Гравитационный поток осадка

редактировать

Это турбидит из девона Becke-Oese Песчаник в Германии является примером отложений, образовавшихся в результате гравитационного потока наносов. Обратите внимание на всю Bouma последовательность.

A гравитационный поток наносов является одним из нескольких типов механизмов переноса наносов, из которых большинство геологов выделяют четыре основных процесса. Эти потоки различаются по их преобладающей наносной поддержке. механизмы, которые может быть трудно различить, поскольку потоки могут переходить от одного типа к другому по мере их развития вниз по склону.

Содержание

1 Механизмы поддержки отложений
2 Результирующие отложения
- 2.1 Описание
- 2.2 Современные и древние примеры
3 Значение
4 Ссылки
5 См. также

Механизмы поддержки отложений

Гравитационные потоки наносов представлены четырьмя различными механизмами удержания зерен в потоке во взвешенном состоянии.

Зерновой поток - Зерна в потоке удерживаются во взвешенном состоянии за счет взаимодействия зерна с зерном, при этом жидкость действует только как смазка. По существу, столкновения зерна с зерном создают дисперсионное давление, которое помогает предотвратить выпадение зерен из суспензии. Хотя это обычное явление в земной среде на скользких поверхностях песчаных дюн, потоки чистых зерен в субаквальных условиях редки. Однако взаимодействие зерна с зерном в потоках с высокой плотностью мутности очень важно как способствующий механизму поддержки отложений.
Сжиженный / псевдоожиженный поток - Форма в несвязных гранулированных веществах. Когда зерна в основании суспензии оседают, жидкость, которая вытесняется вверх за счет осаждения, создает давление поровой жидкости, которое может помочь приостановить зерна в верхней части потока. Приложение внешнего давления к суспензии инициирует поток. Это внешнее давление может быть приложено посредством сейсмического удара, который может превратить рыхлый песок в высоковязкую суспензию, как в зыбучие пески. Обычно, как только поток начинает двигаться, возникает турбулентность жидкости, и поток быстро превращается в поток мутности. Говорят, что потоки и суспензии разжижаются, когда зерна оседают вниз через жидкость и вытесняют жидкость вверх. Напротив, считается, что потоки и суспензии псевдоожижаются, когда жидкость движется вверх через зерна, тем самым временно приостанавливая их. Большинство потоков являются сжиженными, и многие ссылки на гравитационные потоки псевдоожиженных наносов на самом деле неверны и относятся к сжиженным потокам.
Селевой поток или селевой поток - зерна поддерживаются силой и плавучестью матрица. Селевые потоки и селевые потоки обладают силой сцепления, что затрудняет прогнозирование их поведения с помощью законов физики. По существу, эти потоки демонстрируют неньютоновское поведение. Поскольку селевые потоки и селевые потоки обладают силой сцепления, необычно большие обломки могут буквально плавать на поверхности матрицы бурового раствора в потоке.
Течение мутности - Зерна взвешиваются турбулентностью жидкости в потоке. Поскольку поведение течений мутности в значительной степени предсказуемо, они демонстрируют ньютоновское поведение, в отличие от потоков с когезионной прочностью (т. Е. Грязевых потоков и селевых потоков). На поведение потоков мутности в субаквальных условиях сильно влияет концентрация потока, поскольку плотно упакованные зерна в потоках с высокой концентрацией с большей вероятностью будут подвергаться столкновениям между зернами и создавать дисперсионные давления в качестве вспомогательного механизма поддержки отложений, тем самым держать дополнительные зерна во взвешенном состоянии. Таким образом, полезно различать токи мутности с низкой плотностью и высокой плотностью. снежная лавина, по сути, представляет собой поток мутности, в котором воздух является поддерживающей жидкостью и взвешивает гранулы снега вместо песчинок.

Образующиеся отложения

Диаграмма, показывающая поток мусора, поток мутности и процессы тяги в одиночном гравитационном потоке наносов. Образовавшиеся отложения, которые некоторые геологи называют связанными обломками, демонстрируют черты всех трех процессов.

Описание

Хотя отложения всех четырех типов механизмов поддержки наносов встречаются в природе, потоки чистых зерен в основном ограничены эоловой обстановкой, в то время как субаквальная среда характеризуется спектром типов потоков, с потоками селей и селевыми потоками на одном конце спектра, и течениями с высокой и низкой плотностью мутности на другом конце. В подводных средах также полезно распознавать переходные потоки, которые находятся между течениями мутности и грязевыми потоками. Отложения этих переходных потоков упоминаются под разными названиями, некоторые из наиболее популярных - «пласты гибридных явлений (HEB)», связанные дебриты »и« пласты шлама ». Снежные лавины и светящиеся лавины (газовые потоки перегретого вулканического пепла) являются примерами течений мутности в неморских условиях.

