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。

南海西北部莺琼陆坡重力流和等深流的时空关联

南海西北部的莺琼陆坡深水区近些年获取了大量油气发现,展示了广阔的勘探前景。深水沉积往往受控于重力流、等深流等多种机制,它们在时空中如何分布、如何相互作用,又在多大程度上影响或控制着沉积格局,对水动力方面的认识的差异会导致沉积相展布方面的不同认识,进而影响对砂体类型和展布的分析,制约了石油勘探开发。论文基于地震数据所呈现的地震相和地层叠置样式,确认莺琼陆坡在中新世以来发育两类沉积体系:重力(流)和等深流沉积体系。二者在时空上存在毗邻而居、有序进退的关系,重力流沉积呈“台阶状”逐层上超于等深流沉积之上,呈进积形态,而等深流沉积体系则呈退积样式;二者之间构成了特殊成因的、跨时的“相变”面;进而相应恢复了两种不同方向的沉积作用(重力流和等深流)的时空关联。它们这种“台阶状”进退关系根源于中中新世以来莺琼陆坡所经历的多方向物源体系充沛的碎屑供应和由此导致的活跃的重力流活动;南海深水循环导致的等深流机制作用的强度也有相当的作用;总体上,等深流沉积体系的分布范围受重力流作用强弱的控制,形成了二者彼进此退的时空关系。

川东南地区下志留统等深流沉积特征

现代海洋地质调查表明在碳酸盐岩台地边缘斜坡附近存在等深流沉积体。然而,保存在地层中台地边缘的等深流沉积报道较少。通过野外露头宏观观察、实测及岩石显微观察,认为在川东南地区下志留统小河坝组和石牛栏组中存在等深流沉积。在南川三泉、石柱金竹、武隆黄草场剖面中,小河坝组发育对称递变层理及具周期性变化的条带状构造;在桐梓白杨树、坡渡剖面中,石牛栏组下部发育瘤状灰岩、泥质条纹—条带状灰岩,上部见薄板状砂岩。通过对小河坝组和石牛栏组的沉积特征与现代巴哈马台地、马尔代夫碳酸盐岩台地边缘等深流沉积特征对比,并参考经典深水等深流沉积特征,认为川东南地区小河坝组存在等深流沉积,并在南川三泉地区发育等深积岩丘;石牛栏组上部薄板状细—粉砂岩沉积体亦可能为等深积岩,其下部的条纹状灰岩也可能由等深流(底流)迁移有关的牵引流沉积作用而形成。上述认识为古代等深流沉积研究提供了实例,对探讨川东南地区古地理演化及油气储集层性质有积极意义。

南海北部珠江口盆地重力流与等深流交互作用沉积特征、过程及沉积模式

通过地震及钻孔资料对南海北部珠江口盆地重力流及等深流沉积进行了研究。南海北部重力流及等深流沉积类型多样，包括峡谷、单向迁移水道、堤岸、朵叶及漂积体。单向迁移水道迁移方向分别为北东向和南西西向，为重力流与等深流交互作用形成。漂积体有大型长条状漂积体、限制型漂积体和陆坡席状漂积体，岩性为粘土、泥质粉沙。南海北部陆坡水深200-1200m范围内发育北东向迁移水道及小规模的漂积体，而水深约1200～3000m内则以朵叶及大规模的漂积体为主，见少量南西西向迁移水道。其中，漂积体多分布于峡谷、水道及朵叶的两侧，为等深流改造堤岸、朵叶等“细粒”沉积物而成。

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组发育石灰岩、泥岩和砂岩，夹放射虫硅岩及凝灰岩，深水原地沉积、重力流沉积及等深流沉积发育。等深流沉积主要为砾屑、砂屑、粉屑、灰泥及粉砂—砂质等深积岩。粉屑等深积岩顶部发育波痕及生物扰动，波痕不对称，迁移方向明显，波长1-5cm，波高0.2-0.5cm。等深流沉积具有灰泥等深积岩、粉屑等深积岩、砂屑等深积岩及砾屑等深积岩叠置组成的完整及不完整的细—粗—细沉积层序，厚度几毫米至数厘米。该层序既可由多层叠置而成，也可由单层组成或在相邻泥质纹层或缝合线之间直接出现，并存在向上变粗的逆递变和向上变细的正递变厚度不对称特征。等深流从东向西，大致平行于斜坡运动。平凉组下部发育深水原地沉积和重力流沉积，上部则发育深水原地沉积和等深流沉积。等深流沉积主要受构造运动、相对海平面升降、古地貌、流体能量及运动路径的影响。

