沉积作业

浊流的成因及分类

摘要简要介绍了重力流的分类和演化以及浊流的两种形成机制(洪水+ 沉积物→浊流和滑塌沉积物+ 水→浊流) 和沉积动力学原理在该区建立了陆相湖盆浊流沉积模式,即洪水型浊流成因模式和滑塌型浊流成因模式。最后介绍了浊流的形成和发育条件。

关键词浊流洪水型滑塌型成因模式

Abstract This paper introduces the classification and evolution of gravity flow and turbidity of the two kinds of formation mechanisms (flooding +Sediment → turbidite and slump deposits sediment + water → turbidity) and sediment dynamics theory in the district established a continental lake turbidite sedimentary basin model in which genetic model of flood-type turbidite and slump-type turbidity genetic model. Finally the formation and development of the turbidity conditions.

Key words turbidity flood-type slump-type genetic model

1 浊流的概念及分类

浊流（turbidity current）是一种富含悬浮固体颗粒高密度水流,其密度大于周围海水,在重力驱动下顺坡向下流动。由悬浮沉积物扩散引起的一种含有大量泥沙，在重力作用下沿着盆地底部流动，形成的水下沉积物重力流或水下密度底流。两种不同密度流体的密度差异，是产生浊流的根本原因。浊流是含有大量悬浮物质，因而比重大（可达水密度的两倍左右），并以较高流速向下流动的水体。浊流中的悬浮物质是沙、粉沙、泥质物，有时还带有砾石。浊流发源在大陆架之上或大河流的河口前缘。

1.1沉积物重力流的演化

根据流体力学性质, 自然界的流体可分为重力流和牵引流两类。重力流是由流体密度差异而产生的重力驱动的流体, 属非牛顿流体牵引流则是惯性力所驱动的流体, 属牛顿流体川。洪庆玉认为重力流连续频谱变化, 从岩理学和岩类学的角度把重力流分为泥石流、碎屑流、颗粒流、液化流和浊流等五类。krishna将重力流分为以浊流为特征的牛顿流体和以碎屑流为代表的塑性流体两类。

1.2 低密度浊流与高密度浊流的划分

根据流体密度、砂级颗粒含量和驱动力的差异,浊流分为低密度浊流和高密度浊流 , 二者之间的划分标准不统一。高密度浊流和低密度浊流在流体的沉积环境、沉积物浓度、颗粒粗细等方面有明显的差异, 沉积形成的岩石在岩性、沉积结构、沉积构造以及沉积序列等方面都各不相同。许靖华认为, 低密度浊流是以水为主、沉积物为辅的洪水在湖相中形成的高密度浊流则是以沉积物为主、水为辅的海相浊流。lowe则指出, 低密度浊流由粘土、粉砂和细到中砂的质点在流体湍流作用下进行悬浮搬运, 以鲍玛序列的B段至E段为沉积特点；高密度浊流由

粘土到细砾石的宽广质点组成。shanmugam认为高密度浊流应当是砂质碎屑流,而不是浊流。

2 陆盆浊流成因模式

通过对现代浊流沉积作用的研究发现现代湖泊中存在两种浊流形成机制:洪水+ 沉积物→浊流和滑塌沉积物+ 水→浊流(许靖华,1980) 。基于上述机制和沉积动力学原理,笔者等对研究区浊流沉积微相的成因进行了研究总结,认为在该区存在洪水型与滑塌型两种浊流成因模式。

2.1 洪水型浊流成因模式

该模式与洪水+ 沉积物→浊流的形成机制相对应。在这种情况下洪水是主动的,它的动能很大,可以搬动小砾石,从而形成砾岩和砂岩的浊流沉积物。当山洪暴发时,近源山间洪水携带大量的风化剥蚀和垮塌的陆源碎屑物质在坡降较大的地区直接倾入湖盆,能冲刷侵蚀湖底形成水下河道,同时发生卸载(张荫,形成杂乱分布的砾、粗砂岩相浊积岩。随着水流继续向前流动,湖盆坡度变缓,洪水水流开始分散,但仍能冲蚀下伏沉积物形成分叉的辫状水道,快速堆积了块状和递变层理的砂砾岩相浊积岩。随着搬运距离的继续增加,洪水水流的能量逐渐损失,不再具备冲蚀湖底形成水道的水流强度,含有大量悬浮物质的强搅动洪水水流经悬浮沉降后形成反映低密度浊流沉积的具似鲍马序列的浊积岩。此时基本无水下河道形成,地形趋于平缓,并向湖盆方向逐渐过渡为湖相暗色泥岩沉积。研究区内发育的浊流沉积多属于此种模式,属陡岸的近岸(洪水) 浊积扇。

图1 洪水型浊流成因模式

2.2 滑塌型浊流沉积成因模式

该模式与滑塌沉积物+ 水→浊流的形成机制相对应。在深水环境中,重力作用的滑坡沉积物加水就可转变为砂质浊流。在湖盆斜坡带,三角洲前缘堆积体在阵发性因素作用下导致重力不稳,开始沿底床向下滑动,随后出现滑塌。滑塌体具有强侵蚀能力,可侵蚀湖盆底床,将泥质物质一起带走。这种滑坡沉积物加水就转变为砂质浊流(Shanmugametal. , 1991) 。浊流沿狭窄盆地轴向不断向前延伸

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最终在深水斜坡处或凹槽处沉积下来,形成滑塌浊流沉积体。在研究区西侧和西南部边缘多发育此类成因模式的浊积岩,近岸的陡坡明显控制了它们的分布。

图2 滑塌型浊流成因模式

2.3 浊流的形成和发育条件

从上述模式可见,研究区浊积岩的形成和发育具备以下因素:

(1) 古地理、古气候因素: 鄂尔多斯盆地上三叠世气候属干旱或半干旱类型,盆地沉积区与西缘老山物源区存在较大高差,母岩的风化剥蚀作用较强,物源供应充足,有利于与湖水存在密度差的季节性洪水的产生,从而形成浊流。

(2) 古湖平面变化因素: 足够的水深是湖相浊流沉积形成以及后期避免冲刷破坏的必要条件。浊流沉积在水动的环境中通常会被改造甚至遭受破坏,因此发育及保存浊流沉积的条件是静水环境,一般是在深水中。研究区浊流主要集中在湖泛期的长8 和长7 两段,长6 较少。长8 和长7 期湖平面较高,深湖相和半深湖相面积不断扩大,在近岸陡坡带甚至也形成了具深水环境的局部洼陷,为浊流的发育和保存提供了有利的条件。

(3) 突发性事件因素: 洪水及可能的风暴等阵发性触发机制与间接诱发的沉积物滑塌是研究区浊流形成的主要原因。除洪水引发的浊流直接进入湖盆外,其余多为湖盆边缘斜坡带沉积物积累到一定厚度,再经这些突发事件引起沉积物的滑动或滑塌。

(4) 古湖盆底床形态因素: 一定的湖盆底床坡度可以造成沉积物不稳定,从而易被触发向下作块体滑动。而底床的微地貌形态则在一定程度上影响了浊积岩的分布、结构特征及后期的沉积演化过程,本区滑塌浊积体岩性上的多样性和差异性就是受其控制的结果。

参考文献

1.卢龙飞等人，2006，鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组浊流沉积及成因模式，地球科学报27卷4期:303-309

2.李顺明,2005，低密度浊流的沉积成因及控制因素，油气地质与采收率，12卷4期

3.夏邦栋，普通地质学，北京，地质出版社，

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