陆架沉积环境和沉积特征
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发布时间：2022-04-27 13:17
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时间：2023-09-22 20:22
浅海陆架的水动力条件复杂多样，其中包括有海流、正常的波浪和潮汐流、由风暴引起的波浪和潮汐流等，它们可以单独或共同作用来控制和影响浅海陆架沉积物的搬运和沉积，但一般来讲，这种影响有随深度加大而减弱的趋势。按主要的优势水动力条件，斯威夫特（Swift，1971）将浅海陆架划分为三类：潮控陆架、风暴控陆架、海流控陆架。
1.潮控陆架沉积
潮流能够有效地搬运大量泥砂物质。按砂砾沉积体形状、规模、内部构造，潮控陆架可以分为大型纵向沉积底形的砂垄、潮汐砂脊、中小型横向沉积底形的砂波和砂纹及砂斑等，其中以砂垄、砂波、潮汐砂脊最为重要。
砂垄主要发育在砂级沉积物供应不足、潮流流速大的海区，表现为平行潮流方向的纵向砂体。常由砂垄和砂带组成，其间为砾石条带。砂垄的发育水深一般在20～100m之间。
砂波是一种大型的横向坝形体，形成于富含砂质的潮控浅海，是许多现代潮汐陆架中具有特征性的底形。波长范围在几十到几百米之间，波高在几米至十几米。砂波的形态可以是对称的，也可以是不对称的，不对称的砂波主要由双向潮流强度不等造成的。砂脊可以由长而平直过渡到弯曲断开，方向不断变化的潮流可以在砂波上形成一系列低角度的再作用面。砂波表面叠加有频繁迁移的波痕，可以形成多种交错层理。在陆架浅水区，波浪的作用可以破坏砂波的形成，故砂波一般发育在浪基面以下至潮汐水流作用的极限深度之间。
潮汐砂脊是平行于或*行于最大潮流方向的水下凸起砂坝，常成群出现。潮汐砂脊一般形成在砂源充足的地带，表层潮流速度要超过50cm/s。按分布特征，潮汐砂脊可以分为四类：①平行海岸的潮汐砂脊；②岸外放射状潮汐砂脊（见图7-9）；③河口湾潮汐砂脊；④海峡潮汐砂脊。潮汐砂脊两侧的潮流一般为反方向的双向流，砂脊沿较弱水流的方向侧向迁移。砂脊的形态在横剖面上不对称，一侧具有较陡的坡面朝向砂脊的迁移方向。潮汐砂脊通常由分选良好的细-中砂组成，含有贝壳碎片。底部冲刷面之上可出现砾石、粗的贝壳碎片等组成的滞留沉积，平面上这些滞留沉积主要分布在脊间的沟槽中。在潮流的作用下，砂级沉积物的搬运是由沟槽底部向砂脊顶部进行的，这与曲流砂坝的形成类似。潮汐砂脊的侧向迁移可以形成一系列倾向相同或不同的交错层理，同时形成了整体向上变细的垂向沉积序列，但如果砂脊是由近岸带向外陆架纵向迁移，则在该方向上形成下细上粗的反旋回。双向或多向交错层理、再作用面、薄的黏土夹层也是潮汐砂脊中常见的沉积现象。
2.浪控陆架沉积
现代风暴浪控浅海陆架多为陆缘海及面向盛行西风的陆架，半封闭和背风陆架，风暴作用不甚强烈。
正常天气的波浪除了对浅滩顶部有影响以外，对整个*架的沉积作用影响很小。而季节性的台风或飓风所引起的风暴浪波及的深度远远大于正常天气，一般超过40m，最大可以达到200m。猛烈的风暴浪在向岸方向传播时，巨大的能量可以在沿岸地带形成壅水，使水平面大幅度抬升形成风暴潮，对海岸地带进行强烈的冲刷。风力减退时，风暴回流（退潮流）携带大量从临滨带冲刷侵蚀下来的碎屑物质呈悬浮状态向海洋方向搬运，形成一个向海流动的密度流。这种流体的流速很高，在*架上穿越的距离可达几十千米至几百千米，对海底有明显的侵蚀和冲刷。随着能量衰减，流速变小，密度流中的碎屑物质发生再沉积作用，形成浅海风暴流沉积。一次风暴形成的风暴层厚度约几厘米至几十厘米，向上粒度变细。
风暴活动过程可分为成长期、高峰期、衰减期和停息期几个阶段，不同阶段沉积特征各不相同。
风暴成长期以侵蚀作用为主。侵蚀作用在风暴高峰期达到最强，此期风暴浪引起的涡流和风暴回流强烈地冲刷海底，形成明显的冲刷面，并出现扁长沟槽状的侵蚀充填构造（称为“渠模”）以及各种工具痕。经风暴浪搅动，较细的物质悬浮起来，而一些大的介壳和粗的内碎屑、砾石则被风暴簸选并残留下来形成滞留沉积。一般都是经过原地簸选、改造和扰动，常具有一定的优选方位，多数呈凸面向上。在风暴衰减期，由于细粒物质的沉积，在贝壳层中可以形成渗滤组构，如遮蔽孔隙、遮蔽沉积等。
当风暴稍减弱或风暴密度流流速开始降低时，沉积物按粒度大小依次沉积，形成向上变细的粒序层。这种粒序层在风暴浪基面以下的浅海地带最容易保存。
在风暴衰减期，风暴流的能量减弱，回流的流速开始减小，细粒碎屑物质迅速从悬浮状态沉积下来，形成细砂与粉砂组成的纹层段。底部强烈的剪切水流可以形成平行层理，随后风暴流进一步减弱的浪生振荡水流则形成丘状交错层理和浪成砂纹层理，并向上逐渐过渡为爬升波纹层理。
在风暴停息期，水流更为缓慢，风暴流携带的悬浮物质最终沉积下来，形成了细粉砂和泥或以泥为主的泥岩段，以及正常天气条件下所形成的页岩段，常发育生物潜穴和生物逃逸痕迹。
因此，一个完整的风暴沉积（storm deposit）层序由下向上包括四个部分：①粒序层或滞留沉积段；②平行层理段；③丘状交错层或浪成交错层理段；④泥岩和页岩段（图8-8），构成似鲍马层序。风暴沉积层序总的来说是一个向上变细的旋回，但在一个沉积剖面上往往发育不全。丘状交错层理和浪成砂纹层理是风暴浪沉积的最好证据。
3.海流控陆架沉积
海流对*碎屑沉积亦存在影响，规模较大的海流主要与洋流的入侵有关，洋流的速度可以从几cm／s至200cm/s以上。虽然巨大的洋流位于陆架边缘的向洋一边，但大洋水和陆架水之间却经常交换，表现为大的涡流旋转离开主流到外陆架。一般地，外陆架受强劲海流的影响，中陆架主要受环流控制，内陆架则主要受沿岸流（coastal current）的影响。总体上讲，对海流控浅海陆架沉积的研究还比较少。不同的海流所形成的沉积物会有一定的差别。
针对位于长江口西南侧的东海内陆架泥质沉积体，近几年来进行了初步的工作，认为主要是来自长江的物质在沿岸流作用下向南输运沉积而成（图8-9）。作为*与深海大洋间的过渡地带和陆源物质向深海大洋输送的主要通道，陆架区是“源到汇”（source to sink）研究和海陆相互作用研究的敏感而关键地区，在全球变化和区域响应研究中的重要地位应该得到更多重视。
图8-8 似鲍马层序的理想风暴岩垂向层序
图8-9 浙-闽沿岸泥质沉积物分布图
