海灘是岩石-水-空氣的三相接觸環境，海灘岩大多分布於南北緯35°之間，表明周期性的高溫蒸發使海水中的二氧化碳迅速逃散，有利於碳酸鈣膠結作用的發生，加之海灘中的海水周期性地流進和流出，沉積物粒間的海水不斷地得到更新和補充，最終熱帶、亞熱帶海水周期性地蒸發-補充作用能使海灘沉積物快速膠結成岩。南海地區的海灘岩主要由生物砂屑和礫屑組成，部分由碳酸鹽膠結的陸源碎屑或火山碎屑組成。成岩作用主要是膠結作用和生物成岩作用。
基本介紹
- 中文名：現代碳酸鹽岩海水成岩
- 外文名：Modern carbonate rock seawater
- 海灘：岩石-水-空氣的三相接觸環境
- 分布：南北緯35°之間
- 成岩作用：蒸發-補充作用
- 形成：膠結作用和生物成岩作用
- 類別：岩石
簡介,膠結作用,交代作用,生物成岩作用,
簡介
海灘是岩石-水-空氣的三相接觸環境，海灘岩大多分布於南北緯35°之間，表明周期性的高溫蒸發使海水中的二氧化碳迅速逃散，有利於碳酸鈣膠結作用的發生，加之海灘中的海水周期性地流進和流出，沉積物粒間的海水不斷地得到更新和補充，最終熱帶、亞熱帶海水周期性地蒸發-補充作用能使海灘沉積物快速膠結成岩。南海地區的海灘岩主要由生物砂屑和礫屑組成，部分由碳酸鹽膠結的陸源碎屑或火山碎屑組成。成岩作用主要是膠結作用和生物成岩作用。
膠結作用
海灘岩中的膠結物主要是由海水作用形成三方晶系的高鎂方解石和斜方晶系的文石組成，晶形為泥晶、纖狀-柱狀，文石還常呈針狀晶體。
1)針狀文石及文石泥環邊膠結
發育三種膠結類型。第一種是由針狀文石組成薄等厚環邊膠結，第二種是碎屑顆粒外包裹一層渾暗色厚0.02～0.3 pm的文石泥，其外又有針狀或柱狀文石等厚環邊膠結，第三種是針狀與泥晶文石交替組成多世代膠結。
2)針狀文石環邊膠結和粉屑填積
初期形成針狀文石等厚環邊膠結，在殘餘的孔隙中再由文石或高鎂方解石質生物粉砂屑和泥屑填積。
3)文石、高鎂方解石泥和粉砂屑包裹邊與針狀文石環邊膠結
碎屑外先形成厚薄不等的文石、高鎂方解石泥和粉砂屑包裹邊，其外再生長針狀文石膠結環邊。
4)高鎂方解石泥晶膠結
粒同為5 μm大小的長菱形(偏三角面體)高鎂方解石泥品膠結。
5)柱狀高鎂方解石膠結
主要見於海南島鶯歌海全新世海灘岩中，岩石主要由石英砂組成，含少量生物碎屑，柱狀高鎂方解石垂直顆粒周邊向外生長，晶體頂端呈偏三角面體。化學分析和X射線粉晶鑑定，含19%(mol)MgCO3。柱狀高鎂方解石膠結曾見於波斯灣等地。
6)扇狀文石膠結
主要見於海南島水尾學潮間帶八射珊瑚層中。在粒間孔隙中文石呈近半球狀或圓錐狀、縱切面呈扇形生長。由長0.25 mm左右的纖維狀文石晶體從一點呈向外散射狀排列的集合體構成。有人稱之為葡萄狀、扇狀和球形文石。
此外，硬化糞球粒，顆粒內與骨骼內以及生物鑽孔中的膠結物也由淺海膠結作用造成。
葡萄石是在沉澱作用相當快而水擾動相對微弱的局部淺海中由細纖維狀文石將砂屑或瑚膠結或疏鬆膠結而成。
在淺海海底可形成海底硬地。在乾旱氣候地區，碳酸鹽潮坪沉積物主要發育由隱晶質文石膠結而形成的鈣結殼，可遍布整個潮坪，文石常呈懸垂狀膠結出現。
海灘岩的膠結速度極快。我國西沙群島的海灘岩中，常見玻璃、鐵器碎片和明朝銅錢被膠結，海南島海灘表面有現代海洋軟體動物介殼、漁網浮子和玻璃碎片已被膠結的現象，太平洋海灘岩中有第二次世界大戰的遺物頭盔和子彈殼等被膠結。這些現象說明海灘沉積物膠結作用是在現代幾百年或幾十年，荏至幾年時間內發生的。
交代作用
在乾熱氣候區的潮間帶、潮上帶和浪花飛濺帶，即薩市哈地區，高Mg/Ca值的孔隙水可以使碳酸鈣沉積物白雲石化。薩市哈型白雲岩在我國古代碳酸鹽岩中也很發育。
此外，還可發生矽化作用、海綠石化及綠泥石化作用、石膏和硬石膏化作用。
生物成岩作用
生物成岩作用包括生物包殼，生物附著生長、生物鑽孔和生物潛穴及生物擾動等作用。這些作用主要發育於潮下淺水潛流亞環境，在潮間下帶常年充水的凹坑中亦有發育。生物在沉積或成岩過程中起著重要的作用，生物死亡後的有機體和無機骨骼是沉積岩的重要組成部分，它們的生命活動過程對沉積組構的改造有時可以起很大的作用。
1)生物潛穴及生物擾動構造
生物潛穴及生物擾動構造是軟體、雙殼類、節肢動物等在未固結底質上覓食、居住等生命活動時留下的痕跡和形成的構造。
2)生物鑽孔
現代珊瑚礁中除有穿孔貝鑽孔外，還見蠕蟲等生物鑽孔，鑽孔過程中會分泌碳酸鈣形成鈣質管供其居住、活動，死後留下管殼，厚1～3 mm，最厚達1 cm。
3)微生物鑽孔作用
主要指由細菌或微生物以及部分非骨骼紅藻、綠藻在碳酸鹽顆粒邊緣的微鑽孔作用。鑽孔後的微孔常被泥晶狀文石或高鎂方解石充填。通過細菌等的反覆鑽孔以及泥晶碳酸鹽礦物的反覆充填或膠結，最終在被鑽顆粒外形成一圈泥晶薄皮，在顯微鏡下呈暗色，稱之為泥晶套。
如果細菌向顆粒內部不斷地反覆鑽孔，再不斷地被泥晶文石或高鎂方解石充填、沉澱，那么整個顆粒將被泥晶交代，稱之為泥晶化作用。
4)生物包殼
珊瑚礁中常由紅藻包繞或包覆在造架生物及顆粒外形成包殼，它們連線周圍造架生物形成抗浪格架。
5)附著生長
原先生長的珊瑚可能遇到環境不適而死亡，以後珊瑚蟲或海綿等可以附著在原先的基底上再生長。
