陸坡和盆地沉積體系是指由於重力塊體搬運和密度底流作用所形成的沉積體系。陸坡的幾何形態根據構造背景、進積史和侵蝕修飾的情況而變化。
水下陸坡體系的特點是重力塊體搬運和密度底流作用及它們的沉積產物占優勢。另外一些作用包括遠洋沉積、等深流和往復潮流，這類永久性的洋流主要影響懸移質沉積物。
基本介紹
- 中文名：陸坡和盆地沉積體系
- 外文名：The slope and basin sedimentary system
- 學科：沉積學
- 影響因素：水下重力流、流體密度底流等
- 開始研究時間：20世紀80年代後期
- 類型：海底峽谷、斜坡裙、海底扇等
研究背景,簡介,影響因素,主要類型,
研究背景
陸源碎屑物質在全球“源到匯”研究中占有重要地位。隨著我國經濟的快速發展,對油氣資源的需求急劇增加,但現有條件下的油氣產量仍不能滿足經濟發展的需求,因此人們把目光投向深水區及新能源,如深水油氣和天然氣水合物。中國石油天然氣集團公司及中國海洋石油總公司等大型企業紛紛確定了深水油氣勘探戰略選區。
20世紀80年代後期,人們發現富含泥岩的陸坡沉積體系的下端發育大量的砂岩,逐漸意識到水道作為通向盆底的砂體通道的重要性。同樣,深水油氣勘探面臨著巨大的挑戰,對現代發生的重力流沉積搬運過程等缺乏足夠的重視,這種沉積作用包括滑動(slide)、滑塌(slump)和碎屑流(debrisflow)等重力流作用過程。一般來說,單一滑動可以沿著十分平緩的斜坡角(0.5°～3°)將沉積物運移至數百千米,並可以持續1h到數天不等,它能將沉積物運移至數百千米。
簡介
陸坡和盆地體系位於陸架坡折以外相對深水的地方。陸坡的典型傾角為0.5～3°，局部地區接近10°。陸坡的幾何形態根據構造背景、進積史和侵蝕修飾的情況而變化。現今的上陸坡雖然有局部進積和海底峽谷充填，但一般都是一個沉積物的旁通區(Galloway等，1983)。下陸坡和更平緩傾斜的陸隆周期性地接受陸源碎屑物，到平坦的深海平原則以細粒的遠洋沉積作用為主(Galloway等，1983)。
影響因素
水下陸坡體系的特點是重力塊體搬運和密度底流作用及它們的沉積產物占優勢。另外一些作用包括遠洋沉積、等深流和往復潮流，這類永久性的洋流主要影響懸移質沉積物。
1.水下重力流
水下重力流是由重力推動的含有大量碎屑物質的高密度流體。這種流體在運動過程中保持著一定的整體性，顯示一定的邊界，因此也有人稱之為整體流。
水下重力流有多種類型，Middleton和Hampton在1973年劃分了四種，即濁流、流體化沉積物流、顆粒流和水下土石流(碎屑流)。Klein後來把水下滑塌也補充進去，這樣總計五種：
①水下滑塌———塊狀的沉積物沿著內部剪下面向下坡運動，但其內部還保持著粘連關係。
②水下土石流———沉積物(通常包含很多粗碎屑)和水的混合物，由於重力向下坡運動。內部剪下面提供了運動的條件，塊體流內部變形—失去原來的物質聯結關係，顆粒靠雜基支撐。
③顆粒流———由於粒間碰撞形成向上的支撐力所形成的流體。碰撞產生的分散壓力克服重力，從而保持剛性質點的分散狀態。在地質記錄中較難識別和保存。
④流體化沉積物流———由於粒間孔隙中的流體壓力使顆粒呈懸浮狀態而整體具流動性。
⑤濁流———呈紊流(湍流)狀態的沉積物與水的混合體，其密度高於周圍的介質，由於重力向下坡運動，而非水流牽引。濁流沉積物的結構和構造具有特殊性。每一個層序是在一次濁流事件中形成的，Bouma(1962)根據大量的觀察概括出濁流模式，即著名的鮑馬序列———Ta→Tb→Tc→Td→Te，該序列為重塑濁流的沉積作用過程提供了良好的範例。但Bouma層序通常發育不完整。
