第十章 海洋碳酸鹽沉積環境及相模式
第一節 緒言
第二節 主要碳酸鹽沉積模式
一、兩種淺海—陸表海及陸緣海(重點)
二、陸表海清水沉積作用及其能量帶(重點)
三、潮汐作用相帶模式
四、綜合模式
五、深水碳酸鹽沉積模式
第三節 生物礁與礁相
一、概述
二、礁的分類
三、礁複合體和礁相
四、礁發育的一般規律
五、地質曆史中的礁和造礁生物
第十章 海洋碳酸鹽沉積環境及相模式
(Sedimentary facies and facies model of ocean carbonate)
學時:3學時
基本内容:
①基本概念:陸表海、陸緣海、清水沉積作用、生物礁、生态礁、地層礁、丘;
②基本原理:碳酸鹽岩沉積環境,Irwin(1965)陸表海清水沉積作用能量帶的劃分及其特征,Laporte (1967) 和Young等(1972)的潮汐作用模式及其各相帶特征,Wilson(1975)的綜合模式9個相帶名稱,湖泊碳酸鹽沉積特征,生物礁的一般特征及其分類。
重點:陸表海、陸緣海、生态礁的概念;代表性的碳酸鹽沉積模式,如Irwin(1965)陸表海清水沉積作用模式,Laporte (1967) 和Young等(1972)的潮汐作用模式。
教學路思路:通過與碎屑岩沉積環境的對比來介紹碳酸鹽岩沉積環境的主要特征,然後介紹國内外一些典型的碳酸鹽岩沉積相模式,重點講解幾個代表性的碳酸鹽沉積模式,如Irwin(1965)陸表海清水沉積作用模式,Laporte (1967) 和Young等(1972)的潮汐作用模式,同時亦簡要介紹一引起其他沉積模式。簡要介紹湖泊碳酸鹽沉積環境及其特征,生物礁的一般特征及其分類。在各部分中均簡要介紹碳酸鹽岩沉積相帶與油氣及其它沉積礦産的關系。
主要參考書:
①馮增昭主編《沉積岩石學》下冊第二十三、二十四章,石油工業出版社,1993.
②M.M.阿斯蘭尼等著,馮增昭等譯,《石油地質學譯文集》第四集,碳酸鹽岩沉積環境,科學出版社,1980.
③馮增昭編著《碳酸鹽岩岩相古地理學》,石油工業出版社,1989.
④賈振遠、李之琪編《碳酸鹽岩沉積相及沉積環境》,地質大學出版社,1989.
⑤馮增昭主編《中國沉積學》第二十一、二十二章,石油工業出版社,1994.
⑥何幼斌編《Sedimentary Petrology》(英文輔助教材)第十一章,江漢石油學院,2003.
複習思考題:
①大規模海相或陸相湖泊碳酸鹽沉積作用要求具備哪些特定條件?
②什麼叫陸緣海?什麼叫陸表海?如何用海進、海退解釋陸表海和陸緣海在地史時期的演化?為什麼我們現在見到的主要是陸緣海,而沒有陸表海?
③試繪圖說明歐文的陸表海清水沉積作用模式及其與生油、儲油條件的關系。
④試繪圖說明楊的潮汐作用相帶模式及其劃分标志。
⑤試繪圖說明威爾遜的碳酸鹽岩相帶模式及其劃分标志,指明生油和儲油有利相帶。
⑥試列表和繪圖對比歐文、楊的和威爾遜等三種不同劃分方法的碳酸鹽相帶模式,進而以威爾遜的相模式為重點,聯系阿姆斯特朗的相模式,指出各相帶的主要岩石類型、指相化石、指相自生礦物、沉積構造以及生油儲油有利相帶;并在此基礎上,通過編制岸進和岸退的垂向層序,分析碳酸鹽岩的生儲蓋組合特征。
⑦試說明阿姆斯特朗的相帶模式,并以此說明陸源碎屑沉積和碳酸鹽沉積的關系。為什
麼說陸源碎屑沉積和碳酸鹽沉積常常呈消長關系。
⑧什麼叫礁?礁相是如何劃分的?礁在石油地質上有何意義?
