Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Этот турбидит из девонских песчаников Becke-Oese в Германии является примером месторождения, образовавшегося в результате гравитационного потока наносов. Обратите внимание на всю последовательность Баума .

Осадка поток силы тяжести является одним из нескольких типов отложения транспортных механизмов, из которых большинство геологов признают четыре основных процессов. Эти потоки различаются по их доминирующим механизмам поддержки наносов [1] [2], которые может быть трудно различить, поскольку потоки могут переходить от одного типа к другому по мере того, как они развиваются вниз по склону. [3]

Механизмы поддержки отложений [ править ]

Гравитационные потоки наносов представлены четырьмя различными механизмами удержания зерен в потоке во взвешенном состоянии.

  • Поток зерна - зерна в потоке удерживаются во взвешенном состоянии за счет взаимодействия зерна с зерном, при этом жидкость действует только как смазка. По существу, столкновения зерна с зерном создают дисперсионное давление, которое помогает предотвратить выпадение зерен из суспензии. Хотя потоки чистых зерен являются обычным явлением в наземных условиях на скользких поверхностях песчаных дюн , в субаквальных условиях они встречаются редко. Однако взаимодействие зерна с зерном в потоках с высокой плотностью мутности очень важно как способствующий механизм поддержки отложений. [4]
  • Сжиженный / псевдоожиженный поток - форма несвязных гранулированных веществ. Когда зерна в основании суспензии оседают, жидкость, которая вытесняется вверх за счет осаждения, создает давление поровой жидкости, которое может помочь приостановить зерна в верхней части потока. Приложение внешнего давления к суспензии инициирует поток. Это внешнее давление может быть вызвано сейсмическим ударом , который может превратить рыхлый песок в высоковязкую взвесь, как в зыбучих песках.. Обычно, как только поток начинает двигаться, возникает турбулентность жидкости, и поток быстро превращается в поток мутности. Говорят, что потоки и суспензии сжижаются, когда зерна оседают вниз через жидкость и вытесняют жидкость вверх. Напротив, считается, что потоки и суспензии псевдоожижаются, когда текучая среда движется вверх через зерна, тем самым временно приостанавливая их. Большинство потоков являются сжиженными, и многие ссылки на гравитационные потоки псевдоожиженных отложений на самом деле неверны и фактически относятся к сжиженным потокам. [5]
  • Селевой поток или селевой поток - зерна поддерживаются прочностью и плавучестью матрицы. Сели и селевые потоки обладают силой сцепления, что затрудняет прогнозирование их поведения с помощью законов физики. По существу, эти потоки демонстрируют неньютоновское поведение. [6] Поскольку селевые потоки и селевые потоки обладают силой сцепления, необычно большие обломки могут буквально плавать на поверхности бурового раствора внутри потока.
  • Течение мутности - Зерна взвешиваются турбулентностью жидкости в потоке. Поскольку поведение течений мутности в значительной степени предсказуемо, они демонстрируют ньютоновское поведение, в отличие от потоков с когезионной силой (т. Е. Селей и селей). [6] На поведение потоков мутности в подводных условиях сильно влияет концентрация потока, так как плотно упакованные зерна в потоках с высокой концентрацией с большей вероятностью будут подвергаться столкновениям между зернами и создавать диспергирующие давления в качестве поддерживающих отложений. механизм, тем самым удерживая во взвешенном состоянии дополнительные зерна. Таким образом, полезно различать токи мутности с низкой и высокой плотностью . [4] АЛавина снежного порошка - это, по сути, поток мутности, в котором воздух является поддерживающей жидкостью и взвешивает гранулы снега вместо песчинок.

Итоговые депозиты [ править ]

Диаграмма, показывающая селевой поток, течение мутности и тяговые процессы в одном гравитационном потоке наносов. Образовавшиеся отложения, которые некоторые геологи называют связанными обломками, демонстрируют черты всех трех процессов.

