沉积物重力流研究进展

沉积物重力流的研究随着深海、深湖环境油气资源的勘探成为现阶段沉积学领域研究的重点课题之一。沉积重力流的分类与命名已不断的完善与细化,浊流与碎屑流成为沉积物重力流的研究重点,沉积学者依据其流态特征、流变学特征、流体浓度与支撑机理对两者进行区分。重力流的的研究手段从野外观察到室内水槽实验,再到区域地震识别。沉积模式从单一浊流形成的"浊积扇"到多种流体相作用的"深海扇"或"海底扇"转变。由于沉积物重力流的控制因素较多,因此在重力流的概念、分类与成因上依然存在许多争议。水槽实验的不断发展,成为沉积物重力流的研究的主要途径,但实验模拟依旧存在很多问题,需不断完善水槽实验的限定因素与控制参量。     

沉积物重力流研究进展综述

关于沉积物重力流的研究已取得了长足进展,其石油地质意义已得到了足够重视,但在理解重力流的流体类型及沉积作用特点时仍有一定难度,从而出现了分类方案及术语使用非常混乱的严重现象,反过来又增加了理解的难度及认识的分歧.在总结国内外研究进展的基础上,试图理清重力流的各种分类方案、相应术语的涵义及其沉积特征,得出产生此现象的原因...     

曲流河扇相模式及应用

分支河流体系的讨论有助于促进各类冲积体系的分类学研究,并可促进源—汇体系分析的定量化。博茨瓦纳的奥卡万戈（Okavango）曲流河扇是分支河流体系的典型代表,具有独特的沉积学、水文学和地貌学特征,主要特点如下：①河道形态属于单线曲流河道向下游分叉型,顺流方向产生弯度不一的分支河道网络,从顶点向下游方向,河道呈放射状,由河谷内的限制性河道变为盆地内的非限制性河道;②顺斜坡向下,河道分叉作用增强,河道的尺度和规模减小,受物源控制,无论是曲流河道还是低弯度河道,皆为砂质载荷,河道宽度、水体深度和沉积物粒度虽有系统变化但不显著,且在极低的坡度控制下,随着流量的减少,河道由曲流河逐渐变为低弯度河,河道形态转化的主要影响因素是坡度、流量、沉积物粒级和河岸强度;③根据湿地和河道分布特征,可将扇体划分为补给河谷、近源扇、中部扇和远端扇4个亚环境：补给河谷以单线曲流带和不同规模的迂回坝发育为特征,近源扇主要为泥炭限制的分支河道和河间沼泽沉积,中部扇主要为曲流河和低弯度河沉积,沼泽减少,漫滩增加,远端扇为宽浅型的非限定性河道,以沙岛林地之间的漫滩沉积为主;④沉积物主要为未固结的石英砂,主要来源于卡拉哈里盆地近代风成沉积,砂质纯净,分选和磨圆俱佳,缺乏细粒杂基,粒间细粒组分主要为生物成因的硅藻、植硅石和有机物质,亦见有方解石和二氧化硅胶结物。  对现代曲流河扇体系进行调查的重要目的就是研究地下类似沉积体系的分布。通过对我国大型含油气盆地相关“内陆三角洲”沉积特征和沉积规律的重新认识,可为油气资源的勘探开发提供预测模式。鄂尔多斯盆地山西组沉积时期,沉积作用受盆地北缘物源控制,来自北部物源的碎屑物质在宽阔的湿地平原上发育了多套分支河流沉积体系,主要为曲流河扇沉积体系。顺着沉积斜坡向下,河道的尺度和规模减小,沉积物粒度变细,煤层和暗色泥岩厚度变小,缺乏明显的三角洲前缘沉积环境及稳定的前三角洲深水相。沉积组合主要表现为分支河道砂岩、漫岸细粒沉积与湿地泥岩及薄煤层的互层,为大气田的形成奠定了沉积基础。     

