海灘巖地質(zhì)特征與成巖環(huán)境的關(guān)系

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

前言

我國對海灘巖的研究從20世紀(jì)50年代后才開展，比西方國家起步較晚；20世紀(jì)60年代曾昭旋對我國華南沿海發(fā)育的海灘巖進行了初步的研究，命名“海灘礫巖”；70年代以后，地學(xué)工作者先后在西沙群島、臺灣、海南、桂、粵、浙等地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)海灘巖；80年代前后，我國對海灘巖研究才逐步深入。(孫金龍，2009；李建生，1998；林寶榮，1985)。近年來，我國在中低-高緯度地區(qū)不斷發(fā)現(xiàn)海灘巖的新露頭，逐步補充了我國海灘巖研究方向的空白。

一、海灘巖

(一)定義

海灘巖是指形成于砂質(zhì)海灘的潮間帶內(nèi)、由碳酸鹽(主要是碳酸鈣)膠結(jié)海灘沉積物而成的一種海岸帶碳酸鹽膠結(jié)巖，其膠結(jié)物通常為高鎂方解石和文石。海灘巖膠結(jié)迅速，成巖時間短，可在數(shù)年之內(nèi)膠結(jié)成巖(雷元青，1991；孫金龍，2009)。

(二)地質(zhì)背景

海灘巖主要形成于海水變化大，海水動力條件較活躍的區(qū)域。海區(qū)的地質(zhì)條件不同，都可以形成海灘巖，根據(jù)目前所研究海灘巖，其形成年代為全新世。(何耀堂，2014)

海灘巖由于自身所處環(huán)境動力變化劇烈，加上臺風(fēng)環(huán)境的影響，以及近千年來人類對海洋的頻繁活動，無法長時間進行成巖作用，導(dǎo)致其膠結(jié)厚度小，膠結(jié)程度弱，不易保存。

(三)海灘巖特征

早期對海灘巖的研究發(fā)現(xiàn)，其主要由文石針晶、方解石膠結(jié)珊瑚及其碎塊或者火山巖塊，膠結(jié)物十分發(fā)育。海灘巖主要由生物碎屑組成，還混有火山巖碎屑以及充填在礫石之間的填充物等(雷元青，1991)。

但是在研究過程中，根據(jù)海灘巖成分重新做出了劃分(何耀堂，2014；楊守仁，1995)，將海灘巖主要分為兩類：第一類以海相生物碎屑為主、少量的石英砂與云母等陸相碎屑形成的海灘巖；第二類以陸相碎屑物為主，含少量的珊瑚、牡蠣等海生貝殼碎屑，膠結(jié)成海灘巖。

二、膠結(jié)物與成巖環(huán)境

(一)膠結(jié)物類型

海灘巖膠結(jié)物發(fā)育類型有文石針晶、高鎂方解石泥晶、低鎂方解石泥晶、灰泥雜基、生物成因的膠結(jié)物等，但是很少獨立發(fā)育，多為兩種或以上呈環(huán)帶狀膠結(jié)，具世代關(guān)系。

(1)文石針晶膠結(jié)—主要分布在顆粒外壁，多呈環(huán)邊、不完整環(huán)邊或觸點式分布。文石垂直顆粒表層而規(guī)則生長具世代關(guān)系。

(2)文石-高鎂方解石混合膠結(jié)—文石針和高鎂方解石組成混合膠結(jié)或分隔成2個世代膠結(jié)。

(3)文石針晶膠結(jié)+生物成因(粉屑、球粒)膠結(jié)——第1世代為文石針晶膠結(jié)物，環(huán)邊分布，其外為粉屑；球粒和灰泥雜基構(gòu)成第2世代。

(4)灰泥雜基+文石針/泥晶膠結(jié)—文石針/(高鎂方解石)泥晶發(fā)育整個孔隙中心，灰泥雜基混入其中，雜亂無章。

(5)文石泥、泥晶膠結(jié)—二者均為孔隙水沉淀的膠結(jié)物，晶體雜亂分布或半定向性排列。(耿愛琴，1990；孫金龍，2009；李建生，1998)

(二)成巖環(huán)境與膠結(jié)物

孫金龍(2009)把地表碳酸鹽沉積膠結(jié)的環(huán)境分為4類：海水潛流帶、咸水-淡水混合帶、淡水潛流帶和滲流帶(如圖1所示)。

海水潛流帶(低潮線)：膠結(jié)物主要是由泥晶(高鎂)。在膠結(jié)程度低的位置，泥晶膠結(jié)在顆粒外壁，具環(huán)邊結(jié)構(gòu)；在膠結(jié)物發(fā)育好的部位，泥晶均勻地發(fā)育在孔隙中或填充滿整個孔隙。

海水滲流帶-淡水滲流帶(潮間帶)：膠結(jié)物依次發(fā)育針狀文石-泥晶(高鎂)-生物成因的粉屑，局部可見文石或泥晶混雜其中。部分孔隙中心發(fā)育亮晶方解石膠結(jié)物。

海水-淡水混合帶(潮間帶中部)：膠結(jié)物發(fā)育有針狀文石、泥晶(高鎂)加上少量的文石泥。針狀文石膠結(jié)于文石質(zhì)的生物碎屑外壁；外側(cè)分布泥晶(高鎂)；孔隙處則經(jīng)常分布泥晶膠結(jié)物。

圖1 海灘巖膠結(jié)環(huán)境分帶示意圖(改編自劉懷波，1986)

三、小結(jié)

由文中總結(jié)兩種分類方式可見，海灘巖膠結(jié)物類型與其成巖位置息息相關(guān)。海灘巖的高鎂、低鎂膠結(jié)物可以估算海平面的升降變化；膠結(jié)物的世代關(guān)系指示成巖位置水質(zhì)環(huán)境的轉(zhuǎn)變及分區(qū)；膠結(jié)物發(fā)育程度可以表明這一成巖作用的相對時間長短。