第二十三章重力流沉积及沉积相
§23-1 沉积物重力流形成的基本条件和类型
一、形成条件
●沉积物重力流属于非牛顿流体，其搬运和沉积作用不服从牛顿内摩擦定律。
●重力流搬运的驱动力——主要是重力；因此沉积物重力流属于再搬运沉积体
系，
●它的发生地点——主要是海底或湖底的斜坡地带。
沉积物重力流的形成条件
1．足够的水深
——是重力流沉积物形成后不再被冲刷破坏的必要条件。
▲一般认为1500～1800m，最小水深100m（Klein认为是80m）。
最深达8000m（美国加利福尼亚岸外蒙特里深海扇）。
▲足够的水深是相对的，海洋与湖泊有较大差异。
▲其形成水深必须在风暴浪基面以下。
2．足够的坡度角
是造成沉积物不稳定和易受触发而作块体流运动的必要条件。
▲一般认为，最小坡度角为3°～5°。但密西西比河三角洲的海底滑塌坡度角仅有0.5°；
▲重力流的密度对坡度有明显的补偿作用（Lüthi，1981）。
我国中、新生代断陷湖盆陡岸或缓岸都有重力流沉积物形成。计算结果表明，形成重力流的最小坡度角2°～3°即可，只要重力流与湖水之间有足够密度差，就具备了形成重力流的充分条件。
3．充沛的物源
——是形成沉积物重力流的必要条件。洪水注入的碎屑物质
火山喷发的喷溢物质沉积物重力流物质来源
浅水的碎屑物质
碳酸盐岩物质物源成分——决定重力流沉积物类型。
随物源成分的变化，重力流沉积物类型也有规律地变化，如陕西洛南上张湾罗圈组重力流沉积物：
上部的浊流碳酸盐减少
下部的碎屑流和颗粒流陆源碎屑增多
4．一定的触发机制
▲重力流沉积物的形成——属于事件性沉积作用。
▲起因于一定的触发机制
洪水
地震
海啸
在巨浪等阵发性因素风暴潮
火山喷发直接或间接诱发下块体流除洪水密度流直
接入海或入湖外，大多数斜坡带沉积物→必须达一定厚度和重量→经滑
动、滑塌等触发机制→才能形成大规模沉积物重力流。
二、基本类型
1．海相沉积物重力流米德尔顿等(Middleton and Hampton，1973，1976)按支撑机理把沉积物重力流→泥石流(或碎屑流)、颗粒流、液化沉积物流和浊流4个类型。
●纳丁等(Nardin et al.，1979；kruit l975)认为，无论陆源碎屑型或内源碳酸盐
型沉积物重力流，从岩崩、滑坡、块体流到流体流，在力学性质上均可构成弹性、塑性、粘性块体运动过程的连续统一体。
将沉积物重力流划分为：
●泥石流——水和粘土杂基支撑的块体流；
●碎屑流——含水的砾石级碎屑碰撞和杂基联合支撑的块体流；
●颗粒流——含水的砂级颗粒碰撞支撑的块体流和流体流；
●液化沉积物流——超孔隙压力支撑砂级颗粒的流体流；
●浊流——水、泥、砂等近于均匀混合由湍流支撑的浑浊流。
它们是统一机制下的连续统一体，是沉积物重力流不同阶段的演化产物。2．陆相沉积物重力流从不同角度可归纳如下各种类型（据赵澄林等，1988）：1）按物源：陆源碎屑型、碳酸盐碎屑型、火山碎屑型。2）按机制：洪
水型、滑塌型、火山喷发型。3）按组构：泥石流、碎屑流、颗粒流、液化沉积物流、浊流。4）按形态：扇形体系包括近岸水下扇、湖底扇。5）沟道或槽谷体系包括横向、纵向、拐弯水道重力流。6）层状或带状体系包括阶地、深水平原浊流沉积。
§23-2 重力流沉积物（岩）的基本特征
一、岩石学特征
●广义的浊积岩：指形成于深水沉积环境的各种类型重力流沉积物及其所形成
的沉积岩的总和。
●按成因和组构特征又将重力流沉积物→若干岩类，每一岩类又有其各自的成
分、结构、构造特征。
