“高密度浊流”是砂质碎屑流吗？

习惯上认为，浊流是一种液性流，其沉积物靠液态湍动支撑；而碎屑流是一种塑性流，其沉积物靠基质强度、分散压力和上浮力支撑。“高密度浊流”的概念是指高浓度的、通常是非湍动的液态流，其沉积物主要靠基质强度、分散压力和上浮力支撑。以往认为顶部带有湍流云的牵引毯代表高密度浊流其实是一个错误，因为牵引毯既不是液性流也不是湍流。碎屑流也可能在其顶部带有湍流云。牵引毯／碎屑流与其上面的湍流云在流变学、沉积物支撑机制     

高密度浊流还是砂质碎屑流?

一般认为,浊流是流体流,其内沉积物由流体的紊流支撑;而碎屑流是塑性流,其内沉积物由基质强度、分散压力以及浮力支撑。高密度浊流的概念指高浓度的、通常为非紊流的流体流动,其内沉积物主要由基质强度、分散压力和浮力支撑。但是,有关浊流和高密度浊流的概念相当混乱。此外,深海地区块状砂岩几乎毫无例外地解释为由高密度浊流形成。     

陆相湖盆深水砂质碎屑流成因机制与分布特征——以鄂尔多斯盆地为例

国外深水沉积发展了50年,从浊流定义的普遍应用,到今天对鲍马序列、约克扇等经典模式持否定态度,深水沉积研究经历了一个推陈出新的过程。目前国外流行的砂质碎屑流理论是经典浊流理论的部分否定与新发展。本研究阐述国外砂质碎屑流的概念、实验、鉴别特征、沉积模式等最新认识,以运用砂质碎屑流理论解释鄂尔多斯盆地湖盆中部厚砂岩的成因机制为例,揭示我国陆相湖盆中心坡折带砂体分布特征与形成机制,为开拓陆相勘探领域提供理论支撑。     

碎屑流与浊流的流体性质及沉积特征研究进展

受浊流沉积模式(即鲍马序列和浊积扇模式)的驱动和浊积岩思维定势的影响,自1970s浊流与浊积岩的概念逐渐扩大,特别是通过"高密度浊流"术语的引入,以及将水下浊流与陆上河流的错误类比,使得一部分碎屑流与底流的沉积被认为是浊积岩。随着现代观测设备的应用以及详细的岩芯观察,碎屑流(特别是砂质碎屑流)和浊流被重新认识。浊流是一种具牛顿流变性质和紊乱状态的沉积物重力流,其沉积物支撑机制是湍流。碎屑流是一种具塑性流变性质和层流状态的沉积物重力流,其沉积物支撑机制主要是基质强度和颗粒间的摩擦强度。浊流沉积具特征的正粒序韵律结构,底部为突变接触而顶部为渐变接触;碎屑流沉积一般具上、下两层韵律结构,即下部发育具平行碎屑结构的层流段,上部发育具块状层理的"刚性"筏流段。但当碎屑流被周围流体整体稀释改造且改造不彻底时,强碎屑流可变为中—弱碎屑流,相应自下而上可形成逆—正粒序的沉积韵律结构,其中发育有呈漂浮状的石英颗粒和泥质撕裂屑等碎屑颗粒,明显区别于浊流沉积单一的正粒序韵律结构特征。碎屑流沉积顶、底部均为突变接触。浊流的沉积模式为简单的具平坦盆底的坡底模式,而碎屑流则为复杂的斜坡模式。     

深水砂质碎屑流沉积:概念、沉积过程与沉积特征

在总结国内外相关文献的基础上,对砂质碎屑流的相关概念、沉积动力学过程及沉积特征进行系统梳理,并对争议问题进行了讨论。砂质碎屑流是一种富砂质具塑性流变性质的宾汉塑性流体,代表一个从黏性至非黏性碎屑流连续系列,具有中—高碎屑浓度(体积浓度25%～95%)、较低的泥质含量(体积浓度可低至0. 5%)、湍流不发育。其沉积物以块状砂岩、含碎屑逆粒序砂岩沉积为代表,局部可见滑动剪切构造和液化漩涡构造。砂质碎屑流的形成多经历滑动→滑塌→砂质碎屑流→浊流的有序演化过程;滑水作用和基底剪切润湿作用是克服砂质碎屑流与基底剪切摩擦拖拽的重要机制,流体强度则是克服上覆环境水体混入稀释的重要原因;砂质碎屑流头部和边部优先固结沉积,进而控制流体整体沉降。砂质碎屑流是形成深水块状砂岩的主要原因之一,砂质碎屑流在相对低流体效率的深水重力流沉积环境广泛发育。     

浊积岩神话与砂质碎屑流

在浊积岩研究中,著名的鲍马层序是1962年通过对法国东南部阿尔卑斯山脉地区Annot砂岩浊流沉积研究基础上提出来的,组成该层序的Ta、Tb、Tc、Td、Td段应是一次浊流事件的产物。浊流又有高密度浊流和低密度浊流之分。此后,特别是在Walker(1978)提出海底扇相模式之后,以鲍马层序为代表的经典浊积岩和海底扇相模式在沉积地质学界广泛流行,甚至几乎在所有的深水砂岩研究中,都用它来进行描述并解释浊流沉积。     

