[科普中國(guó)]-有障壁海岸沉積

簡(jiǎn)介

如果海岸地區(qū)存在著障壁性地形（通常是一種長(zhǎng)而狹窄的地質(zhì)體），如障壁島，障壁沙壩、生物礁等，而使近岸海與廣海隔絕或部分隔絕，以致海水處于局部循環(huán)的狀況，這就構(gòu)成了障壁海岸。在這個(gè)地帶的特點(diǎn)是具有特殊的水文狀況，即波浪作用弱，以潮汐作用為主，水動(dòng)力能量一般不高，海水的鹽度不正常，可以咸化或淡化，這與氣候?yàn)楦珊祷虺睗褚约坝蟹翊箨懙淖⑷牖虻a(bǔ)給有關(guān)。因此，在其沉積物的性質(zhì)、沉積構(gòu)造類型以及生物特征上均有其獨(dú)特性的一面。

有障壁海岸地帶的主要營(yíng)力是潮汐作用。其沉積組合主要是潮坪、潮汐通道、瀉湖、薩勃哈鹽堿灘、障壁島和潮汐三角洲，還有沖溢扇（Washover fan）。在潮汐作用的地帶可以分出三個(gè)帶，即潮下帶、潮間帶和潮上帶。潮下帶處于低水位以下，沉積物總是被水覆蓋，水下沉積物受到各種潮流的影響，漲落潮對(duì)它均發(fā)生作用。潮間帶處于漲、落潮高低水位之間的地帶，此帶受部分漲、落潮的影響，下部受潮汐影響較大。潮上帶是指平均高潮線以上的只有特大潮水時(shí)才影響到的地帶。

在障壁面臨廣海一側(cè)，如同海灘或無障壁海岸一樣，主要受波浪作用的影響；在障壁的向大陸一側(cè)，即障壁的背后則以受潮汐作用為主。因此，要區(qū)分出沉積組合是障壁海岸—潮坪瀉湖體系，還是廣海的無障壁海岸—陸緣海體系，一個(gè)十分重要的標(biāo)志就是其沉積過程是以波浪為主，還是以潮汐為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代世界的海中約有13%為障壁海岸。1

潮坪環(huán)境潮坪指具有明顯的周期性潮汐作用的、坡度極緩的海岸區(qū)帶。高潮線以上的潮上帶以低能環(huán)境的細(xì)粒泥質(zhì)沉積為主—泥坪）；在低潮線以下的較高能環(huán)境中則以床沙載荷的砂質(zhì)沉積為主—砂坪；介于二者之間的適中能量帶則以砂泥混合沉積為主—混合坪。其中能量最高的是潮汐通道和潮坪上的潮渠。潮坪環(huán)境的水動(dòng)力條件以潮汐作用為主，前已述及，潮汐具有明顯的四性特點(diǎn)，這就決定了潮坪環(huán)境的沉積特點(diǎn)：即雙向性則形成往復(fù)性水流，非對(duì)稱性則產(chǎn)生能量的差異，周期性則造成明顯的分帶特征。

潮坪發(fā)育的機(jī)制潮坪的發(fā)育主要受潮汐控制，波浪為輔。氣候、水動(dòng)力條件的強(qiáng)弱，生物、物源供應(yīng)均對(duì)潮坪發(fā)育有明顯影響。潮坪沉積物通常以細(xì)顆粒為主，且粒徑變化上普遍自陸往海由細(xì)變粗（與波浪作用為主的海灘粒序相反）。這是潮坪的水動(dòng)力能量分布和沖淤機(jī)制造成的。低潮線附近波浪活動(dòng)強(qiáng)，作用時(shí)間長(zhǎng)；往陸方向動(dòng)能漸減，故顆粒漸小。潮坪沖淤是在漲潮流速大于落潮流速情況下進(jìn)行的，且反復(fù)進(jìn)行，于是潮坪粒徑向岸變細(xì)的機(jī)械沉積分異作用十分顯著。