等深流沉积研究进展

等深流沉积研究已有约50年的历史,其研究成果极为丰富。近10余年,随着科学技术的发展和海洋意识的提高,等深流沉积研究工作开展迅速,涌现出了大量的新成果。简要回顾了等深流沉积研究的历程,结合最新研究成果,对其进展及认识进行了总结。等深流沉积以细粒沉积为主,沉积构造及生物扰动发育,多呈细—粗—细沉积序列。其类型可分为长条形丘状漂积体、水道型漂积体、补丁型漂积体等7类。沉积模式根据地形、水动力、路径等可分为简单路径模式、复杂路径模式以及等深流与重力流交互作用模式。等深流与重力流交互作用是深水沉积研究热点之一。等深流沉积研究面临的问题及发展方向主要有三方面,即,1)完善识别标志,推广研究成果;2)综合运用多种手段和理论,探讨沉积过程与构造演化、古海洋及气候变化的耦合关系;3)加大油气勘探潜力研究力度。

鄂尔多斯地区西缘中奥陶世等深流沉积

本文论述了在鄂尔多斯地区西缘中奥陶统中首次发现的碳酸盐等深流沉积及其堆积体－等深岩丘。其等深岩可划分为砂屑等深岩、粉属等深岩、灰泥等深岩和生物屑等深岩四种类型。识别出了完整的、不完整的和由单一的砂屑等深岩叠置组成的等深岩层序。砂屑等深岩大量发育是本区等深岩丘与其它已发现的各种等深岩丘的重要区别。古流向研究和等深岩的粒度、结构特征表明，在中奥陶世，沿鄂尔多斯地区西缘斜坡带存在较强的自南而北的等深流流动体系。

孟加拉湾深海记录中的等深流活动特征及其环境意义初探

实地观测和对沉积记录的研究表明 ,孟加拉湾存在强大的等深流活动 .通过采自孟加拉深海扇东部和中部的 3支活塞岩心的沉积学研究表明 ,那些氧化色彩强烈、钙质生物壳体溶蚀严重、不存在粒序层理的粉砂质薄层实际上是等深积作用的产物 .源自两极的等深流是全球温盐循环系统的关键组分 ,它们在过去 15 0ka的历史中曾经多次得到强化 ,不仅对研究区的环境变化产生重要影响 ,而且可能作为纽带 ,加强了低纬地区与极区在气候意义上的遥相关 .等深流的强化与冰川旋回之间似乎不存在密切关联 ,氧同位素第 3 ,4,5期内均可发现明显的强化记录 .关于强化的控制机制有待深入探讨 .

贺兰拗拉谷北段奥陶系等深流沉积

采用野外观察描述和室内分析相结合的方法,以桌子山剖面奥陶系沉积相研究为基础,识别出了典型的碳酸盐等深流沉积。首次采用Fischer图解法,求取了碳酸盐等深流沉积其可容空间变化曲线。参照野外的样品化学分析数据,得出深水等深岩的生烃能力较好,故对等深岩的研究具有潜在的矿产意义。在未来研究上,应运用地震波识别、遥感等现代科技调查手段,进行多学科综合研究,尽快建立一套完善的识别标志,以促使其逐渐成为沉积学中一个更为完善的研究领域。

湘西黔东寒武纪等深流沉积

本文描述了湘西黔东地区寒武纪沉积的等深岩类型和特征。对砂质等深岩和泥砂质等深岩层序的形成过程进行了讨论。分析了等深岩中交错层理反映的古流向资料,结合古地理背景,建立了工作区等深流沉积模式。

