地质特征
滨海带的基本地质特征主要表现在四个方面:①深度范围;②宽度大小;③沉积特点;④环境特征。具体见下表:
|| || 海滩面基本地质特征
深度范围主要受正常天气波浪强度的控制。面向大洋的开阔滨海带,波浪强度大,波基面较深;而局限海湾的滨海带,波浪强度小,波基面浅,滨海带深度只有几米深。由于波浪强度常随季节变化以及潮汐周期对海平面波动的影响,滨海带的上、下限总是处于经常变化的状态。由于海滩面线的不断迁移,可以形成较厚和较宽的海滩面沉积。除各种陆源碎屑沉积外,还可形成较发育的滨海碳酸盐沉积。1
环境分类关于海滩面环境的划分,不同专业的学者由于侧重点的不同,其划分方案各异。但归结起来,主要是根据海滩面环境的主要控制因素(如:水动力条件、沉积物供给状况、气候变化、地貌特点、海平面升降及地质构造背景等)对其进行分类。而从沉积学的角度来看,首先可依据沉积物的类型将其划分为陆源碎屑型海岩(砂质海滩面)和碳酸盐(包括蒸发盐)型海滩面两大类;尔后,在此基础上,再根据有无障壁性地形的存在,对砂质海滩面进一步划分为无障壁海滩面和有障壁海滩面两类。若根据水动力条件是以波浪作用为主,还是潮汐作用为主,又可分为海滩型海滩面和泻湖—潮坪型海滩面;或称浪控型与潮控型海滩面。1
水动力条件波浪作用及对沉积物的搬运根据波浪的起因不同,海洋波浪有风浪、暴风浪和津浪(Tsunami也称海啸)。其中风浪是经常性持续起作用的波浪,是影响沉积作用和海滩过程的主要因素;而暴风浪与津浪均为突变性的短暂事件,但它们的作用巨大。
正常气候时,当风吹过海平面时所形成的海(湖)面波动,由于风的流动带有涡流和阵发性,它以不规则的切线应力作用于水面,将能量传递给水面。起初在水面上吹起波纹,波纹不断发展成波浪。它是海滩面带向沿岸传送能量的主要形式,不仅本身具有侵蚀海滩面和搬运改造沉积物的作用,而且还可派生沿岸流(Longshore current)和回流(Rip current)。前者引起沉积物的沿岸漂流,后造成沉积向海迁移。风浪从其生成区传播到沿岸地带,波谱不断发生变化;随着海水深度变浅,依次出现风浪、涌浪(Swell)、升浪(Build—up)、破浪(Breaker)、拍岸浪(碎浪)或激浪(Surf)和冲浪(Swash)。因此,在波浪在进行能量传导过程中,在不同的深度及海滩面带,其波形不同,所表现的特点也各异。
潮汐作用及沉积物的搬运潮汐和潮汐流对海滩面带的沉积作用和沉积物的分布具有十分重要的影响,尤其是在低波能大潮差的海滩面带、嗽叭形河口湾和海湾等地带尤为明显。
潮汐作用对滨海带沉积物的搬运和沉积、沉积相带的分布以及沉积层序的结构都有重大的影响。Barwis和Hayes(1976)指出海滩面形态、砂体的分布与潮差大小有密切的联系。例如,在小潮差地区,潮流动能较弱,易发育具狭长的障壁岛的海滩面带。进潮口数量少,冲溢扇发育,障壁岛后常发育有泻湖。在中潮差地区,有较多的入潮口切割障壁岛,障壁岛短小,而潮汐三角洲较发育,障壁岛后潮坪发育非常广泛。在大潮差地带,潮流能量大,常在河口湾内形成平行潮流方向的潮汐沙脊,沿岸地带有广阔的潮坪出现。1
内部构成海滩是一种与大海连通的无障壁海滩面带,由陆向海依次出现风成沙丘→后滨→前滨→临滨,再向外过渡为远滨或称陆架体系(如图)。
1.临滨沉积
临滨又称近滨,是指从平均低潮线至波基面之间经常淹没在海水中的地带。根据临滨沉积的结构、物理构造和生物特征将其区分为下临滨、中临滨和上临滨沉积。
下临滨通常由砂、粉砂和泥的薄互层组成,每个沉积作用单元(几厘米厚)被认为是与风暴事件有关。典型的遗迹化石包括直立管,如 Asterosoma(海星迹),以 及 食 悬浮 物 和 食 沉 积 物 的 遗 迹 组 合,如 Thalassinoides(海 生 迹 )和Teichichnus(墙迹);中临滨受到更强大的波浪及其伴生的沿岸流和离岸流的作用,留下更复杂的沉积记录。在好天气时形成向岸或斜交岸线倾斜的、中等规模的前积层和近于平行的纹层。在古代沉积物中存在平行于海滩面的单向或双向的重要的沿岸流沉积物。中临滨的风暴沉积比下临滨的厚,而且构成透镜状,每个沉积单元可达 1m。Skolithos(石针迹)和 Rosselia、Diplocraterion和 Ophiomorpha(蛇形迹)是常见的遗迹化石;上临滨相当于破波带的上部,受强大的向岸流、离岸流和沿岸流的控制。好天气时,向海倾斜的槽状交错层是特征性的构造,但随着沿岸流的增强,槽轴倾向变为平行于岸线方向。遗迹化石以 Skolithos(石针迹)居多。
2.前滨沉积
前滨位于平均高潮线与平均低潮线之间,相当于波浪冲流带,是海滩的主要部分。前滨带的主要层理类型是平行层理和大型低角度海滩冲洗交错层理。但也可以看到一些向陆倾向的较陡的纹层砂。沿滩肩顶部的贝壳富集层记录了波浪上冲的界线。
前滨带可有一个或多个大致平行于岸线分布的沿岸沙坝,其发育程度与海滩面波浪的能量大小有关,波能愈弱沙坝愈不发育。在横剖面上,沙坝呈不对称状,向海坡度较缓,与其相应的纹层倾角也极平缓;而向陆一侧坡度较陡,主要由倾角 16~20°的板状交错层理组成。
3.后滨沉积
后滨是海滩的上部,位于平均高潮线以上,只有在特大风暴或异常高潮期间才会受到海水作用。最主要的沉积物是水平纹层的砂,有时也有低角度的交错层理。
后滨地区通常发育有滩肩,滩肩一般位于高潮线附近,它可以单独出现或平行成排出现,高一般为几米,宽几十米,长几百米至几千米。主要由砂、砾和介壳碎屑等粗粒沉积物组成。
4.滨岸的风成沙丘沉积
指后滨带以上经风的改造作用而成的沙丘堆积,它们沿海滩面可占据相当的宽度。在砂供应充足,并且向岸有盛行强风地区经常发育风成沙丘。风成沙丘以分选好的中 -细砂为特征,具大型的风成沙丘交错层理,前积纹层相当陡(倾角可达 30~40°)。1
各成因相时空分布规律海滩面体系各成因相之间分布特点有:
① 在沉积倾向上,各种成因相随水动力条件和水深的改变而呈有序排列,成因相之间均为过渡关系;
② 在沉积走向上,各成因相可延伸很远,且平行岸线分布;
③ 在时间序列上,最容易保存下来的是向海进积的海滩面体系。
这种推进层序的特点是,临滨沉积覆盖在远滨沉积之上,前滨沉积覆盖在临滨沉积之上,而前滨沉积又被后滨沉积所覆盖。总的来说,具有由下向上粒度变粗、生物扰动减弱,而波浪成因的沉积构造相应增多,沉积物分选向上变好的特点。1