第2章 沉积岩的形成及演化 搬运

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1、沉积岩与沉积相朱世发联系方式：E-mail:sfzhu@cup.edu.cn;Tel：89733901；地质楼1106办公室中国石油大学（北京）地球科学学院第二章沉积岩的形成及演化剥蚀搬运区沉积区区搬运沉积后作用原始物质沉积物沉积岩沉积原始物质形原始物质的搬运和沉积后作成阶段沉积阶段用阶段第二章沉积岩的形成及演化•第一节母岩的风化作用—沉积岩最原始物质的形成•第二节碎屑物质的搬运和沉积作用•第三节溶解物质的搬运和沉积作用•第四节沉积后作用及其阶段的划分第二节碎屑物质的搬运和沉积作用一、牵引流和重力流的概念二、

2、碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用三、碎屑物质在海湖水体中的搬运和沉积作用四、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用五、碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用六、正常沉积作用和事件沉积作用一、牵引流和重力流的概念两种搬运动力•牵引流（TractionCurrent）符合牛顿流体定律使碎屑物质作牵引运动的流体。其搬运机制是流体动能拖拽牵引沉积物一起运动。如含有少量碎屑物的水流（河流、海流、波浪流、潮汐流等）和大气流等。•重力流（GravityFlow）在重力作用下发生流动的弥散有大量沉积物的高密度流体。相关概念1）牛顿流体和

3、非牛顿流体–内摩擦定律•在温度不变的条件下，粘滞切应力与流速梯度是直线关系，动力粘滞系数始终保持一常数。牛顿流体：服从内摩擦定律——牵引流非牛顿流体：不服从内摩擦定律——沉积物重力流2)两种流动型态——层流与紊流/湍流/涡流•层流:流体质点平行线状缓慢流动，彼此不相掺混。•紊流:充满旋涡的急湍的流动，流速大小和流动方式随时间变化，流体质点运动轨迹极不规则，彼此掺混。层流紊流3)雷诺数（Re,Reynoldsnumbers）层流和紊流的定量判别标准–惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的流动状态•Re＝惯性力/粘

4、滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μv速度Re＝1±层流d颗粒直径ρ水的密度Re＝1～40临界流μ水的粘度Re>40紊流4）缓流、急流和佛罗德数（Fr）明渠水流按流动强度：急流、缓流和临界流三种流态。定量判别标志为佛罗德数（Fr，Froudenumber）：Fr＝惯性力/重力＝（V2/L）/g＝V2/（Lg）——标志惯性力与重力之间的关系描述流体的运动强度明渠水流河流、湖泊、海洋中的牵引流——无压流4）缓流、急流和佛罗德数（Fr）明渠水流按流动强度：急流、缓流和临界流三种流态。定量判别标志为佛罗德数（Fr，F

5、roudenumber）：Fr＝惯性力/重力＝（V2/L）/g＝V2/（Lg）Fr＜1：缓流，水深流缓——下部流动体制，低流态Fr＝1：临界流，过渡流态Fr＞1：急流，水浅流急——上部流动体制，高流态2006年2月17日菲律宾泥石流甘肃舟曲泥石流，2010年08月11日牵引流与重力流的区别类别牵引流重力流密度低高（>1.08，海水比重）水动力学机制地形、潮流或风重力液固相分明不分搬运介质流水沉积物搬运动力推力、负荷力重力搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动搬运物质碎屑物质、溶解

6、物质碎屑物质为主沉积作用流速、能量减小能力减小转化或稀释沉积环境地形变化较小山前或斜坡及其下游方向沉积构造各种类型层理粒序/递变层理第二节碎屑物质的搬运和沉积作用一、牵引流和重力流的概念二、碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用三、碎屑物质在海湖水体中的搬运和沉积作用四、碎屑物质在空气中的搬运和沉积作用五、碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用六、正常沉积作用和事件沉积作用二、碎屑颗粒在流水中的搬运和沉积作用1、搬运方式（1）推移搬运滚动+跳跃—悬浮推移载荷（2）悬浮搬跳跃运—悬移载荷滚动载荷：流体中被搬运的沉积物，也叫

7、负载，负荷。2、机械沉积作用¢静水条件下，可用斯托克实验公式表示：2(d-d)12前提：静水、层流、室温V=gr2r<0.1mm9μ假设：颗粒为球形V——下沉速度（cm／s）;d——颗粒密度1d——水介质密度;µ——水介质粘度（20℃时为0.01cp）2g——重力加速度（980cm/s2）;r——颗粒半径，cm¢如果水体流动沉积/搬运/侵蚀：考虑到实际启动速度与继续搬运速度两条曲线：尤尔斯特隆图解开始搬运曲线搬运和沉积的决定因素继续搬运曲线——粒径和流速三个区：侵蚀区侵蚀区，搬运区和沉积区三个段：搬运区沉积区

8、砾级难搬易沉山区d>2mm，V开大，V继大，ΔV＝V开—V继，小。粉砂和泥级易搬难沉深水d<0.01mm，V开大，V继很小，ΔV很大，砂级易搬易沉跳跃分布碎屑物质在流水中侵蚀、搬运、沉积和流速的关系（据尤尔斯特隆，1936）最广0.1～2mm，V开最小，V继中等，ΔV不大。不同粒度的沉积物在不同流速的介质中，表现为搬运或者沉积状态。3、碎屑物质在流水搬运过程中的变化•矿物成分（化学稳定性）不稳定组分