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。     

宁夏中奥陶统香山群徐家圈组内波和内潮汐沉积*

宁夏中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,主要为深水浊流沉积。其中,徐家圈组主要由灰绿色、黄绿色轻变质细砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,顶部发育有薄层石灰岩。在该组的中—薄层钙质粉—细砂岩、细粉屑质石灰岩和粉砂质页岩中发现了双向交错层理及纹层倾向与区域斜坡倾向相反或有较大夹角的单向交错层理,其中双向交错层理形态丰富、纹层清晰,其纹层倾向有沿斜坡向上的,有沿斜坡向下的。在深水环境中,这些交错层理不应是等深流沉积或浊流沉积的产物,而应为内波产生的沿斜坡上下水流交替流动所形成的。从沉积背景、沉积构造和古水流等方面对徐家圈组的内波、内潮汐沉积进行了详细的研究,认为其形成于水道不发育的深水斜坡环境,并对斜坡环境中内波、内潮汐沉积中不发育脉状、波状和透镜状层理的现象进行了解释。     

深水内波、内潮汐沉积类型及其油气意义

深水内波、内潮汐沉积可归纳为水道型和非水道型两种基本沉积类型。水道型沉积常发育双向递变层序和单向递变层序,单砂层较厚,它不仅是油气的良好储层,而且常与深水重力流沉积和深水背景泥岩沉积一起构成有利的地层或岩性圈闭,应当列为深水沉积区油气勘探的重点目标。非水道型深水内波、内潮汐沉积一般发育由砂泥频繁薄互层所构成的对偶层双向递变层序和对偶层单向递变层序,单砂层很薄,油气勘探意义可能不大。广泛分布的大型沉积物波(分为粗、细粒两种)和水道口附近的内潮汐砂坝,是两种比较特殊的内波、内潮汐沉积建造。根据现有研究实例和沉积成因水流理论分布范围等,建立了深水内波、内潮汐综合沉积模式。     

贺兰山以南中奥陶统香山群徐家圈组古水流分析

贺兰山以南中奥陶统香山群为一套遭受轻微区域变质的陆源碎屑岩,并夹有少量碳酸盐岩和硅质岩,属于深海浊流沉积。其下部徐家圈组由灰绿、黄绿色轻变质细粒砂岩、钙质砂岩及粉砂岩和页岩组成,沉积环境为深水斜坡环境,并在该组发现了内波、内潮汐沉积,主要表现为双向交错层理。本文通过对徐家圈组指向沉积构造所显示的古水流资料进行研究,综合分析了香山群徐家圈组沉积时浊流方向和古斜坡方向,并利用古水流资料探讨了内波流和内潮汐流的方向。结果表明,槽模古水流方向从北向南略呈扇形发散状,代表了沉积时的浊流方向;交错层理古水流方向主要分散在NWW—NE之间,可以代表内波流和内潮汐流方向。对古水流平面分布特征进行综合分析,可以判断出沉积时区域斜坡方向与浊流方向基本一致,大致为SSW向,沉积时内波和内潮汐的传播方向则大致为NW向。     

珠江口盆地荔湾井区珠江组深水扇沉积特征

珠江口盆地白云凹陷荔湾深水区为油气勘探有利区域,通过岩石学和古生物组合特征研究,认为该区珠江组下部属于典型的深水扇沉积,可划分为早期盆地扇和晚期斜坡扇两种类型,两类深水扇都以发育颗粒流、砂质碎屑流及低密度浊流等顺坡重力流沉积为主,同时夹有少量内波和等深流等深水牵引流改造沉积。砂质碎屑流为两类深水扇水道砂体的主要沉积类型,发育有逆-正粒序层理、平行层理和水平层理,粒序层内可见各种丰富的液化变形和生物逃逸构造,而水平层内发育有更多的生物钻孔和扰动现象。两类深水扇的沉积构造和古生物特征有明显差异,其中盆地扇水道砂岩中普遍含硅质小砾石,水道间泥岩中含有较多保存完好的抱球虫化石,斜坡扇水道砂岩以富含炭泥屑为典型特征,水道间泥岩含有更丰富的颗石藻和抱球虫化石,其中部分抱球虫和颗石具有遭受海底溶蚀作用的现象,指示斜坡扇相对盆地扇有更大的水体深度。平面上两类深水扇具有相似的重力流沉积的分带性,都具有自陆架坡折向盆地方向由颗粒流沉积逐渐向砂质碎屑流和近源高密度浊流、远源低密度浊流等单向演化的特点。     

