深水環(huán)境動(dòng)力機(jī)制的探討

深水環(huán)境動(dòng)力機(jī)制的探討

水深是指水深數(shù)百米到數(shù)千米的全球大陸坡和海盆。其沉積動(dòng)力機(jī)制和沉積體系與陸地和淺水環(huán)境有很大不同。這是全球石油和天然氣勘探和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)和前景。在國(guó)外，墨西哥灣和尼日爾三角洲的深水氣勘探取得了巨大成功，面臨著日益增長(zhǎng)的能源瓶頸。加強(qiáng)中國(guó)深水油氣的勘探和開(kāi)發(fā)非常重要。本文旨在介紹全球深水沉積體系的研究史和理論現(xiàn)狀,為我國(guó)深水油氣的勘探研究提供參考。1深水沉積體系深水沉積體系的研究始于對(duì)濁流的認(rèn)識(shí)和相關(guān)突破。1948年之前,人們普遍認(rèn)為深水是一個(gè)沒(méi)有流體活動(dòng)的寧?kù)o世界,只有深海泥在緩慢的沉積。在1948年的第18屆世界地質(zhì)學(xué)大會(huì)(倫敦)上Migliorini討論了密度流形成的遞變層的成因,Shepard展示了海底峽谷陡峭的塊狀巖墻的水下照片,Kuenen討論了高密度流對(duì)海底峽谷形成的侵蝕潛力。1950年Kuenen和Migliorini發(fā)表了里程碑式的論文,“濁流是遞變層理的一個(gè)成因”。從此逐漸確立了濁流機(jī)制在深水沉積體系中的重要作用,濁流理論乃至經(jīng)典的鮑馬序列成為解釋細(xì)粒背景下的粗粒沉積的普適范例。1959年,Heezen在吸收了Wust等人的深水循環(huán)的概念后,提出“深海波痕和底床刻槽看來(lái)一定為和大洋總體循環(huán)有關(guān)的海流作用的結(jié)果”,從而揭開(kāi)了研究深水底流的活動(dòng)對(duì)深水沉積體系的影響的歷史。Heezen的博士生—HollisterC.D.—通過(guò)一系列的開(kāi)創(chuàng)性研究,和其導(dǎo)師一道于1972年首先提出了術(shù)語(yǔ)“等深流沉積contourite”,并創(chuàng)新性改革和利用海洋科學(xué)的系列工程成就,提出了深水研究的系列手段和方法。Hollister因其在等深流沉積研究方面的杰出成就被譽(yù)為“等深流沉積之父”。1979年,Shepard通過(guò)豐富的實(shí)測(cè)資料提出,深海峽谷中存在的潮汐成因的底流活動(dòng)同樣是深水沉積的重要機(jī)制。此外,內(nèi)波等也會(huì)對(duì)深水沉積體系形成大的影響。深水沉積體系需要具有先進(jìn)的研究手段和巨額的研究投入,因此在深水沉積體系的研究歷史中,國(guó)家、國(guó)際間的協(xié)作是一個(gè)顯著特色。譬如大洋鉆探計(jì)劃(ODP)和深海鉆探計(jì)劃(DSDP)等前后有數(shù)十個(gè)國(guó)家的參與,當(dāng)然深水沉積體系的研究?jī)H是其科學(xué)目標(biāo)的一部分。以下是20世紀(jì)70年代以來(lái)西方國(guó)家支持的關(guān)于深水研究的大型項(xiàng)目的實(shí)例和代表:1979年,美國(guó)海軍研究辦公室(theUSOfficeofNavalResearch)資助Hollister領(lǐng)導(dǎo)的HEBBLE(即高能深海邊界層實(shí)驗(yàn)theHighEnergyBenthicBoundaryLayerExperiment(1979—1986))。