●目前较为通用的分类方案是由沃克（Walker，1978）根据海洋深水碎屑岩相
中提出来的，概括为：典型浊积岩和非典型浊积岩两类。也适于湖泊深水碎屑岩相。
1.典型浊积岩
指具有不同段数鲍玛层序或序列的浊积岩（Bouma，1962）。一个完整的鲍玛层序是由五或六个段组成，自下而上顺序如下：
F段—深水页岩段：为远洋深水沉积的页岩或泥灰岩、生物灰岩层，含深水浮游化石，显微细水平层理，与上覆层为突变或渐变接触。实际上F段也已不属于浊流沉积。但它是判断深水浊流沉积的重要标志，有时与E段难于区分，合并在一起统称E段。
E段—泥岩段：为块状泥岩，E、D段有时不好区分，两者均属低密度重力流沉积。鲍玛没有划分出这个段，他的E段指的是深水非浊流沉积段，以及F 段。
D段—上平行纹层段：由泥粉和粉泥组成，具断续平行纹层。若C段作底，则为清楚的界面。它是由薄的边界层流造成的，厚度不大。
C段—流水波纹层段：粉砂为主，有细砂和泥质，呈小型流水型波纹层理和上攀波状层理，常见包卷层理、泥岩撕裂屑和滑塌变形层理，这表明流水改造和重力滑动的复合作用（有人认为A、B段后，浊流转为低密度流，出现了牵引流水流机制所致层理）。C、D段连续过渡；C段作底，则突变，底具冲刷面及各种印模构造。
B段—下平行纹层段：比A细(多细、中砂)，含泥质显平行纹层(粒度、片状炭屑、长形碎屑定向分布所致，层面见剥离线理)，粒度递变不明显。与A渐变；若B段作底，则突变，底具冲刷面及各种印模构造。
A段—底部递变层段：由砂岩组成，近底含砾。下粗上细，正递变清楚。反映浊流能量渐弱，递变悬浮。底面有冲刷—充填构造和多种印模构造，如槽模、沟模等。常比其他段厚。
鲍玛推断浊积岩：
▲各层段在平面上——呈舌状展布；
▲较细段比其下较粗段有更大的展布面积。
∵沿流动方向上流速和粒径都逐渐减小←┘
▲浊积岩层序的完善程度由浊流的频率和强度所决定。结果就形成了缺失底部层段、顶部层段被削蚀或者顶部底部层段均缺失
浊流前侧缘←┘└→后次浊流对前次的削蚀└→前两种因素皆有的各种层序，如ABCDE，BCDE，CDE，DE，以及AB，BC，CD等各种层序。
有完整层序的浊积岩：仅占10％～20％（鲍玛）、
＜1％（许靖华，1978）、
5％（赵澄林）。
2．非典型浊积岩
（1）块状砂岩
指层内结构均一的砂岩或含砾砂岩。
▲较厚，其内部有时隐约显叠复递变特征。
▲块状砂岩中出现泄水管和碟状构造，指示液化流沉积作用。
▲块状砂岩指示重力流水道沉积环境。
（2）叠复冲刷粗砂岩
▲常表现为“AAA”序，“A”是指一个递变层或一次重力流事件。
▲有时演变为“ABABAB”序，每一个递变层之上均连续沉积有厚薄不等的平行层理砂岩。
（3）卵石质砂岩
是一种厚度较大、显叠覆递变的砾质砂岩层。
▲每个递变层含砾下多上渐少。
▲砾石属再沉积组分，故有一定磨圆度（图23-7）。有时显优选方位；
▲在以砂为主的部分有时也见交错层理和泄水构造。
故这类岩石指示高密度重力流向牵引流和液化流转化的特征。卵石质砂岩也指示重力流水道沉积环境。
（4）颗粒支撑砾岩
以再沉积砾石为主，细粒充填孔隙，并构成颗粒支撑结构；随细粒物质增加可过渡为卵石质砂岩（相）。按组构特征可划分为紊乱砾岩层，反递变—正递变砾岩层、正递变砾岩层、具递变和叠瓦构造的砾岩层等四种微相。这四种再沉积砾岩厚度大，但不稳定，底面清晰，主要分布在内扇主沟道或非扇深重力流水道环境中。
（5）杂基支撑的岩层