滇中梅树村剖面筇竹寺组等深流沉积的发现及其意义

寒武系筇竹寺组是中国南方页岩气勘探的重要目标层位之一,同时也是澄江动物群的寄主层位,但对其沉积环境和 沉积作用的研究相对薄弱。文章以滇中地区昆阳梅树村剖面为研究对象,在详细的野外观察基础上,应用指向沉积构造进 行了古水流分析,并对广泛发育的条纹、条带构造进行了详细研究。结果表明：（1） 交错层理与小型槽模所表示的古水流 夹角在43°和108°之间,集中分布的区间为50°和79°之间,其中同一薄层粉砂岩中两者的夹角平均值为50°,大于45°; （2） 条纹、条带构造在垂向上多数显示出双向递变的周期性特征,其中有的条纹构造还表现为多个周期的复合。结合当时 的古地理特征和筇竹寺组的深水沉积环境,可推断沉积流体流动方向与古区域斜坡倾向存在大角度夹角,并且水流具有明 显周期性特征,故可能为深水等深流。筇竹寺组深水等深流沉积的发现对于中国南方筇竹寺组页岩气烃源岩和储集层的分 布研究以及澄江动物群的生存条件、死亡因素和软体化石的保存条件的研究均具有重要意义。     

滇中梅树村剖面筇竹寺组等深流沉积的发现及其意义

寒武系筇竹寺组是中国南方页岩气勘探的重要目标层位之一，同时也是澄江动物群的寄主层位，但对其沉积环境和 沉积作用的研究相对薄弱。文章以滇中地区昆阳梅树村剖面为研究对象，在详细的野外观察基础上，应用指向沉积构造进 行了古水流分析，并对广泛发育的条纹、条带构造进行了详细研究。结果表明：（1） 交错层理与小型槽模所表示的古水流 夹角在43°和108°之间，集中分布的区间为50°和79°之间，其中同一薄层粉砂岩中两者的夹角平均值为50°，大于45°； （2） 条纹、条带构造在垂向上多数显示出双向递变的周期性特征，其中有的条纹构造还表现为多个周期的复合。结合当时 的古地理特征和筇竹寺组的深水沉积环境，可推断沉积流体流动方向与古区域斜坡倾向存在大角度夹角，并且水流具有明 显周期性特征，故可能为深水等深流。筇竹寺组深水等深流沉积的发现对于中国南方筇竹寺组页岩气烃源岩和储集层的分 布研究以及澄江动物群的生存条件、死亡因素和软体化石的保存条件的研究均具有重要意义。     

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组深水牵引流沉积的发现及其意义

鄂尔多斯盆地西缘贺兰山地区的中奧陶统樱桃沟组发育一套夹有碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑浊积岩,研究程度颇高。笔者在野外调查过程中于樱桃沟组浊流沉积体发育的环境中发现了相当数量的交错层理,如大型交错层理,板状交错层理,波状、脉状、透镜状层理和波痕等,曾一度被前人解释为浅水沉积环境的识别标志。本文结合当时的古地理背景、沉积环境和区域构造演化特征,通过对樱桃沟组野外露头的详细描述和岩石特征的精细刻画以及对该组沉积序列的详细分析,认为上述疑似浅水沉积环境的交错层理实为底流(深水牵引流)对浊流改造的结果,并分别形成了内波、内潮汐沉积和等深流沉积,这在研究区为首次发现。据此将其归纳为7种岩石类型:(1)双向交错层理粉砂岩;(2)束状透镜体叠加的交错纹理粉砂岩;(3)具波状层理粉砂岩;(4)单向交错层理砂岩;(5)水流波痕细砂岩;(6)平行层理细-中砂岩;(7)大型交错层理细砂岩。其中,前5种岩石类型为内波、内潮汐沉积,后两种为等深流沉积。研究表明樱桃沟组为深水牵引流沉积(内波、内潮汐沉积、等深流沉积)、重力流沉积(碳酸盐滑塌角砾岩、浊积岩)和原地沉积的复合沉积,并建立了该区水道型内波、内潮汐沉积模式。     