水動(dòng)力強(qiáng)弱影響潮坪發(fā)育。在海灣地帶，水動(dòng)力強(qiáng)，發(fā)育海灘；東、西海岸就形成了明顯的對(duì)比（沈錫昌，1988）。

氣候?qū)Τ逼撼练e有明顯的影響。寒帶苔蘚植物以原地沉積方式形成泥炭；熱帶生物繁茂，藻類發(fā)育，光合作用強(qiáng)，有利于形成碳酸鹽，藻類沼澤主要分布在熱帶潮平；干熱氣候則促使形成蒸發(fā)巖；潮濕氣候植被發(fā)育，通常形成鹽沼，紅樹林主要分布在潮間帶。

潮坪的沉積1、沉積物分布

渾水潮坪的沉積物主要是粘土、粉砂和砂，很少見更粗的如礫石級(jí)的沉積物。沉積物中可含有泥礫和生物介屑，特別是在高能的潮汐通道中，主要沉積了粗碎屑的沉積物，懸浮搬運(yùn)的泥質(zhì)很少。然而在潮上帶經(jīng)常受海水淹沒的地區(qū)，沉積的主要是漲潮帶來的細(xì)粒物質(zhì)，在高潮憩水期它們大量地沉積下來，形成了泥質(zhì)沉積（泥坪），在特大潮時(shí)還可以有粉砂質(zhì)的薄層出現(xiàn)。在潮濕氣候帶泥坪中可以發(fā)育沼澤泥炭沉積。在干旱氣候的條件下則有蒸發(fā)巖類如石膏、巖鹽等沉積物。

潮間帶是潮汐的主要沉積地帶。潮差一般2～3m，有時(shí)可達(dá)10～15m，由潮地勢(shì)平坦，潮間帶可以很寬。潮間坪沉積的主要是泥、粉砂或砂，偶爾在受侵蝕的面上有介屑和砂質(zhì)透鏡體沉積。泥和砂或粉砂呈互層狀，或?yàn)槟囝惐由埃ǚ凵埃?，或?yàn)樯埃ǚ凵埃A薄層泥，反映了正常潮和風(fēng)暴潮沉積的變化結(jié)外還要受到波浪作用的影響，?？砂l(fā)育一片沼澤地；如果氣候干旱，由于蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，則可形成鹽沼、鹽坪或薩勃哈鹽堿灘。

2、結(jié)構(gòu)特征

潮坪沉積物的最大特點(diǎn)是平面上粒度的分帶性明顯，即愈近大陸粒度愈細(xì)，愈近海粒度愈粗。即其平均粒度，由潮下帶至潮上帶粒度逐漸變細(xì)，一般從中細(xì)砂漸變?yōu)榇稚昂驼惩?。然而，砂坪沉積物的粒度分布是很有特征的，其概率累積曲線的特點(diǎn)是以跳躍總體和懸移總體為主，個(gè)別樣品有很少的滾動(dòng)總體，兩者間為突變關(guān)系，無混合現(xiàn)象。而潮渠與潮汐通道沉積物的粒度分布與河流沉積相似，跳躍總體分選好，懸移總體分選差，兩者之間多為突變關(guān)系，部分為漸變，混合度約為1Φ。

3、沉積構(gòu)造特征

層理類型多樣，但在潮坪的不同部位，因其水動(dòng)力條件不同，通常發(fā)育有不同類型的沉積構(gòu)造。在潮下帶潮汐通道或淺灘的沉積物內(nèi)，由于水流和波浪能量強(qiáng)，而形成大型浪成交錯(cuò)層理，在雙向水流作用下形成羽狀交錯(cuò)層理和再作用面構(gòu)造，砂坪沉積中常見到小型水流沙紋交錯(cuò)層理及少量平行層理和羽狀交錯(cuò)層理。其中交錯(cuò)層最主要特色是具雙向性特征。因此，通常槽狀交錯(cuò)層理不太發(fā)育，僅在潮汐通道中偶爾可以見到。