砂质碎屑流和底流改造——部分传统浊积岩成因新解

以鲍马层序为代表的古典浊积岩,在地质学界曾广泛流行。近年来的研究表明,真正的浊积岩是很少发生的。由于浊流和碎屑流具有不同的流变学特点,人们对部分传统浊积岩提出了砂质碎屑流和底流改造成因及其鉴别标志,并对传统海底浊积扇模式在进行重新研究的基础上提出了海底碎屑流模式。     

深水碎屑流与浊流混合事件层类型及成因机制

同一重力流事件形成的包含碎屑流和浊流及其之间过渡流体的混合流沉积形成的沉积层称为混合事件层。混合事件层主要包含下部砂质碎屑流-上部浊流混合事件层(类型1)和下部浊流-上部泥质碎屑流混合事件层(类型2)以及泥质碎屑流和浊流频繁互层混合事件层(类型3)3种类型。类型1主要为流体转化成因,包含液化作用、沉积物破碎、流体顶部剪切侵蚀、接触面不稳定性和波浪破碎、水力跳跃、流体头部与环境水体混合和多种机制作用下的整体转化7种成因认识。类型2和类型3主要涉及流体转化及流体差异搬运和沉降过程成因,包含碎屑流覆盖浊流、碎屑流内部差异沉降、浊流侵蚀转化、浊流膨胀减速、局部沉积物垮塌和浮力转化6种成因认识。下部砂质碎屑流上部浊流混合事件层和下部浊流上部厚层富含泥质碎屑的泥质碎屑流混合事件层在沉积近端到沉积远端均有分布,多呈条带状或树枝状;下部浊流上部贫泥质碎屑的泥质碎屑流混合事件层主要在沉积远端或基底相对低部位分布,多呈环带状或牛眼状。深水重力流混合事件层的分布主要受泥质含量、颗粒粒度、水体密度等内部因素和重力流成因机制、古地形和构造活动等外部因素综合控制。深水重力流混合事件层的形成及其分布研究对于丰富和完善重力流沉积理论,指导现阶段深水重力流砂体常规和非常规油气勘探及理解自然活动规律、防灾减灾具有重要意义。现阶段对深水重力流混合事件层的多种成因及形成条件和横向分布演化规律的研究还有待进一步深入。     

水下碎屑流沉积：深水沉积研究热点与进展

自20世纪50年代以来,作为沉积物搬运两大主要动力之一的重力流因其在记录地质事件、改造地表地貌和勘查油气资源方面的特殊意义而引起广泛关注。重力流研究历史经历了现象观测、概念体系建立、沉积模式建立、工业应用与质疑和碎屑流研究深化5个阶段。近期,以深海水下碎屑流为核心的研究重建了"砂质碎屑流"概念,新建立了以碎屑流细分为主要内容的3套重力流分类,提出并讨论了水下碎屑流"滑水"搬运机制特征、形成条件,系统分析沉积物浓度、粘土含量及成分对水下重力流性质及搬运沉积过程的影响。继20世纪60~70年代重力流研究热潮后,1996年以来水下碎屑流为主的研究再次掀起新一轮研究热潮。综合沉积物重力流研究现状、进展和当前油气工业勘探开发需求,指出未来水下碎屑流研究动态包括:①水下碎屑流成因分类体系的建立及重力流分类体系的完善;②实地观测与模拟实验结合下水下碎屑流发育机制深化;③重力流泥岩沉积机制及油气意义和④水下碎屑流主控型重力流沉积模式的建立及其在油气勘探开发中的应用。     

浊积岩和砂质碎屑流岩关键识别标志及辽河盆地岩心实例*

重力流是自然界中广泛存在的一种流体形式,不同学者基于不同切入点往往会提出多种重力流的划分方案。采用浊流和碎屑流的二分方案,对浊积岩和砂质碎屑流岩的沉积特征展开综述和探讨,旨在进一步概括这2类岩石的沉积特征,明确具有指示意义的最典型相标志。研究表明,在野外露头和钻井岩心中,可以通过以下典型特征鉴别浊积岩和砂质碎屑流岩: 砂岩内若发育以正粒序为特征的递变层理,则应该将其认定为浊积岩;若砂岩内发育泥岩撕裂屑、漂浮状泥砾或不含任何层理构造(块状砂岩),则应该将其认定为砂质碎屑流岩。这些特征是鉴别浊积岩和砂质碎屑流岩最可靠的标志。此外,变形层理、爬升波纹交错层理、波状层理、平行纹层、冲刷侵蚀界面、岩性突变界面和槽模等沉积构造也具有一定指示意义,出现这些特征时需要结合沉积背景、岩相的垂向组合关系和地球物理等资料进行综合判断。     

泥石流流域岩性的坚固系数与暴发频率的关系

坚硬岩性地区的泥石流暴发频率较低在定性上基本可以概括岩性与泥石流暴发频率的关系,但目前还没有定量地描述岩性与泥石流暴发频率的关系。以四川省17个泥石流流域作为研究对象,通过现场调查研究泥石流形成区和堆积区粗化层颗粒的岩性、硬度以及泥石流的暴发频率,得出：①泥石流堆积区岩性组成特征基本可以代表形成区的岩性组成特征;②用地...     

