炭酸塩プラットフォーム

これらの炭酸塩工場では、沈殿は主に独立栄養生物によって生物的に制御されています。このようなプラットフォームを構築する生物は、今日では主にサンゴと緑藻であり、光合成のために日光を必要とするため、有光層（つまり、日光が容易に透過する浅い水域）に生息しています。熱帯炭酸塩工場は、現在では熱帯亜熱帯帯の暖かく日光の当たる水域にのみ存在し、炭酸塩生産率は高いものの、水深の範囲は狭いです。^{[ 6 ]}熱帯工場の堆積プロファイルは「縁付き」と呼ばれ、ラグーン、礁、斜面の 3 つの主要部分から構成されています。礁では、サンゴなどの大型の骨格や被覆生物によって作られたフレームワークが波の作用に耐え、海面まで発達する可能性のある強固な構造物を形成します。^{[ 7 ]}縁の存在により、礁後部域の循環が制限され、炭酸塩泥がしばしば生成されるラグーンが発達する可能性があります。礁の堆積が進み、礁の基部が波浪基底面より下になると、斜面が形成されます。斜面の堆積物は、波、嵐、重力崩壊による縁辺部の侵食に由来します。^{[ 6 ] [ 7 ]}このプロセスにより、斜面にはサンゴの破片が堆積します。斜面が到達できる最大角度は、砂利の沈降角度（30～34°）です。^{[ 8 ]}

これらの炭酸塩工場では、沈殿は従属栄養生物によって生物学的に制御され、時には紅藻などの光合成独立栄養生物と共生する。典型的な骨格共生には、有孔虫、紅藻、軟体動物が含まれる。独立栄養生物であるにもかかわらず、紅藻は主に従属栄養の炭酸塩生産者と共生し、緑藻よりも少ない光量を必要とする。冷水工場の発生範囲は、熱帯工場の限界（約30°）から極緯度まで広がっているが、温暖な表層水の下にある水温躍層や湧昇域の低緯度でも発生する可能性がある。^{[ 9 ]}このタイプの工場は炭酸塩生産の可能性が低く、日照量にほとんど依存せず、熱帯工場よりも多くの栄養塩を維持できる。「冷水工場」によって構築された炭酸塩プラットフォームは、同斜傾斜または遠位傾斜傾斜の2種類の形状または堆積プロファイルを示す。どちらの形状にも、3 つの部分があります。晴天時の波の基底より上の内側の傾斜面、嵐時の波の基底より上の中央の傾斜面、嵐時の波の基底より下の外側の傾斜面です。遠位が急勾配になっている傾斜面では、砂利サイズの炭酸塩粒子がその場で蓄積することにより、中央の傾斜面と外側の傾斜面の間に遠位段が形成されます^{[ 9 ] 。}

これらの工場は、非生物的沈殿と生物的誘発沈殿によって特徴付けられます。顕生代に「泥丘工場」が見られる典型的な環境設定は、酸素濃度は低いが無酸素ではない、栄養分が豊富な薄光または無光の水です。これらの条件は、たとえば海洋の混合層の下の中間水深の躍層でよく見られます。^{[ 6 ]} これらのプラットフォームの最も重要な構成要素は、微生物と腐敗した有機組織との生物的および非生物的反応の複雑な相互作用によってその場で沈殿する（オートミクライト）微細粒炭酸塩です。^{[ 6 ]} 泥丘工場は骨格群集を生成しませんが、例えば層状微生物岩であるストロマトライトや、顕微鏡レベルでは凝塊状のペロイド構造、手標本レベルでは樹枝状構造を特徴とする微生物岩であるスロンボライトなど、特定の相と微細相を有しています。これらのプラットフォームの形状は丘状で、斜面を含め丘全体が生産的です。^{[ 6 ]}

T型炭酸塩プラットフォームの堆積プロファイルは、いくつかの堆積環境に細分化することができる。^{[ 1 ]}

炭酸塩後背地は最も内陸側の環境であり、風化した炭酸塩岩で構成されている。蒸発岩質の干潟は、典型的な低エネルギー環境である。

内陸ラグーンは、その名の通り、サンゴ礁の背後にあるプラットフォームの一部です。浅く穏やかな水域が特徴で、そのため堆積環境は低エネルギーです。堆積物は、サンゴ礁の破片、生物の硬い部分、そしてプラットフォームが大陸棚の場合は陸源堆積物で構成されています。一部のラグーン（例えばフロリダ湾）では、緑藻類が大量の炭酸塩泥を生成します。ここの岩石は、環境のエネルギーに応じて、泥岩から粒状岩まで様々です。