混合坪沉積物的特征是具有脈狀、波狀和透鏡狀層理以及砂泥互層水平層理等復(fù)合層理。1

沉積序列與模式通常來講，潮坪層序可發(fā)育為海退型的進(jìn)積層序，也可發(fā)育海進(jìn)型的退積層序，但古代潮坪沉積中前者更為常見。垂向上具有顯明的類似于河流沉積的韻律結(jié)構(gòu)，但其沉積構(gòu)造與巖性則明顯不同于河流。

Klein (1972)在研究蘇格蘭艾萊前寒武系拉丁統(tǒng)下細(xì)粒石英砂巖層的潮汐沉積時(shí)提出了一種特殊的B—C層序。A段為潮下沉積的塊狀砂巖，B段和C段為低潮坪沉積。B段是在高水位時(shí)，由大波痕遷移而成，它發(fā)育有中大型板狀交錯(cuò)層理或羽狀交錯(cuò)層理。C段是隨著落潮水位下降，沉積物露出水面時(shí)形成的，在大波痕上的谷部積水沿表面順坡流動(dòng)可產(chǎn)生流水波痕。這種小波痕遷移便形成了相應(yīng)的交錯(cuò)層理砂巖。C段覆于B段之上，二者的紋層傾向呈垂直或斜交，這種組合關(guān)系就稱為B—C層序。

潮坪的沉積模式可以依據(jù)其主要的沉積物類型劃分為（硅質(zhì)）碎屑型、鈣質(zhì)型（碳酸鹽型）和風(fēng)暴型，它們均受到氣候條件與能量的制約，即在不同的氣候條件下可出現(xiàn)不同的沉積序列特點(diǎn)。

①硅質(zhì)碎屑型潮坪的能量相對(duì)較為適中，其沉積構(gòu)造十分發(fā)育。

②碳酸鹽型潮坪通常形成于氣候溫暖、潮濕的條件下，當(dāng)能量很高時(shí)可以發(fā)育許多大型潮汐水道，水道的側(cè)翼可發(fā)育天然堤。

③風(fēng)暴型潮坪，也稱干旱蒸發(fā)型潮坪，藻類與蒸發(fā)鹽較為發(fā)育，為溫暖干旱的低能環(huán)境；潮間帶與濱岸之間可發(fā)育薩勃哈鹽堿灘，其中有超鹽度的海灣，大量的石膏和硬石可以在此形成；只有風(fēng)暴時(shí)才能影響到其沉積物的變化。1

障壁—瀉湖環(huán)境障壁島一瀉湖體系(也稱堡壩一瀉湖體系)由于平行于岸線分布的狹長(zhǎng)砂體一障壁島或障壁沙壩將其與廣海分隔開。僅有出口與外海相通，致使的水不能與海水自由流通和循環(huán)形成隔絕或半隔絕的狀況。因此，瀉湖的形成和發(fā)育主要受障壁島(或壩)的控制，兩者構(gòu)成—成因上共生的沉積體系”。該體系是由許多成因上有聯(lián)系的許多亞環(huán)境組合。每種亞環(huán)境都有不同的沉積相特點(diǎn)。該體系基本上可劃分為三大沉積相組合：

①障壁島一海灘沉積相組合，是障壁島向海一側(cè)并平行岸線延伸的狹長(zhǎng)砂體，與無障壁海岸一致；主要受波浪和沿岸流控制。

②潮道一潮汐三角洲沉積相組合，是障壁島向陸一側(cè)發(fā)育的走向與海岸垂直或斜交的砂體，并逐漸向岸方向延入瀉湖，主要受潮汐作用的控制。

③障壁—瀉湖沉積相組合，是分布在障壁島后被潮坪沉積所包圍，并與沖溢扇、漲汐三角洲等砂體相互疊置，同樣主要受潮汐的制約，以懸浮質(zhì)沉積為主。1