曲流河扇相模式及应用

分支河流体系的讨论有助于促进各类冲积体系的分类学研究,并可促进源—汇体系分析的定量化。博茨瓦纳的奥卡万戈（Okavango）曲流河扇是分支河流体系的典型代表,具有独特的沉积学、水文学和地貌学特征,主要特点如下：①河道形态属于单线曲流河道向下游分叉型,顺流方向产生弯度不一的分支河道网络,从顶点向下游方向,河道呈放射状,由河谷内的限制性河道变为盆地内的非限制性河道;②顺斜坡向下,河道分叉作用增强,河道的尺度和规模减小,受物源控制,无论是曲流河道还是低弯度河道,皆为砂质载荷,河道宽度、水体深度和沉积物粒度虽有系统变化但不显著,且在极低的坡度控制下,随着流量的减少,河道由曲流河逐渐变为低弯度河,河道形态转化的主要影响因素是坡度、流量、沉积物粒级和河岸强度;③根据湿地和河道分布特征,可将扇体划分为补给河谷、近源扇、中部扇和远端扇4个亚环境：补给河谷以单线曲流带和不同规模的迂回坝发育为特征,近源扇主要为泥炭限制的分支河道和河间沼泽沉积,中部扇主要为曲流河和低弯度河沉积,沼泽减少,漫滩增加,远端扇为宽浅型的非限定性河道,以沙岛林地之间的漫滩沉积为主;④沉积物主要为未固结的石英砂,主要来源于卡拉哈里盆地近代风成沉积,砂质纯净,分选和磨圆俱佳,缺乏细粒杂基,粒间细粒组分主要为生物成因的硅藻、植硅石和有机物质,亦见有方解石和二氧化硅胶结物。  对现代曲流河扇体系进行调查的重要目的就是研究地下类似沉积体系的分布。通过对我国大型含油气盆地相关“内陆三角洲”沉积特征和沉积规律的重新认识,可为油气资源的勘探开发提供预测模式。鄂尔多斯盆地山西组沉积时期,沉积作用受盆地北缘物源控制,来自北部物源的碎屑物质在宽阔的湿地平原上发育了多套分支河流沉积体系,主要为曲流河扇沉积体系。顺着沉积斜坡向下,河道的尺度和规模减小,沉积物粒度变细,煤层和暗色泥岩厚度变小,缺乏明显的三角洲前缘沉积环境及稳定的前三角洲深水相。沉积组合主要表现为分支河道砂岩、漫岸细粒沉积与湿地泥岩及薄煤层的互层,为大气田的形成奠定了沉积基础。     

深水重力流与底流交互作用研究进展

重力流和底流是深水环境下的两大基本流动体制,对二者交互作用的研究是当前沉积学研究的前缘和薄弱环节.底流及底流改造沉积物在岩芯上具有上部侵蚀面、双泥层、牵引流成因的各种层理等识别标志;底流成因的漂积体在剖面上呈现透镜状单元、迁移性特征及波状发射等地震反射特征.本文通过综述重力流与底流交互作用的研究成果,认为依据某段地质时期内深水盆地中主导沉积机制的不同,将重力流与底流的交互作用分为以下4种表现形式:①底流对前期重力流沉积进行改造;②重力流对前期底流沉积进行改造;③重力流与底流交互主导同一地区的沉积以及④底流与重力流同时作用于沉积物.相对海平面变化、气候(冰期～间冰期)变化、构造活动、地形地貌等因素,主要通过影响重力流与底流机制的相对强度大小,控制深水重力流与底流交互作用的进行.中国南海具有重力流与底流交互沉积的优越地质条件,发育有单向迁移水道、沉积物波等特色沉积记录.加强现今海流观测,对于南海底流循环格架的建立意义重大.     

浅谈沉积物重力流分类与深水沉积模式

从浊流理论创立到现在的60余年时间里,深水沉积学研究已经取得了长足进展.但由于水下过程的复杂性,对沉积物重力流及沉积模式的认识存在颇多分歧.本文在对深水沉积研究历史与进展进行回顾与总结的基础上,对重力流各种分类方案及相应沉积模式进行了对比分析,认为:①人们对深水沉积的认识经历了一个螺旋式上升旋回;Bouma序列成因存在多种解释;砂质碎屑流概念是对Bouma序列、扇模式的发展.②沉积物重力流分类必须遵循流变学和沉积物搬运机制的重力流分类方法.③Shanmugam新近建立的碎屑流主导斜坡模式解决了斜坡区的砂体成因分布问题(原来认为此处“过路不停”无砂质沉积).④地震沉积学的发展与应用必将促进人们对深水沉积的认识,从而建立更合理的深水沉积模式.     