⑨試論述影響生物礁的發生、發展、消亡以及它們的最終形态和内部構造的主要因素。
⑩試歸納礁和造礁生物在地質曆史不同時期的特點。
教學内容提要:
第一節 緒言
現代海洋碳酸鹽沉積環境的特點:溫暖、清潔、透光的淺水。
第二節 主要碳酸鹽沉積模式
一、兩種淺海—陸表海及陸緣海(重點)
1.陸表海
亦可稱作内陸海、陸内海、大陸海等。
位于大陸内部和陸棚内部的、低坡度的、範圍廣闊的、很淺的淺海。
①低坡度:海底坡度小于1ft/mi(0.03~0.15m/km)
②範圍廣闊:延伸可達幾百~幾千英裡
③很淺的:水深一般隻有幾十米,一般不超過200m。
2.陸緣海
也可稱作大陸邊緣海
位于大陸邊緣或陸棚邊緣的、坡度較大的、範圍較小的、深度較大的淺海。
①坡度較大:海底坡度約2~10ft/mi(0.6~3m/km)
②範圍較小:寬度一般100~300mi(160~480km)
③深度較大:水深可達200~350m(最深)
一般認為,陸棚的邊緣在200m等深線附近,具體位置由陸棚和陸坡的坡折決定,即這個坡折把陸棚和陸坡分開了。在此坡折以下為陸坡,以上為陸棚。陸棚邊緣或大陸邊緣的淺海為陸緣海,陸棚内部的淺海為陸表海。
在地質曆史中,沉積碳酸鹽岩的淺海大多是陸表海。但是,現在我們看到的淺海卻大都不是陸表海,而是陸緣海。
Shaw第一次精辟地論述了陸表海的水能量特征,并且還在能量的基礎上,對陸表海沉積物的分布也進行了相應的劃分。
Shaw的陸表海和沉積物分布的觀點,奠定了陸表海碳酸鹽岩沉積環境分析的理論基礎。以後的許多觀點、學說和模式,都是在這個理論基礎上發展起來的。
二、陸表海清水沉積作用及其能量帶(重點)
歐文(Irwin,1965)繼承了Shaw的陸表海的水能量及沉積相的觀點,并進一步提出了陸表海清水沉積作用的概念及相帶模式。
清水沉積作用—是指在沒有或很少有陸源物質流入的陸表海環境中的碳酸鹽沉積作用。
清水是碳酸鹽沉積作用必不可少的環境因素之一。
Irwin根據陸表海的水動力條件,主要是潮汐和波浪作用的能量,劃分出也三具能量帶,即遠離海岸的X帶(低能帶)、稍近海岸的Y帶(高能帶)和靠近海洋的Z帶(低能帶)。
這三個帶由于水能量條件不同,所以其沉積物的特征也各不相同。因此這三個能量帶實際上就是三個不同的沉積作用帶或沉積相帶。這三個相帶的能量及沉積特征如下。
1. X帶(低能帶)
①位于浪底浪基面之下,一般來說海底很少受到擾動,隻有在特殊情況下才有海流的幹擾。所以是一個低能帶。
②此帶寬約幾百英裡。
③沉積物主要是來自Y帶(高能帶)的細粒物質,主要為灰泥。
④生物:此帶海底大都接近于或低于光合作用的下限,氧的供應也受到限制,因此,各種底栖生物和藻類都不發育;假如有海流的幹擾,這裡也可以有
生物群繁殖,也可有較粗的生物碎屑堆積;來自高能帶的大量有機物質和浮遊生物、自遊生物、都可以在這裡堆積下來。
⑤沉積構造:水平層理發育
⑥顔色:由于這一環境安靜缺氧,所以多呈暗色。
