石灰石 形成和碳酸盐平台是塑造地球地壳大部分的基本地质过程。让我们深入探讨每个主题,包括石灰岩的形成方式、有利于其形成的环境以及在此过程中起重要作用的碳酸盐平台的类型和特征。

石灰岩地层和碳酸盐台地

1. 石灰岩的形成

石灰石主要由碳酸钙 (CaCO₃) 组成,主要在海洋环境中通过各种过程形成。石灰石的形成可分为两种主要机制:

a. 生物成因(有机)形成

  • 海洋生物:石灰石通常由海洋生物(如珊瑚)的贝壳和骨骼中的碳酸钙堆积而成, 有孔虫和软体动物。这些生物从海水中提取碳酸钙来构成它们的坚硬部分。
  • 沉积和压实:这些生物一旦死亡,其残骸就会沉入海底。随着时间的推移,骨骼碎片层层堆积、压缩并粘合在一起,形成生物石灰岩。
  • 珊瑚色 珊瑚礁和环礁:珊瑚礁是生物石灰岩形成的典型例子,因为它们主要由珊瑚虫和其他海洋生物构成。当这些珊瑚礁最终被埋葬时,它们可以转化为石灰岩 存款.

b. 化学(无机)沉淀

  • 过饱和水:在某些情况下,石灰石是通过水中碳酸钙的直接沉淀而形成的。当海水中 CaCO₃ 因温度、盐度或 CO₂ 浓度的变化而变得过饱和时,矿物就会沉淀并形成化学石灰石。
  • 洞穴环境:在陆地环境中,石灰岩也会在洞穴中形成钟乳石、石笋和流石,这是通过滴石沉淀过程形成的,其中富含碳酸钙的水滴落并蒸发,留下 方解石 存款。

c. 石灰石的种类

  • 粉笔:由称为颗石的微小微化石构成。
  • 贝壳灰岩:由破碎的贝壳碎片组成。
  • 洞石:在温泉、洞穴中形成。
  • 图法:在淡水环境中产生,例如湖泊。

2. 碳酸盐平台

碳酸盐台地是广阔的浅海环境,是主要的石灰岩产出系统。它们主要由生物活动产生的碳酸盐沉积物组成,温暖、浅而清澈的水为石灰岩的形成提供了最佳条件。

石灰岩地层和碳酸盐台地

a. 碳酸盐台地的类型

  • 有边搁板:特点是具有清晰的边界或“边缘”,通常由造礁生物形成。这些平台的边缘后面通常有一个受保护的泻湖,细碳酸盐泥浆会积聚在那里。
  • 坡道平台:这些是平缓的斜坡,没有明显的边缘,从浅水逐渐过渡到深水。它们在礁石形成生物较少的环境中很常见。
  • 孤立平台(环礁):这些是孤立的碳酸盐台地,四周环绕着深海水域,通常呈圆形或椭圆形。环礁由围绕下沉火山岛形成的珊瑚礁形成,中央留有泻湖。
  • Epeiric 平台:这些平台在海平面高涨时期出现在大陆上,是广阔的浅海区域,覆盖了大部分大陆地壳。

b. 碳酸盐台地的环境条件

  • 温暖的热带至亚热带水域:碳酸盐平台通常在温暖的水域中生长,因为较高的温度有助于海洋生物快速产生碳酸盐。
  • 清水:沉积物输入产生的浑浊度会阻碍碳酸盐的生成。因此,碳酸盐平台通常位于远离大量碎屑(泥和砂)沉积的区域。
  • 浅深度:碳酸盐台地需要阳光来供光合作用生物生长,进而促进碳酸盐的生成。这限制了碳酸盐台地只能生长在浅水区,通常深度不到 200 米。

c. 碳酸盐台地的地质演化

  • 沉降和容纳空间:碳酸盐台地的生长取决于碳酸盐生成速度与沉降(地壳下沉)之间的平衡。沉降创造了容纳空间,使碳酸盐能够继续沉积。
  • 溺水事件:如果地壳下沉或海平面上升的速度超过碳酸盐的生产速度,平台就会“被淹没”,导致碳酸盐生产的停止和远洋沉积物(深海沉积物)的积累。
  • 海平面循环: 海平面变化在碳酸盐台地的形成过程中起着至关重要的作用。在低海平面期间,台地可能暴露在地表以下 糜烂,而海平面上升又导致碳酸盐重新沉积。

3. 现代碳酸盐台地与古代碳酸盐台地

古代碳酸盐台地,例如古生代和中生代形成的台地,与现代碳酸盐台地相比,具有截然不同的特征。海洋化学、海洋生物的进化和构造环境等因素随着地质时间的推移而发生变化,影响着碳酸盐台地的成分、结构和外观。

  • 古生代碳酸盐台地:主要由层孔虫、藻类和 腕足.
  • 中生代碳酸盐台地:以现代造礁生物(如珊瑚和蛤蜊(一种双壳类动物))的出现为标志。
  • 新生代碳酸盐台地:这些平台与现代碳酸盐环境相似,主要由珊瑚礁和有孔虫砂组成。

4. 碳酸盐台地和石灰岩的意义

图 5. 碳酸盐台地沉积。(A)中厚层块状灰岩,被泥质夹层隔开,间有极薄层泥岩夹层。贵州省紫云县大塘村附近的乐平系长兴组(GPS:25°51'31.9'N,106°11'54.9'E)。用锤子测量刻度。(B)珊瑚粘结石,显示群生珊瑚的生长位置。贵州省紫云县板塘村附近的乐平系吴家坪组(GPS:25°52'26.7'N,106°13'59.6'E)。用透镜盖测量刻度。(C)白云岩与陆源泥岩互层(紫色)。贵州省罗甸县董家村附近中三叠世(安尼阶)(GPS:25°36′39.1′N,106°54′47.0′E)。地质学家提供比例尺。(D)广西省那坡县那撒村附近下三叠世贝斯组鲕粒岩(GPS:23°36′29.9′N,105°48′38.9′E)。Penny 提供比例尺。(有关此图例中颜色引用的解释,读者请参阅本文的网络版。)南盘江盆地:了解东南亚和东亚三叠纪汇聚期间华南构造发展的窗口 - ResearchGate 上的科学图。出处:https://www.researchgate.net/figure/Carbonate-platform-deposits-A-Middle-to-thick-bedded-massive-limestone-separated-by_fig4_336337550 [31 年 2024 月 XNUMX 日访问]

石灰岩和碳酸盐平台在地质和经济方面都具有重要意义:

  • 碳酸盐岩储层:世界上许多石油和天然气储量都位于古老的碳酸盐台地中,因为多孔的石灰岩是碳氢化合物的优良储层。
  • 碳封存:石灰石和其他碳酸盐 岩石 充当长期碳汇,在数百万年的时间里捕获二氧化碳,这对碳循环和气候调节具有重要意义。
  • 建材:石灰石广泛用作建筑材料和水泥工业的原材料。
  • 地质记录:石灰岩地层和化石碳酸盐平台提供了过去的环境、气候和海平面变化的宝贵记录。

总结

石灰岩地层和碳酸盐台地是地球地质历史和生态的重要组成部分。从支持海洋生物到储存碳和保护古代环境,这些地层继续塑造我们对地球过去的理解,并为探索地球历史提供参考。 自然资源.