障壁岛沉积

科技工作者之家 2020-11-17

障壁岛沉积(barrier island deposit)是一种狭长形的高出海水面的砂岩体,平行海岸分布,与海岸之间常有潟湖相隔,对潟湖起屏障作用。

全球10%~13%的海岸带具有障壁岛(Schwartz,1971),大多发育于海岸平原的靠海一侧。在中国中-新元古代和古生代的陆表海环境中,障壁岛沉积为常见,其中往往蕴藏有煤、石油、天然气、岩盐和铀等多种沉积矿产,具有重要的经济意义。

障壁岛这种砂岩体向海一侧较陡,向潟湖一侧平缓,由于海岸前缘的潮汐作用、波浪活动或海流作用将沉积物中的砂粒带到海岸附近堆积而成。由分选好的砂粒沉积或异化粒灰岩组成。1

分布全球10%~13%的海岸带具有障壁岛(Schwartz,1971),大多发育于海岸平原的靠海一侧。在中国中-新元古代和古生代的陆表海环境中,障壁岛沉积为常见,其中往往蕴藏有煤、石油、天然气、岩盐和铀等多种沉积矿产,具有重要的经济意义。1

成因关于障壁岛的成因有3种说法。一种意见认为,障壁岛是波浪作用形成的低沙坝升出海面的结果;另一种意见认为,障壁岛是由沿岸流形成的长形沙嘴进一步发展的产物;还有一种意见认为,障壁岛是在海平面上升过程中遭到淹没的近岸沙脊。从沉积动力学的角度分析,第一种成因可能性很小。因为在沉没沙坝露出海面的过程中,必须通过破浪带。破浪带是一种侵蚀环境,升到破浪带的沙坝一般难以幸存。尽管如此,障壁岛的形成也难用一种模式加以概括。但是,不管其成因如何,一旦障壁岛形成之后,它们的演化格式却大同小异,有着许多共同的规律。

当代的障壁岛以淹没型居多,在时代上一般都不到5000年。海平面的快速上升不利于障壁岛的形成。全球海平面从7000 a(BP)的高海平面开始缓慢下降,开启了一个障壁岛沉积在世界各地广泛发育的时期。这一过程至今还在继续。2

机制波浪和岸流的共同作用是形成障壁岛沉积的必要条件。发育完整、延伸性好、潮道较少的障壁岛大多形成于以波浪作用为主的小潮差海岸带,常有风暴冲溢扇伴生;在中潮差海岸带,多潮沟,障壁岛一般都比较短,潮汐三角洲发育;而在大潮差海岸带,潮流直达海岸,不利于障壁岛的形成(Hayes,1979)。

波浪是风作用于水面所产生的一种水体振荡运动。波浪的规模和速度是影响沉积物堆积过程的主要因素之一。波浪作用引起海水扰动,使沉积物处于悬浮状态,接受流的搬运。流态的概念也可以应用于波浪作用产生的流。在冲溢带基至可以见到逆行沙丘(Cliftton,1976 Davis, 1985)。

当波浪进入浅水区并逐渐接近海岸时,因与海底的摩擦而破碎,形成破浪。破浪带与岸线之间有一交角。其平行海岸的分量驱动水体沿岸流动形成沿岸流。沿岸流是近滨带十分重要的动力学因素,是沉积物搬运的主要营力之一。其速度取决于前进波的大小及其与海岸的交角。风暴来临时,其速度常常超过1m/s。沿岸流与河流极为相似。有人称之为沙河。它的一边是海岸,另一边是破浪带。几乎所有沉积物的搬运都发生在这一狭长的地带内。

裂流是波浪在海岸破碎后,壅高于岸边的水体通过破浪带流回海洋的条带状表面流。持续时间短、流速快,流向几乎与海岸垂直。它是由于破波引起的向着海洋方向的一种单向流。虽然裂流没有沿岸流重要,但也是滨岸沉积物向外海输送的重要机制之一。2

本词条内容贡献者为:

李兵 - 副教授 - 西南大学

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