第2课 沉积物的来源 沉积物的搬运和沉积作用(第四章)

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1、第四章沉积物的搬运和沉积作用（包括教材第三章、第四章）第一节碎屑物质的搬运和沉积作用第二节溶解物质的搬运和沉积作用沉积岩原始物质形成阶段原始物质搬运和沉积阶段沉积物的同生作用和准同生作用阶段沉积物成岩作用阶段沉积岩的后生作用阶段沉积岩形成演化阶段示意图第二章沉积岩成因复杂性的图示本章重点•雷诺数，弗罗德数，龙尔斯特隆图解，碎屑物质在流水中的变化，机械分异作用，正常沉积作用和事件沉积作用，胶体溶液和真溶液的搬运和沉积作用，化学分异作用第一节碎屑物质的搬运和沉积作用•一、流体的一些基本知识和概念•二、碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用•三、碎屑物质在海湖水体中的搬运和沉积作用•四、碎屑物质在空气中

2、的搬运和沉积作用•五、碎屑物质在冰川中的搬运和沉积作用•六、正常沉积作用和事件沉积作用•概述•风化作用的产物及其它来源的沉积物质除了少量残留原地以外，大部分将进入搬运状态向沉积盆地转移。•沉积物发生搬运和沉积的地质营力（搬运介质）：流水、风（大气）、冰川、重力、生物介质搬运能力减弱，无力携带所搬运的沉积物时，发生沉积作用形成沉积物一、流体的一些基本知识和概念1、牛顿流体和非牛顿流体–内摩擦定律•在温度不变的条件下，粘滞切应力与流速梯度是直线关系，动力粘滞系数始终保持一常数。牛顿流体：服从内摩擦定律——牵引流非牛顿流体：不服从内摩擦定律——沉积物重力流一、流体的一些基本知识和概念2、层流、紊流

3、和雷诺数(1)两种流动型态——层流与紊流/湍流/涡流•层流:流体质点平行线状缓慢流动，彼此不相掺混。•紊流:充满旋涡的急湍的流动，流速大小和流动方式随时间变化，流体质点运动轨迹极不规则，彼此掺混。层流紊流在管道条件下层流与紊流的流动特点(据曾允孚和夏文杰，1986)A一层流;B一紊流一、流体的一些基本知识和概念香烟产生的烟紊流在最初的几厘米，烟的流场是层流，随着热空气的向上加速，层流烟就开始变得不稳定形成了湍流。一、流体的一些基本知识和概念层流和紊流河流中的紊流及层流底层，流线长度代表流速大小（据鲁比，1938）一、流体的一些基本知识和概念层流紊流一、流体的一些基本知识和概念(2)雷诺数（R

4、e.Reynoldsnumbers-来自于英国学者）层流和紊流的判别标准–惯性力与粘滞力之间的关系，描述流体的流动状态•Re＝惯性力/粘滞力＝V2d2ρ/Vdμ＝Vdρ/μ–Re＝1±层流–Re＝1～40临界流–Re>40紊流自然界中流水多为紊流，使沉积物得以搬运，层流类似于静水，易发生沉积一、流体的一些基本知识和概念层流和紊流随着雷诺数增大，在球形颗粒的背流方向逐渐发育起来的背流层迹；与此同时，流水也由层流型逐步变为紊流型（据布拉特等，1972）一、流体的一些基本知识和概念3、缓流、急流和佛罗德数（Fr-以英国船舶设计师弗劳德（W.Froude）命名）明渠水流按流动强度：急流、缓流和临界流

5、三种流态。判别标志为佛罗德数（Fr，Froudenumber）Fr＝惯性力/重力＝（V2/L）/g＝V2/（Lg）——标志惯性力与重力之间的关系描述流体的运动强度明渠水流河流、湖泊、海洋中的牵引流——无压流一、流体的一些基本知识和概念3、缓流、急流和佛罗德数（Fr）Fr＜1：缓流，水深流缓——下部流动体制，低流态Fr＝1：临界流，过渡流态Fr＞1：急流，水浅流急——上部流动体制，高流态一、流体的一些基本知识和概念缓流和急流下的床沙形态一、流体的一些基本知识和概念一、流体的一些基本知识和概念水体深度、流速、粒度等细、中、粗粒级所形成的床沙形体一、流体的一些基本知识和概念悬浮跳动滚动一、流体的一

6、些基本知识和概念４、两类流体及其搬运和沉积作用方式类别牵引流重力流流体性质牛顿流体非牛顿流体密度低高（>1.08，海水比重）水动力学机制地形、潮流或风重力液固相分明不分搬运介质流水沉积物搬运动力推力、负荷力重力搬运方式滚动、跳跃、悬浮悬浮运动关系水主动，颗粒被动水被动，颗粒主动搬运物质碎屑物质、溶解物质碎屑物质为主沉积作用流速、能量减小能力减小转化或稀释沉积环境地形变化较小山前或斜坡及其下游方向沉积构造各种类型层理粒序/递变层理一、流体的一些基本知识和概念⑴、牵引流自然界中常见的河流、海流、潮汐流、气流(风)等均是牵引流。其特征是：a)通常属于牛顿流体；多是从高处往低处搬运，但有时也能从低处

7、往高处搬运。。b)牵引流的流动是由介质的动力而产生的，由介质的流动牵引(推动)沉积物动力。或者说，由介质的流动而牵引推动沉积物运动的流体称为“牵引流”；c)是长时间持续的介质整体的流动，属正常沉积，广泛分布于自然界，常见，其流速主要与水面坡度有关系；d)搬运沉积物的方式兼有悬移(载荷)、推移(载荷)(滑动、滾动和跳跃)，且多以推移载荷(或称床砂载荷)为主；e)推力（即牵引力）的大小主要取决于流体的流速，推力越