关于深水环境下内波、内潮汐沉积分类的探讨

深水环境下内波、内潮汐沉积从在地层记录中被发现已过去20年,在这20多年里虽然积累了不少资料,但至今未对内波、内潮汐沉积进行细分。本文以地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积为基础,结合内波、内潮汐的破碎过程和海洋物理学中内波的研究现状,对深水内波、内潮汐沉积的分类进行了探索。将其分为3个层次下的9种类型,分别为：正压内潮汐沉积、斜压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积、斜压短周期内波沉积、等深流叠加内波沉积、低密度浊流叠加内波沉积、长周期内波叠加沉积、驻波沉积和其他内波叠加沉积。地层记录中已发现的内波、内潮汐沉积分别归为：正压内潮汐沉积、正压短周期内波沉积和长周期内波叠加沉积3类,其余类型尚未被发现。这样的分类较合理地解释了为什么在现代海洋中内波、内潮汐无处不在,但地层记录中的内波、内潮汐沉积却少得可怜的现象,同时将内波、内潮汐沉积研究和海洋物理学中对内波的研究结合起来,并能将内波、内潮汐沉积研究置于更为广阔的研究背景之中,使之可以和大洋突发事件、天文旋回及大洋环流等联系起来。     

西秦岭古代地层记录中内波、内潮汐沉积及其成因解释

内波、内潮汐沉积是近十年来在古代深海环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型。西秦岭海西-印支造山带深海沉积中发现了多种样式的内波、内潮汐沉积,据沉积构造特征归纳为 7种微相类型 :1)具双向交错层细-中砂岩;2 )羽状交错纹理粉砂岩;3)束状透镜体叠加的交错纹理粉砂岩;4)复杂交织的双向交错纹理粉砂岩;5 )双向交错纹理粉砂岩;6 )波状、脉状和透镜状复合层理砂泥岩互层;7)波浪波痕细砂岩。研究表明,它们分别形成于 3种不同环境的深海浊流沉积体系内。内波、内潮汐沉积在深海环境中的分布特点 :一是具有普遍性;二是数量不够丰富;三是在层位上具有明显的选择性。通过研究说明,这些分布特点是与其形成和保存条件密切相关。     

水体内部的沉积作用——内波、内潮汐沉积研究综述

介绍了内波的概念、沉积实例、沉积特征、沉积模式等;还对内波沉积作用机理作了深入分析。大多数海洋和湖泊中都有内波存在,其波幅可以是表面波的20～30倍,是海水混合和海底沉积物二次搬运的重要营力。内波形成的沉积物规模可以很大,沉积物中的砂岩成分成熟度和结构成熟度高。内波沉积研究对于油气勘探具有重要意义,特别是在海相油气勘探领域。目前对内波沉积物的成岩特征和含油气性方面的研究还比较薄弱;应从沉积特征、地球物理响应、测井响应等方面入手,逐步形成一套全面、系统、完整的识别标志;还应该与海洋学、水动力学等研究紧密结合,深入探讨内波的形成机理和控制因素。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组内波、内潮汐沉积类型

内波、内潮汐沉积是深水沉积研究中一个非常年轻的研究领域,自发现到现在仅仅20年时间,对其沉积类型的研究目前尚未涉及。以宁夏香山群徐家圈组中的内波、内潮汐沉积为对象,详细描述了深水环境中形成的双向交错层理、单向交错层理、复合流层理及具有波状纹层、束状纹层和交错纹层透镜体的交错层理,并探讨了其成因机制,识别出了短周期内波沉...     

