沉积物的搬运和沉积作用.doc

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1、第二章沉积物的搬运和沉积作用第一节概述风化作用的产物及其它来源的沉积物质，少量残留原地，大部分进入搬运状态向沉积盆地中转移。碎屑物质（主要是风化产物中的碎屑物质及新生矿物）在流体的作用下，将随流体发生运动和转移，此现象则称为“搬运”；在一定条件下，运动的碎屑还会从搬运状态转变为物质停积状态，此现象则称为“沉积”。沉积下来的沉积物：Ø长期固定下来不再移动；Ø随着地壳上升、侵蚀基准面下降，流体的流速加快，会重新发生侵蚀并被再次搬运风化作用；风化产物的搬运作用；沉积作用既是三个连续又独立的阶段，但有时相互交替和重复，尤其是搬运和沉积作用，是一对矛

2、盾在搬运过程中物质仍然可以发生机械破碎和化学分解，即使物质沉积下来以后，还可以由于条件的变化再次进入搬运状态。沉积物搬运和沉积的地质营力：（搬运介质）水、风（大气）、冰川、重力、生物的搬运风化产物的搬运和沉积作用：（搬运方式）按沉积物被搬运和沉积的方式不同可分为：1）机械搬运与沉积作用碎屑物质和粘土物质多以机械方式在流水、海水、湖水、冰川、风及重力等营力下被搬运。搬运方式：（1）滑动（2）滚动（3）跳跃（4）悬浮（悬移搬运）其中滑动、滚动、和跳跃式统称为推移式搬运（或床沙搬运）。2）溶解物质的搬运与化学沉积作用溶解物质以真溶液、胶体溶液

3、或洛合物的状态被搬运；其搬运和沉积作用受化学和物理化学定律所支配。3）生物搬运和沉积作用生物搬运作用意义不大，但是其沉积意义巨大；通过生物生理作用、生物物理作用和生物化学作用可以使大量溶解物质、内源粒屑物质和部分粘土物质发生沉积作用。第二节有关流体力学的一些概念一、牛顿流体、非牛顿流体内摩擦定律：在温度不变的条件下，随着流速梯度变化，动力粘滞系数/运动粘滞系数始终保持一个常数。牵引流服从内摩擦定律－－－属牛顿流体少量沉积物的流水（河流、海流、潮汐流、洋流等）和大气流。沉积物重力流不服从内摩擦定律－－－属非牛顿流体沉积物重力流中含大量沉积物，

4、如浊流、泥石流等。牵引流既有悬移、又有推移方式的搬运；而沉积物重力流以悬移式搬运为主。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。其特征表现为：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)，

5、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，推力越大则能搬运的碎屑颗粒越大。而负荷力大小既取决于流体流量也取决于流速，负荷力越大则能搬运的沉积物数量越多。推力大不一定负荷力就大，反之亦然。沉积物重力流是自然界中不常见的另一种特征的流体，有如下基本特征：a)弥散着大量沉积物的密度较高并与环境介质产生密度差，从而在重力的作用下发生流动的流体，称为“沉积物重力流”(是密度流的一种)；b)是一种阵发性的底流，难以发生，难以观测到，一般属于事件性沉积的范畴，其流速主要与基底坡度(密度差、厚度、阻力等)有关；c)

6、搬运沉积物的方式主要是悬移载荷，底载荷的数量很小；d)搬运能力及侵蚀能力十分巨大强烈，其形成需特殊的条件，是碎屑物质从浅水搬运至深湖深海的主要地质营力；e)通常属于非牛顿流体；一般是将碎屑沉积物由浅水(高处)向深水(低处)搬运；f)其它特征(支撑机制、分类、形成条件、沉积特征等)后述。牵引流和重力流的区别二、层流、紊流、雷诺数自然界中任何流体按其流动特点有层流与紊流（湍流）两种流动状态。层流：一种缓慢的流动，流体质点作有条不紊的平行线状流动，彼此不相掺混。紊流：一种充满了旋涡的急湍的流动，流体质点的运动轨迹极不规则，流速大小和流动方向随时间

7、而变化，彼此互相掺混。雷洛数：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=1层流Re=1－40临界流Re>1－40紊流三、缓流、急流、佛罗德数明渠水流：急流、缓流、临界流三种流态,判别标志为佛罗德数（Fr)在明渠水流（类似自然界的河流、海湖浅水环境中的牵引流）中按流动强度的不同可出现急流、缓流和临界流三种流态，这三种流态的判别标准是佛罗德数Fr。Fr＞1水流为急流，也称为超临界的流动状态；代表一种水浅流急的流动特点。Fr＝1水流为临界流Fr＜1水流为缓流，或临界以下的流动，代表一种水深流缓的情况。佛罗德数可普遍用

8、于碎屑物质以床沙载荷方式搬运和沉积过程的解释中。明渠水流随着流动强度的加大，在床面上会依次出现下列床沙形体：无颗粒运动的平坦床沙→沙纹→沙浪→沙丘→过渡型（或低角度沙丘）→平坦床