礁は炭酸塩プラットフォームの堅固な構造であり、内潟と斜面の間、プラットフォームの縁に位置し、サンゴなどの大型骨格や被覆生物によって作られた骨格が波の作用に耐え、海面まで発達する堅固な構造物を形成します。プラットフォームの存続は礁の存在に依存しており、プラットフォームのこの部分だけが堅固で波に強い構造物を構築できます。礁は基本的にその場に留まる固着生物によって作られます。今日の礁は主に造礁サンゴによって作られています。地質学的に言えば、礁岩は塊状バウンドストーンに分類できます。

斜面は、礁と盆地をつなぐプラットフォームの外側の部分です。この堆積環境は、余剰の炭酸塩堆積物のシンクとして機能します。ラグーンと礁で生成された堆積物のほとんどは、さまざまなプロセスによって運ばれ、斜面に蓄積されます。斜面の傾斜は堆積物の粒径によって異なり、最大で砂利の沈降角度（30～34°）に達する可能性があります。^{[ 8 ]}斜面には、礁やラグーンよりも粗い堆積物が含まれています。これらの岩石は一般的に、粗粒岩または粒状岩です。

周縁プラットフォーム盆地はt型炭酸塩プラットフォームの最外縁部であり、そこでは炭酸塩堆積は密度カスケードプロセスによって支配されている。^{[ 10 ]}

縁の存在は、後礁域における波の作用を弱め、炭酸塩泥が生成されることが多いラグーンが形成されることがある。礁の成長が進み、礁の基部が波の基底面より下になると、斜面が形成される。斜面の堆積物は、波、嵐、重力崩壊による縁辺部の侵食に由来する。この過程により、斜面堆積層にサンゴの破片が蓄積される。斜面堆積層は、 S字型または板状の形状をしているが、常に一次傾斜を持って堆積する層である。

T型炭酸塩プラットフォームの大きさは、内陸部から斜面の麓まで数十キロメートルにも及ぶことがある。^{[ 6 ]}

C型炭酸塩プラットフォームは、初期のセメント化や石化が起こらないことが特徴であり、そのため堆積物の分布は波によってのみ駆動され、特に波浪基底面より上で発生します。C型プラットフォームは、ホモクリナルランプまたは遠方傾斜ランプという2種類の形状または堆積プロファイルを示します。どちらの形状にも3つの部分があります。内側ランプ、つまり晴天時の波浪基底面より上では、炭酸塩の生成が十分に遅いため、すべての堆積物が波、海流、嵐によって沖合に運ばれる可能性があります。その結果、海岸線が後退する可能性があり、内側ランプには侵食プロセスによって崖が形成される可能性があります。中央ランプ、つまり晴天時の波浪基底面と嵐時の波浪基底面の間では、炭酸塩堆積物はその場にとどまり、嵐の波によってのみ再加工されます。外側ランプ、つまり嵐時の波浪基底面より下では、細かい堆積物が蓄積する可能性があります。遠位傾斜した斜面では、流れによって断続的にしか移動しない砂利サイズの炭酸塩粒子（例えば、ロードリス）がその場で蓄積することにより、中央斜面と外側斜面の間に遠位段差が形成される。このタイプの炭酸塩プラットフォームでは、堆積プロファイル全体に沿って炭酸塩の生成が起こり、中央斜面の外側部分で追加の生成が起こるが、炭酸塩の生成速度は常にT型炭酸塩プラットフォームよりも低い。^{[ 7 ] [ 6 ]}

M型炭酸塩プラットフォームは、内側プラットフォーム、外側プラットフォーム、微生物結合岩からなる上部斜面、そして多くの場合角礫岩からなる下部斜面を特徴とする。斜面は砂礫の安息角よりも急勾配で、傾斜角は50°に達することもある。

M型炭酸塩プラットフォームでは、炭酸塩の生成は主に上部斜面と内側プラットフォームの外側部分で起こる。^{[ 7 ] [ 11 ]}

炭酸塩プラットフォームの水没とは、相対的な海面上昇が炭酸塩プラットフォームへの堆積速度よりも速く、最終的にプラットフォームが有光層の下に沈む現象である。^{[ 18 ]}水没した炭酸塩プラットフォームの地質記録では、浅海堆積物が急速に深海堆積物に変化する。通常、浅海堆積物と深海堆積物の間には、鉄マンガン酸化物、リン酸塩、または緑泥石の皮膜を持つ硬質基盤が存在する。 ^{[ 18 ]}

