Самотечный поток осадков

является Гравитационный поток наносов одним из нескольких типов механизмов переноса наносов , из которых большинство геологов выделяют четыре основных процесса. Эти потоки различаются по доминирующим механизмам поддержания наносов. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} которые может быть трудно отличить, поскольку потоки могут переходить от одного типа к другому по мере их развития вниз по склону. ^{[ 3 ]}

Механизмы поддержки отложений

Самотечные потоки наносов представлены четырьмя различными механизмами удержания зерен внутри потока во взвешенном состоянии.

Поток зерна . Зерна в потоке удерживаются во взвешенном состоянии за счет взаимодействия между зернами, а жидкость действует только как смазка. Таким образом, столкновения зерен с зернами создают диспергирующее давление, которое помогает предотвратить оседание зерен из суспензии. Хотя потоки чистого зерна распространены в наземной среде на склонах песчаных дюн , в подводных условиях потоки чистого зерна редки. Однако межзерновые взаимодействия в мутных потоках высокой плотности очень важны как способствующий механизм поддержки отложений. ^{[ 4 ]}
Сжиженный поток (или псевдоожиженный поток) – образуется в виде несвязных гранулированных веществ. Когда зерна в основании суспензии оседают, жидкость, которая вытесняется вверх в результате осаждения, создает давление поровой жидкости, которое может помочь суспендировать зерна в верхней части потока. Приложение внешнего давления к суспензии инициирует течение. Это внешнее давление может быть приложено сейсмическим ударом , который может превратить рыхлый песок в высоковязкую суспензию, как в зыбучих песках . Обычно, как только поток начинает двигаться, возникает турбулентность жидкости, и поток быстро превращается в мутный поток. Говорят, что потоки и суспензии сжижаются, когда зерна оседают вниз в жидкости и вытесняют жидкость вверх. Напротив, считается, что потоки и суспензии псевдоожижаются, когда жидкость движется вверх через зерна, тем самым временно приостанавливая их. Большинство потоков сжижены, и многие упоминания о гравитационных потоках псевдоожиженных отложений на самом деле неверны и фактически относятся к сжиженным потокам. ^{[ 5 ]}
Селевой поток или сель . Зерна поддерживаются силой и плавучестью матрицы. Селевые 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 и селевые потоки обладают силой сцепления, необычно крупные обломки могут буквально плавать поверх грязевой матрицы внутри потока.
Поток мутности – зерна подвешиваются за счет турбулентности жидкости в потоке. Поскольку поведение мутных потоков во многом предсказуемо, они демонстрируют ньютоновское поведение в отличие от потоков с силой сцепления (т.е. селей и селей). ^{[ 6 ]} На поведение потоков мутности в подводных условиях сильно влияет концентрация потока, поскольку плотно упакованные зерна в потоках с высокой концентрацией с большей вероятностью будут подвергаться столкновениям между зернами и создавать дисперсионное давление в качестве механизма поддержки осадка, тем самым держите дополнительные зерна во взвешенном состоянии. Таким образом, полезно различать мутные потоки низкой и высокой плотности . ^{[ 4 ]} Порошковая снежная лавина представляет собой, по сути, мутный поток, в котором воздух является поддерживающей жидкостью и удерживает во взвешенном состоянии снежные гранулы вместо песчинок.

Итоговые депозиты

Описание

Хотя в природе встречаются отложения всех четырех типов механизмов поддержки наносов, чистые зерновые потоки в основном ограничены эоловыми условиями, тогда как субаквальные среды характеризуются спектром типов потоков с селями и грязевыми потоками на одном конце спектра. и мутные потоки высокой и низкой плотности на другом конце. В подводных средах также полезно распознавать переходные потоки, находящиеся между мутными потоками и грязевыми потоками. Отложения этих переходных потоков имеют множество названий, наиболее популярными из которых являются «слои гибридных событий (HEB)», связанные обломки» и «слои шлама». ^{[ 7 ]} Порошковые снежные лавины и светящиеся лавины (газозаряженные потоки перегретого вулканического пепла) являются примерами мутных потоков в неморских условиях.