塔中地区中晚奥陶世内波、内潮汐沉积

现代海底普遍发育由内波、内潮汐引起的深水牵引流,内波、内潮汐不仅可形成各种厘米级的深水牵引流沉积构造,还可建造千米级的大型沉积物波。这种大型沉积物波既可沿斜坡向下迁移,也可沿斜坡向上迁移。在古代地层记录中已发现各种厘米级的内波、内潮汐沉积单元,但尚未发现内波成因的大型沉积物波。塔中地区中上奥陶统碎屑岩段内发育内波及内潮汐形成的各种牵引流沉积构造单元。通过详细的岩心观察,识别出 4种内波、内潮汐沉积微相类型及 5种基本垂向沉积层序。此外,通过地震剖面分析,在研究区中上奥陶统陆坡相中识别出顺坡向上迁移的大型沉积物波,该沉积物波的特征与现代海底发育的沉积物波的特征类似,运用内波理论可对其成因进行合理的解释。     

深水内波、内潮汐沉积类型及其油气意义

深水内波、内潮汐沉积可归纳为水道型和非水道型两种基本沉积类型。水道型沉积常发育双向递变层序和单向递变层序,单砂层较厚,它不仅是油气的良好储层,而且常与深水重力流沉积和深水背景泥岩沉积一起构成有利的地层或岩性圈闭,应当列为深水沉积区油气勘探的重点目标。非水道型深水内波、内潮汐沉积一般发育由砂泥频繁薄互层所构成的对偶层双向递变层序和对偶层单向递变层序,单砂层很薄,油气勘探意义可能不大。广泛分布的大型沉积物波(分为粗、细粒两种)和水道口附近的内潮汐砂坝,是两种比较特殊的内波、内潮汐沉积建造。根据现有研究实例和沉积成因水流理论分布范围等,建立了深水内波、内潮汐综合沉积模式。     

赣西北前寒武系首次发现内波内潮汐沉积

本文详细论述了赣西北前寒武系首次发现的深水牵引流内波内潮汐沉积特征的沉积构造、岩石组合和沉积序列。沉积构造主要发育双向和单向交错层理、曲线型和干涉波痕及波状、脉状、透镜状层理;常产于深水重力流之上或与之共生。岩石粒度结构特征为明显的牵引流性质。共划分出双向交错层理砂岩组合,单向交错层理砂岩组合,薄层砂岩——板岩组合和波状、脉状、透镜状细砂岩——粉砂岩——板岩组合;可识别出双向递变、单向递变和对偶层递变序列。在综合研究和分析的基础上,进一步阐述了内波内潮汐沉积与浊流沉积的异同点和相互关系以及内波内潮汐沉积的保存条件、沉积环境和控制机理。深水牵引流内波内潮汐沉积学特征的系统研究,对正确阐明沉积盆地的大地构造背景及形成演化具有重要意义。     

江西修水地区中元古界双桥山群修水组内波内潮汐沉积

详细论述了江西修水地区中元古界双桥山群修水组中的深水牵引流内波内潮汐的沉积特征及形成环境。深水牵引流内波内潮汐沉积具双向递变、单向递变和对偶层递变层序；其岩相可划分为双向交错层理砂岩相，单向交错层理砂岩相，砂岩、板岩薄互层相，波状、脉状、透镜状细砂岩、粉砂岩、板岩相；发育双向和单向交错层理、曲线型和干涉波痕及波状、脉状、透镜状层理；在综合分析的基础上，进一步建立了该区水道型和非水道型内波内潮汐沉积模式。     

塔中地区中—上奥陶统内波内潮汐沉积与油气勘探

现代海底普遍发育由内波、内潮汐引起的深水牵引流,内波、内潮汐不仅可形成各种小规模、分散的深水牵引流沉积,而且还可建造千米级的大型沉积物波。在古代地层记录中已发现各种厘米级的内波、内潮汐沉积单元,但尚未发现内波成因的大型沉积物波。通过对塔中地区中—上奥陶统碎屑岩段岩心观察和地震剖面的系统分析,发现了该岩段内由内波和内潮汐作用形成的各种牵引流沉积构造单元。已识别出4种内波、内潮汐沉积微相类型及5种基本垂向沉积层序,同时还在研究区中一上奥陶统陆坡相中识别出了内波成因的大型沉积物波。这些内波、内潮汐沉积具有较好的油气潜能,是该区中—上奥陶统潜在的油气勘探新领域。     