杂基支撑的岩层由粉砂和粘土组成的杂基含量一般为25％～5％，可细分为杂基支撑砾岩、杂基支撑砂砾岩和杂基支撑砂岩等三种类型（图23-9），有时显递变现象，系水下泥石流沉积作用所致，反映扇根重力流水道环境。
（6）滑塌岩
滑塌岩是指泥砂混杂并具有明显同生变形构造的岩层（图23-10）。随着砂的减少，可过渡为具变形层理的页岩。系未完全固结的软沉积物，因重力滑动一滑塌沉积所致，广泛见于重力流沉积体系、斜坡脚根部的补给水道末端及主沟道，在重力流沉积物中普遍可见。
二、结构特征
从泥石流（碎屑流）→浊流，惟一或主要的搬运方式是悬浮和递变悬浮载荷搬运。
粒度基本特征是：
▲颗粒／杂基低，分选性很差～较好；
▲概率图：只有一条斜度不大的较平的直线或微向上凸的弧线。说明只有一个递变悬浮次总体，粒度范围分布很广，分选差。
▲C－M图：点的分布平行C－M线，属于粒序悬浮区，亦反映递变悬浮沉积为主的特点（图23-12）。
三、构造特征
重力流沉积物（岩）多样性→导致构造特征的复杂性。
●层理：无论那类重力流沉积物：
▲都是以递变层理或叠覆递变层理为其最主要的鉴定标志；
▲其次还有平行层理、波状层理、旋涡层理、滑塌变形层理等；
▲有时伴有少量反映牵引流水流机制的交错层理和斜波状层理。
●其它：
除层理类型外，诸如槽模、沟模、重荷模、撕裂屑、旋涡层、变形砾、直立砾、漂浮砾、液化锥、液化管、碟状构造、水下岩脉和水下收缩缝等特殊构造类
型，分布虽然并不普遍，但一旦出现就具有良好的指相性（表23－3）。除指示深水环境的实体化石（如有孔虫、放射虫、钙质超微化石）外，深水的遗迹化石（如平行层理的爬迹、网状迹和平行潜穴等）更具有良好的指相性。
●微观下所见的再沉积组分，诸如破碎鲕粒、化石碎片、晶体碎屑和植物屑以
及泥晶包壳等，都在一定程度上反映重力流沉积作用。
§23-3 浊积岩的相模式一、海底扇相模式
非典型浊积岩相模式（如海底扇相模式）。
1．补给水道(或海底狭谷)
主要作用是将砂砾泥组成的重力流沉积相输送到深水环境中去。高密度重力流具有侵蚀下切作用，使水道或峡谷不断向海底延伸。
2．内扇或上部扇亚相
于大陆坡根部的峡谷出口。
▲斜坡脚—滑塌层和紊乱层的泥石流、碎屑流沉积；
▲水道向下，依次泥石流、碎屑流沉积（紊乱砾岩层、反粒序至正粒序砾岩、有层理砾岩等）。
▲水道堤或阶地外缘—不同序次的典型浊积岩(漫溢)。
▲沉积物分布严格受地形的控制，特别是砾岩更严格地受水道的限制。
深可达100～150m，宽有2～3km。水道迁移、加积，可使浊积岩更宽、更厚。←┘
3．中扇或中部扇亚相
于内部扇外和外部扇内，
▲常呈叠覆舌状体，突出地貌特征是辫状分支水道发育。
宽300～400m，深＜10m ←┘
▲辫状分支沟道—以卵石质砂岩(或含砾砂岩)和块状砂岩为主(可连续出现，∵水道迁移、加积)，时见颗粒流和液化流沉积。
▲辫状分支沟道间—以漫溢沉积不同序列(B-E，C-E)的典型浊积岩分布为特征。
4．外扇或下部扇亚相
与中扇亚相无水道部分相接，地形平坦，基本无水道，沉积物分布宽阔而层薄，典型沉积是C-E和B-E序列的末稍相典型浊积岩和深水泥页岩。
5．深海平原相
以具有填平低洼但不爬高的低密度底流沉积为特点，故除局部因填平加厚外，在深海平原广阔面积上以远积典型浊积岩为特征。厚度很稳定，有的薄粉砂层可以侧向追踪几十至数百千米。
6．深切扇
指深切湖底扇叶表面形成的沟道，重力流在低洼处形成小型“深切扇”。
▲形成的沟道型浊积岩是一种与周缘沉积相反常的相类型，其包裹在暗色泥页岩中的浊积岩体含油气潜力很大。
7．海底扇推进式相层序
为变厚变粗相层序。如果扇的补给来源渐趋中断或发生海进，此时有可能出现向上变薄、变细层序。
