(成都理工大学 四川 成都 610059)
我国对海滩岩的研究从20世纪50年代后才开展,比西方国家起步较晚;20世纪60年代曾昭旋对我国华南沿海发育的海滩岩进行了初步的研究,命名“海滩砾岩”;70年代以后,地学工作者先后在西沙群岛、台湾、海南、桂、粤、浙等地陆续发现海滩岩;80年代前后,我国对海滩岩研究才逐步深入。(孙金龙,2009;李建生,1998;林宝荣,1985)。近年来,我国在中低-高纬度地区不断发现海滩岩的新露头,逐步补充了我国海滩岩研究方向的空白。
海滩岩是指形成于砂质海滩的潮间带内、由碳酸盐(主要是碳酸钙)胶结海滩沉积物而成的一种海岸带碳酸盐胶结岩,其胶结物通常为高镁方解石和文石。海滩岩胶结迅速,成岩时间短,可在数年之内胶结成岩(雷元青,1991;孙金龙,2009)。
海滩岩主要形成于海水变化大,海水动力条件较活跃的区域。海区的地质条件不同,都可以形成海滩岩,根据目前所研究海滩岩,其形成年代为全新世。(何耀堂,2014)
海滩岩由于自身所处环境动力变化剧烈,加上台风环境的影响,以及近千年来人类对海洋的频繁活动,无法长时间进行成岩作用,导致其胶结厚度小,胶结程度弱,不易保存。
早期对海滩岩的研究发现,其主要由文石针晶、方解石胶结珊瑚及其碎块或者火山岩块,胶结物十分发育。海滩岩主要由生物碎屑组成,还混有火山岩碎屑以及充填在砾石之间的填充物等(雷元青,1991)。
但是在研究过程中,根据海滩岩成分重新做出了划分(何耀堂,2014;杨守仁,1995),将海滩岩主要分为两类:第一类以海相生物碎屑为主、少量的石英砂与云母等陆相碎屑形成的海滩岩;第二类以陆相碎屑物为主,含少量的珊瑚、牡蛎等海生贝壳碎屑,胶结成海滩岩。
海滩岩胶结物发育类型有文石针晶、高镁方解石泥晶、低镁方解石泥晶、灰泥杂基、生物成因的胶结物等,但是很少独立发育,多为两种或以上呈环带状胶结,具世代关系。
(1)文石针晶胶结—主要分布在颗粒外壁,多呈环边、不完整环边或触点式分布。文石垂直颗粒表层而规则生长具世代关系。
(2)文石-高镁方解石混合胶结—文石针和高镁方解石组成混合胶结或分隔成2个世代胶结。
(3)文石针晶胶结+生物成因(粉屑、球粒)胶结——第1世代为文石针晶胶结物,环边分布,其外为粉屑;球粒和灰泥杂基构成第2世代。
(4)灰泥杂基+文石针/泥晶胶结—文石针/(高镁方解石)泥晶发育整个孔隙中心,灰泥杂基混入其中,杂乱无章。
(5)文石泥、泥晶胶结—二者均为孔隙水沉淀的胶结物,晶体杂乱分布或半定向性排列。(耿爱琴,1990;孙金龙,2009;李建生,1998)
孙金龙(2009)把地表碳酸盐沉积胶结的环境分为4类:海水潜流带、咸水-淡水混合带、淡水潜流带和渗流带(如图1所示)。
海水潜流带(低潮线):胶结物主要是由泥晶(高镁)。在胶结程度低的位置,泥晶胶结在颗粒外壁,具环边结构;在胶结物发育好的部位,泥晶均匀地发育在孔隙中或填充满整个孔隙。
海水渗流带-淡水渗流带(潮间带):胶结物依次发育针状文石-泥晶(高镁)-生物成因的粉屑,局部可见文石或泥晶混杂其中。部分孔隙中心发育亮晶方解石胶结物。
海水-淡水混合带(潮间带中部):胶结物发育有针状文石、泥晶(高镁)加上少量的文石泥。针状文石胶结于文石质的生物碎屑外壁;外侧分布泥晶(高镁);孔隙处则经常分布泥晶胶结物。
图1 海滩岩胶结环境分带示意图(改编自刘怀波,1986)
由文中总结两种分类方式可见,海滩岩胶结物类型与其成岩位置息息相关。海滩岩的高镁、低镁胶结物可以估算海平面的升降变化;胶结物的世代关系指示成岩位置水质环境的转变及分区;胶结物发育程度可以表明这一成岩作用的相对时间长短。