Турбидит

Турбидиты отлагаются в глубоких океанских впадинах ниже континентального шельфа или подобных структурах в глубоких озерах в результате подводных лавин, скатывающихся по крутым склонам края континентального шельфа. Когда материал останавливается в океанском желобе, сначала оседает песок и другой крупный материал, за ним следует ил и, в конечном итоге, очень мелкие твердые частицы. Именно эта последовательность отложений создает последовательности Боума , которые характеризуют эти породы.

Турбидит , – это геологическое отложение , мутного потока который представляет собой тип слияния жидкостного и осадочного гравитационного потока ответственного за распространение огромного количества обломочных отложений в глубокие глубины океана .

Секвенирование

Турбидитовая последовательность. Каменноугольная Росс песчаника формация ( намюрский период ), графство Клэр , Западная Ирландия ( Геологической службы США ) изображение

Полная последовательность Боума в девонском песчанике (карьер Бекке-Озе, Германия)

Турбидиты были впервые правильно описаны Арнольдом Х. Баумой (1962). которые изучали глубоководные отложения и выявили особые «интервалы облагораживания» внутри глубоководных мелкозернистых сланцев , которые были аномальными, поскольку начинались в галечных конгломератах и ​​заканчивались сланцами. Это было аномально, поскольку исторически предполагалось, что в глубоком океане не существует механизма, с помощью которого тяговый поток мог бы переносить и откладывать крупнозернистые отложения в абиссальные глубины.

Циклы Боума начинаются с эрозионного контакта грубого нижнего слоя гальки с конгломератом гранул в песчаной матрице и проходят вверх через крупный, а затем средний плоскопараллельный песчаник; через косослоистый песчаник ; волнистый косослоистый песок/алевритистый песок и, наконец, слоистые алевролиты и сланцы. Эта вертикальная последовательность осадочных структур , напластований и меняющейся литологии характерна для течений с сильным или ослабевающим режимом течения и соответствующей им седиментации.

Необычно видеть весь цикл Боума, поскольку последовательные потоки мути могут разрушить рыхлые верхние толщи. Альтернативно, вся последовательность может отсутствовать в зависимости от того, находился ли обнаженный участок на краю лепестка мутного тока (где он может присутствовать в виде тонкого отложения) или вверх по склону от центра отложения и проявлялся в виде канала размыва, заполненного мелкий песок, переходящий в пелагический ил .

Сейчас признано, что вертикальное развитие осадочных структур, описанное Боумой, применимо к турбидитам, отложенным мутными потоками низкой плотности. По мере увеличения концентрации песка в потоке столкновения зерен с зернами внутри мутной суспензии создают дисперсионное давление, которое становится важным для предотвращения дальнейшего осаждения зерен. Как следствие, в турбидитах, отложенных мутными потоками высокой плотности, развивается несколько иной набор осадочных структур. Этот другой набор структур известен как последовательность Лоу и представляет собой описательную классификацию, которая дополняет, но не заменяет последовательность Боумы.

Формирование

Горгоглионе Флиш , миоцен, Южная Италия.

Турбидиты – это отложения, которые переносятся и откладываются потоком плотности , а не потоком тяги или трения .

Разница заключается в том, что в обычном русле реки или ручья частицы породы увлекаются за счет сопротивления трения воды о частицу (так называемого тягового потока ). Вода должна двигаться с определенной скоростью, чтобы удерживать частицу в воде и толкать ее вперед. Чем больше размер или плотность частицы относительно жидкости, в которой она движется, тем выше скорость воды, необходимая для ее взвешивания и транспортировки.

Однако поток, основанный на плотности, возникает, когда разжижение осадка во время транспортировки вызывает изменение плотности жидкости. Обычно это достигается за счет сильно турбулентных жидкостей, которые содержат взвешенную массу мелкозернистых частиц, образующих суспензию . В этом случае более крупные фрагменты породы могут транспортироваться со слишком низкой скоростью воды, чтобы это можно было сделать в противном случае из-за более низкого контраста плотности (т. е. вода плюс осадок имеет более высокую плотность, чем вода, и, следовательно, ближе к плотности камень).