二、湖底扇相模式
渤海湾下第三系有较发育的扇相浊积岩，相模式和垂向层序为推进式复合叠置的向上变厚、变粗层序。有几个C－U层序就大致反映了有几个“扇叶”的叠加，其特点是：
▲扇相砂体、砂砾岩体与深水泥页岩间互。
▲每个“扇叶”平面呈扇形，横剖面呈顶平底凸状，纵剖面或放射方向剖面呈楔状。
▲根部→扇缘岩相带：补给水道→上部扇（或内扇）→中部扇（或中扇）→外部扇（或扇缘）→盆地平原（可有深切水道）。
▲相应的岩石类型为：颗粒支撑或杂基支撑的砾岩、有序或无序砂砾岩→卵石质砂岩或块状砂岩→典型浊积岩。
▲总变化趋势：沟道浊积岩减少，典型浊积岩增加，这是一个连续的变化过程。
三、海沟相模式
海沟型浊流沉积早有报导，诸如美国中部阿巴拉契亚山脉中的奥陶统马丁斯堡组浊积岩、美洲西海岸科迪勒拉山边缘带不同时代的浊积岩，横贯欧亚洲的阿尔卑斯一喜马拉雅山脉的特提斯海不同时代的浊积岩等。较为明确并在油气勘探中取得良好效果的是美国文图拉盆地上第三系海沟浊积砂岩的研究成果（许靖华，1980）。文图拉盆地上新统一更新统主要有四种岩石类型：泥岩相、砾岩相、递变砂岩相、薄层砂岩相。它们分别形成于盆地斜坡、海底峡谷或扇、海沟、盆
地侧翼或陆隆环境中。特别强调，海沟递变砂岩相形成于海底狭谷或海底扇浊流的拐弯，是沉积物重力流沿盆地长轴纵向搬运、沉积造成的。最令人信服的是加拿大魁北克寒武系—奥陶系Cay－Enrage组中的具有阶地的辫状海底水道砾质
沉积。它由厚约270m的卵石砂岩和块状砂岩组成，恢复后的水道深约300m，宽约10km，水道沿平行大陆斜坡脚的凹槽方向延伸。
其中有八种岩相类型：
①粗砾岩：
②具粒序层理的细砾岩和卵石质砂岩；
③显粒序的组砾岩和卵石质砂岩：
④粒序细砾岩、卵石质砂岩和具有液体溢出的砂岩：
⑤非粒序交错层细砾岩、卵石质砂岩和砂岩；
⑥缺少构造的卵石质砂岩和砂岩；
⑦砂和粉砂质浊积岩；
⑧深水页岩。
这八种岩相类型归纳为粗粒沟道、叠覆冲刷粗砂岩和非沟道沉积的三种相组合。图23－17（a）指示由于水道侧向加积形成主向道和次要沟道的叠加作用，以向上变薄、变细层序为主：图23－17（b）指示了水道迁移到阶地上，形成向上变厚、变粗的层序二依此类推，由于构造因素导致水道迁移、充填乃致废弃，从而分别形成变厚、变粗和变薄、变细等复杂层序类型。图23－17（a）指示由于水道侧向加积形成主向道和次要沟道的叠加作用，以向上变薄、变细层序为主：图23－17（b）指示了水道迁移到阶地上，形成向上变厚、变粗的层序二依此类推，由于构造因素导致水道迁移、充填乃致废弃，从而分别形成变厚、变粗和变薄、变细等复杂层序类型。20世纪70年代初期，陆续出现对我国东部一些中、新生代断陷湖盆中沟道状浊积砂体的报导。如在辽河凹陷早第三纪的西斜坡上，在边界大断层不远有一条与之平行但倾向相对的一条断层，两者构成狭长的断沟，岸上洪水重力流到此后不能向西扩张，而是沿断沟南北流动。断崖上可能有多个沉积物重力流供给点，形成的沉积物呈狭长条、带状沿边界断层分布，岩性具有递变构造的杂乱砂泥砾混杂沉积（吴崇筠，1986），形成非典型淘道浊积岩相。类似的例子，如东濮凹陷下第三系西部斜坡带沙三段拐弯重力流水道沉积（姜在兴等，1988）和沿中央隆起带西侧断沟中分布的轴向重力流水道沉积（赵澄林等，1988）。这种水道型浊积岩的基本特征如下。
1. 相标志
深湖相暗色泥岩、页岩中夹有卵石质砂岩、块状砂岩、颗粒支撑砾岩、杂基支撑砂砾岩。滑塌变形构造十分发育，有时也见典型浊积岩。暗色泥页岩中普见深水介形虫化石和古网状迹和网状迹等遗迹化石。砂岩的粒度概率图和C－M图