内潮汐沉积研究及其存在的问题

内潮汐沉积是深水沉积研究中的一个非常年轻的研究领域,自1990年发现首例内潮汐沉积以来,沉积学工作者做了 大量不懈的努力,不仅发现了一系列内潮汐沉积实例,而且还对已发现的内潮汐沉积的特征、垂向序列和沉积模式进行了 总结,同时还认为内潮汐沉积可能成为油气潜在的良好储层。但是到目前为止,发现的内潮汐沉积的研究实例十分有限, 因此,内潮汐沉积研究中还存在一系列的尚待解决的问题。首先是内潮汐沉积的鉴别标志和识别方法尚不完善;其次是目 前尚缺少现代内潮汐沉积的典型实例研究,难以全面认识内潮汐对沉积作用的影响;第三是沉积学研究尚未将海洋物理学 的相关研究成果应用在内潮汐沉积的研究中,也未开展相关的内潮汐沉积实验模拟研究,更未利用地层记录中内潮汐沉积 特征反演内潮汐的物理特征,从而制约了内潮汐沉积的形成过程、形成机理、形成条件和形成环境的研究;第四是对内潮 汐沉积的研究意义认识不足。在下一步的研究中,应结合海洋物理学的相关研究成果对现代内潮汐沉积进行观察和研究, 同时开展相关的内潮汐沉积的实验模拟研究,并对古代内潮汐沉积进行反演研究。此外,还应将理论研究与油气等资源研 究相结合,从而更好地促进内潮汐沉积研究的发展。     

鄂尔多斯盆地西缘上奥陶统拉什仲组内波和内潮汐沉积成因分析

虽然地层记录中的内波和内潮汐沉积研究已有30年的研究历史,但尚未涉及深水环境中内波和内潮汐成因研究,不利于对深水复杂水动力环境下各种流体交互作用的深入研究,同时由于已发现研究实例中缺乏生物化石和遗迹化石,从而在很大程度上限制了对内波和内潮汐沉积和油气生成及运移之间的关系研究。本文以鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区上奥陶统拉什仲组深水沉积为研究对象,在详细的野外观察基础上,采用沉积地球化学和沉积学相结合的方法对该组中发育的内波和内潮汐沉积进行了综合研究。结果表明：拉什仲组中的双向交错层理和浪成波纹层理可相互伴生,多发育在完全或近于完全的鲍玛序列T_c段,其寄主岩性主要为灰绿色薄-中层细砂岩、粉砂岩、黏土质粉砂岩和粉砂质黏土岩;沉积时水体介质具有海水性质总体上不明显、氧化-还原分层、盐度倒置、不受热液影响和水动力较强等现象。结合拉什仲组存在的浊流反射现象认为：拉什仲组沉积于局限海深水斜坡至盆地环境,其内波和内潮汐的形成与低密度浊流反射形成的密度跃层密切相关,具有事件性作用特征,并伴生有大量的生物化石(笔石)及遗迹化石。这种新型内波和内潮汐沉积对于深水牵引流沉积油气勘探具有...     

波浪和潮波作用下黄河口快速沉积海床土非均匀固结试验研究

黄河高含沙量水体在弱潮陆相河口入海,80 %的泥沙在河口附近快速堆积。过去研究发现,黄河三角洲潮滩表层沉积物呈现非均匀固结状态。为了揭示该现象产生的机制,在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质海床土在波浪和潮波作用下的孔压响应及非均匀固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度和孔压变化过程。研究发现,快速沉积的粉质土在自重作用下的固结速度很快,正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向出现类似原状土体的固结非均匀现象和似超固结状态;在波浪和潮波作用下快速沉积粉质土孔压沿深度出现非均匀变化,在波浪作用下出现了超静孔压的积累。分析发现,该固结状态和强度沿深度方向非均匀变化是由于土体在潮波及潮波和波浪的联合作用下形成的;潮滩表层土体在波浪荷载长期作用下形成硬壳层。     