該項(xiàng)目在關(guān)于等深沉積的深海風(fēng)暴、全球邊界層的紊流(turbulenceinaplanetaryboundarylayer)、霧狀層、生物擾動(dòng)、深海棲息、沉積分選等許多方面取得了突破性進(jìn)展。1995年,美國(guó)海軍研究辦公室資助開(kāi)展了“大陸邊緣地層的形成”項(xiàng)目(STRATAFORM(StrataFormationonMargins))。這個(gè)長(zhǎng)期項(xiàng)目集中研究北加利福尼亞和新澤西陸緣的短期和長(zhǎng)期的層序,主要有三個(gè)目的:第一,使用自長(zhǎng)期(104~106yr)層序聚集體的觀測(cè)中得來(lái)的觀點(diǎn)以增強(qiáng)對(duì)沉積作用的理解。第二,使用這些短期(<102yr)沉積作用機(jī)制如何形成地層的調(diào)查結(jié)果,以更好的約束層序地層解釋。最后,應(yīng)用數(shù)學(xué)模擬將沉積作用的尺度和層序地層的尺度予以相關(guān),如此,作用機(jī)制和層序的知識(shí)方可更好的應(yīng)用于預(yù)測(cè)和解釋目的。在90年代早期,歐盟資助了許多針對(duì)歐洲陸緣的年青沉積的研究。包括集中在歐洲南部陸緣的“歐洲大西洋陸緣的沉積物輸送”項(xiàng)目(SedimentTransportontheEuropeanAtlanticMargin,STEAM)。并隨后啟動(dòng)了“歐洲北大西洋陸緣Ⅰ”(theEuropeanNorthAtlanticMargin,ENAMⅠ)和“歐洲北大西洋陸緣Ⅱ”(theEuropeanNorthAtlanticMargin,ENAMⅡ)兩個(gè)多國(guó)協(xié)作的大項(xiàng)目。其中ENAMⅠ主要集中研究歐洲北大西洋陸緣第四紀(jì)以來(lái)的沉積作用和古海文的狀況和歷史演變,以及背后的控制因素。而ENAMⅡ在ENAMI研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深化和海洋、cryospheric作用機(jī)制有關(guān)的陸緣沉積動(dòng)力學(xué)。這極大深化了對(duì)深海作用機(jī)制和沉積體系的認(rèn)識(shí),尤其是歐洲北部這種受冰川強(qiáng)烈影響的所謂冰川大陸邊緣。1999年,法國(guó)啟動(dòng)了名為“法國(guó)陸緣計(jì)劃”(GDRMarges:FrenchMarginProgram),將深水沉積作用列為其四個(gè)科學(xué)目標(biāo)之一。2000年3月,歐洲科學(xué)界啟動(dòng)了歐洲委員會(huì)資助的為期三年(2000.3—2003.2)的STRATAGEM(theStratigraphicDevelopmentoftheGlaciatedEuropeanMargin(STRATAGEM)project)項(xiàng)目,即“冰川作用的歐洲陸緣的層序演化”項(xiàng)目,設(shè)立了四個(gè)關(guān)鍵科學(xué)目標(biāo),即建立一個(gè)統(tǒng)一的中至晚新時(shí)代的層序框架;確定陸緣的層序構(gòu)型;梳理形成陸緣的沉積作用機(jī)制,以及其和諸如構(gòu)造作用、氣候、海文、海平面等因素的聯(lián)系;建立新近紀(jì)陸緣演化的模式。同年4月,還啟動(dòng)了為期4年的“大陸坡穩(wěn)定性”項(xiàng)目,即theContinentalSlopeStability(COSTA),目的在于促進(jìn)對(duì)大陸坡穩(wěn)定性的快速的和瞬間失穩(wěn)的理解,焦點(diǎn)在于研究評(píng)估歐洲大陸邊緣的相對(duì)于自然作用和人類活動(dòng)的陸坡的穩(wěn)定性。