均表现以递变悬浮和悬浮总体沉积为主。
2. 相层序
以向上变厚、变粗层序最为发育，反映重力流的逐渐加强和多次事件的叠加，有时是由于水道迁移所致。
3. 相模式
湖槽型的重力流沉积可划分为水道和漫溢两个亚相。前者又可划分为水道轴和点坝两个微相，后者又可划分为近漫溢和远漫溢两个微相。水道亚相以卵石质砂岩、块状砂岩、平行层理砂岩沉积为特征，漫溢微相以典型浊积岩沉积为特征。4．石油地质意义槽状或沟道型浊积岩体在平面虽不均一带状、剖面呈透镜状分布的砂砾岩体，可能成为有利的含油气储集体。例如东濮凹陷西部的胡状集油田和中央隆起带的文东气田、桥口气田，均为重力流水道浊积岩储油和储气，油气的有利储集层受沟道浊积岩的岩性和岩相的控制。
第十八章重力流沉积及沉积相 第一节概述 一、浊流理论的意义 浊流理论的提出，可算作碎屑岩研究的一场大革命（Walker,1973）。明确提出浊流和浊流岩概念的是Johnson（1938），里程碑是1950年Kuenen and Migliorini的文章《浊流是形成递变层理的原因》以及1962年鲍玛发现鲍玛层序。浊流理论解释了许多以前无法解释的现象，更找到了丰富的油气。一方面，人们认识到深海（湖）中沉积的碎屑物质是由高密度浊流搬运和堆积，因而消除了认为砂泥间互的复理石沉积是由构造垂向频繁活动而引起深水和浅水交替沉积的产物的简单结论；另一方面，浊流理论还能解释某些反常现象，打破了多年来占统治地位的砾石在岸边，泥质沉积在深水的重力分异作用的概念。 二、重力流简介 （一）浊积岩的广义概念 广义的浊积岩是泛指形成于各种深水沉积环境的各种重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总和。 水下沉积物重力流包括泥石流、颗粒流，液化沉积物流和浊流，这些我们已在前面的章节中学习过。在这里，浊流只是重力流的一种，这是浊流的狭义含义。 （二）重力流沉积作用简介 沉积物重力流物质可以来自峡谷长轴向岸的上端，也可来自短轴方向，又可以是多方向的。物质到达峡谷后，总是沿峡谷长轴下倾方向流动。在峡
谷下部，有部分最粗的砂砾沉积下来；到了峡谷出口处，由于它处于大陆斜坡到深海平原的转折处，因斜坡变缓，重力流速度骤减，大量碎屑物质在这里堆积下来形成扇状堆积体，称为海底扇；细的碎屑物质再向前搬运，在海底平原上扩散开来，形成宽广平坦的席状浊积层。可见，海底峡谷→海底扇→海底平原是重力流搬运所经的途径，也是它的不同沉积场所。 总之，无论是在海洋还是在湖泊中，重力流都是沿水下斜坡或峡谷流动的、含大量砂泥并呈悬浮搬运的高密度底流。也就是说，重力流与一般水流不同，它是含大量泥、砂、砾石等碎屑物质的高密度流，这些物质呈悬浮态搬运，在密度比它低的水体之下流动，而且流速很大，这是一种非牛顿流体。 第二节沉积物重力流形成的基本条件和类型 一、形成条件 形成沉积物重力流一般需具备如下条件： （一）足够的水深 足够的水深是重力流沉积物形成后不再被冲刷破坏的必要条件。一般认为，重力流沉积的水深是1500～1800m。最小水深80～100m。但无论何种沉积环境、水体深度的大小如何，沉积物重力流的形成深度必须在风暴浪基面以下。 （二）足够的坡度角 足够的坡度角是造成沉积物不稳定和易受触发而作块状运动的必要条件。一般认为，最小坡度角为3～5°。我国中、新生代断陷湖盆陡岸或缓岸都有重力流沉积物形成。计算结果表明，形成重力流的最小坡度角为2～3°即可，只要重力流与湖水之间有足够密度差，就具备了形成重力流的充分条件。也就是说，重力流的密度对坡度有明显的补偿作用（Luthi，1981）
