Форма кровати
Форма пласта — это геологическая особенность , которая развивается на границе раздела жидкости и подвижного пласта в результате перемещения материала пласта потоком жидкости. Примеры рябь и дюны на дне реки . включают Формы пластов часто сохраняются в летописи горных пород в результате присутствия в условиях отложений . Формы пластов часто характерны для параметров потока, [1] и может использоваться для определения глубины и скорости потока и, следовательно, числа Фруда .
Инициирование пластических форм
[ редактировать ]Формы пластов повсеместно присутствуют во многих средах (например, речных, эоловых, флювиальных, дельтовых и глубоководных), хотя до сих пор ведутся споры о том, как они развиваются. Есть два отдельных, хотя и не взаимоисключающих, [2] модели инициации пласта: инициация дефекта и мгновенная инициация.
Инициирование дефекта
[ редактировать ]Теория дефектов предполагает, что турбулентные волны, возникающие в турбулентных потоках, [3] [4] осадок [5] что при осаждении возникают дефекты в несвязном материале. Эти отложения затем распространяются вниз по течению посредством процесса разделения потока, образуя таким образом пластовые поля. Считается, что происхождение дефектов связано с пакетами шпилек вихревых структур. [6] Эти когерентные турбулентные структуры создают коридоры увлечения на подвижном слое, образуя линии зерен, которые взаимодействуют с полосами с низкой скоростью, создавая агломерацию зерен. При достижении критической высоты зерен происходит отрыв потока по новой структуре. Осадки будут размываться вблизи точки присоединения и откладываться ниже по течению, создавая новый дефект. Таким образом, этот новый дефект вызовет образование другого дефекта, и процесс будет продолжаться, распространяясь вниз по течению, в то время как скопления зерен быстро превращаются в небольшие пласты.
Мгновенное инициирование
[ редактировать ]В целом, теория распространения дефектов играет большую роль при низких скоростях переноса наносов , поскольку при высоких скоростях дефекты могут быть размыты, и пластовые формы обычно возникают по всему пласту спонтанно. [7] [8] Вендитти и др. (2005) [7] : 1 сообщают, что мгновенное инициирование начинается с формирования узора штриховки, что приводит к шевронным формам, которые мигрируют независимо от структуры узора. Эта шевронная структура реорганизуется, образуя будущие линии гребней пластов. Вендитти и др. (2006), [8] : 1 на основе более ранней модели Лю (1957) предположил, что мгновенное инициирование является проявлением межфазной гидродинамической неустойчивости типа Кельвина-Гельмгольца между высокоактивным псевдожидким слоем осадка и жидкостью над ним. Кроме того, Вендитти и др. (2005) [7] : 2 подразумевают, что нет никакой связи между мгновенным инициированием и когерентными структурами турбулентного потока, поскольку пространственно- и временные случайные события должны фиксироваться на месте, чтобы создать узор штриховки. Более того, нет четкого объяснения влияния турбулентности на формирование пластов, поскольку пласты могут возникать и при ламинарных течениях . Важно отметить, что исследования ламинарно-генерируемых пластов использовали усредненные по времени условия потока для определения степени турбулентности , что указывает на число Рейнольдса в ламинарном режиме. Однако мгновенные процессы, такие как взрывы и сминания, которые нечасты при низком числе Рейнольдса, но все же присутствуют, могут быть движущими механизмами формирования пластов. Генерация пластов в ламинарных потоках до сих пор является предметом дискуссий в научном сообществе, поскольку, если это правда, это предполагает, что должны быть и другие процессы развития дефектов, отличные от того, который предложил Бест (1992). [6] : 1 Эта альтернативная модель развития пластов при низких скоростях переноса наносов должна объяснить возникновение дефектов и форм пластов в случаях, когда поток не является турбулентным.
Фазовые диаграммы пластов
[ редактировать ]Фазовые диаграммы или диаграммы устойчивости определяются как графики, показывающие режимы существования одного или нескольких стабильных донных состояний. Устойчивость слоя можно определить, когда форма слоя находится в равновесии и не изменяется во времени для одного и того же режима течения. Эту неизменность во времени не следует путать со статической морфологией или замороженным равновесием; напротив, пласт движется и приспосабливается к динамическому равновесию с потоком и переносом наносов для этих конкретных условий. Эти фазовые диаграммы [1] : 1 [9] используются для двух основных целей: i) для прогнозирования состояния пласта в известных условиях потока и переноса отложений и ii) в качестве инструмента для реконструкции палеообстановки на основе известного состояния пласта или осадочной структуры. Несмотря на большую полезность таких диаграмм, их очень сложно построить, что делает их либо неполными, либо трудными для интерпретации. Эта сложность заключается в количестве переменных, необходимых для количественной оценки системы.
