Hutchison Medallist 1. Wave-Dominated to Tide-Dominated Coastal Systems: A Unifying Model for Tidal Shorefaces and Refinement of the Coastal- Environments Classification Scheme

Abstract

Coastal depositional systems are normally classified based on the relative input of wave, tide, and river processes. While wave- through to river-dominated environments are well characterized, environments along the wave-to-tide continuum are relatively poorly understood and this limits the reliability and utility of coastal classification schemes. Two tidal shoreface models, open-coast tidal flats (OCTF) and tidally modulated shorefaces (TMS), have been introduced for mixed wave-tide coastal settings. Following nearly two decades of research on tidal shorefaces, a number of significant insights have been derived, and these data are used here to develop a unified model for such systems. First, OCTFs are components of larger depositional environments, and in multiple published examples, OCTFs overlie offshore to lower shoreface successions that are similar to TMS. Consequently, we combine OCTFs and TMSs into a single tidal shoreface model where TMS (as originally described) and TMS-OCTF successions are considered as variants along the wave-tide continuum. Second, tidal shoreface successions are preferentially preserved in low- to moderate-wave energy environments and in progradational to aggradational systems. It is probably difficult to distinguish tidal shorefaces from their storm-dominated counterparts. Third, tidal shorefaces, including both TMSs and OCTFs, should exhibit tidally modulated storm deposits, reflecting variation in storm-wave energy at the sea floor resulting from the rising and falling tide. They may also exhibit interbedding of tidally generated structures (e.g. double mud drapes or bidirectional current ripples), deposited under fairweather conditions, and storm deposits (e.g. hummocky cross-stratification) through the lower shoreface and possibly into the upper shoreface.

The development of the tidal shoreface model sheds light on the limitations of the presently accepted wave-tide-river classification scheme of coastal environments and a revised scheme is presented. In particular, tidal flats are components of larger depositional systems and can be identified in the rock record only in settings where intertidal and supratidal deposits are preserved; consequently, they should not represent the tide-dominated end-member of coastal systems. Instead, we suggest that tide-dominated embayments should occupy this apex. Tide-dominated embayments exhibit limited wave and river influence and include a wide range of geomorphological features typically associated with tidal processes, including tidal channels, bars and flats.

Keywords:

• clastic sedimentology,
• coastal classification,
• mixed process,
• mixed wave-tide,
• shallow marine,
• tidal shorefaces

Résumé

Les systèmes de dépôts côtiers sont normalement classés en fonction de l’apport relatif des processus liés à la houle, aux marées et aux rivières. Si les environnements dominés par la houle et les rivières sont bien caractérisés, les environnements le long du continuum houle-marée sont relativement mal compris, ce qui limite la fiabilité et l’utilité des systèmes de classification des côtes. Deux modèles d’avant-plages tidales, les estrans ouverts (open-coast tidal flats; OCTF) et les avant-plages modulées par la marée (tidally modulated shoreface; TMS), ont été introduits pour les milieux côtiers mixtes, houle-marée. Suite à près de deux décennies de recherche sur les avant-plages tidales, un certain nombre d’informations importantes ont été obtenues et ces données sont utilisées ici pour développer un modèle unifié pour ces systèmes. Tout d’abord, les OCTF sont les composants de systèmes de dépôt plus vastes et, dans de nombreux exemples publiés, les OCTF recouvrent des successions sédimentaires allant du large à l’avant-plage inférieure, similaires à celle des TMS. Par conséquent, nous combinons les OCTF et les TMS en un seul modèle d’avant-plage tidale où les TMS (tel que décrit à l’origine) et les successions TMS-OCTF sont considérés comme des variantes le long du continuum houle-marée. Deuxièmement, les successions d’avant-plages tidales sont préférentiellement préservées dans des environnements ayant une houle faible à modérée et dans des systèmes progradant et aggradant. Il est probablement difficile de distinguer les avant-plages tidales de leurs homologues dominés par les tempêtes. Troisièmement, les avant-plages tidales, incluant à la fois les TMS et les OCTF devraient présenter des dépôts de tempête modulés par la marée, reflétant ainsi la variation de l’énergie des vagues de tempête sur le fond marin liée à la marée montante et descendante. Les avant-plages tidales peuvent également présenter une interstratification de structures générées par la marée (par exemple, des doubles drapages argileux ou des rides de courants bidirectionnelles) déposées pendant des conditions de beau temps, et des dépôts de tempête (par exemple, des stratifications en mamelons) au niveau de l’avant-plage inférieure et éventuellement de l’avant-plage supérieure.

Le développement du modèle d’avant-plage tidale met en lumière les limites de la classification tripartite (houle-marée-rivière) des environnements côtiers actuellement acceptée et une classification révisée est présentée. En particulier, les OCTF et les estrans sont des composantes de systèmes dedépôt plus importants et ne peuvent être identifiés que dans le registre sédimentaire dans les milieux où les dépôts intertidaux et supratidaux sont préservés; par conséquent, ils ne devraient pas représenter le membre extrême des systèmes côtiers dominé par la marée. Nous suggérons plutôt que les baies dominées par la marée occupent cette place. Les baies dominées par les marées présentent une influence limitée des vagues et des rivières et comprennent un large éventail de caractéristiques géomorphologiques généralement associées aux processus de marée, notamment des chenaux, des barres et des platiers tidaux.