Зерновые отложения характеризуются увеличивающимся распределением размеров зерен (обратная градация ) в слое. Это происходит из-за того, что более мелкие зерна в потоке падают между более крупными зернами во время столкновений между зернами и, таким образом, осаждаются преимущественно в основании потока. Хотя в наземных условиях это происходит в виде лавинообразных зерен. песчаные дюны, потоки зерна редки в других условиях. Однако инверсные слои, образованные в результате процессов потока зерна, действительно образуют так называемые «тяговые ковры» в нижних интервалах некоторых турбидитов с высокой плотностью.
Сжиженный поток отложения характеризуются осушающими свойствами, су h как тарельчатые структуры, которые возникают в результате утечки жидкости вверх внутри потока. Как и потоки чистого зерна, потоки чистого сжиженного зерна редко возникают сами по себе. Однако процессы сжиженного потока очень важны, поскольку зерна в потоках мутности начинают оседать и вытеснять жидкость вверх. Эти чашеобразные конструкции и связанные с ними элементы, такие как трубы для осушения, часто встречаются в турбидитах.
Отложения селей характеризуются бимодальным распределением размеров зерен, в которых более крупные зерна и / или обломки плавают внутри матрицы. из мелкозернистой глины. Поскольку илистая матрица обладает когезионной прочностью, необычно большие обломки могут плавать поверх илистого материала, составляющего матрицу потока, и, таким образом, в конечном итоге сохраняться на верхней границе пласта образовавшейся залежи.
Низкая. -плотные мутные отложения (турбидиты) характеризуются последовательностью осадочных структур, называемых последовательностью Баума, которые возникают в результате уменьшения энергии в потоке (т. е. убывающего потока), по мере того, как поток мутности движется вниз по склону.
Отложения с течением мутности с высокой плотностью характеризуются гораздо более крупным размером зерна, чем в турбидитах с низкой плотностью, при этом базальные части отложений часто характеризуются особенностями, которые являются результатом непосредственной близости зерен друг к другу. Таким образом, в нижних частях этих отложений обычно присутствуют признаки взаимодействия зерен (то есть процессов потока зерен) и взаимодействия зерен с субстратом (т. Е. тяговое усилие ). Полные последовательности Баума встречаются редко, и, как правило, видны только слои Баума A и B.
Гибридные слои событий (HEB), переходные между грязевыми потоками и мутными потоками, характеризуются чертами, указывающими на отсутствие сцепления (поддерживаемые турбулентностью) и связный (поддерживаемый буровым раствором) поток без разделительной границы между ними. В большинстве случаев они представлены текстурами с опорой на зерно, которые переходят вверх в пласте в текстуры с опорой на грязь. Нередки случаи, когда селевые потоки и грязевые потоки переходят вниз по склону в мутные потоки, и наоборот. Кроме того, внутренние потоки могут переходить вверх от одного процесса потока к другому.

Современные и древние примеры

Современные и древние (обнаженные) примеры отложений, образовавшихся в результате различных типов гравитационных потоков наносов.

Зерновые потоки (песчаные лавины) на скользких поверхностях песчаных дюн в Келсо в пустыне Мохаве, Калифорния
Бищевые конструкции в месторождении (Баума A, Лоу S3) древнего потока жидких наносов, сохранившегося в обнажении.
Селевые потоки, заполнившие овраг после сильных штормов 2010 года в Ладакхе в Гималаях.
Селевые потоки в обнажении, демонстрирующие свободно плавающие крупные обломки, взвешенные в глинистой матрице.
A снежная лавина представляет собой форму потока мутности, в которой воздух является поддерживающей жидкостью.
Мелкозернистые турбидиты в обнажении, показывающие слои Bouma BD, отложенные низкими течениями мутности.
турбидитами высокой плотности (Bouma A, Lowe S1) врезание в турбидиты низкой плотности, горы Топатопа, Калифорния.

Значение

Гравитационные потоки наносов, в первую очередь, мутные, но в меньшей степени сели и грязевые потоки, считаются основными процессами, ответственными за отложение песка на глубоком океанском дне. Поскольку бескислородные условия на глубине в глубоких океанах способствуют сохранению органических веществ, которые при глубоком захоронении и последующем созревании за счет поглощения тепла могут генерировать нефть и газ, отложение песка в глубоководных условиях океана может в конечном итоге сопоставить нефтяные резервуары и материнские породы. Фактически, значительная часть нефти и газа, добываемых сегодня в мире, находится в месторождениях (резервуарах), возникающих в результате гравитационных потоков наносов.