等深流沉积的特征及其鉴别标志

等深流沉积是深水牵引流沉积中的一种重要类型。根据粒度特征，可将等深积岩划分为泥级、粉砂级、砂级和砾级等类型，它们可以组成特征的细粗细垂向沉积层序。从产状、成分、结构、沉积构造、垂向层序和与海平面变化的关系等方面总结了等深流沉积的若干鉴别标志以及与其他类型深水沉积的区别。

南海北部第四系深层等深流沉积特征及类型

以地震资料为基础,对南海北部第四系深层等深流沉积进行了研究。南海北部水深约1200～3000m范围内发育大型长条状漂积体、限制型漂积体、陆坡席状漂积体及沉积物波。大型长条状漂积体外形为丘状,水道在靠陆一侧发育。限制型漂积体主要沉积于地形突起之间的地势相对低洼处,外形多平坦,水道较为发育。陆坡席状漂积体外形为席状。沉积物波面积较大,部分与漂积体伴生。深层等深流在自北东向南西沿南海陆架运动过程中,在中上陆坡由于地形变化相对较大及科氏力作用影响形成螺旋型等深流,进而产生次生环流,形成大型长条状漂积体及限制型漂积体。在中下陆坡因地形相对平坦、开阔,等深流为层状水流,多形成陆坡席状漂积体。本研究不仅能提高对南海深层等深流沉积的认识,还能为油气勘探服务。

等深流作用机制和沉积的研究进展

等深流是大洋环境非常重要的动力学机制,其沉积蕴含了重要的古海洋学和古气候信息,对其进行解析是近些年国际海洋学、气候学的研究热点。等深流是顺陆坡走向流动的牵引流,其侵蚀—沉积效应取决于陆坡地貌、气候旋回等多种因素,认识等深流侵蚀—沉积的动力学规律是学术界关注的焦点之一,也具有重要的油气经济意义。探究等深流沉积的新类型、等深流沉积的形态和叠加—迁移型式,以及它们发育的背景和控制因素,也是近些年学术界和工业界关注的热点。确定等深流作用机制及其沉积响应的研究脉络,对凝聚研究方向和确定科研目标至关重要。

等深流沉积研究现状与展望

本文根据国内外等深流及其沉积的研究成果,概述了它们的研究进展,且详细阐述了等深流沉积特征和沉积类型,并指出等深岩丘的发现是该领域最为重要、最具特色的突出成果以及等深流沉积研究的油气勘探意义.虽然随着深海钻探计划和大洋钻探项目的开展,等深流沉积研究取得了较大进展,但现代等深流沉积和古代等深流沉积的研究在一定程度上发展尚不平衡,仍存在着较多问题,尤其是在古代等深流沉积研究方面显得更为薄弱.最为重要的是,等深流沉积的识别是该领域研究的最大难题.因此,在其未来研究上,应注意运用地震波识别、遥感等现代科技调查手段,进行多学科综合研究,尽快建立一套完善的识别标志,如沉积学标志、古生物标志等,以促使其逐渐成为海洋沉积学中一个更为完善的研究领域.

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组等深流沉积特征及影响因素

陕西富平地区上奥陶统赵老峪组发育等深流沉积。以实测剖面、岩石光面、薄片资料以及地球化学资料为基础,结合前人研究成果,对赵老峪组等深积岩类型、层序以及等深流沉积发育的影响因素进行了分析。研究认为:(1)赵老峪组发育灰泥等深积岩和粉屑等深积岩2种类型,识别出由单一的灰泥等深积岩以及灰泥等深积岩与粉屑等深积岩组成的2种等深积岩层序;(2)等深流水团温度越低,盐度越高,则等深流强度越大;(3)等深流水团水温由高变低、再变高,盐度由低变高、再变低,可能造成了等深积岩层序由细变粗、再变细;(4)古水深变大、古气候变干热、古盐度变低有利于等深流和等深流沉积的发育。

