻类退场,沉积面貌随之改变。分带先按深度,再谈岩性。

陆架宽度差别很大,可从 数十千米 到 上千千米。宽陆架上古地理图能排出多条相带,窄陆架上相带被挤在几十千米内。读图时先看陆架宽窄,再判断相带能不能分开画。

滨浅海以砂、灰岩、鲕粒为标志,颜色偏氧化

滨浅海靠近岸,波浪与潮汐反复淘洗,细粒被带走,留下砂岩与粉砂岩。鲕粒在 0.2–2 毫米 之间,同心圈层清晰,形成于温暖浅水的高能环境。生物礁与生物碎屑灰岩也集中在这一带。

颜色多为灰、浅灰、黄褐,氧化色常见。层面可见波痕与交错层理,说明水体反复运动。底栖生物繁盛,壳体大、种类多、原地埋藏比例高,这是浅水最直观的一条证据。

深海以细粒、硅质、黑色为标志,生物只剩浮游

深海沉积以泥岩、泥灰岩、硅质岩为主,粒径多在 0.004 毫米 以下。放射虫、笔石、颗石藻这类浮游生物能落到底,底栖大化石几乎绝迹。黑色页岩常见,反映缺氧与有机质保存,不直接等于水深。

浊积岩是深海的另一张脸。砂质浊流把浅水物质搬进深水,形成下粗上细的韵律层,单层厚可从 5 厘米 到 2 米。看到深海砂不必奇怪,关键看它与上下泥岩的接触关系和内部粒序。

碳酸盐补偿深度是深海灰岩的下限

海水越深,碳酸钙越易溶解。现代海洋的补偿深度在 4000–5000 米 之间,此深度以下碳酸钙难以保存,沉积物以硅质与黏土为主。古代海洋的补偿深度不同,不能直接套用现代数值。

因此深水灰岩的存在需要解释。它可以是滑塌搬来的浅水块体,也可以形成于补偿深度以上的深水。灰岩出现在深水相带里,先怀疑搬运,再考虑水深,这条次序能避开大多数误判。

关键数据

下列深度与粒径用于分带对照,现代海洋数值不可直接套到古代盆地,比较前须注明采用的补偿深度。

  • 陆架水深 0–200 米
  • 陆坡 200–3000 米
  • 深海平原 4000–6000 米
  • 鲕粒直径 0.2–2 毫米
  • 深海泥粒径小于 0.004 毫米
  • 现代碳酸盐补偿深度 4000–5000 米
  • 浊积层单层厚 5 厘米 至 2 米

砂与黑色泥岩都能出现在错误的深度上

等深流能把砂搬进深水,形成分选良好的砂体,看起来像浅水沉积。上升流区的浅水也能堆积富有机质黑色泥岩,颜色与深海一致。两条都会让「砂即浅、黑即深」的经验失效。

滑塌与海底扇会把浅水物质整体搬进深水,形成混杂堆积。判这类地层要看块体内部是否保留浅水结构,以及块体与基质的接触面。深水相带里的浅水标志,多数是搬运而非原位,此为本文判断。

参考文献

  • 姜在兴 主编.《沉积学》(第二版). 石油工业出版社, 2010.
  • 赵澄林, 朱筱敏 主编.《沉积岩石学》(第三版). 石油工业出版社, 2001.
  • 里丁 H.G. 主编,周明鉴 等译.《沉积环境与相》. 科学出版社, 1985.
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文章名称:滨浅海与深海:从砂岩到泥岩,颜色和生物一起变
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