⑦沉積厚度:由于灰泥沉積物主要來自鄰近淺水地區,其沉積速度一般較慢,而且海水溫度又低,因而不利于化學成因的灰泥發生沉澱,所以這一帶沉積物厚度不大。
⑧該帶岩石是有利的生油岩。
2. Y帶(高能帶)
①從波浪開始沖擊海底的地點開始,向濱岸方向延伸,直到波浪和潮汐的能量大部分被消耗掉為止。因此這一帶為一高能帶。
②此帶寬約幾十英裡。
③沉積特征:這帶波浪及潮汐十分活躍,水淺、陽光充足、氧氣充分,底栖生物和藻類大量繁殖,所形成的沉積物基本上都是生物成因的。
在此帶向海一側,從深水上升帶來的氧料尤其豐富,因而各種生物,包括造礁生物大量發育,往往形成生物礁。
而向濱岸一側,則可見各種較粗的顆粒(如鲕粒、生物碎屑、内碎屑等)堆積,所形成岩石主要為生物屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩。分選和磨蝕良好,灰泥含量少。
沉積構造:具交錯層理。
④此帶形成的碳酸鹽岩是良好的油氣儲集岩。
3. Z帶(低能帶)
①位于Y帶的向岸方向,直到濱岸為止
②此帶水很淺,波浪和潮汐作用都很弱,其能量大多被海底磨擦消耗掉,水循環也很弱。隻有局部的風暴才能引起一定的波浪能。因此是一個低能帶。
③此帶寬度較大,可達幾百英裡寬。
④此帶海底坡度很小,或近于平坦,因而海水廣泛漫布。
⑤在靠近濱岸的地帶,如因氣候炎熱幹燥,水流停滞,可使海水蒸發,含鹽度不斷提高,從而形成白雲石以及各類鹽類礦物的沉積。
⑥此帶形成的岩石主要是泥晶石灰岩、泥晶白雲岩以及蒸發岩。
⑦化石少見,但疊層藻度相當發育。
⑧沉積構造:幹裂、沖溝、鳥眼、生物鑽孔等。
由于陸表海平坦寬闊,水又很淺,因此微弱的地殼升降運動或冰川的消長都會使海平面産生顯著變化,這樣就産生了大範圍的潮坪沉積。這與陸緣海是大不相同的。
陸表海碳酸鹽沉積還有一個特征,就是旋回性發育,這也是由陸表海性質所決定的。
地質曆史中的碳酸鹽岩,絕大部分是陸表海清水沉積作用的産物,因此,歐文的以水動力能量為依據而劃分的三個能量帶就具有普遍的意義。
三、潮汐作用相帶模式
1.拉波特的模式
拉波特(Laporate,1967)曾對美國紐約州下泥盆統曼留斯組的碳酸鹽岩進行研究,認為該組是在一個非常接近海平面的環境中形成的。他根據該組岩性
及古生物特征,以潮汐作用帶為主要标志,劃分出了三個相帶,即潮上帶、潮間帶和潮下帶。
(1)潮上帶
位于平均高潮面以上幾英寸到幾英尺的地帶。
此帶平時都在水面以上,隻有在特大潮水或特大風暴時才被海水淹沒。
岩石類型:主要是泥-粉晶白雲岩、白雲質泥質石灰岩、球粒泥晶石灰岩等。
沉積構造:紋理、藻紋層、幹裂、鳥眼構造。
化石少見
(2)潮間帶
位于平均高潮面與平均低潮面之間的地帶。
岩石類型:主要為薄層的不含化石的球粒泥晶石灰岩;礫石級的内碎屑及扁平狀的竹葉狀礫屑常見,也有鲕粒及砂級内碎屑,疊層石及藻灰結核也常見。
沉積構造:沖刷、幹裂
化石種類較單調,但數量卻相當豐富,多呈雜亂堆積。
(3)潮下帶
在平均低潮面以下。
岩石類型:主要是厚層至塊狀球粒泥晶石灰岩、含各種生物碎屑的石灰岩以及富含層孔蟲格架的礁石灰岩。