Computer thermodynamic modeling of the transport and deposition of Sb and Au during the formation of Au-Sb deposits

Using the Chiller computer program, we performed modeling of the mechanisms of the joint transport and deposition of Au and Sb from various ore-forming solutions during the formation of Au-Sb deposits. Three models are considered by the example of the Uderei Au-Sb deposit in the Yenisei Ridge: (1) simple cooling (cooling only), (2) iso-enthalpy boiling (P = f(T)), and (3) solution–rock interaction (rock titration model). The behavior of Sb(III) and Au(I) in the system Au–Sb–Fe–Cu–Pb–Zn–As–H₂O–Cl–H₂S–CO₂ under hydrothermal conditions was studied. It is shown that both weakly alkaline (near-neutral) and reduced acidic Fe_aq²⁺-enriched low-chloride high-CO₂ and high-chloride hydrothermal solutions play a crucial role in the formation of gold parageneses of Au-Sb ores.     

单向明渠流与波浪作用下植被对水沙运动影响研究综述

作为河、湖以及滨海湿地生态系统中必不可少的组成部分,水生植被具有重要的生态服务价值,且许多生态服务价值是通过改变水体动力条件实现的。含植被水流研究不仅可用于科学阐明水生植被的生态环境效应,还能指导河湖生态系统修复及污染治理的工程实践。本文考虑单向明渠流与波浪2种水动力环境,对国内外有关水生植被对水流结构以及泥沙运动影响研究的主要成果进行梳理。单向明渠流条件下,植被对水动力的影响研究主要集中于植被对水流阻力的影响以及冠层内水体的紊动结构与紊动尺度特征;波浪条件下,植被对波高与波浪流速的减弱作用以及冠层内水体的时均与紊动结构特征是研究重点。受水动力条件控制,植被影响下的泥沙运动特征也受到广泛关注,且研究焦点为单向明渠流条件下水生植被对泥沙起动与输移的影响以及波浪条件下植被对床底泥沙再悬浮的影响。     

P- and S-wave velocities and densities in silicate and calcite rocks from the Peloritani Mountains, Sicily (Italy): The effect of pressure, temperature and the direction of wave propagation

The Peloritani Mountain Belt (north-eastern Sicily) represents the connection between the Southern Appenninic Range and the Appenninic Maghrebid Chain. The lithotypes outcropping in a 36 km long and approximately 8 km wide area in the eastern part of the Peloritani Mountains are considered to represent most properly the composition of the lower crust. We selected 7 representative samples of silicate rocks (amphibolite, paragneisses, augen gneiss, phyllitic quartzite, pegmatitic rock) and 3 samples of calcite rocks (calc-schist, marbles) for the petrophysical measurements. Measurements were done on sample cubes of dry rocks in a multi-anvil apparatus. Raising of pressure gives rise to velocity increase, but the rate is different in the silicate and calcite rocks and closely related to progressive closure of microcracks. Linear behaviour is approached above about 200 MPa. Increasing temperature at 600 MPa decreases velocities in most silicate and in the calcite rocks with almost linear slopes. Substantial anisotropy of P- and S-wave velocities and shear wave splitting is found in both rock types. The residual anisotropy observed above about 200 MPa is attributed to lattice preferred orientations (LPO) of major minerals. 3D velocity calculations for an amphibolite, a paragneiss and a marble sample based on the LPO of hornblende, biotite and calcite, respectively, confirm the experimental findings of a close relationship between velocity anisotropy, shear wave splitting, shear wave polarization, lattice preferred orientation and the structural frame of the rocks (foliation, lineation). In the silicate rocks, the intrinsic (600 MPa) average P-wave velocities and Poisson's (Vp / Vs) ratios exhibit a tendency for a linear increase with densities, whereas the three calcite rocks cluster at markedly higher P-wave velocities and Poisson's (Vp / Vs) ratios, compared to their densities. In the silicate rocks, there is also a linear trend for an inverse relationship between the SiO₂ content, density and the Poisson's (Vp / Vs) ratio, respectively.     