地質記録には、水没した炭酸塩プラットフォームがいくつか発見されている。しかし、炭酸塩プラットフォームの水没が正確にどのように起こるのかはあまり明確ではない。現代の炭酸塩プラットフォームとサンゴ礁は、年間約 1,000 μm の成長速度で成長していると推定されており、過去にはその数倍の速さで成長していた可能性がある。炭酸塩の年間 1,000 μm の成長速度は、長期的な沈降や海水準変動によって引き起こされる相対的な海水準の上昇を桁違いに上回る。これらのプロセスの速度に基づくと、炭酸塩プラットフォームの水没は不可能であるはずであり、これが「水没した炭酸塩プラットフォームとサンゴ礁のパラドックス」を引き起こしている。^{[ 18 ]}

炭酸塩プラットフォームの水没には相対的海面の異常な上昇が必要であるため、それを引き起こすプロセスは限られています。シュラガー^{[ 18 ]}によれば、相対的海面の異常に速い上昇、または環境の悪化による底生生物の成長の減少のみがプラットフォームの水没を説明できます。たとえば、地域的な断層運動、海底火山活動、または氷河性海水準変動が相対的海面の急速な上昇の原因となる可能性があり、一方、たとえば海洋塩分の変化は炭酸塩生産者にとって環境を悪化させる可能性があります。^{[ 18 ]}

パプアニューギニアのフオン湾には、水没した炭酸塩プラットフォームの一例がある。氷河の融解とプラットフォームの沈下による急速な海面上昇によって水没したと考えられており、その結果、サンゴ藻類・有孔虫団塊とハリメダ石灰岩がサンゴ礁を覆うようになった。^{[ 19 ]}

炭酸塩プラットフォームを炭酸塩生成に不利な緯度まで運ぶプレート運動も、沈没の可能性のある理由の 1 つとして示唆されている。^{[ 18 ] [ 7 ]}例えば、ハワイ諸島とマリアナ諸島の間の太平洋盆地に位置するギヨーは、赤道湧昇が発生した低南緯(0～10°S)まで運ばれたと考えられている。^{[ 7 ]}栄養塩の量が多く生産性が高いと、水の透明度が低下し、生物侵食者の個体数が増加し、炭酸塩の蓄積が減少し、最終的に沈没につながった。^{[ 7 ] [ 20 ]}

高海水準堆積物放出とは、炭酸塩プラットフォームが海水準の高海水準時に堆積物の大部分を生成し、隣接する盆地に放出するプロセスである。このプロセスは、グレートバハマバンクなど、第四紀のすべての縁付き炭酸塩プラットフォームで観察されている。平坦な頂部を持ち、傾斜が急な縁付きプラットフォームは、緩やかな傾斜と冷水炭酸塩システムを持つプラットフォームよりも顕著な高海水準堆積物放出を示す。^{[ 21 ]}

熱帯炭酸塩プラットフォームでは、堆積物生成と続成作用の複合効果により、高海水準時の堆積物剥離が顕著に現れる。^{[ 6 ]}プラットフォームの堆積物生成量はその大きさに比例して増加し、高海水準時にはプラットフォームの頂部が水没し、生産領域は低海水準時と比べて大きくなる。低海水準時にはプラットフォームのごく一部しか生産に利用できない。^{[ 6 ]}高海水準時の生産量増加の効果は、低海水準時の炭酸塩の急速な石化によってさらに強まる。露出したプラットフォーム頂部は侵食されるのではなくカルスト化し、堆積物を流出させないためである。^{[ 6 ]}

斜面剥離は微生物プラットフォームに典型的なプロセスであり、炭酸塩の生成は海面変動とはほぼ無関係である。微生物群集が微生物岩を沈殿させる炭酸塩工場は光に鈍感で、プラットフォームの崩壊から斜面を下って数百メートルの深さまで広がる可能性がある。妥当な振幅の海面低下は、斜面生成領域に大きな影響を与えない。微生物バウンドストーン斜面システムは、堆積物生成プロファイル、斜面再調整プロセス、堆積物供給源において熱帯プラットフォームとは著しく異なる。その前進はプラットフォーム堆積物の剥離とは無関係であり、主に斜面剥離によって駆動される。^{[ 11 ]}

斜面崩壊の影響を受ける可能性のある縁辺部の例としては、上部斜面および縁辺部への微生物炭酸塩成長の様々な寄与を特徴とする以下のものがある。

• オーストラリアのキャニング・ベイスン
• 中国南部の桂林台地
• アメリカ合衆国のパーミアン盆地のパーミアン
• ドロミテ山脈の中期三畳紀炭酸塩プラットフォーム。^{[ 11 ]}