Это состояние встречается во многих средах, помимо глубокого океана, где особенно хорошо представлены турбидиты. Лахары на склонах вулканов, оползни и пирокластические потоки создают ситуации потока, зависящие от плотности, и, особенно в последнем случае, могут создавать последовательности, поразительно похожие на турбидиты.

Турбидиты в осадках могут встречаться как в карбонатных, так и в кремнеобломочных толщах.

Классические турбидиты с низкой плотностью характеризуются ступенчатой ​​слоистостью , текущей следами ряби , слоями восходящей ряби, чередованием последовательностей с пелагическими отложениями, отчетливыми изменениями фауны между турбидитом и естественными пелагическими отложениями, отметинами единений , толстыми последовательностями осадков, регулярной слоистостью и отсутствием мелководных особенностей. характерна иная вертикальная прогрессия осадочных структур Для высокоплотных турбидитов .

Массивные скопления турбидитов и других глубоководных отложений могут привести к образованию подводных конусов . Осадочные модели таких конусных систем обычно подразделяются на верхние, средние и нижние конусные толщи, каждая из которых имеет различную геометрию песчаных тел, распределение отложений и литологические характеристики.

Отложения турбидита обычно встречаются в прибрежных котловинах .

Модели вентиляторов подводных лодок

Модели подводных вентиляторов часто основаны на концепции «источник-поглотитель» [S2S], связывающей области источников отложений и системы маршрутизации отложений с возможными средами отложения турбидитовых отложений. Их цель – дать представление о взаимосвязях между различными геологическими процессами и системами турбидитовых вентиляторов. Геологические процессы, влияющие на турбидитные системы, могут иметь аллогенное или аутогенное происхождение, и модели подводных вееров предназначены для отражения влияния этих процессов на наличие резервуаров, их распределение, морфологию и архитектуру турбидитовых отложений. Некоторые значительные аллогенные воздействия включают в себя влияние колебаний уровня моря, региональных тектонических событий, типа поступления наносов, скорости поступления наносов и концентрации наносов. Аутогенные средства контроля могут включать топографию морского дна, ограничения и уклоны склонов. Существует около 26 моделей вентиляторов подводных лодок. Некоторые распространенные модели вентиляторов включают классическую модель надвентилятора с одним источником, модели, изображающие вентиляторы с прикрепленными лопастями, модель вентилятора с отдельными лопастями и модели подводного вентилятора, связанные с реакцией турбидитных систем на различные размеры зерен и различные питающие системы. Интеграция наборов данных о недрах, таких как 3D/4D сейсмические отражения, каротажные диаграммы и данные керна, а также современные батиметрические исследования морского дна, численное прямое стратиграфическое моделирование и эксперименты с лотковыми резервуарами, позволяют совершенствовать и более реалистично разрабатывать модели подводных вентиляторов в различных бассейнах. .

Важность

Турбидиты обеспечивают механизм для определения тектонической и осадочной обстановки для древних осадочных последовательностей, поскольку они обычно представляют собой глубоководные породы, образовавшиеся на шельфе конвергентной окраины , и обычно требуют, по крайней мере, наклонного шельфа и некоторой формы тектонизма, чтобы вызвать лавины, основанные на плотности. Потоки плотности могут возникать в районах с высоким содержанием наносов только из-за гравитационного разрушения. Турбидиты могут представлять собой записи сейсмичности с высоким разрешением и наземных штормов/наводнений в зависимости от связи систем каньонов/каналов с источниками наземных отложений.

Турбидиты из озер и фьордов также важны, поскольку они могут предоставить хронологические доказательства частоты оползней и землетрясений, которые предположительно их сформировали, путем датирования с использованием радиоуглерода или варв выше и ниже турбидита.

Экономическое значение

Турбидитовые последовательности являются классическими вместилищами месторождений золота , ярким примером являются Бендиго и Балларат в Виктории, Австралия , где более 2600 тонн золота было извлечено из месторождений седельных рифов, расположенных в сланцевых толщах из толстой последовательности кембрийско-ордовикских турбидитов. . Протерозойские месторождения золота известны также из месторождений турбидитового бассейна.

Литифицированные скопления турбидитовых отложений могут со временем стать углеводородов резервуарами , и нефтяная промышленность прилагает напряженные усилия для прогнозирования местоположения, общей формы и внутренних характеристик этих отложений, чтобы эффективно разрабатывать месторождения, а также исследовать новые запасы.

