1、課程負責(zé)人：楊友運 年月,第二十二章 重力流沉積及沉積相 （Gravity Flow Deposition and facies）,第一節(jié) 沉積物重力流形成的基本條件和類型 第二節(jié) 重力流沉積物(巖)的基本特征 第三節(jié) 濁積巖的相模式,第一節(jié) 沉積物重力流形成的基本條件和類型,一、形成條件 沉積物重力流屬于非牛頓流體，其搬運和沉積作用不服從牛頓內(nèi)摩擦定 律。重力流搬運的驅(qū)動力主要是重力，因此沉積物重力流屬于再搬運沉積體系，它的發(fā)生地點主要是海底或湖底的斜坡地帶，如圖所示。形成沉積物重力流，一般需具備下述條件。,1.足夠的水深 足夠的水深是重力流沉積物形成后不再被沖刷破壞的必要條件。一般認為重力

2、流沉積的水深是15001800m，最小水深100m，英國學(xué)者克林（Klein，1978）則認為，形成重力流的最小水深是80m。但無論何種沉積環(huán)境、水深的大小如何，其形成深度必須在風(fēng)暴浪基面以下。,重力流的來源、搬運和沉積的示意圖 （from H.G.Reading）,第一節(jié) 沉積物重力流形成的基本條件和類型,2足夠的坡度角 足夠的坡度角是造成沉積物不穩(wěn)定和易受觸發(fā)而作塊體流運動的必要條件，一般認為，最小坡度角為3O5O。密西西比河三角洲的海底滑塌坡度角僅有0.5O，我國中、新生代斷陷湖盆陡岸或緩岸都有重力流沉積物形成。計算結(jié)果表明，形成重力流的最小坡度角2O3O即可，只要重力流與湖水之間有足夠

3、密度差，就具備了形成重力流的充分條件。也就是說，重力流的密度對坡度有明顯的補償作用。 3充沛的物源 充沛的物源也是形成沉積物重力流的必要條件。洪水注入的碎屑物質(zhì)和火山噴發(fā)的噴溢物質(zhì)以及淺水的碎屑物質(zhì)和碳酸鹽物質(zhì)等，都可為沉積物重力流提供物質(zhì)來源。,4一定的觸發(fā)機制 重力流沉積物的形成屬于事件性沉積作用，其起因于一定的觸發(fā)機制，諸如在洪水、地震、海嘯、巨浪、風(fēng)暴潮和火山噴發(fā)等陣發(fā)性因素直接或間接誘發(fā)下，會導(dǎo)致塊體流和高密度流的形成。除洪水密度流直接人?；蛉撕?，大多數(shù)斜坡帶沉積物必須達到一定的厚度和重量，再經(jīng)一定滑動、滑塌等觸發(fā)機制，才能形成大規(guī)模沉積物重力流(如圖所示)。,第一節(jié) 沉積物重力流

4、形成的基本條件和類型,重力塊體的搬運類型，Kruit，1975,二、基本類型 20世紀的五六十年代是大量發(fā)現(xiàn)并研究濁流的階段，而70年代以來則是強調(diào)沉積物重力流及其連續(xù)統(tǒng)一體的研究階段。 1海相沉積物重力流 米德爾頓等（Middleton and Hampton，1973，1976）按支撐機理把沉積物重力流劃分為四個類型，即: 泥石流(或碎屑流) 顆粒流 液化沉積物流 濁流 納丁等（Nardin et al，1979；Kruit l975）認為，無論陸源碎屑型或內(nèi)源碳酸鹽型沉積物重力流，從巖崩、滑坡、塊體流到流體流，在力學(xué)性質(zhì)上均可構(gòu)成彈性、塑性、粘性塊體運動過程的連續(xù)統(tǒng)一體。 因此，將沉積物

5、重力流劃分為泥石流、碎屑流、顆粒流、液化沉積物流和濁流五種是較合理的，它們是統(tǒng)一機制下的連續(xù)統(tǒng)一體（如圖）。,第一節(jié) 沉積物重力流形成的基本條件和類型,2陸相沉積物重力流 近廿年來，隨著我國地層沉積學(xué)研究和油氣勘探事業(yè)的發(fā)展，從太古代至第三紀，無論是海相地層還是陸相地層，無論是陸源碎屑巖還是碳酸鹽巖，均發(fā)現(xiàn)了大量重力流沉積，而且類型多樣，獨具特色。從不同角度可歸納如下各種類型（據(jù)趙澄林等，1988）： 1）按物源：陸源碎屑型、碳酸鹽碎屑型、火山碎屑型。 2）按機制：洪水型、滑塌型、火山噴發(fā)型。 3）按組構(gòu)：泥石流、碎屑流、顆粒流、液化沉積物流、濁流。 4）按形態(tài)：扇形體系包括近岸水下扇、湖底扇