尤其值得注意的是,為了培養(yǎng)深水研究的后備人才,聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)和歐洲科學(xué)基金會(huì)(theEuropeanScienceFoundation)資助了“融研究項(xiàng)目中的培養(yǎng)工程”(theTrainingThroughResearchProgramme(TTR)),資助有潛力的青年學(xué)生直接參與到由國(guó)際知名的科學(xué)家領(lǐng)銜的國(guó)際協(xié)作的大項(xiàng)目中,從而得以直接接觸前緣課題。至2000年,已舉辦了10期,前后有來(lái)自東歐、西歐、北非、亞洲、南美和北美的超過(guò)500名科學(xué)家和學(xué)生參與了10個(gè)航次的實(shí)地科研。并于2004年于MarineGeology期刊上發(fā)表了一個(gè)青年學(xué)生的專輯,充分反映了該項(xiàng)目的效果。2深水地貌單元深水環(huán)境一方面受制于多種作用機(jī)制,如重力、多種底流(或等深流)、大洋渦流、水下峽谷中往復(fù)的潮汐底流、各種內(nèi)波、上升流和下降流等;同時(shí)深水又具有活躍的構(gòu)造活動(dòng),體現(xiàn)為各種底辟活動(dòng)、高熱流值;且深水陸坡恰處于堅(jiān)硬的大陸克拉通和大洋地殼之間,是對(duì)各種構(gòu)造活動(dòng)響應(yīng)最為敏感的地理位置。因此通常由陸坡(又可劃分為上中下幾段)、陸隆和深海平原等地貌單元組成的深水環(huán)境具有極為復(fù)雜的地貌特征,如滑坡坎壁、峽谷底床、谷壁;水道和堤壩;臺(tái)地、多種形狀的扇體、多類型的等深流沉積等。近些年來(lái),新識(shí)別的地貌單元亦不時(shí)出現(xiàn),如水道—朵葉體過(guò)渡帶(channel-lobetransitionzone,亦即CLTZ)就具有沉積學(xué)方面的獨(dú)具特色的意義。圖1是蘇格蘭中央陸坡,其在地史上為受冰川強(qiáng)烈影響的地區(qū)。其上陸坡區(qū)域地形平緩,為冰期后的海進(jìn)和高位的充填作用的結(jié)果。而在上陸坡和中陸坡的過(guò)渡地帶,清晰可辨冰川作用遺留在海底的冰川犁痕。中陸坡區(qū)域則以成因有所差異的峽谷和谷間嶺脊,峽谷內(nèi)以侵蝕型的峽谷頭部、谷內(nèi)的碎屑流沉積和重力失穩(wěn)的種種跡象,谷間嶺脊上則具有次級(jí)的向峽谷谷線的重力成因的沖蝕水道等地貌類型。近些年來(lái),地學(xué)界利用多波束測(cè)深技術(shù)揭示了全球許多地點(diǎn)的深水地貌的復(fù)雜程度及其寓含的地質(zhì)意義。如西加那利群島的陸坡滑坡事件;Cadiz海灣西部的精美的多波束地貌圖揭示了濁流和等深流的互動(dòng)所形成的復(fù)雜地貌。3深水反應(yīng)機(jī)制與相應(yīng)的沉積體系3.1深水環(huán)境的特征在深水陸坡區(qū),基于其相對(duì)陡峭的地貌,在重力作用并在其他誘因(如地震、氣水合物融解、超壓釋放、底辟活動(dòng)、突發(fā)海流)的配合下,海床淺表層沉積物極易發(fā)生滑動(dòng)、滑塌等重力活動(dòng),并進(jìn)一步演化為碎屑流、顆粒流乃至濁流。這些均為因重力而發(fā)生的陸坡傾向上的深水作用機(jī)制,故而稱之為陸坡傾向的重力作用機(jī)制和相應(yīng)沉積作用。