1969年,Laporate又把他的模式進行了修改,主要把潮下帶進一步劃分為上下兩部。
潮下帶上部:位于浪底之上,為高能環境,為礁和灘的發育地帶。
潮下帶下部:位于浪底之下,為低能環境,為泥晶石灰岩生成環境。
Laporate的模式是在繼承了Shaw和Irwin所建立的概念和模式的基礎上,開創了以潮汐作用帶為主要标志或形式的劃分碳酸鹽岩沉積相的先例。直到現在,這種劃分碳酸鹽岩沉積相帶的方法和原則還在被繼續采用。
所以Irwin的模式和Laporate的模式,隻是劃分相帶的側重點和形式有所不同,實質上是一緻的。
Laporate模式
|
Irwin模式
|
潮上帶
|
Z帶
|
潮間帶
|
潮下帶上部
|
Y帶
|
潮下帶下部
|
X帶
|
2. 楊等的模式(Young et al., 1972)
Youngetal.曾對于美國阿肯色的奧陶系碳酸鹽岩進行了研究,他們根據該系的岩性及古生物特征,也拟定了一個以潮汐作用帶為形式的相帶模式,劃分出了四個相帶,即潮上帶、潮間帶、局限潮下帶和開闊潮下帶。
(1)潮上帶:平均高潮面以上的向岸延伸的廣闊平原
岩性:白雲岩、白雲質泥晶石灰岩、球粒泥晶石灰岩
構造:幹裂、鳥眼
生物化石少,有藻席
(2)潮間帶:平均高潮面和平均低潮面之間
潮間帶上部:類似潮上帶,藻席發育
潮間帶下部:内碎屑灰岩、生物碎屑灰岩,柱狀疊層石
化石較多,蟲孔也較常見潮間帶上部多為垂直蟲孔,
潮間帶下部多為水平蟲孔
(3)開闊潮下帶:平均低潮面以下,波浪、潮汐作用較強,高能環境。
岩性:内碎屑石灰岩或生物屑石灰岩,亮晶膠結
構造:可出現低角度斜層理
生物化石豐富
(4)局限潮下帶:水體能量受到限制,為較低能環境
岩性:内碎屑生物屑灰岩,灰泥充填,亮晶少
生物化石多見,在較淺部位可形成生物丘
Youngetal.的(1)、(2)、(4)相當于Irwin的Z帶,(3)相當于Irwin的Y帶,youngetal.的模式中沒有與Irwin的X帶相當的帶,但單獨地劃分出了較低能的(4)帶。
四、綜合模式
1. 阿姆斯特朗(Armstrong, 1974)的模式
Armstrong曾長期對北美阿拉斯加北極地區的石炭系進行研究,他根據該地區石炭系兩種不同的沉積組合,拟定了兩個沉積模式。
(1)碎屑岩——碳酸鹽岩沉積模式
代表一個海進組合,其底部為濱海碎屑岩,再向上為粉砂岩及頁岩,最後為海洋碳酸鹽岩。
陸相
|
濱海的鹹水~淡水沼澤沉積
|
局限
台地相
|
近岸相帶
|
陸源碎屑沉積為主
|
遠岸相帶
|
以含海綿骨針的泥岩為主
|
開闊
台地相
|
向岸相帶
|
含糞球粒顆粒灰泥岩及泥質顆粒岩
|
向海相帶
|
含棘皮類及苔藓類的泥質顆粒岩及顆粒質泥岩
|
淺灘相
|
主要為鲕粒及生物碎屑的顆粒岩,具交錯層理
|
(2)碳酸鹽岩沉積模式
停滞缺氧盆地、潮汐陸棚、斜坡腳~Irwin的X帶
前斜坡、開闊海陸棚、淺灘水~Irwin的Y帶
開闊台地、局限台地、潮間~潮上帶~Irwin的Z帶
這是一個綜合性的碳酸鹽台地的沉積模式。