浊流与等深流的流态转化

小型交错纹理、大型纵向交错层和粘性交错层不可能在浊流沉积体中存在,从B、C、D、E段的沉积特征上唯一能得出的结论是组成这些单元的颗粒在沉积前或搬运的最后阶段是被牵引流搬运的,并非浊流成因。浊流沉积仅仅是发育在A段的重力流沉积,在B、C、D、E段转化为等深流,等深流在浊流的后期广泛发育并占主体地位。从沉积相、相组合、古流向以及遗迹化石的生态特征等方面,详细阐述了内蒙古桌子山中奥陶统拉什仲组碎屑岩沉积特征和沉积类型,识别出碎屑岩等深岩体,认为拉什仲组不存在鲍玛序列。

大西洋洋底现代等深流及其沉积特征综述

对现代海洋洋底的等深流及其沉积作用的研究已揭开了海洋深水沉积的新篇章。它不仅丰富和发展了沉积学理论，而且具有重要的生产实践指导意义。本文首先阐述了等深流的概念及其成因，而后着重综述了大西洋洋底的等深流活动模式及其沉积特征，旨在全面反映国外学者对等深流及其沉积作用研究的最新进展。

等深流沉积特征

根据国内外等深流沉积的研究成果,从产状、成分、结构、沉积构造、垂向层序和与海平面变化的关系等方面总结了等深流沉积特征以及与其他类型深水沉积的区别。等深流沉积是深水牵引流沉积中的一种重要类型,蕴含有重要的古海洋学和古气候信息,对其进行解析是近年国际海洋学、气候学研究的热点。等深流沉积最明显的特征包括对称递变层序以及强烈的生物扰动,其储集性能优于浊流沉积,具有非常重要的含油气潜能。南海是中国具有深海环境的唯一边缘海盆,在南海北部深水陆坡环境已确认等深流沉积普遍存在,是等深流研究的理想场所,但南海的等深流沉积类型、形态特征以及控制其发育的主要因素等问题有待进一步研究。

贺兰拗拉谷北段奥陶系等深流烃源岩

野外露头能够直观地展现不同地层的的发展过程和空间展布,岩性柱子是野外露头的垂向叠置。因此,可以通过对垂向叠置层序的研究来恢复和推断层序各部位的发生和发展过程。综合分析了贺兰拗拉谷北段桌子山剖面奥陶系各组地层沉积相特征,得到了沉积环境的垂向变化和横向迁移规律,建立了贺兰拗拉谷北段奥陶系层序地层学模式,识别出了典型的碳酸盐等深流沉积。以桌子山剖面奥陶系沉积相研究为基础,结合沉积相模式和野外样品地球化学数据,确定了等深流烃源岩,从而为验证拗拉谷的存在提供了有力的证据。

鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区奥陶系深水条纹条带状泥岩等深流成因分析

沉积形成的条纹和条带状构造多包含化学沉积和机械沉积2个沉积过程,在探讨其沉积机制时往往受到制约。而桌子山地区中、上奥陶统克里摩里组和乌拉力克组发育良好的条纹条带状泥岩,为单一的机械沉积作用所致,是研究条纹条带构造形成过程中沉积流体作用机制的理想层位。本次研究以详细的野外观察为基础,结合室内岩石薄片鉴定和近年来关于细粒沉积水槽实验的研究成果,探讨深水等深流在形成条纹条带构造中的作用。克里摩里组上段多为条纹状泥岩组成,呈极细的连续或断续透镜状,垂向上表现为细—粗—细序列;乌拉力克组多为条带状泥岩,与砾屑石灰岩伴生,垂向上发育窄—宽—窄序列。其成因则与等深流引起的黏土絮凝波和底载荷运动相关。在弱等深流作用期,絮凝波发育并存在长的尾迹,在等深流改造底载荷进行再沉积的同时,黏土絮凝波发生垂直降落沉积,形成条纹状泥岩;在强等深流作用期,絮凝波不发育,底载荷连续加积形成条带状泥岩。克里摩里组条纹状泥岩与乌拉力克组条带状泥岩的差别可能与水深相关,前者水体较深,后者水体较浅。研究结果说明鄂尔多斯盆地西缘中、晚奥陶世的最大海侵发生在克里摩里组上段,这对研究该地区的构造性海侵和大地构造环境具有重要意义。