浊流的相关概念及成因类型

浊流的相关概念及成因类型

据研究，浊流可分为两种类型：一类是连续低速型（或称洪积型），例如罗纳河如日内瓦湖的实例。另一实例是1938年由霍华德等人描述过的，含泥沙的科罗拉多河流入米德湖形成的浊流。另一类是突发高速型，是再沉积的或液化的沉积物流转化而成。例如在海底峡谷头部，由于地震那样的地质作用所诱发，未固结的沉积物滑塌流动造成大量高密度悬浮体。1962年鲍玛（A.H.Bouma）提出浊流的形成和运动一般可分为四个阶段：（1） 三角洲阶段：河流带来大量沉积物堆积成三角洲，为浊流准备了丰富的物质基础。此外，陆棚、大陆坡上部和海底峡谷源头地区的沉积物也可成为浊流的重要物质来源。（2） 滑动阶段：在外界机制的触发下，沉积物发生“液化”而开始滑动，随着“液化”的加强和海水的逐渐加入，使沉积物粘度减小，滑动速度加快。（3） 流动阶段：沉积物还未与水完全混合，但流动体内部已出现速度差，粗粒物质开始向头部集中。如坡度变平就会停止流动，堆积成流动浊积岩，但只要还有一定坡度就会继续向前流动。（4） 浊流阶段：如坡度合适，沉积物与水完全混合发育成悬浮状高密度浊流，粗粒物质大量集中头部。流动过程中会冲刷出更多物质使规模增大。由上述可见，浊流不是一开始就形成的，刚开始往往为液化沉积物流、颗粒流或碎屑流。外界的突然触发机制是出现阵发性浊流的起因，其中地震引起的巨大海底滑动是形成浊流的一个重要触发机制。三角洲等环境的快速堆积而引起沉积物的“液化”或大量沉积物的堆积所引起的沉积坡度变陡，从而导致沉积物的滑动，也是不可忽视的触发机制浊流在河、湖、海中均可形成，相应地称为：1. 河渠浊流两条河流相汇，来自一条河流的高含砂水流常从相汇处潜入另一条河流的河谷，形成浊流，在条件合适时可把浑水带到河谷的上游，形成淤积。2. 湖泊浊流混浊河水在进入湖泊时，由于比重较大，在条件合适时忽然潜没水下，沿湖底向前推进形成湖泊浊流。3. 海洋浊流 （1）在河流入海处，含碎屑不多的河水，当重率小于含盐度高的海水，混浊的泥水因此成扇状遍漫于碧蓝的海水水面，形成浊流。 （2）海洋中的风暴作用或高潮期，都可能在近岸海底的地方搅起一部分碎屑物质，悬浮水中，碎屑颗粒悬浮水中以后，只要浓度超过一定限度就会迅速外移，形成浊流。 （3）高浓度深海浊流（深海中的浊流）是由于海底滑坡作用引起的。产生滑坡的原因有地震等突发事件，另外沉积物的大量堆积形成不稳定的陡坡，也会引起沉积物的滑动。海底沉积物的各层，内中含有多量的水分，一旦发生运动，原有各部分间的凝聚力不复存在，这是巨块的沉积物质，就象液体一样，很快地形成了浊流。这样的浊流产生在大陆坡上或者由他处流至大陆坡以后，因为大陆坡的平均倾斜度在7.5%左右，比一般的巨川大河要陡百倍以上，因此可能达到相当大的速度，具有极大的动量。深海浊流在沿大陆坡向下运动时，一方面由于坡度的减小，另一方面由于一部分浑水在交界面和清水相混，致使浊流的含沙浓度减低，两种作用都使浊流的流速渐次减低，挟带碎屑的能力也相随减小，结果粗粒碎屑最先沉积下来，距离再远，中粒碎屑也不复移动。一直到全部碎屑颗粒沉积下来。这样就形成水平方向的粒度分异。另外，浊流通过交界面的掺混，从单一的浊流可能分解形成若干层不同的浊流。最下面一层浊流含砂最浓，所能挟带的碎屑最粗，流速最快，走在最前面。愈往上面浓度愈稀，颗粒愈细，流速愈小，也愈落在后面。因此发生浊流的时间如果不是特别长的话，最先在某一点沉积下来的颗粒，一定是在任何时间内所能达到这一点的最粗的颗粒。等到浓度最高的浊流过去以后，到达这一点的浊流浓度越来越稀，因此沉积下来的颗粒也一定越来越细，结果就形成典型的垂直分层。[i][i] 方邺森，任磊夫，沉积岩石学教程，地质出版社，1987，37~41页