重力流沉积及沉积相的模式共61页
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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。
各种沉积相模式图冲积扇沉积模式图
重力流沉积相、山麓-洪积相等图片:
沉积相简图,
沉积相是指沉积环境以又在该环境中所形的沉积岩(物)特征综合。
完整的、准确的沉积相概念,包括两层含义:一是反映沉积岩的特征,二是揭示沉积环境。
沉积环境包括岩石在沉积和成岩过程中所处的自然地理条件、气侯状况、生物发育情况、沉积介质的物理化学条件等。
沉积岩(物)特征包括岩性特征(岩石成分、颜色、结构等)、古生物特征(古生物种属和生态)。
自然地理环境可分为大陆环境、海洋环境与海陆过渡环境。
大陆环境又可分为沙漠、河流、湖泊、冰川、沼泽等;海洋环境又可分为滨海、浅海、半深海、深海;海陆过渡环境可分为三角洲、泻湖等。
同理,沉积相也将可分陆相、海相和海陆过渡相这三大类型
层序地层学的剖面图
裂谷盆地模型
盆地边缘碳酸盐岩沉积相模式
层序地层学剖面分析
海相沉积环境示意图
深海浊积扇沉积模式+灰岩和泥岩的鲍玛序列
海底扇推进式相层序
礁体平面图用剖面图。
第9章--重力流沉积及沉积相第9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。
重力流、浊流、浊积岩的沉积模式以及相关的一些知识深水浊积扇与滑塌浊积扇是寻找隐蔽油气藏的重要场所,浊积扇砂体以其有利的生储盖组合条件成为油田最具潜力的勘探目标之一。
二、什么叫沉积物重力流、浊流、浊积岩?沉积物重力流(Sedimentgravityflow)是指沉积物或沉积物与水的混合物在重力作用下,顺斜坡运动形成流动,简称沉积物流,也称块体流。
按支撑沉积物的颗粒机制的差异,可分为4类:a.浊流,沉积物主要由流体湍流的向上的分力支撑;b.液化沉积物流,沉积物由粒lbJ逸出的向上运动的流体支撑;c.颗粒流,沉积物直接由颗粒与颗粒间的相互作用(碰撞或紧密靠近)所产生的分散应力支撑;d.碎屑流,沉积物中较粗颗粒由基质支撑,基质是较细的沉积物与孔隙内流体的混合物,它有一定的屈服强度。
四种主要的沉积物重力流(Middleton&Hampton,1973)浊积岩(turbidite)就是由浊流沉积作用而形成的岩石组合。
狭义的浊积岩(典型浊积岩)是指可以用Bouma序列描述的、由经典浊流沉积而形成的;广义的浊积岩是指形成于深水环境的各种类型重力流沉积物及其所形成的沉积岩的总称。
它既包括典型浊积岩,也包含不能用Bouma序列描述的岩系(通常所说的沟道浊积岩),如块状砾岩、块状砂砾岩、块状砂岩、或由顺坡的块体运动形成的一些滑塌堆积,甚至包括远洋泥页岩等。
沉积物重力流按流变学演化示意图(Donad.R.Lowe,1982)在自然界中出现的沉积物重力流,常常包含一种以上的机制,在不同的阶段有不同的表现,即使经典浊积岩也不能简单地理解为单一的湍流支撑和悬浮作用,其下部的块状段也包含隙间流体的向上流动和颗粒碰撞产生的分散应力支撑,而在沉积的后期阶段还有牵引作用。
而且这几类沉积物重力流在其流动过程中是可以互相转化的,最常出现的是向浊流转化,如碎屑流加水稀释、颗粒流加水和泥,液化流加水均可变成浊流。
所以,这4类沉积物重力流中以浊流最普遍。