Формы пластов против потока
[ редактировать ]Типичные однонаправленные формы пластов представляют собой определенную скорость потока, предполагая типичные отложения (пески и ил) и глубину воды, а диаграмма, подобная приведенной ниже, может использоваться для интерпретации условий осадконакопления . [10] с увеличением скорости воды график снижается.
| Режим течения | Форма кровати | Потенциал сохранения | Советы по идентификации |
| Ниже | |||
| Нижний самолет | Высокий | Плоские пластинки, почти полное отсутствие тока | |
| Следы пульсации | Высокий | Небольшие волнистости сантиметрового масштаба | |
| Песчаные волны | От среднего до низкого | Редко, более длинная длина волны, чем у ряби | |
| Дюны /Мегарябь | Высокий | Крупная рябь метрового масштаба | |
| Верхний | |||
| Верхняя кровать | Высокий | Плоские пластинки, +/- выровненные зерна ( разделительные линии ) | |
| Антидюны | Низкий | Вода в фазе с формой пласта, низким углом, тонкими пластинками. | |
| Бассейн и желоб | Очень низкий | Преимущественно эрозионные черты |
Эта диаграмма предназначена для общего использования, поскольку изменения размера зерен и глубины потока могут изменить существующую форму пласта и пропустить формы пласта в определенных сценариях. Двунаправленная среда (например, приливно-отливные отмели) образует схожие формы дна, но переработка отложений и противоположные направления потока усложняют структуры.
Эту последовательность грядок также можно проиллюстрировать схематически:
Типы грядок
[ редактировать ]Нижний самолет
[ редактировать ]«Русло нижней плоскости» относится к плоскому руслу реки, образующемуся в результате низких скоростей переноса наносов . [11]
Верхний самолет
[ редактировать ]
Особенности «верхнего плоского пласта» плоские и характеризуются однонаправленным потоком с высокими скоростями переноса наносов как в виде пластовой нагрузки, так и в виде взвешенной нагрузки . Условия верхней плоскости слоя могут создавать линии разделительного тока , которые обычно представляют собой тонкие полосы на поверхности слоя из-за потока высокой энергии. [11]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Саутард, Дж. Б. (1991). «Экспериментальное определение устойчивости пластовых форм». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 19 : 423–455. Бибкод : 1991AREPS..19..423S . doi : 10.1146/annurev.ea.19.050191.002231 .
- ^ Перейти обратно: а б Перилло, Маурисио М. (2013). Поток, перенос наносов и формы пластов при совмещенных потоках (доктор философии). Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн.
- ^ Уиллмарт, WW; Лу, СС (1972). «Структура напряжения Рейнольдса у стены». Журнал механики жидкости . 55 (1): 65–92. Бибкод : 1972JFM....55...65W . дои : 10.1017/S002211207200165X . S2CID 121418853 .
- ^ Лу, СС; Уиллмарт, WW (1973). «Измерения структуры рейнольдсовых напряжений в турбулентном пограничном слое». Журнал механики жидкости . 60 (3): 481–511. Бибкод : 1973JFM....60..481L . дои : 10.1017/S0022112073000315 . S2CID 124179402 .
- ^ Грасс, Эй Джей (1983). «Влияние турбулентности пограничного слоя на механику переноса наносов». В Шумере Б.М.; Мюллер, А. (ред.). Механика транспорта наносов . АА Балкема. стр. 3–18.
- ^ Перейти обратно: а б Бест, Дж.Л. (1992). «О уносе наносов и возникновении дефектов дна: выводы из последних разработок в области исследований турбулентного пограничного слоя». Седиментология . 39 (5): 797–811. Бибкод : 1992Седим..39..797Б . дои : 10.1111/j.1365-3091.1992.tb02154.x .
- ^ Перейти обратно: а б с Вендитти, Дж.Г.; Черч, Массачусетс; Беннетт, SJ (2005). «Зарождение пласта с плоского песчаного пласта». Журнал геофизических исследований . 110 (Ф1): F01009. Бибкод : 2005JGRF..110.1009V . дои : 10.1029/2004jf000149 .
- ^ Перейти обратно: а б Вендитти, Дж.Г.; Черч, Массачусетс; Беннетт, SJ (2006). «О межфазной нестабильности как причине поперечных докритических пластов» . Исследования водных ресурсов . 42 (7): W07423. Бибкод : 2006WRR....42.7423V . дои : 10.1029/2005wr004346 .
- ^ Перилло, Маурисио М.; Бест, Джеймс Л.; Гарсия, Марсело Х. (2014). «Новая фазовая диаграмма для пластов с комбинированным течением». Журнал осадочных исследований . 84 (4): 301–313. Бибкод : 2014JSedR..84..301P . дои : 10.2110/jsr.2014.25 .
- ^ Протеро, Д.Р. и Шваб, Ф., 1996, Осадочная геология, стр. 45-49, ISBN 0-7167-2726-9
- ^ Перейти обратно: а б Клаус К.Э. Нойендорф; Джеймс П. Мел младший; Джулия А. Джексон, ред. (2005). Словарь геологии . Александрия: Американский геологический институт. п. 382. ИСБН 0-922152-76-4 .
| Масштабные функции | |
|---|---|
| Аллювиальные реки | |
| Коренная река | |
| Кровати | |
| Региональные процессы | |
| Механика | |
