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以I型层序界面为底界的I型碳酸盐岩层序由低位体系域、海侵体系域和高位体系域构成,而以II型层序界面为底界的II型碳酸盐岩层序由陆棚边缘体系域、海侵体系域和高位体系域组成。两种类型层序中的海侵体系域和高位体系域具有较好的相似性,而低位体系域与陆棚边缘体系域则各具特征。
1.低位体系城
I型层序低位体系域沉积主要由两部分组成,即物源来自前缘斜坡侵蚀的他生碎屑沉积和沉积于海平面低位期斜坡上部的自生碳酸盐岩楔(图 5-9)。
(1)他生碳酸盐岩沉积
他生碳酸盐岩沉积是在海平面迅速下降并低于碳酸盐台地边缘时,由斜坡前缘侵蚀作用和重力流作用提供的碳酸盐岩碎屑沉积而成的,这与佳质碎屑1层序的低位盆底扇成因类似,常呈海底扇和斜坡裙位于台地边缘和深水盆地中。他生碳酸盐岩沉积呈形,但与高位期形成的位于斜坡与斜坡底部的他生碎屑楔不同,后者可逆斜坡地形向上追踪到同时代的地台沉积物,也未伴生广泛的斜坡侵蚀作用。
(2)自生碳酸盐岩楔
在低位体系域沉积的中后期,海平面发生相对缓慢的上升,在斜坡上部和外台地形成新的可容空间。随后,低位自生碳酸盐岩楔将跨过斜坡和外台地向陆棚方向上超。自生碳酸盐岩状体的发育既受盆地水体性质的影响,又受下伏层序前缘斜坡角陡缓的影响。若盆地处于正常水体条件且循环良好,下伏的沉积斜坡平缓,则有大面积的、丰富的浅水碳酸盐岩沉积,可形成明显的低位禊。若盆地处于局限的环境,下伏沉积斜坡又陡,则会阻止低位楔的发育。在不同地质特征的盆地中,自生碳酸盐岩低位楔的沉积物组成和特征差异很大,它们可以是生物礁、丘、台缘粒屑灰岩和较深水的泥灰岩,也可以是白云岩或蒸发岩。
2.海侵体系域
海侵体系域是在海平面上升速度加快、海水逐渐变深的情况下形成的。随着相对海平面的上升,海水将沿原斜坡面上涨,以至淹没整个陆棚,形成一系列退积式准层序组。这些退积式准层序组向陆棚方向加厚,然后由于底面上超而减薄(图5-9)。海侵体系域沉积可表现为追补型(Catch up)和并进型(Keepup)两种方式,这主要取决于海平面上升速率、盆地水体性质和沉积物的沉积速率。并进型碳酸盐岩沉积常出现于正常的富含海水的陆棚环境,海平面上升速率相对较慢,足以使得碳酸盐的产率与可容空间的增加保持同步,其沉积以前积式或加积式颗粒碳酸盐岩沉积准层序为特征,并且只含极少的海底胶结物。追补型碳酸盐岩沉积是在海平面上升速率较快、水体性质不适宜碳酸盐岩产生的情况下形成的。此时碳酸盐岩的沉积速率明显低于可容空间的增长速率。追补型碳酸盐岩沉积往往是由分布较广的泥晶碳酸盐岩组成的。
海侵体系域的顶底界面分别是最大海泛面和首次海泛面。密集段是在海平面上升到最大时期即最大海泛面形成发育时期形成的。它通常是由沉积缓慢的薄层泥质微晶灰岩构成,并包含着薄的(厘米级)、发育生物扰动构造的泥灰岩-泥粒灰岩层和大量海底石化的硬地。凝缩层又以分布厂、富含多种生物组合为特征。首次海泛面是指首次越过碳酸盐台地边缘的海泛面。它是确定海侵体系域的关键标志。首次海泛面常含丰富的生物化石并与下伏地层具有不同的生态组合。首次海泛面上下沉积物的性质、类型和沉积作用方式存在明显的差异,常表现为沉积相的明显突变,首次海泛面之下多为向上水体变浅、沉积物变粗序列,而海泛面之上多为水体向上变深、沉积物变细序列。在盆地斜坡地区,首次海泛面之下为低位体系域或陆棚边缘体系域;而在台地区,首次海泛面常与层序界面一致。