深水重力流沉积研究进展

深水重力流沉积研究经历了半个多世纪发展,从浊流及鲍马序列开始,到把深水砂岩普遍解释为浊流成因以及海底扇模式的建立,再到今天学者们对鲍马序列的质疑,深水重力流沉积的研究经历了认识上的螺旋式上升旋回。目前关于深水重力流沉积争议的焦点在于高密度浊流是否属于浊流的范畴,深水砂岩是否都是浊流成因。以Shanmugam为代表的学者认为,绝大多数的深水砂岩都是碎屑流成因而非浊流成因,并且提出了重力流分类新方案,同时建立了与其匹配的深水斜坡沉积模式。通过对前人成果的广泛调研,经过对比总结,认为:1根据流变学和沉积物搬运机制,重力流分为碎屑流(砂质碎屑流和泥质碎屑流)、颗粒流、浊流;2浊流的韵律结构特征为明显的正粒序且没有漂浮的碎屑颗粒,碎屑流自下而上呈逆-正粒序的两套韵律变化且发育有漂浮的碎屑颗粒;3Walker的综合扇模式与Shanmugam的斜坡沉积模式,二者是可以共存的,只是在某一地区适用性不同而已。     

内孤立波悬浮海底沉积物研究进展

内孤立波是存在于层结海洋内部的非线性、大振幅波动,其强劲的垂向和水平运动以及破碎导致的涡旋和湍流作用,对海洋环境、海底沉积物和海洋工程产生重要的影响。围绕内孤立波作用下沉积物再悬浮的发生过程,对前人开展的大量研究工作及取得的研究成果进行了系统分析与总结,从内孤立波向岸传播的破碎机制、悬浮沉积物模式以及引起的海床动力响应进行评述,并分析内孤立波悬浮沉积物判定理论和对海底的作用,对目前研究工作中尚未解决的问题进行总结。该工作对于系统深入认识内孤立波引起的海底沉积物再悬浮发生过程,以及对海底底形的改造能力具有重要价值,为进一步研究内孤立波对海洋生态环境动力过程及深海沉积过程提供借鉴。     

江苏海岸中部近岸沉积物重力流输运过程

【目的】重力流是沉积物跨海岸/陆架输运的重要机理,对地貌演化具有重要影响。然而,重力流的发生具有偶然性,持续时间也很短暂。重力流的这两个固有特性,直接决定了其野外观测的困难性。近30年来,在全球海岸和陆架区域观测到重力流的研究整体上仍然较为有限。重力流野外观测的缺乏,导致对其输运过程的认识尚不完善。【方法】2018年秋季,在江苏海岸中部近岸海域放置海底三脚架,实施连续8个潮周期的野外观测。【结果】野外观测捕捉到8次高浓度浮泥层事件,发现5次重力流输运过程。【结论】重力流由上覆水体沉积物沉降或波浪再悬浮底床沉积物形成,由潮致底部切应力或波浪与潮流共同导致的底部切应力维持。近底高浓度浮泥层内的沉积物在潮流的作用下,会向上扩散,重力流从而消亡。观测结果支持经典重力流浮力—阻力模型的使用。     