在多數(shù)情況下,這種作用是塑造深水環(huán)境地貌的主要因素?；潞突麦w是深水環(huán)境常見(jiàn)的作用機(jī)制和響應(yīng)事件,在全球許多地方均有報(bào)道。其中以歐洲大陸邊緣研究最為深入。Wilson等2004年研究了舍得蘭群島西北部的Afen滑坡體,研究了其形成的誘因、形成階段等;Storegga滑坡體影響了約95000km2的面積、沉積物體積介于2400km3和3200km3之間,是目前世界上所識(shí)別的、水下曝露的最大滑坡體之一,其可進(jìn)一步劃分為6個(gè)地貌單元。此外地中海和西北歐亦有針對(duì)滑坡體的多處報(bào)道。在其它海域,如安哥拉、加利福尼亞北部海域的Humboldt滑坡體?；麦w自觸發(fā)、活動(dòng)直至向重力流轉(zhuǎn)化的全過(guò)程,和氣水合物、油氣滲漏、構(gòu)造活動(dòng)有著密不可分的關(guān)系,對(duì)于海岸地帶的可持續(xù)發(fā)展亦有重要意義,這也是西方國(guó)家投入巨大力量研究的緣由。重力流水道—堤壩沉積體系是深水環(huán)境的顯著特色(圖2)。水道—堤壩體系在多數(shù)大型或中型規(guī)模的水下扇上多據(jù)主導(dǎo)地位,如密西西比扇,亞馬遜扇,印度扇,孟加拉扇,扎伊爾扇,富士扇,以及許多小型扇,如Hueneme和Golo扇等。其中的水道扮演了碎屑物質(zhì)向深海輸送的通道,而堤壩則在重力流流動(dòng)過(guò)程中起到了將其予以圍限和分選以便于沙質(zhì)組分輸送至盆地平原。水道—堤壩體系可為粗粒組分的沉積場(chǎng)所。Deptuck等分析了尼日爾三角洲陸坡和阿拉伯海的水道—堤壩體系(channel-leveesystem(縮略為CLS)),并將之與其他地區(qū)的典型深水體系和露頭剖面進(jìn)行對(duì)比,系統(tǒng)總結(jié)了水道—堤壩體系的地貌單元、特征和成因演化。認(rèn)為,尼日爾三角洲陸坡和阿拉伯海的上扇區(qū)域所發(fā)育的水道—堤壩體系,具有構(gòu)型上的高度復(fù)雜性。通常具有數(shù)個(gè)構(gòu)型單元:內(nèi)堤壩、外堤壩、侵蝕通道、水道軸心沉積、滾動(dòng)塊體、物質(zhì)輸送的沉積。盡管單個(gè)體系的規(guī)模變化很大,第一級(jí)別構(gòu)型元素的相似性和它們的構(gòu)型意味著,不管規(guī)模差異,它們都具有相同的沉積機(jī)制(圖2)。深水塊狀沙體的分布規(guī)律是深水油氣勘探關(guān)注的核心問(wèn)題之一。Stow定義其為巨厚的(>1m)的沙層單元,缺乏原始沉積構(gòu)造,且和其他深水沉積相聯(lián)系。除了極厚層理和無(wú)構(gòu)造的外觀外,深水塊狀沙體的關(guān)鍵在于發(fā)育了普遍的水逃逸構(gòu)造、細(xì)微的加積面和頁(yè)巖塊礫;并顯示了差至中等的分選和組分的非成熟。卷入它們的長(zhǎng)距離的輸送和就位的兩個(gè)關(guān)鍵性作用機(jī)制為沙質(zhì)碎屑流和高密度濁流。深水峽谷或水道是陸緣碎屑和陸架淺水區(qū)物質(zhì)向深水輸送的主要途徑。Abreu研究了安哥拉海域的Block17區(qū)塊DaliaM9Upper油田,發(fā)現(xiàn)該區(qū)陸坡峽谷具有類似于陸域曲流河的形態(tài),將之稱為深水曲流水道。該曲流水道綜合體約40m深、2km寬,為單個(gè)水道(該水道約300m寬和40m深)的側(cè)向遷移和局部撕裂分支所致。其重要特征之一為位于水道邊緣的疊瓦狀地震反射的存在,這些疊瓦反射傾向于平行水道,在多數(shù)情況下向水道傾斜,在某些情況傾向于下游方向。