Для отложений зернового потока характерно укрупнено-восходящее распределение зерен по размерам ( обратная грейдированность ) внутри слоя. Это происходит из-за того, что более мелкие зерна в потоке падают между более крупными зернами во время столкновений между зернами и, таким образом, откладываются преимущественно в основании потока. ^{[ 1 ]} Хотя потоки зерна присутствуют в виде лавин зерна в наземных песчаных дюнах, в других местах потоки зерна редки. Однако в нижних интервалах некоторых высокоплотных турбидитов обратные градиентные слои, возникающие в результате процессов зернового движения, образуют так называемые «тяговые ковры». ^{[ 4 ]}
Отложения сжиженного потока характеризуются особенностями обезвоживания, такими как тарельчатая структура , которые возникают в результате выхода жидкости вверх из потока. ^{[ 1 ]} Как и потоки чистого зерна, потоки чистого сжиженного газа редко возникают сами по себе. Однако процессы течения сжиженного газа очень важны, поскольку зерна в потоках мутности начинают оседать и вытеснять жидкость вверх. Эти тарельчатые структуры и связанные с ними элементы, такие как дренажные трубы, часто встречаются в турбидитах.
Отложения селевых потоков характеризуются бимодальным распределением размеров зерен, при котором более крупные зерна и/или обломки плавают внутри матрицы мелкозернистой глины. Поскольку илистая матрица обладает когезионной прочностью, необычно крупные обломки могут плавать поверх илистого материала, составляющего матрицу потока, и, таким образом, в конечном итоге задерживаться на верхней границе пласта образовавшегося отложения. ^{[ 1 ]}
Отложения мутных течений низкой плотности (турбидиты) характеризуются последовательностью осадочных структур , называемых последовательностью Боума , которые возникают в результате уменьшения энергии внутри потока (т. е. убывания потока), когда мутный поток движется вниз по склону. ^{[ 4 ]}
Текущие отложения высокой плотности характеризуются гораздо более крупным размером зерен, чем турбидиты низкой плотности, при этом базальные части отложений часто характеризуются особенностями, возникающими в результате близкого соседства зерен друг к другу. Таким образом, признаки взаимодействия зерен (т. е. процессов потока зерен) и взаимодействия зерен с субстратом (т. е. сцепления ) обычно присутствуют в нижних частях этих отложений. Полные последовательности Боума встречаются редко, и обычно заметны только слои Боума A и B. ^{[ 4 ]}
Слои гибридных событий (HEB), переходные между грязевыми потоками и мутными течениями, характеризуются признаками, указывающими как на несвязный (поддерживаемый турбулентностью), так и связный (поддерживаемый грязью) поток без разделяющей границы пласта между ними. В большинстве случаев они представлены текстурами, поддерживаемыми зернами, которые постепенно переходят вверх по пласту в текстуры, поддерживаемые илом. Нередко селевые потоки и селевые потоки перерастают вниз по склону в мутные потоки и наоборот. Кроме того, внутренние потоки могут переходить вверх от одного процесса потока к другому. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Современные и древние примеры

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

Потоки зерна (песчаные лавины) на склонах песчаных дюн в Келсо в пустыне Мохаве , Калифорния.
Чашеобразные структуры в отложении ( Бума А, Лоу S3) древнего потока разжиженных отложений сохранились в обнажениях.
Потоки мусора заполняют овраг после сильных штормов 2010 года в Ладакхе в Гималаях .
Отложения селевого потока на обнажении показывают свободно плавающие крупные обломки, взвешенные в глинистой матрице.
Порошковая снежная лавина представляет собой форму мутного потока, в котором поддерживающей жидкостью является воздух.
Мелкозернистые турбидиты в обнажениях показывают слои Bouma низкой плотности BD, отложенные мутными потоками .
Турбидит высокой плотности ( Бума А, Лоу S1), разрезающийся на турбидиты низкой плотности, горы Топатопа , Калифорния.