西非下刚果盆地刚果扇A区块中新统深水水道分类及演化

以高精度三维地震资料为基础,结合深水水道成因机制和水道截面形态特征,将下刚果盆地A区块中新统深水水道分为侵蚀型、侵蚀加积型和加积型三类,并进一步细分为九种亚类。该分类体现了A区块深水水道从近源至远源方向的横向展布特征。从近源至远源,流体动力条件逐渐减弱,水道形态演化过程为限制性-非限制性-限制性-前端朵叶,水道宽深比和弯曲度均逐渐变大。通过对每个三级层序均方根振幅属性图的分析,并结合海平面升降和构造抬升作用,可见刚果扇不断由南向北迁移及向盆地方向进积,层序自下而上并由南向北,整体由加积水道和远端朵叶沉积向侵蚀加积水道和侵蚀水道沉积转变。     

江西修水地区中元古界双桥山群修水组内波内潮汐沉积

详细论述了江西修水地区中元古界双桥山群修水组中的深水牵引流内波内潮汐的沉积特征及形成环境。深水牵引流内波内潮汐沉积具双向递变、单向递变和对偶层递变层序；其岩相可划分为双向交错层理砂岩相，单向交错层理砂岩相，砂岩、板岩薄互层相，波状、脉状、透镜状细砂岩、粉砂岩、板岩相；发育双向和单向交错层理、曲线型和干涉波痕及波状、脉状、透镜状层理；在综合分析的基础上，进一步建立了该区水道型和非水道型内波内潮汐沉积模式。     

Distinguishing between fine-grained turbidites and contourites on the Nova Scotian deep water margin

Review of the criteria which have been proposed for distinguishing between the deposits of turbidity currents and bottom currents in deep water sedimentation shows no general agreement on their validity. It is important to compare finegrained turbidites and contourites, to recognize that different turbidity current and bottom current mechanisms exist, and that their deposits may be closely inter-bedded in a continental rise environment. Interbedded turbidites and contourites have been recognized in cores from the deep-water margin off Nova Scotia. The most useful criteria for distinguishing between the two deposits were found to be: (1) fining and sorting trends: perpendicular or parallel to the contours; (2) marked textural differences between interbedded turbidites and contourites indicating differences in source and transport distance; (3) mineralogy and textural composition: regional patterns indicating transport perpendicular or parallel to the contours; (4) grain fabric: indication of downslope or along-slope transport at the time of final deposition; (5) sedimentary structures: turbidites show a structural sequence and evidence of rapid burial; contourites are bioturbated and contain irregular lag concentrations of biogenic sand. Other criteria include grain-size parameters, and the regional setting, distribution and depositional rate of the various facies. With due care these criteria can be applied to other regions. Previously used characteristics of silt-laminae abundance, layer thickness, heavy mineral cross lamination, sorting, and the nature of bed contacts are not applicable to fine-grained turbidites and contourites. Compositional criteria depend on regional features.     

湘南下三叠统大冶组等深积岩及其沉积模式

当前沉积学界发现和认识了一些新类型的沉积流体,如风暴流、等深流,使我们对沉积流体的认识提高到一个新的阶段。但是这些新沉积流体的搬运机理和沉积作用尚无明确的统一认识,主要是因为我们发现的古代实例不多,而且对现代海洋类似流体研究还不够完善。本文作为一个具体实例报道古代等深流沉积岩,并从沉积构造角度探讨其形成机理,初步建立等深积岩理想沉积模式。一、概述下三叠统大冶组在湘南地区分布面积小,主要在几个南北向大向斜核部有零星分布,如     

桌子山地区中奥陶统克里摩里组深水等深流沉积模式

等深流沉积是深水环境中牵引流沉积的重要类型之一。虽然研究程度相对较高,但主要以深海测量和大洋钻探为平 台对现代海洋中的等深流进行研究,特别是大洋钻探339航次的执行,将等深流沉积研究推向一个新的阶段（等深岩丘结 构剖析）,而对地层记录中的等深流沉积研究却非常薄弱,从而也制约了对等深流沉积的研究,特别是等深流沉积模式的建 立。鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区中奥陶统达瑞威尔阶克里摩里组广泛发育等深流沉积,此次在详细的野外观察基础 上,对内蒙古乌海市海南区石峡谷剖面进行沉积学研究,该剖面克里摩里组从下到上可分为三段：下段以薄－中层叠置石 灰岩为特征、中段以石灰岩－泥岩岩组与泥岩互层为特征,上段以条纹状泥岩为特征。三段沉积分别代表了深水环境下等 深流水道沉积、天然堤沉积和深水盆地平原区极弱等深流沉积,在垂向上组成了一个完整的等深流水下水道－天然堤沉积 体系。     