這些疊瓦反射形成了位于水道內(nèi)灣的特征明顯的反射體,其顯然和水道在其演化過(guò)程中的連續(xù)的側(cè)向遷移有關(guān)。水道的遷移導(dǎo)致了水道內(nèi)側(cè)的增生沉積和水道外側(cè)的侵蝕,形成了所謂之側(cè)向增生體(LateralAccretionPackages(LAPs))。單一曲流水道的側(cè)向遷移產(chǎn)生了側(cè)向加積的水道綜合體,其因水道充填的本質(zhì)而呈不同程度的內(nèi)部加積。同樣,牛軛湖(環(huán))是綠谷綜合體的重要組成部分,其下部多為水道充填的粗碎屑組分,而中上部多為自曲流水道漫溢而來(lái)的相對(duì)細(xì)粒的、和半深海的懸浮沉降的細(xì)粒組分。多數(shù)深海扇模式主要是基于對(duì)古代沉積的研究,故而認(rèn)為沉積朵葉體直接系于它們的補(bǔ)給水道。但水道—朵葉體過(guò)渡帶(CLTZ(channel-lobetransitionzone))是近些年來(lái)所識(shí)別的介于水下扇和水道之間一獨(dú)立單元,其位于水道口的下陸坡方向,緊鄰水道口,且通常和陸坡坡折相聯(lián)系。在這一區(qū)域,濁流可能經(jīng)歷了自受限型向開(kāi)闊型的水力體制的躍遷,導(dǎo)致了流體的迅速擴(kuò)散和紊流程度的增加,進(jìn)而導(dǎo)致海底侵蝕和沉積物途越作用。因此,眾多侵蝕型刻槽和線形構(gòu)造所形成的橫向底形是該區(qū)域的特征之一。不過(guò),大規(guī)模的侵蝕刻槽和相關(guān)的底形不僅僅局限于發(fā)育良好的CLTZ,下列位置也可以發(fā)育,水道堤壩后壁陸坡、水道邊緣、水道底床以及小規(guī)模的富沙扇的扇面。上陸坡、中陸坡和下陸坡乃至盆地平原均可發(fā)育朵葉體。只要地形發(fā)生相對(duì)平緩的變化,在水道、峽谷出口或撕裂分支的決口處均可發(fā)生流體行為的躍遷,從而沉積相應(yīng)粒徑的碎屑物質(zhì)。朵葉體在沉積的同時(shí),又相應(yīng)造成了地貌的漸進(jìn)性變化,和水道遷移一道形成了朵葉體的側(cè)向和縱向的遷移,如此垂向疊加和側(cè)向疊覆,即可形成規(guī)模巨大的陸坡扇或盆底(地)扇。3.2底流和漂積體1936年,德國(guó)物理海洋學(xué)家GeorgeWust首次提出,由溫鹽循環(huán)控制的底流可能足以影響深洋盆地的沉積通量。一般來(lái)說(shuō),“底流(Bottomcurrents)”是指作用在深水的、且為大洋和其邊緣海中的溫鹽或風(fēng)驅(qū)循環(huán)的部分的那些海流,它們并不嚴(yán)格遵循等深線,但等深流依然作為底流的同義詞被廣泛使用。慢速的溫鹽循環(huán)主要起源于極地水體的冷卻和下沉,如南極底層水(AntarcticBottomWater(AABW))、北極底層水(AricticBottomWater(ABW))等。而地中海外溢水團(tuán)(theMediterraneanOutflowWater(MOW))構(gòu)成了大洋中層水團(tuán)的重要來(lái)源(MougenotandVanney,1982;引自Mulder等2003)。不同于純粹溫鹽循環(huán)的其他底流還有大的風(fēng)驅(qū)海流體系。在一些情況下,它們的影響水深甚至可達(dá)4000m。譬如受科氏效應(yīng)影響的西邊界海流,如灣流、黑潮和繞南極海流(CircumpolarAntarcticCurrent)等。這種風(fēng)力驅(qū)動(dòng)形成的渦旋影響深海海床甚巨,乃至稱之為深海風(fēng)暴(Benthicstorms)。底水速度通常不大于1~2cm/s。