中国湖相沉积物重力流研究的过去、现在与未来

深水重力流沉积领域是当前全球油气勘探与研究的热点,陆相盆地深水重力流沉积研究在我国已有50年历程,大致可以分为3个阶段,即浊流理论探索与发展阶段（1970—1980年）、浊流理论工业化应用阶段（1990—2000年）和砂质碎屑流研究阶段（2010年以后）。近10年来,随着国际深水沉积理论的发展与我国油气勘探技术的进步,湖盆深水沉积研究工作进展迅速,涌现出了大量的新成果、新认识,主要包括以下4个方面: 1）湖盆中央深水区至少存在浊流、异重流、砂质碎屑流及底流4种类型的重力流与牵引流沉积;2）湖盆中不同类型的流体在搬运与沉积过程中存在互相转化,形成混合事件层（Hybrid Event Bed）;3）建立了湖相砂质碎屑流搬运—沉积过程的鉴别标志—— “泥包砾”结构（Mud-coated intraclasts）;4）地震沉积学理论与技术方法在湖相重力流内部沉积单元解剖、湖盆深水沉积模式建立等方面取得巨大成功。展望未来,为适应油气工业勘探开发需求,湖盆深水沉积研究发展趋势主要有5个方面: 1）深水砂体成因类型划分、搬运—沉积过程及沉积模式的建立与完善;2）深水泥页岩（细粒沉积）成因机理、类型划分及其油气意义研究;3）深水沉积“源—汇”系统与地震响应及评价预测研究;4）深水沉积搬运—沉积过程实验模拟研究;5）新的深水沉积理论体系建立及其在油气勘探开发中的应用。     

辽东湾盆地扇三角洲与近岸水下扇特征对比

<正>辽东湾坳陷位于渤海东北部海域,为渤海湾盆地一个次级构造单元,是下辽河坳陷在海域的延伸部分。郯庐断裂新生代右行走滑运动控制了该区NE走向"三凹两凸"的构造格局。自西向东可划分为辽西凹陷、辽西凸起、辽中凹陷、辽东凸起、辽东凹陷(徐长贵,2009)。前人对辽东湾坳陷构造演化及沉积充填特征等方面的深入研究认为,自下而上可划分为古近系、新近系,在新生代经历了古近系裂陷和新近系-第四系后裂陷两个阶段。其中,古近系构造演化可划分为三个阶段:即古新统-始新统     

海底扇模式：问题与解决办法

在文献中，由于术语和概念的误用，造成海底扇模式非常混乱。本文认为古代海底扇应仅仅是一个各叶状体都与补给水道相连的体系。目前，流行的单个叶状体模式仅仅依据了西班牙始新统Ｈｅｃｈｏ群沉积，这种受构造控制的海底扇体系不应作为海底扇的一般沉积学模式。将海底扇分为“高效”体系和“低效”体系是不实际的，因为单个海底扇常兼具上述两种体系的特征，海底扇主要活跃于低水位期。     

沉积物重力流流体转化沉积-混合事件层

随着浊流和碎屑流理论体系日臻成熟,重力流的流体转化过程逐渐受到重视,而与其相关联的混合事件层概念也应运而生。混合事件层是单次碎屑流或浊流流体转化中的沉积记录,是多种流变学特征的垂向沉积组合。典型混合事件层沉积序列具有五段式的特征（即纯净砂岩段H₁、条带状砂岩段H₂、黏性碎积岩段H₃、波状层理段H₄、块状泥岩段H₅）,其内部通常存在岩性突变界面。混合事件层发育于粗粒三角洲内部、海底扇和水道与舌状体过渡区、舌状体侧缘、远端及限制性的微型盆地边缘地区,其垂向叠置厚度可达数十米。混合事件层的发现对重力流流体转化、重力流沉积物空间流变学性质研究具有重要意义,同时也推动了油气储层构型和非均质性研究,为进一步寻找深水有利储集砂体提供了新思路。混合层地球物理识别方法的建立及其相关概念在湖泊重力流研究中的灵活应用将是下一步的研究方向。     

断陷湖泊水下扇类型与分布模式

水下扇是断陷湖泊中一种重要沉积类型,近年来受到关注度越来越高。海洋和湖泊中与重力流有关的各类扇体的术语很多,诸如深水扇、盆底扇、湖底扇、斜坡扇、滑塌扇和浊积扇等,而它们都是不同类型的水下扇。国内沉积学界对湖泊水下扇这一术语的合理性一直有争议,与之相关的术语有水下冲积扇、近岸水下扇和远岸浊积岸等。文中梳理了有关水下扇的一些术语的含义异同,进而明确了断陷湖泊水下扇的基本类型;明确提出了湖泊外部物源体系与内部物源体系,并由此建立了湖泊水下扇的沉积分布模式;最后讨论对比了水下扇、冲积扇及扇三角洲之间的沉积差异,以期为今后深入研究这一类型沉积体提供借鉴。     

