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1、浊流沉积研究综述和展望第32卷第6期2OO4年12月煤田地质与勘探C0ALGE0【oGY&EXPl0RATION文章编号:1001—1986(2oo41o6-ooo1.04浊流沉积研究综述和展望饶孟余,钟建华,赵志根,严家平,唐修义(1.石油大学地球资源与信息学院,山东东营257061;2.安徽理工大学,安徽淮南232001)摘要:浊流理论的建立具有划时代的意义.浊流沉积的研究已经进行了半个多世纪,从理论到实践都取得了巨大的进展.本文首先讨论了浊流及其相关的几个概念,同时概述了浊流沉积的国
2、内外研究历史和进展,重点介绍了浊积岩的识别标志及其沉积序列,指出下一步研究的重点应放在陆相湖泊浊流沉积及其含矿性上.关键词:浊流;沉积物重力流;浊积岩;沉积序列中图分类号:P588.2文献标识码:A1引言地质学中长期令人迷惑不解的海底峡谷的成因,深水环境中大套陆源粗碎屑沉积及递变层理的成因等问题,直到上个世纪50年代浊流的发现及其理论的建立,才使地质学家们成功地解释了这一现象.浊流理论的建立是沉积学界的一场革命,具有划时代的意义,它极大地改变了人们研究沉积岩传统的思想模式,大大地丰富了沉积学研究领
3、域.半个多世纪以来,人们对浊流沉积的特征,成因机制,触发条件和分布规律等方面进行了深入的研究,取得了很大的进展,认识水平也有了长足的进步.时至今日,浊流沉积的研究,特别是浊积岩与油气关系的研究仍然是沉积学研究的热点.本文在参阅大量有关文献的基础上,拟对浊流沉积国内外研究现状进行简要回顾和展望.2浊流及其相关的几个概念2.1浊流浊流(turbiditycurrent)是沿水下斜坡或峡谷流动的,携带大量泥砂的高密度底流,是重力流的一种特殊形式,沉积物主要由流体湍流的向上的分力支撑.I_owe(1979
4、,1982)依据流体流变学(流体对塑性体)特征,认为浊流应为一种流体态流(fluidalflows)乜].同时,根据浊流中沉积物粒度,颗粒浓度和沉积物支撑机制将浊流分为3类:a.低密度浊流(Lowdensityturbiditycurrent),浊流中所含的沉积物颗粒粒度群多为细粒级的泥,粉砂,细砂和中砂,沉积物主要由湍流支撑而与颗粒浓度无关;b.砂质高密度浊流(Sandyhigh—densityturbiditycurrent),沉积物为含粗砂至细砾级,同时也含泥,粉砂和中细砂,支撑机制是湍流和
5、阻碍沉降的力;c.砾质高密度浊流(GraveUvhighdensityturbiditycurrent),沉积物中含有细砾到巨砾,同时也还含有泥,粉砂和砂,因而各种支撑机制都有,但以分散应力和基质浮力为主,并且颗粒浓度要求较高,大于20%～30%时才稳定.实际上Lowe的浊流中包含了全部沉积物重力流的支撑机制,所以,对于这一划分方案有些学者,如G.Shanmugam就提出了不同的看法,他认为,从流变学特征来看,高密度浊流实际上是一种碎屑流,因为它具有塑性流变学特征,而非浊流的流体流变学特征,它是一
6、种介于粘性碎屑流与非粘性碎屑流之间的一种流体,因而他建议称高密度浊流为砂质碎屑流(Sandydebrisflow)J.2.2沉积物重力流随着科学技术的发展以及海洋和湖泊研究的深入,特别是通过大量的现代沉积,野外露头和岩心观察,以及水槽模拟实验,对浊流的流动机制和沉积作用有了许多新的认识,从而大大地充实了对深水浊流沉积的看法,使浊流概念发展成为沉积物重力流(Sedimentgravityflow)的概念.但是长期以来,关于沉积物重力流的划分方案一直存在争议,G.V.Middleton和M.A.Ham
7、pron(1973,1976)发表文章指出:沉积物重力流(Sedimentgravityflow)是指沉积物或沉积物与水的混合物在重收稿日期:2(104-02.13作者简介:饶孟余(1967一),男,安徽全椒人,石油大学博士生,从事储层沉积学及油气地质综合研究?2?煤田地质与勘探第32卷力作用下,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(Turbiditycurrent):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(Lique.f
8、ledorfluidizedflows):沉积物由粒间逸出的向上运动的流体支撑;c.颗粒流(Grainflows):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(Debrisflows):沉积物中较粗颗粒由基质支撑,基质是较细的沉积物与孑L隙内流体的混合物,它有一定的屈服强度….Lowe(1979,1982)根据流体的流变学特征将沉积物重力流划分为流体流(fluidalflow),液化流(1iquifiedflow)和碎屑流(debrisfl