沉积相复习思考题 1、试述沉积相的基本概念及其涵义？ 2、试述相标志，种类及其在相分析中的应用？ 3、试述相序递变规律，及其在相分析中的应用？ 4、何谓相模式？并说明标准相模式的四种作用？ 5、何谓相层序？有几种主要类型？它们的产生原因？ 6、试述沉积相的分类、分类原则、及主要大相（相组）、相类型？ 7、试述陆相沉积的一般特征，及主要相类型？ 8、试述洪积相的一般特征、冲积扇的一般特征、亚相类型、沉积类型及沉积作用、四种常见的沉积类型及其与油气的关系（并能绘出冲积扇的平面相模式，纵、横剖面特征）？ 9、试述河流相概念、河流分类依据、和河流一般沉积特征、类型、亚相和微相类型？ 10、试述曲流河的相模式及相层序？试述辫状河的相模式和相层序？试述网状河的相模式及相层序？ 11、以曲流河的相层序为例，说明侧相加积作用和垂相加积作用？ 12、试对比辫状河与曲流河、网状河的沉积特征、相层序、相模式及砂体类型？ 13、试述三角洲概念，不同三角洲的一般特征、形成作用、主要类型？ 14、详述建设性三角洲一般特征、形成过程、沉积相模式及相层序，砂体类型与油气的关系？ 15、简述浪成三角洲和潮汐三角洲的形成作用及一般特征？ 16、简述扇三角洲一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？ 17、辫状河三角洲的一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？ 18、试述湖泊相的一般特征、主要类型、沉积相模式、相层序、主要亚相类型？ 19、试述湖泊环境的主要沉积体系，分布、形成作用，及其在地震勘探和测井分析解释中的应用？ 20、试述湖底扇的一般特征、亚相类型、相模式、相层序及其与油气的关系？
第二十三章重力流沉积及沉积相 第一节概述 浊流理论的提出，有的学者认为是碎屑岩研究的一场大革命（Walker l973）。这个概念的提出始于瑞士学者福雷尔（Forel,1887）对当时流入日内瓦湖的罗纳河的研究。冰川溶化携带大量的砂泥进入日内瓦湖后就不见了，他认为是因砂泥相对密度大，滑下去就成了浊流（当时又叫比重流）。戴利（Daly， 1936）引用了福雷尔的观察资料，探讨了海底的侵蚀作用，第一次强调了浊流是一种侵蚀作用很强的水下流，“密度底流是悬浮物在海底峡谷内形成，是陆棚内低水位时波浪的活动搅动了沉积物而发个的密度流，这些沉积物刻切大陆斜坡的峡谷”、奎恩和贝尔（Kuenen and BeIL I937）支持这一观点，并进行了一系列水槽实验，约翰逊（Johnson， 1938）称这种性质的水流为浊流。1961年鲍玛（Bouma）对复理石沉积进行研究，并概括的总结出有名的鲍玛层序（1962），以此作为鉴定古代浊流沉积的重要证据，把递变层理解释为浊流成因，具有划时代的意义，从实验室到野外观察都得到了证实。从而人们认识到在深海（湖）中沉积的碎屑物质是由高密度浊流搬运和堆积的。过去把砂、泥间互的复理石沉积，看作是由构造垂向频繁活动引起的深水和浅水交替沉积的产物，这种简单结论现已消除。浊流理论还能解释某些沉积反常现象，打破了多年来占据统治地位的砾石在岸边、泥沉积在深水的重力分异作用的概念。含深水化石泥岩夹层中的砂岩也可用浊流概念解释，它是浅水沉积的碎屑物质破搬进深水环境中再沉积的结果。 