Описание [ править ]

Хотя отложения всех четырех типов механизмов поддержки наносов встречаются в природе, чистые зерновые потоки в значительной степени ограничены эоловыми условиями, в то время как субаквальная среда характеризуется спектром типов потоков с селевыми потоками и селевыми потоками на одном конце спектра, и токи мутности высокой и низкой плотности на другом конце. В подводных средах также полезно распознавать переходные потоки, которые находятся между потоками мутности и грязевыми потоками. Отложения этих переходных потоков упоминаются под разными названиями, некоторые из наиболее популярных - «пласты гибридных явлений (HEB)», связанные дебриты »и« пласты шлама ». [7] Снежные лавины и раскаленные лавины. (газовые потоки перегретого вулканического пепла) являются примерами течений мутности в неморских условиях.

  • Зерновые отложения характеризуются увеличивающимся увеличением размеров зерен ( обратная градация ) в слое. Это происходит из-за того, что более мелкие зерна в потоке падают между крупными зернами во время столкновений между зернами и, таким образом, осаждаются преимущественно в основании потока. [1] Хотя зерновые лавины присутствуют в наземных песчаных дюнах, потоки зерна в других местах встречаются редко. Тем не менее, слои с обратным градиентом, возникающие в результате процессов потока зерна, действительно образуют так называемые «тяговые ковры» в нижних интервалах некоторых турбидитов высокой плотности. [4]
  • Отложения сжиженного потока характеризуются особенностями обезвоживания, такими как тарельчатые конструкции , которые возникают в результате утечки жидкости в потоке вверх. [1] Как и потоки чистого зерна, потоки чистого сжиженного зерна редко возникают сами по себе. Однако процессы сжиженного потока очень важны, поскольку зерна в потоках мутности начинают оседать и вытеснять жидкость вверх. Эти тарельчатые конструкции и связанные с ними элементы, такие как водоотводные трубы, часто встречаются в турбидитах.
  • Отложения селевого потока характеризуются бимодальным распределением размеров зерен, при котором более крупные зерна и / или обломки плавают в матрице мелкозернистой глины. Поскольку илистая матрица обладает когезионной прочностью, необычно большие обломки могут плавать поверх илистого материала, составляющего матрицу потока, и, таким образом, в конечном итоге сохраняться на верхней границе пласта образовавшегося отложения. [1]
  • Отложения течения с низкой плотностью мутности (турбидиты) характеризуются последовательностью осадочных структур, называемой последовательностью Баума , которая является результатом уменьшения энергии в потоке (т. Е. Убывающего потока) по мере того, как поток мутности движется вниз по склону. [4]
  • Текущие отложения с высокой плотностью мутности характеризуются гораздо более крупным размером зерен, чем в турбидитах с низкой плотностью, при этом базальные части отложений часто характеризуются особенностями, которые являются результатом непосредственной близости зерен друг к другу. Таким образом, в нижних частях этих отложений обычно присутствуют признаки взаимодействия зерна с зерном (т. Е. Процессов потока зерен) и взаимодействия зерен с субстратом (т. Е. Тяга ). Полные последовательности Баума редки, и обычно видны только слои Баума A и B. [4]
  • Гибридные пласты событий (HEB), являющиеся переходными между грязевыми потоками и мутными потоками, характеризуются особенностями, указывающими как на несвязное (поддерживаемое турбулентностью), так и связное (поддерживаемое грязью) течение без разделительной границы между ними. В большинстве случаев они представлены текстурами с опорой на зерно, которые переходят вверх в пласте в текстуры с опорой на грязь. Нередки случаи, когда селевые потоки и грязевые потоки переходят вниз по склону в мутные потоки и наоборот. Кроме того, внутренние потоки могут переходить вверх от одного потокового процесса к другому. [7] [8]

Современные и древние примеры [ править ]

Современные и древние (обнаженные) примеры отложений, образовавшихся в результате различных типов гравитационных потоков наносов.

  • Зерновые потоки (песчаные лавины) на скользких поверхностях песчаных дюн в Келсо в пустыне Мохаве , Калифорния.

  • Сохранившиеся в обнажении тарельчатые структуры в отложениях ( Bouma A, Lowe S3) древнего потока жидких наносов.

  • Селевые потоки заполняют овраг после сильных штормов 2010 года в Ладакхе в Гималаях .