2. 威爾遜(Wilson,1975)的模式
①盆地
|
深水盆地
|
遠海低能帶
~Irwin
X帶
|
暗色泥晶灰岩和頁岩為主
|
②開闊陸棚
|
較深水的
碳酸鹽陸棚
|
③碳酸鹽斜坡腳
|
④前斜坡
|
|
|
|
⑤生物(生态)礁
|
高能環境
|
~Irwin
Y帶
|
礁灰岩、生屑灰岩、鲕粒灰岩、内碎屑灰岩
|
⑥台地邊緣砂
|
⑦開闊台地
|
|
|
|
⑧局限台地
|
近岸低能帶
或潮坪地帶
|
~Irwin
z帶
|
泥晶石灰岩、白雲質灰岩、白雲岩、蒸發岩等
|
⑨台地蒸發岩
|
Wilson的模式與Armstrong的模式十分相似,也分9個相帶。Wilson的九個相帶中還提出了24個微相,從而使應用這一模式提供了方便。
Wilson的模式是個綜合性的模式,他是根據海底地形、海水能量、海水充氧情況、氣候條件以及其他因素,高度綜合而成的。他繼承了前人模式的優點,并且所創造,使碳酸鹽岩沉積環境分析的基本原理、方法和形式,都發展到了一個新的水平。但基本格局仍然是低能-高能-低能這三個大的相帶。
3.塔克(Tucker,1981)的模式
塔克将主要碳酸鹽相與七種主要環境聯系起來:①潮上-潮間坪;②瀉湖及局限海灣;③潮間-潮下淺灘;④開闊陸棚及台地;⑤礁及碳酸鹽岩隆;⑥礁前塌礫及泥丘;⑦遠洋碳酸鹽泥及濁積盆地。
塔克又将環境①至⑤歸碳酸鹽台地—陸表海,将⑥及⑦劃歸盆地—較深水斜坡區。
在Tucker的模式中将開闊陸棚與台地放在一起,在碳酸鹽台地中将瀉湖(局限台地)與潮坪分開,開闊台地内又分出淺水碳酸鹽砂灘,局部出現斑(點)礁及泥丘。看來該模式比較切合陸表海碳鹽的沉積模式。
4.關士聰等(1983)的模式
五、深水碳酸鹽沉積模式
前述諸模式基本上都是淺水海洋的甚至濱海的碳酸鹽相的模式,隻有少數模式涉及到了深水相(但較籠統)。随着人們對深水碳酸鹽岩的研究,才逐漸總結出一些深水碳酸鹽相的模式,如多特(Dott,1963)的海下重力流沉積類型以及麥克爾裡斯和詹姆斯(Mcllreath and James,1979)的四種不同的陸棚邊緣的深水海洋沉積模式。
第三節 生物礁與礁相
一、概述
1. 礁的概念(重點)
有關礁的概念已有一百多年的曆史,但直到現在還存在着認識上的争議。因而要給礁下一個确切的定義是十分困難的。
礁(reef)這一術語來源于一挪威語rif,其含義為脊。
十九世紀中期以後,一些地質學家把它應用到古代岩石中,從此開始古代礁的研究。
在研究古代礁時,由于隻能根據地質時代中保存下來的有限的資料來認識它,并且差不多都是從生物造成的海底地形上的特點來讨論礁的存在與否。這樣,除了一引起真正的礁外,常常把一引起因海流作用造成的異地介殼堆積、鲕粒丘、石灰岩的殘山、甚至一些砂頁岩與石灰岩的相變也看成是礁。這樣,礁的術語便産生了某些混亂。
鑒于此,卡明斯和施羅克(1928,1932)試圖通過新的術語來澄清這種混亂。他們提出了生物丘(bioherm)和生物層(biostram)的概念。