近二十年来，随着科学技术的发展，大力开展海洋和湖泊的研究，对这些环境的沉积作用有了许多新的认识、从而大大地充实了对深水浊流沉积的看法，使浊流概念发展为沉积物重力流的概念。海洋沉积物重力流的形成：搬运和沉积的一般模式参看图21-1。 广义的浊积岩概念是泛指由各种重力流成因的沉积物所形成的沉积岩。水下沉积物重力流包括泥石流、颗粒流，液化沉积物流和浊流，在这里浊流只是重力流的一种类型，这是浊流的狭义含意。 沉积物重力流物质可以来自狭谷长轴向岸的上端也可以来自短轴的两侧，又可以是多方向的。物质到达狭谷以后，总是沿狭谷长轴下倾方向流动。在狭谷下部，有部分最粗的砂砾沉积下来；到了狭谷出口处，由于它处于大陆斜坡到深海平原的转折处，因坡度变缓重力流速度骤减。大量碎屑物质在这里堆积下来形成扇状堆积体，称海底扇；细的碎屑物质再向前搬运，在海底平原上扩散开来，形成宽广平坦的席状浊积层。可见，海底狭谷、海底扇、海底平原是重力流搬运所经的途径、也是它的不同沉积场所。 总之，无论是在海洋还是在湖泊中，重力流都是沿水下斜坡或狭谷流动的、含大量砂泥并呈悬浮搬运的高密度底流。也就是说重力流与一般水流不用它是含大量泥、砂、砾石等碎屑物质的高密度流，这些物质呈悬浮状搬运在密度比它低的水体之下流动，而且流速很大，这是一种非牛顿流休。 特别值得提出的是1983年9月和10月在咸阳和南宁分别召开了两个全国性的重力流学术会议，这是我国建国以来举行的第一次沉积物重力流学术专业讨论会。以后，在陆续召开的 317
沉积体系总结 一、冲积扇沉积物特征和垂向序列 1、近端沉积物最粗，块状构造发育；扇中砂、砾交错出现，重力流和牵引流共存；远 端牵引流更为丰富，各种交错层理的砂岩常见。 2、进积型——反粒序；退积型——正粒序。 二、河流 1、高度弯曲的曲流河的内部构成包括： ①河道充填组合：底部滞留沉积、点坝及流槽和流槽坝沉积 ②河道边缘组合：天然堤、越岸沉积、决口扇及决口河道 ③泛滥平原组合：泛滥平原、沼泽、泛滥平原小型湖及废弃河道 注意：①河道充填在河流体系中是最粗、砂质含量最高的地方；为冲刷面之上的泥砾、树干等；中——大型槽状交错层理②点坝是曲流河的特色，位于曲流河的凸岸，向河心凸出；点坝的侧向可以形成“S”型的侧向加积层理——曲流河的特征沉积构造③流槽及流槽坝是在洪水期主流线取直后在点坝表面作用的结果④河道边缘组合包括：天然堤、决口扇、决口河道及越岸沉积 2、辫状河也可以分为三个内部构成： ①河道充填：纵、侧及横向坝，其中纵向坝最常见；横向把最典型，是辫状河沉积 的特征——垂直水流方向是众多透镜体的相互叠置，平行水流方向是众多大型底形 的逐渐进积②河道边缘：因河道经常迁移，因此天然堤不发育③泛滥平原沉积 缺乏④正粒序 3、网结河的内部构成： ①河道充填组合：宽/深比小，河道稳定，因此充填砂体厚且窄②河道边缘：植 被密集，厚层泥炭，呈上凸状（网结河成因？）③河道间湿地：被天堤包围，占 网结河地区的60%-90%，有沼泽、泥炭沼泽、小型湖泊等 三、三角洲 1、河控三角洲 ①三角洲平原：分流河道及越岸沉积（天然堤、决口扇、决口河道以及分流间湾） ②三角洲前缘：河口沙坝、水下堤及水下分流河道 ③前三角洲 重点：前三角洲——三角洲前缘：反粒序；三角洲前缘——三角洲平原：正粒序 2、扇三角洲：平原相包括：重力流沉积体系及辫状河道充填、越岸沉积及洪泛平原、 沼泽沉积；前缘相包括：近端河口坝和远端河口坝及浅水重力流沉积 四、碎屑滨岸沉积体系 1、海滩面体系：重矿物等沉积砂矿主要分布于前滨的冲洗带；风成沙丘；破浪带和碎 浪带可见新月形大型波痕，横截面显示为大型交错层理 对于最容易保存下来的进积型海滩面体系而言，由下向上粒度变粗，生物扰动减弱，浪成沉积构造增多，分选变好 2、潮坪体系内部构成： ①潮道沉积：潮间带及潮下带常见；由海向陆，泥质含量逐渐降低，且潮道逐渐 弯曲分叉；一般具羽状交错层理和再作用面 ②潮下带沉积：以砂质为主，主要由潮道中的沙坝和浅滩沉积物构成；能量强大！ ③潮间带沉积：潮坪由砂坪逐渐过度到泥坪，具羽状交错层理、再作用面及冲刷 构造 显示为正粒序！
第二十三章重力流沉积及沉积相 §23-1 沉积物重力流形成的基本条件和类型 一、形成条件 ●沉积物重力流属于非牛顿流体，其搬运和沉积作用不服从牛顿内摩擦定律。 ●重力流搬运的驱动力——主要是重力；因此沉积物重力流属于再搬运沉积体 系， ●它的发生地点——主要是海底或湖底的斜坡地带。 沉积物重力流的形成条件 1．足够的水深 ——是重力流沉积物形成后不再被冲刷破坏的必要条件。 ▲一般认为1500～1800m，最小水深100m（Klein认为是80m）。 最深达8000m（美国加利福尼亚岸外蒙特里深海扇）。 ▲足够的水深是相对的，海洋与湖泊有较大差异。 ▲其形成水深必须在风暴浪基面以下。 2．足够的坡度角 是造成沉积物不稳定和易受触发而作块体流运动的必要条件。 ▲一般认为，最小坡度角为3°～5°。但密西西比河三角洲的海底滑塌坡度角仅有0.5°； ▲重力流的密度对坡度有明显的补偿作用（Lüthi，1981）。 我国中、新生代断陷湖盆陡岸或缓岸都有重力流沉积物形成。计算结果表明，形成重力流的最小坡度角2°～3°即可，只要重力流与湖水之间有足够密度差，就具备了形成重力流的充分条件。 3．充沛的物源 ——是形成沉积物重力流的必要条件。洪水注入的碎屑物质 火山喷发的喷溢物质沉积物重力流物质来源 浅水的碎屑物质 碳酸盐岩物质物源成分——决定重力流沉积物类型。
随物源成分的变化，重力流沉积物类型也有规律地变化，如陕西洛南上张湾罗圈组重力流沉积物： 上部的浊流碳酸盐减少 下部的碎屑流和颗粒流陆源碎屑增多 4．一定的触发机制 ▲重力流沉积物的形成——属于事件性沉积作用。 ▲起因于一定的触发机制 洪水 地震 海啸 在巨浪等阵发性因素风暴潮 火山喷发直接或间接诱发下块体流除洪水密度流直 接入海或入湖外，大多数斜坡带沉积物→必须达一定厚度和重量→经滑 动、滑塌等触发机制→才能形成大规模沉积物重力流。 二、基本类型 1．海相沉积物重力流米德尔顿等(Middleton and Hampton，1973，1976)按支撑机理把沉积物重力流→泥石流(或碎屑流)、颗粒流、液化沉积物流和浊流4个类型。 ●纳丁等(Nardin et al.，1979；kruit l975)认为，无论陆源碎屑型或内源碳酸盐 型沉积物重力流，从岩崩、滑坡、块体流到流体流，在力学性质上均可构成弹性、塑性、粘性块体运动过程的连续统一体。 将沉积物重力流划分为： ●泥石流——水和粘土杂基支撑的块体流； ●碎屑流——含水的砾石级碎屑碰撞和杂基联合支撑的块体流； ●颗粒流——含水的砂级颗粒碰撞支撑的块体流和流体流； ●液化沉积物流——超孔隙压力支撑砂级颗粒的流体流； ●浊流——水、泥、砂等近于均匀混合由湍流支撑的浑浊流。 它们是统一机制下的连续统一体，是沉积物重力流不同阶段的演化产物。2．陆相沉积物重力流从不同角度可归纳如下各种类型（据赵澄林等，1988）：1）按物源：陆源碎屑型、碳酸盐碎屑型、火山碎屑型。2）按机制：洪