[科普中国]-浊流沉积

浊流

浊流是一种富含悬浮固体颗粒的高密度水流,其密度大于周围海水,在重力驱动下顺坡向下流动。浊流多发生于大陆边缘地区，常受地震、滑坡、暴风浪等因素所触发，是将陆源物质由浅海输送到深海的重要机制，可在大陆边缘或洋盆区形成浊流沉积。强大的浊流可折断海底电缆而造成危害。近数十年来，人们广泛运用浊流理论解释海底峡谷、海底扇和深海砂质沉积物的成因。地质时期形成的古浊流沉积物常成为石油的贮集层。因此，浊流沉积作为一种独特的沉积类型受到广泛重视。1

浊流的形成阶段鲍马（1962）认为浊流的形成与活动可分成四个阶段：

①三角洲阶段：大陆是重要的浊流物质来源，河流将大部分剥蚀物质搬运到盆地边缘形成三角洲。由于地震、海啸、暴风等作用的影响或者仅因为岸边沉积物的大量堆积而形成不稳定的陡坡（因超孔隙压力而液化）等原因，都能使大量物质发生整体移动。

②滑动阶段：大量物质开始整体移动，就要向下滑动。它们在水下开始慢慢滑动，由于含水量渐增而颗粒渐减，向下滑动的速度也渐渐加快。

③流动阶段：当滑动的物质还未完全与水混合、部分物质仍保持高度内聚粘结状态时，粗粒也没有集中支底部前锋。有可能就在这种情况下停止运动而堆积下来，这样的沉积物称之为滑动浊积岩。然而只要有一定的坡度，运动的物质就不会停留下来，将以渐增的速度继续流动直到盆地中心。

④浊流阶段：在环境适合的条件下，流动的物质可能形成完全的浊流。在浊流中，粗粒的物质集中到靠近底部的前锋，流速可能继续增加。根据坡度的大小和坡的长短，浊流可以达到最高的流速。随着坡度变缓，流速逐渐减小，沉积物开始卸载，从而形成浊流沉积。2

浊流沉积简介浊流沉积或浊积岩是研究得最早的重力流沉积，也是研究得最为透彻的重力流沉积。我国地层中浊流沉积发育普遍而且典型。浊积岩内部最突出最明显的特征是递变构造，也就是鲍马序列。鲍马序列是一次浊流由强到弱的沉积作用所形成的粒度递变层，经典的鲍马序列由五个层组成，每个层都强调在顶底界面限定的层内碎屑颗粒变化是下粗上细。2

浊流沉积分类根据浊流沉积物的物理特征，可将浊流沉积分为两类：3

1、低密度浊流沉积

这一类即通常所称的浊积岩，或称经典浊积岩，其特征可由鲍马序列来描述。但它是我国分布最广的一类重力流沉积，在陆源碎屑和碳酸盐岩中均很发育。最常见的是AE、ABCE组合。在陆源碎屑岩中，颗粒主要为粉砂至中、细砂；在碳酸盐岩中，其颗粒主要是来自台地边缘的碳酸盐碎屑，有一定的磨圆。

2、高密度浊流沉积

此类沉积虽然分布局限，但特征明显，多期重复性好，是一类不容忽视的浊积岩。此类沉积较低密度浊流沉积为主，一般为中、粗砂级，常含有细砾组分。粗尾递变层理、平行层理、中至大型交错层理，它们在垂向上呈规律性出现，构成似鲍马序列，如ABCE，ABE，ABC等。

有时粗尾递变层理被逆行沙丘层理所取代，形成一套高流态状况下形成的沉积构造组合，反映了高密度流特征。此类沉积常发育在海底水道内，与碎屑流沉积共生。

Donald．R．Lowe (1982)指出：低密度浊流由粘土、粉砂和细到中粒砂的质点，由流体的湍动就可进行悬浮搬运，与浓度无关；高密度浊流由粘土到细卵石的宽广质点范围，由湍流和自身高浓度引起阻碍沉降作用和细粒物质的悬浮力联合搬运，当颗粒浓度大于20%～30%时才变得有效。2

