1.
2 按流变学和支撑机制的沉积物重力流分类
考虑到 Mi
d
d
l
e
t
o
n等
[3]
分类的问题,
如术语不准
确(如碎屑流和颗粒流)、自然界中重力流往往多于
一种搬运机制,
及难于将流体的概念模式运用到实
际的流体和流体演化中等,Lo
we
[5,
6]
在此基础上将
流变学和搬运机制相结合提出了新分类,先根据液
态或塑性流变学特征分为流体态流和碎屑流(不同
于 Mi
d
d
l
e
t
o
n等
[3]
的碎屑流)2个基本类型,再结合
粗粒沉积物的主要搬运机制细分为 5种具体类型
(表 1),
液化流介于流体态流和塑性流之间。将碎
屑流定义为流变学上的宾汉型塑性流,且细分为泥
流(或粘性碎屑流)、颗粒流和部分液化流 3类,其
中,
泥流因悬浮泥质的粘性具粘性强度,
而颗粒流因
颗粒相互作用具摩擦强度。将流体态流细分为浊
流、
流体化流和部分液化流 3种类型。Lo
we
[5]
区分
了通常当作同义词使用的液化流(l
i
q
u
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i
e
df
l
o
w)和
流体流(f
l
u
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i
z
e
df
l
o
w),在液化流中,颗粒仅受到上
逃逸流体的部分支撑(流体阻力),类似于常见的流
沙。而在流体化流中,颗粒受到向上逃逸流体的完
全支撑。但 Ne
me
c等
[1
9]
发现并非每种碎屑流都表
现为宾汉塑性体,也并非每种非粘性碎屑流都是颗
粒流,
因此,
他修改了 Lo
we
[6]
的分类,将碎屑流分为
粘性(包括泥流和颗粒流在内)和非粘性 2类,泥流
主要受粘性剪切支配,
而颗粒流则受摩擦剪切支配。
表 1 Lo
we
[6]
的沉积物重力流的分类
Ta
bl
e1 Thec
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f
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rLo
we
[6]
流体性质
流体类型
沉积物搬运机制
液态
流体态流
塑性
(宾汉姆)
碎屑流
浊流
低密度浊流
高密度浊流
流体化流
液化流
颗粒流
泥流或粘性碎屑流
流体湍动
逃逸孔隙流体(完全支撑)
逃逸孔隙流体(部分支撑)
分散压力
基质强度
Lo
we
[6]
依据粒度分布、颗粒浓度和沉积物支撑
机制,
把浊流细分为低密度浊流和高密度浊流 2种,
“高 密 度 浊 流 ”的 概 念 受 到 了 激 烈 争 论
[2
0~2
2]
。
Lo
we
[6]
,
将高密度浊流据沉积物粒径细分为砂质高
密度浊流和砾质高密度浊流 2种。随着流体不稳定
程度增加,
最初稍不稳定但完全湍流、
沉积床沙形态
的砂质高密度浊流中悬浮沉积物在头部颗粒浓度逐
渐增大,
颗粒碰撞越来越强,
在底部形成以分散压力
为主的颗粒层,
湍流受到抑制形成牵引毯,
沉积作用
通过整体冻结形成而不是牵引沉降。
在解释深水无沉积构造的块状砂岩时,块状砂
岩所显示的塑性流变 特 征 与 液 性 流 的 “高 密 度 浊
流”相悖,
因此 S
h
a
n
mu
g
a
m
[2
0]
综合认为,
Lo
we
[6]
的高
密 度 浊 流 实 际 上 是 砂 质 碎 屑 流 沉 积,并 在 修 改
S
h
u
l
t
z
[2
3]
分类基础上,增加了泥质碎屑流和砂质碎
屑流 2个术语 (图 2)。其中砂质碎屑流属于塑性
流,
代表从粘性至非粘性碎屑流的连续系列,
支撑机
制包括基质强度、
分散压力和浮力,
顶部湍流云可有
可无。为层状流沉积,
颗粒浓度中—高,
泥质含量低
至中等。同时认为术语“砂质碎屑流”涵盖了变密
度颗粒流、
非粘性碎屑流、
颗粒流、
惯性流层、
流动颗
粒层、
牵引毯、
滑塌浊流等术语的概念和内涵。该分
图 2 Sha
nmug
a
m
[2
0]
沉积物重力流分类
Fi
g
.
2 Cl
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f
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rSha
nmug
a
m
[2
0]
类方案影响较大,
特别是砂质碎屑流概念,
已被我国
学者广泛接受并运用
[1
1,
1
2]
。
Mu
l
d
e
r等
[9]
根据流体的物理性质和颗粒搬运
机制,
提出了一种简单的分类方案(图 3)。首先据
流变学性质划分出粘性流和非粘性流(摩擦流)2种
9
5
1
第 2期