這兩個術語出現後,在礁的概念中又引起了新的争議。一些研究者直接引用他們的概念,着重強調地形上的特點,并通過地層的接觸關系去論述礁。另一些研究者則強調造礁生物和它們的生态。于是生态礁的概念開始引起人們的注意。許多研究者多從生态礁的觀點來讨論礁的定義,但仍有一些研究者繼續使用生物丘這一術語,還有一些研究者為了避開這種争議而使用“生物碳酸鹽建隆”(organiccarbonatebuildup)這個一般性的術語。
目前,大多數的研究者多采用生态礁的概念。
生态礁—指造礁生物的原狀地生長造成的堅固的抗浪骨架,它在地形上具有隆起的正性地貌特征。由于它的存在足以影響四周沉積環境,從而形成前後不同的相帶。
這裡強調①生物成因;②抗浪骨架;③隆起地貌。
中國對古代礁的研究起步較晚,自1963年何可梗發表第一篇論證貴州二疊紀地層中生物礁的文章之後,直到70年代後期中國古代礁體的研究工作才取得了顯著進展。現已查明中國自震旦紀至三疊紀各地質時期以及第三紀均有礁的分布。在礁型油氣藏勘探方面也取得了明顯的成果。
2.礁的特征
礁主要由礁核和礁翼組成。在一些群礁複合體中,礁間沉積也與礁的發展有密切關系。
(1)礁核
礁核是指礁體中能夠抵抗波浪作用的那部分,乃礁的主體。它主要由原地堆積的生物岩或粘結岩組成。其中生物的含量很高,主要是造礁生物,還有一些附礁生物。
原地生長的骨架可分為原生骨架和次生骨架,其中次生骨架是一些具結殼性、包覆性、粘結性的生物,在原生骨架的基礎上,甚至在原生骨架被破壞的碎塊上結殼、包覆和粘結形成的。
(2)礁翼
礁翼通常是指礁相與非礁相呈指狀交錯過渡的那部分礁體。
礁體迎風的一側稱礁前,背風的一側稱礁後。
礁前處于迎風一側,在風浪沖擊下,礁碎屑順着礁前緣的陡坡堆積形成的岩石一般稱為礁前塌積岩或礁前角礫岩。
礁後沉積多由分選較好的砂屑石灰岩組成,膠結物多為亮晶方解石,背風的地方含有較多的灰泥基質。碎屑物質主要為來自礁核的生物碎屑。與礁核的差别是動物群富含單體生物,與礁前相比,是其生物門類和種屬大為減少。
在礁發展晚期,在礁後相中,有層紋構造、疊層石及鳥眼構造,還有早期白雲化的現象。
(3)礁間
在一些群礁複合體中,礁與礁之間的沉積物和生物組成與礁的發展有極其密切的關系。
海侵時,群礁發展,礁間可出現正常海相沉積。
海退時,群礁發展受限制,礁間可出現一些瀉湖相的沉積。
二、礁的分類
1.根據礁的形态和礁與海岸的關系
(1)岸礁(裙礁)
從海岸向海方向生長的礁,即和陸地或島嶼相邊的礁。這種岸礁有時可以沿陸地或島嶼的邊緣分布并延伸很遠,就象把陸地或島嶼鑲飾上一個裙邊,所以也叫裙礁。
(2)堤礁(堡礁)
堤礁離岸有一定距離,常呈帶狀,其延伸方向多與海岸平行;由于它象帶狀延伸的堡壘一樣護衛着海岸,所以也叫堡礁。
(3)環礁
環礁是遠離海岸即位于廣海中的呈環形或不規則的斷續環形礁,其四周常露出海面呈低矮的環形礁島,其中間常呈現一個不深的瀉湖。
2.根據礁形成的沉積環境分
台地礁、台地邊緣礁、盆地礁、瀉湖礁、灘礁等
3.根據礁的形态分
線狀礁、馬蹄礁、點礁、塔礁、桌礁、台礁等