白云凹陷珠江组深水扇砂质碎屑流沉积学特征

珠江口盆地白云凹陷深海水域的珠江组为油气勘探开发新领域,但珠江组厚层块状砂岩储层的成因仍存在很大争议。通过对砂岩储层的物质组分、沉积构造、粒度分布、古地形和古构造背景及地震与测井等资料的综合分析,确定白云凹陷珠江组属于深水扇沉积体系,扇体中广泛发育的厚层块状砂岩为深水扇沉积体系中内－中扇水道的砂质碎屑流沉积充填物。在详细描述砂质碎屑流沉积学特征和识别标志的基础上,确定砂质碎屑流与低位期陆架边缘三角洲前缘砂体与海平面大幅度下降期的某种触发机制作用下发生的重力滑塌和砂崩有关,具备“源-渠-汇”耦合关系的深水扇沉积模式。     

坡折带控制下的砂质碎屑流对油气勘探的意义——以四川盆地上三叠统须家河组为例

坡折带近年来日益受到重视,它明显控制了上覆地层分布、岩性岩相变化和油气藏的分布。通过层序地层法恢复古地貌,在川中-川西过渡带识别大型地貌坡折带,川西地区晚三叠世接受其西部和东部两个方向的物源供给。在大量岩心观察、地震资料和测井资料研究基础上,认为在坡折带控制下,龙泉山断裂带以西须二、须四段发育砂质碎屑流重力流沉积,分析其基本特征和储集性能,最后指出砂质碎屑流储层物性总体优于川西地区南部其它类型砂体,是新型的勘探对象,具有一定的勘探潜力。     

基于弯道超高计算泥石流流速的探讨

泥石流流速是难以实测和准确推算的重要参数。在分析既有各类弯道超高计算公式的基础上,探讨适用于各类泥石流的弯道超高计算模式,进而改进基于弯道超高的粘性泥石流、稀性泥石流和泥流的流速计算公式,用实例加以验证。     

砂质碎屑流概念及其在鄂尔多斯盆地延长组深水沉积研究中的应用

砂质碎屑流是近年来日益受到重视的一种新的砂体成因类型,其相关理论是对"鲍玛序列"和"浊积扇"等深水沉积理论的部分否定和完善.阐述了砂质碎屑流概念精华与存在问题,指出只有进一步结合我国陆相盆地沉积不断完善该理论,才能提高勘探成功率,从而促进我国石油工业的发展.同时运用砂质碎屑概念,将鄂尔多斯盆地湖盆中心深水区延长组长6段...     

基于投影寻踪与可拓学方法的泥石流危险度评价

泥石流危险度评价是地质灾害评估与治理的一项重要内容。选取金沙江流域典型泥石流影响因子指标值作为原始数据,基于投影寻踪法与可拓学相结合的方法建立危险度评价模型,根据原始数据的结构特征搜索出最符合实际情况的投影方式,从而映射出最客观的综合数据特征值。并通过可拓学理论解决泥石流体系的模糊性、不确定性与泥石流危险度评价的客观性、确定性之间的矛盾,将评价因子与评价标准之间的从属关系拓展到因子与标准之间的距离,从而定量化地描述出研究区泥石流危险度的特征。     

Scientists Discuss the Genetic Relationship between Qinghai–Tibet Plateau and Indian Monsoon

The Qinghai-Tibet Plateau,the third pole towering high in the world,has always been the object of extreme climate research.This is the most extensive high altitude area in the world,with an average altitude of 4000 meters.Such a wide mountainous area absorbs more solar energy than one at sea level,so the winter here is cold and summer is broiling hot.In the 1950s,the Chinese atmospheric scientist Ye Duzheng and German meteorologist Hermann Flohn both suggested that the air layer of the summer plateau was warmer than the sea and the air layer with the same altitude over land located at sea level,so that the temperature difference generated winds,which blow moist air from the ocean into the interior of the subcontinent of India,becoming a driving engine of the rainy season,the Monsoon.     

安夹沟特大型泥石流沟特征及治理方案

安夹沟位于岷江上游四川省汶川县境内。近百年内,该沟至二十世纪七十年代只发生过一起小型泥石流,没有人员伤亡。2008年汶川地震后,该沟沟床变陡,泥砂堆积物增多,已引发大规模的泥石流灾害,严重威胁都汶高速、AAAA级景区大禹农庄及当地居民的生命财产安全。通过对地震后安夹沟形地貌、水文气象、物源条件的分析,探计该泥石流沟形成条件、基本特征和冲於特性,预测分析其发展趋势,并因地制宜的提出了治理方案,也为震后类似地质灾害的治理提供指导。