  • Отложения селевого потока в обнажении, демонстрирующие свободно плавающие крупные обломки, взвешенные в глинистой матрице.

  • Порошок снег лавинный является формой тока мутности , где воздух поддерживающей жидкость.

  • Мелкозернистые турбидиты в обнажении, демонстрирующие слои Bouma BD, отложенные течениями низкой плотности .

  • Турбидиты высокой плотности ( Bouma A, Lowe S1) врезаются в турбидиты низкой плотности, горы Топатопа , Калифорния.

Значение [ править ]

Гравитационные потоки наносов, в первую очередь потоки мутности, но в меньшей степени сели и грязевые потоки, считаются основными процессами, ответственными за отложение песка на глубоководном дне океана. Поскольку бескислородные условия на глубине в глубоких океанах способствуют сохранению органического вещества , которое при глубоком захоронении и последующем созревании за счет поглощения тепла может генерировать нефть и газ , отложение песка в глубоководных условиях океана может в конечном итоге соприкоснуться с нефтяными резервуарами и материнские породы . Фактически, значительная часть нефти и газа, добываемых сегодня в мире, находится в отложениях (резервуарах), возникающих в результате гравитационных потоков наносов.[9]

См. Также [ править ]

  • Последовательность Баума
  • Ток мутности высокой плотности ( последовательность Лоу )
  • Пирокластический поток
  • Турбидит
  • Ток мутности

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Миддлтон, Г. В. и Хэмптон, Массачусетс (1973). «Гравитационные течения наносов: механика течения и отложения». Турбидиты и глубоководная седиментация . Тихоокеанская секция Общества экономических палеонтологов и минералогов. Краткие конспекты лекций, стр. 1–38.
  2. ^ Постма, Г. (1986). «Классификация отложений самотечных отложений на основе условий потока во время седиментации» (PDF) . Геология . Геологическое общество Америки . 14 (4): 291–294. Bibcode : 1986Geo .... 14..291P . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1986) 14 <291: cfsgdb> 2.0.co; 2 . Проверено 6 декабря 2011 года .
  3. Перейти ↑ Visher, GS (1999). Стратиграфические системы: происхождение и применение . 1 . Академическая пресса. 521. ISBN. 978-0-12-722360-5. Проверено 28 декабря 2011 года .
  4. ^ а б в г д Лоу, Д. Р. (1982). «Гравитационные потоки наносов: II. Модели осадконакопления с особым акцентом на отложениях потоков высокой плотности мутности». Журнал осадочной петрологии . Общество экономических палеонтологов и минералогов. 52 : 279–297. DOI : 10.1306 / 212f7f31-2b24-11d7-8648000102c1865d .
  5. Перейти ↑ Lowe, DR (1976). «Подводные потоки сжиженных и псевдоожиженных наносов и их отложения». Седиментология . 23 (3): 285–308. Bibcode : 1976Sedim..23..285L . DOI : 10.1111 / j.1365-3091.1976.tb00051.x .
  6. ^ а б Гани, MR (2004). «От мутного к прозрачному: простой подход к гравитационным потокам наносов и их отложениям» . Осадочная запись . Публикация Общества осадочной геологии SEPM. 2 (3 (сентябрь)): 4–8. DOI : 10,2110 / sedred.2004.3.4 .
  7. ^ a b Хотон, П., Дэвис, К., Маккаффри, В., и Баркер, С. (2009). «Отложения гибридных наносов самотеком - классификация, происхождение и значение». Морская и нефтяная геология . Эльзевир. 26 (10): 1900–1918. DOI : 10.1016 / j.marpetgeo.2009.02.012 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. Перейти ↑ Hampton, MA (1972). «Роль подводных селевых потоков в создании токов мутности». Журнал осадочной петрологии . 42 : 775–793. DOI : 10,1306 / 74d7262b-2b21-11d7-8648000102c1865d .
  9. ^ Веймер, П. и Линк, М. Х., ред. (1991). Сейсмические фации и осадочные процессы подводных вееров и турбидитовых систем . Springer-Verlag. 447 с.CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: extra text: authors list (link)