6、。 5）溝道或槽谷體系，包括橫向、縱向、拐彎水道重力流。 6）層狀或帶狀體系包括階地、深水平原濁流沉積。 深入研究它們的形成機制、分布規(guī)律、儲集條件，對闡明新生代陸相裂谷盆地形成化及其含油氣性具有重要科學(xué)意義和實際意義。,第一節(jié) 沉積物重力流形成的基本條件和類型,一、巖石學(xué)特征 廣義的濁積巖指形成于深水沉積環(huán)境的各種類型重力流沉積物及其所形成的沉積巖的總和。因此按成因和組構(gòu)特征又將重力流沉積物劃分為若干巖類，每一巖類又有其各自的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征。目前較為通用的分類方案是由沃克（Walker，1978）根據(jù)海洋深水碎屑巖相中提出來的，概括為典型濁積巖和非典型濁積巖兩類。其也適用于湖泊深水碎屑

7、巖相分類。 1. 典型濁積巖 典型濁積巖是指具有不同段數(shù)鮑瑪層序（序列）的濁積巖（Bouma，1962）。一個完整的鮑瑪序列由5或6個段組成，自下而上依次為：,第二節(jié) 重力流沉積物（巖）的基本特征,A段底部遞變層段：主要由砂巖組成，近底部含礫石。粒度下粗上細，遞變消楚。一般為正遞變，反映濁流能量逐漸減弱；底面上有沖刷一充填構(gòu)造和多種印模構(gòu)造，如槽模、溝模等。A段常比其它段厚度大，代表遞變懸浮沉積的產(chǎn)物。 B段下平行紋層段：與A段為漸變關(guān)系，比A段細，多為細砂和中砂，含泥質(zhì)，顯平行紋層，粒度遞變不大明顯。紋層除粒度變化顯現(xiàn)外，更多的是由片狀炭屑和長形碎屑定向分布所致，沿層面揭開時可見剝離線理，B

8、段若疊加在A段之上，則兩者是連續(xù)過渡的；若B段作底，則與下伏鮑瑪單元呈突變關(guān)系，其間有一沖刷面，這時B段底層面也可見各種印模構(gòu)造。 (：段流水波紋層段：以粉砂為主，有,第二節(jié) 重力流沉積物（巖）的基本特征,濁積巖鮑瑪層序，安徽巢湖,重力流沉積構(gòu)造槽模 Flutes on Bedding Plane,C段流水波紋層段：以粉砂為主，有細砂和泥質(zhì)，呈小型流水型波紋層理和上攀波狀層理，并常出現(xiàn)包卷層理、泥巖撕裂屑和滑塌變形層理，這表明流水改造和重力滑動的復(fù)合作用。C段之上，兩者是連續(xù)過渡的；C段若與下伏鮑瑪單元呈突變接觸，則其間有沖刷面，并有各種底面印模構(gòu)造。關(guān)于本段各類層理的成因，有人認為是在A段和

9、B段沉積后，濁流轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏攘鳎霈F(xiàn)了牽引流水流機 制所致。,第二節(jié) 重力流沉積物（巖）的基本特征,D段上平行紋層段：該段由泥質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)泥組成，具有斷續(xù)平行紋層。D段若疊于C段之上，兩者為連續(xù)過渡；但若單獨出現(xiàn)，則與下伏鮑瑪單元間表現(xiàn)為一清楚的界面。它是由薄的邊界層流造成的，厚度不大。 E段泥巖段：為塊狀泥巖，E段和D段有時不好區(qū)分，兩者均屑低密度重力流沉積。鮑瑪沒有劃分出這個段，他的E段指的是深水非濁流沉積段，即將要介紹的F段。 F段深水頁巖段：為遠洋深水沉積的頁巖或泥灰?guī)r、生物灰?guī)r層，含深水浮游化石，顯微細水平層理，與上覆層為突變或漸變接觸。實際上F段也已不屬于濁流沉積。但它是判斷深水

10、濁流沉積的重要標志，有時與E段難于區(qū)分，合在一起統(tǒng)稱E段。,第二節(jié) 重力流沉積物（巖）的基本特征,二、扇相模式 （一）海底扇相模式 Walker(1978) 1.補給水道： 斜坡地帶的物質(zhì) 補給通道。 沉積物：以粗碎屑 物質(zhì)沉積為，偶為泥質(zhì)充填。,海底扇 的剖面形態(tài),2.內(nèi)扇亞相 斜坡腳和峽谷出口處， 包括： （1）主水道微相： 以無分選的粗粒碎屑 物質(zhì)以及滑塌沉積為主， 沉積厚度大。 （2）水道堤微相： 由沿水道的漫溢作用 形成，常具B(C)-E序。 （3）階地微相： 漫溢到水道兩側(cè)的階地， 可具C-E序。,3. 中扇亞相 辮狀分流水道發(fā)育，扇的主體。 沉積作用主要與水道及其漫溢沉積有關(guān)。 （1）有溝道部分： a.辮狀水道：側(cè)向遷移 性強，無堤。 沉積物：含礫砂巖、 塊狀砂巖。 構(gòu)造：常疊覆沖刷。 b.溝道之間： 漫溢沉積。 沉積物：A-E、B-E、 C-E等序。 （2）無溝道部分 處于有溝道部分前方， 漫溢沉積。 沉積物：B-E、C-E序。,4.外扇亞相 地形較平坦， 與深海平原逐漸過渡。 以漫溢沉積為主。 沉積物：具C-E、 D-E 序。,包卷層理構(gòu)造,變形構(gòu)