海底沉积物中的宇宙尘

作为地球外源物质之一的宇宙尘(还有陨石和月岩样品),从默里和雷纳在深海沉积物中发现以来大约经历了近一百年的历史.由于科学工作者的不断努力.对宇宙尘的研究近百年来取得了不少进展,欣尼德特和帕金曾给予较全面的评价.但是,由于分析技术适应不了如此细小球粒(直径约100μ～1mm)中各矿物相或包体(0.Xμ～Xμ)研究的要求,因此限制了对宇宙尘中存在的矿物及其成因更深入广泛地研究.随着电子光学显微分析     

孙吴-嘉荫盆地白垩系淘淇河组水下重力流沉积特征

本文根据露头、岩心、测井、薄片鉴定等资料,对孙吴-嘉荫盆地白垩系淘淇河组水下重力流沉积特征进行了详细的研究,认为淘淇河组水下重力流沉积规模大,为湖底扇沉积,其可进一步划分为内扇、中扇、外扇3种亚相以及主沟道、主沟道外、辫状沟道、辫状沟道间、远源浊积岩5种微相类型。内扇以水下泥石流沉积为主,中扇以液化沉积物流和浊流沉积为主,外扇发育浊积岩。根据地震剖面推断,白垩系淘淇河组时期发生的断层活动是湖底扇沉积发育的主要原因。     

深水等深流与重力流交互作用沉积(2000—2022年)研究进展

等深流与重力流在深水环境中较为常见,两者在地质历史时期中可存在相互作用进而形成交互作用沉积。结合近20年研究成果,对深水等深流与重力流交互作用的沉积类型、鉴别标志、形成机理及地质意义进行了总结。1）等深流与重力流交互作用沉积可分为等深流与重力流沉积互层、等深流改造重力流及等深流与重力流同时作用沉积。2）等深流沉积和重力流沉积的有效鉴别是等深流与重力流沉积互层沉积研究的前提。3）等深流改造重力流沉积发育重力流和牵引流沉积构造,双向交错层理最为典型;常具顺斜坡向下及大致平行斜坡的两个水流方向;概率累积曲线呈1~3段式等特征。4）等深流与重力流同时作用沉积主要发育单向迁移水道、不对称的水道—堤岸体系及偏转型朵叶。5）交互作用形成过程主要受等深流与重力流相对能量大小的影响。当重力流活跃时,发育重力流沉积,在重力流末期及间歇期,等深流沉积发育,进而形成重力流与等深流沉积互层。等深流能量较强时,可改造重力流沉积,形成等深流改造重力流沉积。高能等深流在重力流能量较弱时,可对重力流沉积物进行横向搬运,形成迁移水道、不对称水道—堤岸体系及偏转型朵叶。6）主要问题及下一步的主攻方向主要包括四个方面:①重视综合研究,增加实例分析;②完善鉴别标志,推广研究成果;③多方法、多尺度、多条件、多维度综合探讨交互作用沉积过程及主控因素;④加强油气勘探潜力、古环境演化及地质灾害预防等方面的研究。     

海底沉积物酸解烃分析方法

在SY/T 6009.1-2003方法的基础上,对海底沉积物酸解烃的分析测试方法进行了研究,重点考查了方法准确度、精密度、检出限、实验室间重现性及保存时间的影响,该方法实用、可靠,基本能满足海底沉积物酸解烃的测试要求。     

水下扇岩相特征及形成机制

20世纪50年代初期以来，沉积物重力流研究得到沉积学家们的广泛重视，特别是自60年代末期,与沉积物重力流密切相关的水下扇研究成为沉积学领域的热点。通过对国内外大量沉积物重力流及水下扇研究成果的总结，结合我国中新生代陆相断陷盆地水下扇发育的特点，将水下扇的组成岩相划分为基质支撑砾岩相，颗粒支撑砾岩相，砾质砂岩相，块状砂岩相，经典浊积岩相。水下扇的形成机制系重力流成因。内扇以杂基支撑，颗粒支撑砾岩组合为特征；中扇以砾质砂岩、块状砂岩组合为特征；外扇以CDE序及DE序经典浊积岩发育为特征。