浊积岩神话与砂质碎屑流

1浊积岩传统神话在浊积岩研究中,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。Shanmugam认为在过去50年期间,有关浊流沉积的例子导致形成了很多关于深水浊积岩形成的许多神话,并提供了相关实例来说…     

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。     

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。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组重力流沉积特征及其模式

利用岩心、测井资料和重力流沉积理论,系统研究了鄂尔多斯盆地陇东地区延长组重力流沉积特征及其沉积模式。该区重力流沉积物可分为浊积岩、砂质碎屑流沉积物、泥质碎屑流沉积物和滑塌岩。其中,浊积岩发育正粒序;砂质碎屑流沉积物以冻结块状沉积为特征;泥质碎屑流沉积物以泥质为主,内部含少量砂质颗粒和砂质团块;滑塌岩发育包卷层理等液化构造。不同重力流沉积物发育程度差异明显,浊积岩和砂质碎屑流沉积物的钻遇井数最多,泥质碎屑流沉积物最少。在重力流单期沉积厚度方面,砂质碎屑流沉积物单期沉积厚度平均为0.986m,明显高于其他类型;浊流沉积厚度最低,平均厚度为0.414m。本区重力流是由三角洲前缘沉积物失稳滑塌所致,砂质碎屑流沉积物和浊积岩是主要的重力流沉积类型,其次为滑塌岩和泥质碎屑流沉积物。砂质碎屑流沉积物主要发育于北东向曲流河三角洲前缘前方的深水区;浊积岩主要发育于西部、西南部和南部物源形成的辫状河三角洲前缘前方的深水区域;泥质碎屑流沉积物和富含泥砾砂质碎屑流沉积物在平面分布极少,且规律不明显。     

鄂尔多斯盆地镇原北部三叠系延长组长7—长6油层组古地貌与砂体分布特征

结合岩心、测井等资料与Shanmugam重力流观点,将鄂尔多斯盆地镇原北部地区延长组重力流沉积物分为浊积岩、砂质碎屑流沉积和滑塌岩3类。以成因层序地层学为指导建立精细地层格架,采用优化后的回剥法定量恢复研究区古地貌。发现镇原北部地形以坡折带为主,长7底部湖侵范围最大,坡折坡度约0.45°,坡折下砂质碎屑流沉积和浊积岩连片展布,滑塌岩发育较少。长73—长72沉积时期,基准面下降,坡折带和沿岸线分布的河口坝砂体向湖区推进,坡折带逐渐变宽缓。长71沉积晚期,基准面上升,坡折带和砂体向陆退缩;长63—长61沉积时期,基准面略下降,三角洲向湖盆填充,坡折带坡度约0.1°,坡折下发育砂质碎屑流沉积和滑塌岩,浊积岩少见。     

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。     

鄂尔多斯盆地华庆油田延长组长6油层组深水沉积组合特征

华庆地区位于晚三叠世鄂尔多斯盆地湖盆沉积中心,长6油层组沉积复杂,具有多物源控制、深水沉积的特征。主要沉积类型可划分为半深湖—深湖沉积、重力流沉积及深水三角洲沉积。不同流态的流体在不同阶段和位置可以相互转化、相伴出现。在湖退背景下长6发育厚层砂体,成因复杂,主要包括深水三角洲砂体、滑塌砂体、砂质碎屑流砂体和浊积砂体等类型。其中三角洲砂体发育各种交错层理;滑塌砂体多顶底突变,发育滑动面;砂质碎屑流沉积颗粒大小混杂,含泥岩撕裂屑;浊积砂体通常为正粒序,或呈块状。从平面上分析,东北物源控制区主要为进积的三角洲砂体、滑塌砂体夹浊积砂体;西部、西南物源影响区主要为浊积砂体、滑塌和砂质碎屑流砂体;混源区和东北物源体系的前端主要为砂质碎屑流砂体、滑塌砂体和浊积砂体。     

浊流沉积研究的新进展:鲍马序列、海底扇的重新审视

本文在总结前人对浊流沉积研究的基础上,分析前人对浊流与浊积岩、浊流沉积与浊流相模式的对应关系之间的认识,并对鲍马序列进行重新审视。在海底扇研究过程中,鲍马序列已经不能充分反映浊流沉积的全过程。鲍马序列所反应的沉积模式其实是由碎屑流、浊流、底流等多种形式流体组合和改造后的结果,海底扇沉积模式不能笼统归结为浊流沉积作用的结果。在完善重力流、底流等沉积作用的同时,建立一个与沉积作用相互联系的深海沉积系统,以对深海研究提供更好地指导和预测。     