2.流體密度底流
流體密度底流可能起因於蒸發濃縮和溫度降低兩種因素。鹽水底流是在沒有大量河水注入的廣闊陸架潟湖中，由滷水的蒸發濃縮所形成，流體通過狹窄的通道以緊貼海底的密度流形式向外流動可達深海平原區。鹽水底流沉積以牽引流沉積構造為主，從近端到遠端在結構和構造上沒有明顯的變化。
3.等深流
等深流是沿海底等高線成水平流動的一種流體，除了匯聚區和增高區外，流速一般較低，常為密度流，也稱等高流、深部平流或溫鹽底流，可能由海洋環境和溫、鹽密度差形成。
4.海底潮流
在太平洋水深達2400m處，海底潮流將生物成因的碳酸鹽改造成大小不同的底形。取自於中生界和第三系沉積物的深海鑽探計畫的岩芯顯示出推移沉積和懸浮沉積經常交替變化的各種小型沉積構造。
5.遠洋沉積
完全不受限陸源碎屑沉積作用直接影響的深海盆地，以生物學成因顆粒和風成顆粒象塵雨那樣不斷的沉降為特徵。生物的黏結作用和凝聚作用加快了沉降的速度(Galloway等，1983)。沉積速率緩慢，平均每千年大約5cm。古代遠洋沉積物主要是細粒石灰岩、燧石和泥灰岩，由於徹底的生物擾動或重結晶，粗看都是塊狀的。
主要類型
1.海底峽谷
海底峽谷可以發育於陸架和陸坡地區，這些峽谷是搬運粗粒沉積物到達深海的運移通道，它的深度可達1000～2000m。其尾部通常與海底扇相連。
2.斜坡裙
斜坡裙是上陸坡和陸架邊緣塊體坡移的產物，主要由那些經常在到達陸坡底以前就終止的滑塌和土石流供給沉積物。滑塌產生的濁積岩與混雜滑塌單元和土石流單元成不規則互層。基質含量高並極少受改造。一些大型土石流持續流經陸隆進入深海平原，產生舌狀突起體。
3.海底扇
相比而言，海底扇體系的研究程度相對較高。海底扇體具有複雜的內部構成和特徵的幾何形態扇近端的主要成因相是水道(或峽谷)和天然堤。峽谷是沉積物運移的通道。上扇水道可能規模巨大，如羅訥深海扇上部的單條彎曲水道，寬2～5km，側翼天然堤高達75m。最粗的沉積物堆積於水道的深泓處。水道均典型地發育向上變細的層序，厚15～50m，也可能超過90m，由礫石、含礫砂或塊狀砂和細粒遞變的沉積物組成。側翼的天然堤通常是細粒沉積物的堆積場所，能形成薄的遞變。這些薄層底部通常是突變的，含壓刻痕、火焰狀構造，顯示出不完整的Bouma序列。富砂體系的扇中以具有平緩上凸表面的遷移上疊葉狀體為特徵。每個葉狀體都由分叉的分流水道或辮狀水道補給(圖4-52)，其中堆積了具透鏡狀層理和塊狀的含礫砂岩。
當水道遷移時，葉狀體間沉積物部分地甚至全部地被改造。水道的遷移可能產生多層次的、向上變細的層序，但遠端上疊扇葉狀體可能由一個向上變粗的層序組成，它的上部覆蓋著廢棄階段的泥質披蓋層，上疊葉狀體砂的厚度從10～50m不等。
富泥的海底扇(如墨西哥灣東部的密西西比扇)，沒有發育良好的中扇水道和上疊扇葉狀體。相反，土石流和滑塌沉積十分豐富，側向分布廣。水道化的沉積物分散體系發育差，而且大部分為細粒泥質沉積所充填。下扇有一個平緩的坡面，並接受懸浮沉積物的緩慢加積，夾細粒濁積岩。所形成的遞變層較薄，側向連續性好，並均勻疊置，從而能形成相當厚的地層。
4.盆地平原
盆地平原是海洋最深最平坦的部分，主要由遠洋懸浮沉積和遠端濁積岩構成，以側向連續和均勻層理為特徵，能反映古深海的海底地貌，見右圖。
