等深流是指沿海底等深线水平流动的底流,是因地球旋转而形成的温盐循环底流,平行海底等深线稳定低 速流动,主要在陆隆区。
概念提出与发展
等深流(Contour Current)这一术语最先由Hollister和Heezen等人(1966)提出,并定义为“由于地球旋转而形成的温盐线性环流,这种环流平行于海底等深线作稳定低速流动(5~20cm/ s) ,主要出现在陆隆区并形成等深漂积岩”。
Shanmugam (2000)就此作了说明。在现代大洋盆中(如大西洋),在水体深部或底部由地球自转诱发的温盐线性底部环流与海底等深线近似平行(即沿陆坡走向),通常称之为“等深流”。然而,并不是所有类型的底流都沿等深线流动,“等深流”这一术语仅指流向平行于等深线的流体,其他类型的流体则称为“底流”。广义上讲“底流”只是指发生在海底使沉积物搬运并沉积的流体,从成因上讲可以有很多种。由风暴驱动作循环运动并到达海底的旋涡所形成的底部回流(Lottom Return Current) ,如墨西哥湾的(海底)环流,北大西洋的海湾流(Gulf Stream),由潮汐和内波形成的底流可顺斜坡向上或向下运动,尤其是在海底峡谷中。
Stow等((2002)就等深流的相关概念作了如下介绍:
①
等深流沉积是指由沿坡(沿陆坡走向)流动的底流活动所沉积的或受其重大影响的沉积物,这是一个内涵宽泛的等深流相,由泥质至砾石滞留相以及取决于沉积供应体系的所有各种沉积物组成。由于深海中各种机制的相互作用,故存在许多过渡相。
②漂积岩是一个概括性术语,它是指边界不明显、外观独特,其沉积过程受海流控制的沉积聚集体。‘已并不局限于底流沉积。等深漂积岩(Contourite Drift)是一个特定术语,专指由等深流所形成并发生过漂流现象的沉积岩体。等深漂积岩可出现在海洋中所有深度的环境中,包括所有的深水环境(大于2000m)和中等水深环境(300~ 2000m)。那些形成于浅水外陆架或陆坡最r部的沉积体并不认为是狭义的等深漂积岩,但可以认为是浅水漂积岩。
现代海洋学调查发现,
海底等深流的流速一般为5~20cm/ s,局部可达50cm/ s甚至更高。因此,等深流是海底中一种非常重要而又十分特殊的地质营力,它不仅可以对海底产生侵蚀作用,而且还可以搬运沉积物,形成
等深流沉积或等深漂积岩。
等深流的沉积作用一般是比较缓慢的,沉积速率比较低,而且变化也比较大。对大西洋中部现代等深流沉积区的沉积速率统计表明,其沉积速率为(0.6~20cm/ka,一般为2~12cm/ka。等深流的沉积速率与等深流的流速、物源供给、海底地貌、气候变化及海平面变化等诸多因素有关。
等深流沉积
由于等深流沉积发育的特殊性使得其具有与众不同的特征:较周围水体温度低、盐度和密度高;具一定的机械或化学侵蚀能力;能够运输原有沉积物质并具备携运细粒沉积物的能力;受地球自转的影响,北半球常发生向右偏转,南半球向左偏转;海底地形和气候的变化可能遏制或刺激等深流的发展。Faugeres等(1993)通过对大西洋发育的等深流沉积研究认为海进期可能是最强烈的底层环流活动时期。海平面的变化直接影响深海盆地中陆源碎屑物质的供应。低水位期以重力流沉积大量发育为典型特征:大量粗碎屑物质可直接从大陆坡注入深海盆地,形成各类砂、砾级重力流沉积,顺坡向下的流动占主导地位,等深流活动常被掩盖,即使形成一些等深流沉积也不易保存。随着可容空间增大,物源区逐渐远离沉积盆地,更多的沉积物被拦截在大陆架上,粗碎屑物质注入逐渐减少,重力流活动减弱,等深流得以发育,形成等深流沉积得以保存下来。而在高水位期,沉积物供给较少,等深流也不甚发育。
等深岩
等深岩等或称深漂积岩,特别是成因分类的研究程度还很低。目前的分类主要有两种,一是依据物质组成与粒度的粗细;二是依据几何形态特征与形成环境。
1、碎屑成分与粒度分类
目前国内外一般依据其粒度的粗细将等深漂积岩分为四种基本类型,即泥质等深漂积岩、粉砂质等深漂积岩、砂质等深漂积岩和砾石质等深漂积岩以及若干过渡类型。等深漂积岩的成分卞要为陆源碎屑和碳酸盐物质。
2、几何特征与形成环境分类
根据等深漂积岩的平面几何特征(Faugeres等,1999),将其划分为四种类型:①席状(包括深海席和粘敷席);②长条形丘状(包括拆离的和孤立的两种漂积体);③与水道相关的漂积体(包括补丁状漂积岩和等深流扇);④局限型漂积岩。
这些不同类型等深漂积岩的出现和儿何形态卞要受控于以下四种彼此相关的因素:①地貌背景或海底地形;②流体速度和变异性;③供给沉积物的总量和类型;④底流作用时间的长短。漂积岩的几何形态也可受陆坡下的作用过程及与其他流体的相互影响而发生改变。
研究现状
目前国内外针对等深流沉积的研究主要集中在现代等深流,针对古代等深流沉积的研究相对较少。由于等深流所特有的特征使得其在油气储积方面具有十分重要的意义。因此,在深水勘探越来越重要的今天,对古代等深流沉积的研究在油气储积方面显得尤为重要。