浊流沉积体系根据浊流沉积物内部的成分可将浊流沉积体系进一步划分为三种类型：

类型I的重要特征是对大陆边缘的大范围侵蚀，形成的朵体砂泥间互，这主要是由于地势的平坦造成的，形成的朵体一般大而薄；

类型II为对盆地边缘的大范围侵蚀，靠近盆地边缘浊流水道沉积了厚层的砂岩，向盆地内部演化为水道充填—朵体过度类型，厚度逐渐减薄；

类型III的主体为浊流水道充填沉积及浊流水道的溢岸沉积，该类型形成的朵体一般小而厚。

然而上述的模式也仅是理想分类，实际浊流沉积体系大部分表现为复合沉积体系。复合体系内部又可进一步识别出上述的三种模式，只是规模相对较小，每个小的模式内部均包含侵蚀部分和相应的沉积部分，沉积部分可由不同的沉积岩相组成。2

特征①具有递变层理，自下而上粒度由粗变细，显示由衰减水流沉积而成。递变层是浊流沉积的主体。一般递变层愈厚，其粒度也愈粗。在递变层之上可出现平行纹层。

②由于浊流周期性地反复发作，砂质为主的浊流沉积层常与细粒的深海或半深海沉积呈互层，细粒沉积常常是浊流活动间歇期的产物。单个浊流沉积层厚度不大,一般自数厘米至数米不等,单层浊流层可以稳定地延布于较大面积上；多层重复出现，总厚度可以较大。

③每个浊流层的底面与下伏细粒泥质层之间呈突变接触关系；浊流层的顶部，则逐渐过渡为泥质层。浊流层底面发育大量印痕，为浊流沿泥质层之上冲刷而成，或由所携带的砾石、生物遗体等刻划而成。有的底面印痕为生物扰动所致。

④浊流沉积中可有旋卷层理，其形成与局部液化作用有关。

⑤深海的浊流沉积中含有生活于近岸和浅海环境的有孔虫和介形虫等微体生物，有时含大的贝壳和植物残体；而在浊流层之间的细粒沉积层中，则不含这类移位或再沉积的浅水生物遗骸，细粒沉积层中可有深海的底栖生物。

⑥物质组成以陆源碎屑为主，包括岩屑、石英、长石和云母等，分选中等或较差，有时含海绿石，泥质层中含有粘土矿物及细分散的石英。在局部地区，浊流沉积可由碳酸盐或火山物质组成。

⑦浊流沉积多呈长条状或舌状展布，在陆坡外缘常成扇形，其长轴方向垂直于岸线。现代海底所见的浊流沉积，其形成时代多在全新世之前，尔后形成的频率相对减少。2

浊流沉积与风暴沉积异同点1、风暴沉积与浊流沉积的相同特征

(1)具有侵蚀基底面。由于高速高能事件流体对底层(床底)的强烈冲蚀与破坏作用，使底面常呈不规则、波状或凹凸不平的基底面，并发育各种底痕或侵蚀构造标志。

(2)层序下部为粒序层或滞留沉积。因紊流事件水流既可携带各种粒级的沉积物，亦能将事件区未固结或半固结的底层沉积物冲散搅起，从而产生以重力作用为主的高密度沉积物。浊流与洪水形成的滞留沉积通常为粗碎屑，以砾石为主;而风暴岩则为介壳碎屑，常形成介壳滞留层。

(3)层序中部具高流态的平行纹理。由于事件水流对盆地正常水流的强大干扰，造成既有横向水流(线性水流)，又有纵向水流(振荡水流)，而且方向不定的高流态的复合体制，形成了平行层理、水平层理、波痕层理、变形层理和爬升波纹层理等。

(4)层序上部或顶部为生物扰动层或含生物的泥质层，主要由悬浮沉积的泥质岩组成，系紊流间歇期沉积。当下一幕事件发生时，该层遭受不同程度的破坏。

2、浊流沉积与风暴沉积的差异

(1)沉积环境不同。浊流事件发生于半深海深海环境(盆地斜坡盆地)。

(2)浊流沉积形成的浊积岩为砂、泥岩的韵律互层，沉积序列为鲍马序列。

(3)浊流沉积物呈浊积扇分布于盆地斜坡的海底峡谷向盆地方向。

(4)遗迹化石群落组成和特征不同。由于浊流事件和风暴事件发生的水深不同，与之相伴的生物不同，遗迹群落亦不同。2