障壁島沉積

障壁島沉積

障壁島沉積(barrier island deposit)是一種狹長形的高出海水面的砂岩體,平行海岸分布,與海岸之間常有潟湖相隔,對潟湖起屏障作用。 全球10%~13%的海岸帶具有障壁島(Schwartz,1971),大多發育于海岸平原的靠海一側。在中國中-新元古代和古生代的陸表海環境中,障壁島沉積為常見,其中往往蘊藏有煤、石油、天然氣、岩鹽和鈾等多種沉積礦產,具有重要的經濟意義。

障壁島

這種砂岩體向海一側較陡,向潟湖一側平緩,由於海岸前緣的潮汐作用、波浪活動或海流作用將沉積物中的砂粒帶到海岸附近堆積而成。由分選好的砂粒沉積或異化粒灰岩組成。

分布

全球10%~13%的海岸帶具有障壁島(Schwartz,1971),大多發育于海岸平原的靠海一側。在中國中-新元古代和古生代的陸表海環境中,障壁島沉積為常見,其中往往蘊藏有煤、石油、天然氣、岩鹽和鈾等多種沉積礦產,具有重要的經濟意義。

成因

關於障壁島的成因有3種說法。一種意見認為,障壁島是波浪作用形成的低沙壩升出海面的結果;另一種意見認為,障壁島是由沿岸流形成的長形沙嘴進一步發展的產物;還有一種意見認為,障壁島是在海平面上升過程中遭到淹沒的近岸沙脊。從沉積動力學的角度分析,第一種成因可能性很小。因為在沉沒沙壩露出海面的過程中,必須通過破浪帶。破浪帶是一種侵蝕環境,升到破浪帶的沙壩一般難以倖存。儘管如此,障壁島的形成也難用一種模式加以概括。但是,不管其成因如何,一旦障壁島形成之後,它們的演化格式卻大同小異,有著許多共同的規律。

當代的障壁島以淹沒型居多,在時代上一般都不到5000年。海平面的快速上升不利於障壁島的形成。全球海平面從7000 a(BP)的高海平面開始緩慢下降,開啟了一個障壁島沉積在世界各地廣泛發育的時期。這一過程至今還在繼續。

機制

波浪和岸流的共同作用是形成障壁島沉積的必要條件。發育完整、延伸性好、潮道較少的障壁島大多形成於以波浪作用為主的小潮差海岸帶,常有風暴沖溢扇伴生;在中潮差海岸帶,多潮溝,障壁島一般都比較短,潮汐三角洲發育;而在大潮差海岸帶,潮流直達海岸,不利於障壁島的形成(Hayes,1979)。

波浪是風作用於水面所產生的一種水體振盪運動。波浪的規模和速度是影響沉積物堆積過程的主要因素之一。波浪作用引起海水擾動,使沉積物處於懸浮狀態,接受流的搬運。流態的概念也可以套用于波浪作用產生的流。在沖溢帶基至可以見到逆行沙丘(Cliftton,1976 Davis, 1985)。

當波浪進入淺水區並逐漸接近海岸時,因與海底的摩擦而破碎,形成破浪。破浪帶與岸線之間有一交角。其平行海岸的分量驅動水體沿岸流動形成沿岸流。沿岸流是近濱帶十分重要的動力學因素,是沉積物搬運的主要營力之一。其速度取決於前進波的大小及其與海岸的交角。風暴來臨時,其速度常常超過1m/s。沿岸流與河流極為相似。有人稱之為沙河。它的一邊是海岸,另一邊是破浪帶。幾乎所有沉積物的搬運都發生在這一狹長的地帶內。

裂流是波浪在海岸破碎後,壅高於岸邊的水體通過破浪帶流回海洋的條帶狀表面流。持續時間短、流速快,流向幾乎與海岸垂直。它是由於破波引起的向著海洋方向的一種單向流。雖然裂流沒有沿岸流重要,但也是濱岸沉積物向外海輸送的重要機制之一。

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