矽卡岩矿床的汇流扩容空间控矿机制及其对深部找矿的意义:以铜陵—安庆地区为例

本文以铜陵-安庆地区凤凰山铜矿和安庆铜矿为例,通过野外地质分析和计算模拟实验探讨了浅成岩体冷却过程中接触带上汇流扩容空间对矽卡岩矿体的控制.在风凰山矿田和安庆矿田,围绕新屋里岩体和月山岩体的接触带上矿体的分布极不均匀,形成大规模矽卡岩矿体的位置既与接触带本身的特征有关,也与构造变形有关.矿体的边界特征以及与矿体密切相关的角砾岩的特征表明水压致裂在赋矿扩容空间的形成过程中可能起重要的作用.矿体的围岩蚀变特征以及流体包裹体地球化学特征显示来自岩体和囤岩的流体的混合以及高压流体的减压沸腾可能是矿石沉淀的主要机制.新屋里岩体和月山岩体的同构造冷却过程力学变形-传热-流体流动耦合动力学计算模拟结果显示:所有矿体都位于汇流扩容空间内,且主矿体位于最大最强的汇流扩容带内,这表明力-热-流耦合作用形成的汇流扩客空间不仅控制了矿体的位置,也控制了矿体的规模.在铜陵-安庆地区开展深部找矿勘查,应该将重点放在大规模高强度的汇流扩容区,特别是还没有发现大规模矿体的汇流扩容区,凤凰山和安庆铜矿深部找矿已取得的成果证明了汇流扩容空间控矿模式对这一地区深部找矿勘查具有重要意义.     

Sedimentary processes controlling ultralong cells of littoral transport: Placer formation and termination of the Orange sand highway in southern Angola

This study focuses on the causes, modalities and obstacles of sediment transfer in the longest cell of littoral sand drift documented on Earth so far. Sand derived from the Orange River is dragged by swell waves and persistent southerly winds to accumulate in four successive dunefields in coastal Namibia to Angola. All four dunefields are terminated by river valleys, where aeolian sand is flushed back to the ocean; and yet sediment transport continues at sea, tracing an 1800 km long submarine sand highway. Sand drift would extend northward to beyond the Congo if the shelf did not become progressively narrower in southern Angola, where drifting sand is funnelled towards oceanic depths via canyon heads connected to river mouths. Garnet–magnetite placers are widespread along this coastal stretch, indicating systematic loss of the low‐density feldspatho‐quartzose fraction to the deep ocean. More than half of Moçamedes Desert sand is derived from the Orange River, and the rest in similar proportions from the Cunene River and from the Swakop and other rivers draining the Damara Orogen in Namibia. The Orange fingerprint, characterized by basaltic rock fragments, clinopyroxene grains and bimodal zircon‐age spectra with peaks at ca 0·5 Ga and ca 1·0 Ga, is lost abruptly at Namibe, and beach sands further north have abundant feldspar, amphibole‐epidote suites and unimodal zircon‐age spectra with a peak at ca 2·0 Ga, documenting local provenance from Palaeoproterozoic basement. Along with this oblique‐rifted continental margin, beach placers are dominated by Fe–Ti–Cr oxides with more monazite than garnet and thus have a geochemical signature sharply different from beach placers found all the way along the Orange littoral cell. High‐resolution mineralogical studies allow us to trace sediment dispersal over distances of thousands of kilometres, providing essential information for the correct reconstruction of ‘source to sink’ relationships in hydrocarbon exploration and to predict the long‐term impact of man‐made infrastructures on coastal sediment budgets.