也可把分散在盆地、瀉湖、台地或灘中的孤立礁,稱作斑礁(或補丁礁)或點礁。
也有把前述的一引起名稱複合使用的,如馬蹄形環礁、台地(内)點礁、盆地(内)環礁等。
4.曾鼎乾等(1998)的分類
從我國各地質曆史時期中的生物礁的實際情況出發,根據礁的古地理位置和幾何形态,把礁分為台地邊緣礁、堤礁、環礁、塔礁和點礁等。
5.範嘉松的分類
從生态的觀點讨論了我國地質時代中生物礁的分類,他把礁劃分為生物建隆礁、障積建隆礁以及灰泥建隆礁。
三、礁複合體和礁相
自亨森(Henson,1950)提出礁複合體或礁組合這一概念以來,大多數人都把它看作是生物礁的不同相的總稱。凡是與礁發展有關的相都應概括在礁複合體中。
本課把礁複合體看成是由骨架相、礁頂相、礁坪相、礁後砂相、瀉湖相、斜坡相以及塌積相的總稱。各相帶的沉積特征如下。
1. 礁骨架相
位于礁的前緣,是波浪和水流強烈擾動的環境。
2. 礁頂相
是礁複合體中最淺的相帶,通常出現在礁的頂部
3. 礁坪相
是礁複合體中最寬的一個相帶,地形平坦,特大低潮時,部分可露出水面。
4. 礁後砂相
位于礁坪後側,二者是逐漸過渡的。
5. 瀉湖相
環礁内或礁複合體之後的一個靜水環境,其沉積物以灰泥為主。
6. 礁斜坡相
處于成熟或末成熟的礁複合體的礁骨架相的向海一邊,其特征是有一個較陡的斜坡。
7. 近側塌積岩相
礁斜坡之下的那個相帶,其特征是含有大量的來自礁複合體的碎屑和少量的活着的鈣質生物。
8. 遠側塌積岩相
位于塌積岩相的下斜坡
四、礁發育的一般規律
同自然界的其他事物一樣,礁也有它的發生、發展和消亡的過程。海侵過程中的古地貌多常常是礁的發生地;地殼下沉的幅度與造礁生物生長幅度一緻是生物礁發育的必要條件。海侵過程中海平面上升幅度太快,海水變深,或海退過程中海平面下降得太快,海水變淺,鹽度增加,以及其他因素等,都會中止生物礁的發育。
礁的沉積特特征、礁的微相以及造礁生物群落的演替現象是揭示礁發育過程的重要途徑。
在我國西南地區,晚二疊世地層廣泛分布,其上部常有礁。根據礁的微相和岩石學特征,可把礁的發展劃分四個階段。
第一、生物碎屑淺灘形成階段
第二、闆狀造礁生物發展階段
第三、塊狀造礁生物發展階段
第四、放射狀紅藻階段
詹姆斯(James,1979)從造礁生物的生态學出發,将生物礁的發展劃分為四個階段:
第一,定殖階段(stabilization)
第二,拓殖階段(colonization)
第三,泛殖階段(diversification)
第四,統殖階段(domination)
五、地質曆史中的礁和造礁生物
地史上最早的礁出現在晚前寒武紀,它們主要是一些藍綠藻捕集灰泥而形成的丘狀構造。
∈、藻仍然是主要的造礁生物
O、藻類,管狀珊瑚
D、極為重要的造礁期,層孔蟲、珊瑚、藻
C、珊瑚、苔藓蟲、藻
P、海綿、苔藓蟲、水螅、一些鈣質紅藻
T、生物建造的規模較小,分布也不那麼廣泛
J、珊瑚、海綿
K、生物建造分布于40°N~20°S範圍内
R、礁比較發育,規模比較大,珊瑚、藻類