重力流沉积
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重⼒流的概念及形成条件今天开始要介绍重⼒流沉积的相关知识,先来看看重⼒流的概念。
重⼒流是海洋或湖泊中,在重⼒的作⽤下,沿⽔下斜坡或峡⾕流动的,含⼤量泥砂并呈悬浮状态搬运的⾼密度底流。
从下图可以看到,重⼒流为通过海底峡⾕形成在⼤陆坡与洋盆之间的扇形体,也就是之前介绍过的陆隆区域,陆隆就是由⼀系列的海底扇相互叠合交叉形成的。
这⾥有个观点需要注意,重⼒流与牵引流的区别就在于,重⼒流中碎屑物是主动的、流⽔是被动的,碎屑物带着流⽔运动;⽽牵引流中碎屑物是被动的、流⽔是主动的,流⽔带着碎屑物运动。
同时,重⼒流是⼀种底流,底流就是在流体的底部运动,这也是由于它的密度⼤所造成的,属于其重要的特征之⼀。
下⾯来看看重⼒流的类型,按照流体的⽀撑机理主要可以分为4类:碎屑流、颗粒流、液化流和浊流。
碎屑流是以基质⽀撑,这⾥的基质⼀般是指粘⼟、细粉砂,从图中可以看到碎屑流中砾⽯是漂浮在粘⼟细粉砂杂基之中的;颗粒流是以颗粒为⽀撑的,依靠颗粒与颗粒碰撞流动。
液化流是以颗粒间的超孔隙压⼒⽀撑的,就是说颗粒与颗粒之间的流体压⼒⼤于上覆地层的压⼒,沉积物可以在其中流动。
浊流是由湍流⽀撑的,形成的岩⽯为浊积岩,具有鲍马序列。
再来看重⼒流的形成条件,主要有以下四点:1、重⼒流是在⼀定的滞⽔环境和⾜够的⽔深,为风暴浪基⾯之下,太浅会被风暴搅起再沉积;2、⾜够的坡⾓;3、充沛的物源;4、⼀定的触发机制,⽐如构造运动、洪⽔、地震、海啸巨浪、风暴潮和⽕⼭爆发。
今天先更新到这,下次讨论浊积岩的基本特征。
Ps:湍流是流体的⼀种流动状态。
当流速很⼩时,流体分层流动,互不混合,称为层流,也称为稳流或⽚流;逐渐增加流速,流体的流线开始出现波浪状的摆动,摆动的频率及振幅随流速的增加⽽增加,此种流体称为过渡流;当流速增加到很⼤时,流线不再清楚可辨,流场中有许多⼩漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。
这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线⽅向的分速度产⽣,这种运动称为湍流,⼜称为乱流、扰流或紊流。
文章编号:1000-0550(2011)04-0677-12①国家自然科学基金重点项目(批准号:40830314)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号:KZCXZ-YW-Q05-02)联合资助。
收稿日期:2010-03-30;收修改稿日期:2010-06-23重力流沉积:理论研究与野外识别①李林1,2曲永强1孟庆任1武国利1,2(1.中国科学院地质与地球物理研究所北京100029;2.中国科学院研究生院北京100049)摘要重力流沉积是(半)深海和深湖环境中一种重要的沉积现象,因此准确识别重力流沉积对恢复古代沉积环境具有重要意义。
从沉积物重力流的基本理论出发,介绍四类重力流沉积的特点和野外鉴别特征。
碎屑流沉积表现为颗粒大小混杂,底面平坦,板条状砾石平行层面排列;超高密度流沉积的砂岩呈厚层状或块状,砂岩内部经常出现较大砾石或泥岩碎片,泄水构造和液化构造常见,具逆粒序的颗粒流也属于超高密度流;高密度流沉积兼具超高密度流和浊流沉积的特点;鲍玛层序Ta-d 段是一次浊流事件的产物,但只有Ta 段为浊流沉积,Tb-c 段为牵引流沉积,Td 段为悬浮沉积。
在重力流发展过程中可出现各种流动转换。
底流和过路流对重力流沉积的改造也是一种普遍现象。
关键词沉积物重力流碎屑流浊流底流鲍玛层序第一作者简介李林男1986年出生硕士研究生大地构造与盆地分析E-mail :li.lin8611@gmail.com中图分类号P512.2文献标识码A自Kuenen 和Migliorini[1]的开创性工作以来,沉积物重力流的研究已进行了60年,其基础理论已发展的相当完善[2-7]。
然而,自20世纪90年代晚期,对沉积物重力流的研究遇到许多新问题[8 13],主要表现在以下几个方面:1)由于存在多种建立在不同标准之上的分类体系[3,5,11],造成不同研究者之间交流的障碍;2)对同一沉积现象存在概念性的偏差,如砂质碎屑流[8],超高密度流[11]和泥浆流[14],实际上指的是同一种流体;3)对一些重力流沉积现象的理论解释存在争论,如逆粒序的成因[15 18]、鲍玛层序Ta段的解释[4,6,9 11,19]、以及块状砂岩的成因[8,20 22]等。