Deep-water Combined-flow Deposits of the Upper Ordovician Lashenzhong Formation in Zhuozishan Area,Western Margin of Ordos Basin

The research of deep-water combined-flow deposits is still in its infancy at present, which has great significance for discovering new case study and discussing the indication effects of combined-flow sedimentary structures on depositional environment. The Upper Ordovician Lashenzhong Formation in Zhuozishan area, Inner Mongolia, in the north of western Ordos Basin, is mainly deposited by turbidity currents concomitant with contour currents as well as internal-waves and internal-tides in deep-water slope and basin floor environment which display typical complex hydrodynamic conditions. Here we studied the deep-water combined-flow sedimentary structures of Lashenzhong Formation in detail based on careful field work, combined with the results of flume experiments and other related case studies in literatures. Several combined-flow sedimentary structures were found in deep-water environment, which include combined-flow-ripple lamination, quasi-planar lamination and small-scale hummocky cross-stratification-like structures. These sedimentary structures can be summarized vertically as 6 sedimentary structure successions: normal graded layer through wave-ripple lamination to combined-flow-ripple lamination (a), quasi-planar lamination through normal graded layer to combined- flow-ripple lamination (b), amphibolous normal graded layer overlaying by quasi-planar lamination (c), quasi-planar lamination through bi-directional cross-lamination to small-scale hummocky cross-stratification-like structures (d), amalgamated small-scale hummocky cross-stratification-like structures enveloped claystone (e) and combined- flow-ripple lamination enveloped claystone (f). The origin of deep-water combined-flow deposits perhaps is the interactions of turbidity currents, contour currents and internal-wave currents according to the sedimentary types and environment in Lashenzhong Formation. Based on the interactions between sedimentary currents and sea floor topography, four sedimentation zones were suggested: turbidity currents restrained zone (succession a and b), strong interaction zone (succession c), internal-wave action zone (succession d) and weak interaction zone (succession e and f). This study will be helpful for the study of interactions of internal-waves and internal-tides with sea floor topography, and related sedimentation zone division in geological records.     

广西凭祥盆地深水底流沉积类型及其研究意义

内波、内潮汐沉积和复合流沉积是二十余年来在古代深水环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型,由于地层沉积记录十分有限,制约了深水底流沉积的沉积学研究。大比例尺实测地质剖面和精细露头测量表明,底流沉积发育于凭祥盆地深水沉积之中,通过对其沉积构造精细剖析和古水流测量,识别出内波、内潮汐沉积和复合流沉积,其中内波、内潮汐沉积以双向交错层理、单向交错层理、透镜状层理为特征,复合流沉积以复合流层理、丘状交错层理和较陡的爬升波纹层理为特征,进一步表明存在浊流和底流的交互作用,为古代地层中的深水底流沉积提供了又一研究实例。     

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。     

Genesis and Characteristics of Miocene Deep‐water Clastic Rocks in Yinggehai and Qiongdongnan Basins,Northern South China Sea

Various deep-water deposits developed in the Yinggehai Basin and Qiongdongnan Basin(Ying-Qiong Basin)in the northern South China Sea,making the two basins significantly hydrocarbon-producing areas and ideal for studying the genetic mechanism and sedimentary characteristics of deep-water clastic rocks.Using cores,image well logging,heavy mineral assemblages,and seismic data,we thoroughly studied the geometry,tectonic background,driving mechanism and source-to-sink process of deep-water deposits in the study area.The results showed that:(1)there were five genetic mechanisms of deep-water clastic rock,i.e.,slides,slumps,debris flows,turbidity currents,and bottom currents.(2)The sliding deposits were distributed from the delta front to the continental slope toe.The slumping deposits were mainly distributed at the continental slope toe or the basin’s central area,far from the delta front The turbidity deposits were widely developed in the deep-water area,but with huge differences in thickness.The bottom currents mainly reworked previous deposits far from the slope.(3)Slip and extension along the preexisting fault zone were the main structural factors that drive the axial channel formation at the slope foot.(4)The sand-rich gravity sediment flows in the Ying-Qiong basin were primarily caused by the direct supply of terrigenous debris into the marine environment over the slope break.