渤海湾盆地东营凹陷碎屑流主控型深水体系沉积过程及模式

【研究目的】碎屑流是深水环境沉积物搬运和分散的重要机制,其相关的砂岩储层是含油气盆地重要的勘探目标,然而,与经典浊流及浊积系统相比,对碎屑流主控型深水体系的发育规律目前仍知之甚少。【研究方法】本文基于岩心、测井及全三维地震资料,通过系统的岩心观察描述、测井及地震资料解释,对渤海湾盆地东营凹陷始新统沙三中亚段深水体系沉积过程及模式开展研究。【研究结果】结果表明,沙三中深水体系发育九种异地搬运岩相,可概括为四大成因类型,反映了块体及流体两种搬运过程。岩相定量统计表明,该深水体系主要由碎屑流沉积构成,浊流沉积很少,碎屑流中又以砂质碎屑流为主。重力流在搬运过程中经历了滑动、滑塌、砂质碎屑流、泥质碎屑流及浊流等5个阶段演变,发育5类主要的深水沉积单元,包括滑动体、滑塌体、碎屑流水道、碎屑流朵体及浊积薄层砂。从发育规模及储层物性上,砂质碎屑流水道、朵体及砂质滑动体构成了本区最重要的深水储层类型。【结论】认为沙三中时期充足的物源供给、三角洲前缘高沉积速率、断陷期频繁的断层活动以及较短的搬运距离是碎屑流主控型深水体系形成及演化的主控因素,最终基于沉积过程、沉积样式及盆地地貌特征综合建立了碎屑流主控型深水体系沉积模式。本研究将进一步丰富深水沉积理论,为陆相深水储层预测提供借鉴。     

冰屑对冰-岩碎屑流运动特性影响作用的初步分析

冰-岩碎屑流是一种发育在高寒山区、含固态水的特殊碎屑流,具有超强的运动性。冰屑对提高冰-岩碎屑流运动性至关重要,但对其认识仍较为不足。通过对2000年易贡滑坡的灾史资料分析和野外调查,指出易贡滑坡启动时携带冰川冰体、运动时铲刮含冰碎屑物,而且具有规模大、冲出距离远的运动特性,是典型的冰-岩碎屑流。进而引入斜槽实验模拟岩土体上覆冰川冰体失稳下滑的过程,验证调查发现的堆积体前端坑洞群问题,探讨冰-岩碎屑材料冲出距离与含冰量、冰屑岩屑粒径比的关系。研究发现,冰屑可能包裹在碎屑流前端并全程参与碎屑流运动,在停积后由于融化而在堆积体上形成坑洞。被包裹的冰屑能够提高冰-岩碎屑材料的冲出距离,但含冰量较大时冰屑可能由于黏结成团、不易进入碎屑流内部而导致冲出距离变小。由此归结得到,冰屑提高碎屑流冲出距离的一个重要前提为冰屑进入碎屑流内部,当冰屑与岩屑的粒径比越小时冰屑越容易进入。这项研究工作为认识冰屑影响提供了坑洞调查法和斜槽实验法,研究成果有助于更为深入地认识冰-岩碎屑流运动特性的冰屑影响机理,为预防冰-岩碎屑流的远程致灾提供科学依据。     

Autogenic avulsion,channelization and backfilling dynamics of debris‐flow fans

Alluvial fans develop their semi‐conical shape by quasi‐cyclic avulsions of their geomorphologically active sector from a fixed fan apex. On debris‐flow fans, these quasi‐cyclic avulsions are poorly understood, partly because physical scale experiments on the formation of fans have been limited largely to turbidite and fluvial fans and deltas. In this study, debris‐flow fans were experimentally created under constant extrinsic forcing, and autogenic sequences of backfilling, avulsion and channelization were observed. Backfilling, avulsion and channelization were gradual processes that required multiple successive debris‐flow events. Debris flows avulsed along preferential flow paths given by the balance between steepest descent and flow inertia. In the channelization phase, debris flows became progressively longer and narrower because momentum increasingly focused on the flow front as flow narrowed, resulting in longer run‐out and deeper channels. Backfilling commenced when debris flows reached their maximum possible length and channel depth, as defined by channel slope and debris‐flow volume and composition, after which they progressively shortened and widened until the entire channel was filled and avulsion was initiated. The terminus of deposition moved upstream because the frontal lobe deposits of previous debris flows created a low‐gradient zone forcing deposition. Consequently, the next debris flow was shorter which led to more in‐channel sedimentation, causing more overbank flow in the next debris flow and resulting in reduced momentum to the flow front and shorter runout. This topographic feedback is similar to the interaction between flow and mouth bars forcing backfilling and transitions from channelized to sheet flow in turbidite and fluvial fans and deltas. Debris‐flow avulsion cycles are governed by the same large‐scale topographic compensation that drives avulsion cycles on fluvial and turbidite fans, although the detailed processes are unique to debris‐flow fans. This novel result provides a basis for modelling of debris‐flow fans with applications in hazards and stratigraphy.     