Значение

Считается, что гравитационные потоки отложений, в первую очередь мутные течения, но в меньшей степени селевые и грязевые потоки, являются основными процессами, ответственными за отложение песка на глубоком дне океана. Поскольку бескислородные условия на глубине глубокого океана способствуют сохранению органического вещества , которое при глубоком захоронении и последующем созревании за счет поглощения тепла может генерировать нефть и газ , отложение песка в глубоких океанских условиях может в конечном итоге совместить нефтяные резервуары и материнские породы . Фактически значительная часть нефти и газа, добываемых сегодня в мире, находится в месторождениях (коллекторах), возникающих в результате гравитационных потоков наносов. ^{[ 9 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Миддлтон, Г.В. и Хэмптон, Массачусетс (1973). «Сатеточные потоки наносов: механика течения и осаждения». Турбидиты и глубоководная седиментация . Тихоокеанская секция Общества экономических палеонтологов и минералогов. Конспекты лекций краткого курса, с. 1–38.
^ Постма, Г. (1986). «Классификация отложений самотечного течения на основе условий течения во время седиментации» (PDF) . Геология . 14 (4). Геологическое общество Америки : 291–294. Бибкод : 1986Geo....14..291P . doi : 10.1130/0091-7613(1986)14<291:cfsgdb>2.0.co;2 . Проверено 6 декабря 2011 г.
^ Вишер, Г.С. (1999). Стратиграфические системы: происхождение и применение . Том. 1. Академическая пресса. 521. ИСБН 978-0-12-722360-5 . Проверено 28 декабря 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Лоу, ДР (1982). «Гравитационные потоки наносов: II. Модели осадконакопления с особым упором на отложения мутных потоков высокой плотности». Журнал осадочной петрологии . 52 . Общество экономических палеонтологов и минералогов: 279–297. дои : 10.1306/212f7f31-2b24-11d7-8648000102c1865d .
^ Лоу, ДР (1976). «Подводные потоки сжиженных и псевдоожиженных отложений и их отложения». Седиментология . 23 (3): 285–308. Бибкод : 1976Седим..23..285Л . дои : 10.1111/j.1365-3091.1976.tb00051.x .
^ Jump up to: ^а ^б Гани, MR (2004). «От мутного к прозрачному: простой подход к гравитационным потокам отложений и их отложениям» . Осадочная запись . 2 (3 (сентябрь)). Публикация Общества осадочной геологии SEPM: 4–8. дои : 10.2110/sedred.2004.3.4 .
^ Jump up to: ^а ^б Хотон П., Дэвис К., Маккаффри В. и Баркер С. (2009). «Гибридные наносы самотечных отложений - классификация, происхождение и значение». Морская и нефтяная геология . 26 (10). Эльзевир: 1900–1918. Бибкод : 2009MarPG..26.1900H . дои : 10.1016/j.marpetgeo.2009.02.012 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Хэмптон, Массачусетс (1972). «Роль подводных селей в создании мутных течений». Журнал осадочной петрологии . 42 : 775–793. дои : 10.1306/74d7262b-2b21-11d7-8648000102c1865d .
^ Веймер П. и Линк М.Х., ред. (1991). Сейсмические фации и осадочные процессы подводных конусов и турбидитовых систем . Спрингер-Верлаг. 447 с. {{cite book}}: |author= имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[middleton-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Миддлтон, Г.В. и Хэмптон, Массачусетс (1973). «Сатеточные потоки наносов: механика течения и осаждения». Турбидиты и глубоководная седиментация . Тихоокеанская секция Общества экономических палеонтологов и минералогов. Конспекты лекций краткого курса, с. 1–38.

[Postma-2] Постма, Г. (1986). «Классификация отложений самотечного течения на основе условий течения во время седиментации» (PDF) . Геология . 14 (4). Геологическое общество Америки : 291–294. Бибкод : 1986Geo....14..291P . doi : 10.1130/0091-7613(1986)14<291:cfsgdb>2.0.co;2 . Проверено 6 декабря 2011 г.

[Visher-3] Вишер, Г.С. (1999). Стратиграфические системы: происхождение и применение . Том. 1. Академическая пресса. 521. ИСБН 978-0-12-722360-5 . Проверено 28 декабря 2011 г.

[lowe-1982-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Лоу, ДР (1982). «Гравитационные потоки наносов: II. Модели осадконакопления с особым упором на отложения мутных потоков высокой плотности». Журнал осадочной петрологии . 52 . Общество экономических палеонтологов и минералогов: 279–297. дои : 10.1306/212f7f31-2b24-11d7-8648000102c1865d .

[5] Лоу, ДР (1976). «Подводные потоки сжиженных и псевдоожиженных отложений и их отложения». Седиментология . 23 (3): 285–308. Бибкод : 1976Седим..23..285Л . дои : 10.1111/j.1365-3091.1976.tb00051.x .

[gani-6] Jump up to: ^а ^б Гани, MR (2004). «От мутного к прозрачному: простой подход к гравитационным потокам отложений и их отложениям» . Осадочная запись . 2 (3 (сентябрь)). Публикация Общества осадочной геологии SEPM: 4–8. дои : 10.2110/sedred.2004.3.4 .

[haughton-7] Jump up to: ^а ^б Хотон П., Дэвис К., Маккаффри В. и Баркер С. (2009). «Гибридные наносы самотечных отложений - классификация, происхождение и значение». Морская и нефтяная геология . 26 (10). Эльзевир: 1900–1918. Бибкод : 2009MarPG..26.1900H . дои : 10.1016/j.marpetgeo.2009.02.012 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[8] Хэмптон, Массачусетс (1972). «Роль подводных селей в создании мутных течений». Журнал осадочной петрологии . 42 : 775–793. дои : 10.1306/74d7262b-2b21-11d7-8648000102c1865d .

[9] Веймер П. и Линк М.Х., ред. (1991). Сейсмические фации и осадочные процессы подводных конусов и турбидитовых систем . Спрингер-Верлаг. 447 с. {{cite book}}: |author= имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]