См. также

• Контурит
• Флиш
• Потоки мутности высокой плотности ( последовательность Лоу )
• Гравитационные потоки отложений
• Последовательность Боума

Ссылки

• Боума, Арнольд Х. (1962) Седиментология некоторых флишевых отложений: графический подход к интерпретации фаций , Elsevier, Амстердам, 168 стр.
• Рэндольф Дж. Энкин, Одри Даллимор, Джудит Бейкер, Джон Р. Саутон, Тара Иваночкод; 2013 Новая радиоуглеродная модель байесовского возраста голоцена и позднего плейстоцена с высоким разрешением из керна MD02-2494 и других, залив Эффингем, Британская Колумбия, Канада; с приложением к хронологии палеосейсмических событий зоны субдукции Каскадия1 ; Геологическая служба Канады и Тихого океана, Сидней, Британская Колумбия V8L 4B2, Канада. Ссылка на статью
• Фэрбридж, Родс В. (редактор) (1966) Энциклопедия океанографии , Энциклопедия наук о Земле, серия 1, Van Nostrand Reinhold Company, Нью-Йорк, стр. 945–946.
• Голдфингер, К., Нельсон, Ч., Мори, А., Джонсон, Дж. Э., Гутьеррес-Пастор, Дж., Эрикссон, А. Т., Карабанов, Э., Паттон, Дж., Грасиа, Э., Энкин, Р., Даллимор , А., Данхилл, Г., и Валье, Т., 2012, История турбидитовых событий: методы и последствия для голоцена. Палеосейсмичность зоны субдукции Каскадия, Профессиональный документ Геологической службы США 1661-F, Рестон, Вирджиния, Геологическая служба США, стр. 184 стр, 64 рисунка. http://pubs.usgs.gov/pp/pp1661f/
• Моернаут, Дж., Де Батист, М., Шарле, Ф., Хейрман, К., Шапрон, Э., Пино, М. , Брюммер, Р., и Уррутиа, Р., 2007, Гигантские землетрясения в Южно-Центральном регионе. Чили, обнаруженная в результате массовых разрушений в голоцене в озере Пуйеуэ: осадочная геология , т. 195, с. 239–256.
• Мутти, Э. и Риччи Луччи, Ф. (1975) Турбидитовые фации и фациальные ассоциации. В кн.: Примеры турбидитовых фаций и ассоциаций из избранных формаций северных Апеннин. IX Межд. Конгресс седиментологов, экскурсия A-11, с. 21–36.
• Нормарк, В.Р. (1978) «Веерные долины, каналы и доли отложений на современных подводных вентиляторах: признаки для распознавания песчаных турбидитовых сред», Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников , 62 (6), стр. 912–931.
• Эдегард, Стефан (2000) Седиментология формации Гре-д'Анно , диссертация: Технический университет Клаусталь, Германия. Проверено 27 января 2006 г.
• Штрассер М., Ансельметти Ф.С., Фах Д., Джардини Д. и Шнеллманн М., 2006, Магнитуды и площади очагов крупных доисторических землетрясений в северных Альпах, выявленных обвалами склонов озер: Геология, т. 34, п. 1005–1008.
• Уокер, Р.Г. (1978) «Фации глубоководного песчаника и древние подводные конусы: модель для разведки стратиграфических ловушек», Бюллетень Американской ассоциации геологов-нефтяников , 62 (6), стр. 932–966.

Дальнейшее чтение

• Арнольд Х. Баума, Чарльз Г. Стоун, изд. (2000). Мелкозернистые турбидитовые системы . Американская ассоциация геологов-нефтяников. ISBN  978-0-89181-353-8 .
• С. А. Ломас, П. Джозеф, изд. (2004). Замкнутые турбидитные системы . Геологическое общество Лондона. ISBN  978-1-86239-149-9 .
• Лоу, Д. Р. (1982), Гравитационные потоки отложений: II. Модели осадконакопления с особым упором на отложения мутных потоков высокой плотности, Журнал седиментологии, Общество экономических палеонтологов и минералогов, т. 52, с. 279–297.

Внешние ссылки

• Турбидитовые осадочные процессы в карбонатах, формация Трентон. Архивировано 18 ноября 2015 г. в Wayback Machine.