Key signatures of turbidite and sandy debris and core examples in Liaohe Basin

Gravity flow is a widely-distributed fluid type in nature. Various classification schemes of gravity flow are proposed by different researchers from different viewpoints. The scheme of turbidity flow and debris flow is adopted in this paper. The sedimentary characteristics of turbidite and sandy debrite are summarized and discussed to clarify most typical facies marks of these two rock types. The study shows that turbidite and sandy debris can be identified by the following typical characteristics during the outcrop and core observation: If the graded bedding is developed in sandstone,it should be identified as turbidite;if the muddy rip-up clast or no bedding structure(massive sandstone)is developed in sandstone,it should be identified as sandy debris. These characteristics are the most reliable signatures to distinguish turbidite and sandy debris. In addition,some other sedimentary structures such as deformation bedding,climbing ripple cross bedding,wavy bedding,parallel bedding,scouring surface,lithologic abrupt interface,and flute cast also have certain indicative significance. It is necessary to make a comprehensive judgment based on the sedimentary background,vertical combination of lithofacies,geophysics and other materials when these characteristics are presented in the study.     

深海相中的砂质碎屑流沉积--以西藏特提斯喜马拉雅侏罗-白垩系为例

阐述了砂质碎屑流沉积特征、研究现状及其与其他深海碎屑沉积的区别 ,认为西藏特提斯喜马拉雅上侏罗统 -下白垩统深海沉积背景下的块状砂岩具有砂质碎屑流沉积性质 ,指出深海相中的块状砂岩可以预测。     

滇东南法郎组含锰地层沉积相分析

滇东南中三叠统法郎组是重要的含锰地层,前人对其沉积环境的认识却存在着深水浊流沉积和浅水潮坪沉积的争议。本文通过对建水-开远地区典型剖面的研究,认为法郎组为浊积扇沉积。法郎组底部为碳酸盐滑塌沉积、碎眉流沉积与泥岩粉砂岩互层,中上部逐渐由外扇渐变为中扇辫状水道和辫状水道间沉积,顶部为内扇补给水道和溢岸沉积。相对海水深度总体表现为在拉丁早期逐渐加深,到拉丁中晚期有逐渐变浅。锰矿层主要发育在底部的碎屑流沉积中,其彤成可能与拉丁早期相对水深的增高有关。     

自然泥石流与矿渣泥石流复合效应与防治对策

石棉县后沟是一条典型的自然泥石流和矿渣泥石流并存的泥石流沟。本文以石棉后沟为例,结合早期自然泥石流、矿产开采以来矿渣泥石流、以及2013年7 4复合型泥石流,总结了自然泥石流和矿渣泥石流的复合效应,包括泥石流物源补给的多元效应、泥石流发展演化的逆转效应、泥石流起动发生的复杂效应、泥石流动力沿程的放大效应、泥石流致灾破坏的链式效应。对照泥石流对已建防治工程的破坏,提出了自然泥石流和矿渣泥石流复合型泥石流沟防治对策,建议充分利用起动位置和物源集中补给位置的差异,加强对中上游及支沟自然泥石流起动和运动的拦挡防治,最大限度减小自然泥石流对下游矿渣防护工程的基底侵蚀和冲击破坏,从而保障综合防治工程的有效性。     

西藏某水电站厂区泥石流危险性分析与防治措施

西藏某水电站厂区后山发育了5条泥石流沟,2005年7月22日暴发了近百年来最大的泥石流,泥石流的规模和影响范围将直接影响到该厂房的枢纽布置、施工及运行安全。厂房区泥石流沟的泥石流固体物质来源丰富,形成区内沟道坡度陡峭,因此只要有足够的降雨就可以形成泥石流。以设计泥石流流量计算的泥石流的总径流量确定的泥石流危险范围与调查的厂区各条泥石流沟2005年的实际泛滥区很相近,并以此可以得到不同设计频率的泥石流危险区。电厂厂房区的设施在施工期和运行期间受到泥石流活动的一定影响,必须采取合理的泥石流工程防护措施,避免泥石流对厂房区设施的危害,保障电站的施工和运行,满足电厂厂区的建设需要。     

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...     

关家川沟泥石流流体性质研究

泥石流流体性质不仅决定了泥石流的类型,而且是研究泥石流动力学特征、泥石流治理、泥石流危险性评价等方面的基础。通过分析泥石流堆积物颗粒粒度特征和一系列的定量指标可以分析泥石流流体性质。由于后期洪水作用下泥石流堆积物颗粒粒度特征发生了变化,再加上颗粒粒度分析中取样等因素影响使泥石流堆积物颗粒粒度分析结果难以反映泥石流流体性质。因此,泥石流流体性质不能仅仅依据泥石流堆积物颗粒粒度特征来确定,而应采用综合分析研究方法来确定泥石流流体性质。本文以关家川沟为例,采用堆积物颗粒粒度分析与相关定量指标相结合的方法,综合分析研究了关家川沟泥石流流体的性质。该分析研究方法对研究泥石流流体性质具有实际的工程意义。