但是,它們可因科氏效應(yīng)、盆地或水道地形的變化而予以極大加強(qiáng)。譬如西邊界潛流的速度可達(dá)到10~20cm/s。在流體特別受限或陸坡特別陡峭的地方,流速可超過(guò)100cm/s。在經(jīng)過(guò)深海盆的狹窄出口或海道時(shí),甚至記錄到了超過(guò)200cm/s的速度?？梢?jiàn),底水是溫鹽循環(huán)的半永久部分,在許多情況下其強(qiáng)度上足以侵蝕、輸送和沉積物質(zhì),特別是粘土、粉沙和細(xì)砂粒級(jí),甚至更為少見(jiàn)的粗沙和礫石。因此,底流(或等深流)可在大洋深水環(huán)境形成獨(dú)具特色的等深流沉積。而漂積體(sedimentdrift)是一個(gè)概括性術(shù)語(yǔ),是指不具備明確界定的或獨(dú)特外觀的、但其沉積過(guò)程受海流某種控制的沉積聚集,并不局限于底流沉積。Stow等在吸收了Faugères等人的觀點(diǎn)后,提出了平流漂積體的模式(圖3);并總結(jié)了底流作用下的海床的侵蝕特征和沉積底形(圖4)。3.3海底相組合對(duì)海底溫度的解釋ShepardandMarshall在實(shí)地測(cè)量了眾多深水峽谷(包括Kaulakahi,Hueneme,Congo,Carmel,Hydrographer,Petacalco等)中的海流,發(fā)現(xiàn)峽谷中存在著和半日潮周期具有緊密相關(guān)的上下往復(fù)海流的活動(dòng)。判定深水水下峽谷有利于形成深水潮汐底流、并有利于其發(fā)揮作用。在水深自46~4200m之間進(jìn)行的海流測(cè)量顯示,其潮汐底流通?？蛇_(dá)到最大流速25~50cm/s,足以對(duì)粉沙乃至沙質(zhì)底質(zhì)產(chǎn)生重要影響。Shanmugam基于對(duì)現(xiàn)代和古代深水沉積的巖心和露頭的研究后提出,砂—泥韻律、雙向泥層、爬升波紋、泥覆波痕、平行和交錯(cuò)紋層的交互、具有泥蓋層的S型交錯(cuò)層理、潮汐內(nèi)部侵蝕面、豆?fàn)顚永?、壓扁層理均可用以解釋深海峽谷中的潮汐海流。巖石記錄中的這種相組合可被用作識(shí)別水下峽谷背景的標(biāo)志。在峽谷口環(huán)境,深水潮汐沉積可能發(fā)育出位于水道內(nèi)的長(zhǎng)條狀的壩,其平行于水道軸心,而濁流最可能發(fā)育出橫亙于水道口(垂直于水道軸心)的沉積朵葉體。濁流沉積朵葉體比水道寬度寬得多,而潮汐沙壩比水道寬度則小得多。3.4動(dòng)層厚度的海底沉降相高振中等認(rèn)為單純的底流及濁流可能無(wú)法滿足沉積物波形成所需的流動(dòng)速度及流動(dòng)層厚度,海底巨大的沉積物波難以由單一的海底流動(dòng)(等深流或濁流)來(lái)形成。許多學(xué)者探討了內(nèi)波作為一種重要甚至主要的深水作用機(jī)制、并進(jìn)而形成重要的深水沉積體系的可能性,但內(nèi)波作用和相應(yīng)沉積作用依然需要進(jìn)一步的探討。3.5對(duì)沉積作用和重力作用雙重影響的原則事實(shí)上,在深海環(huán)境,兩種或多種不同方向的深水作用機(jī)制常相互影響,形成了具有復(fù)雜成因的底形和構(gòu)造。譬如,Landes臺(tái)地的Aquitaine上陸坡(BayofBiscay)的沉積物波即為沉積作用和重力作用雙重影響的結(jié)果,而不僅僅為此前所認(rèn)為的陸坡坍塌(slopefailure)。圖5系統(tǒng)總結(jié)了深水環(huán)境的多種作用機(jī)制和它們彼此間可能存在的轉(zhuǎn)化關(guān)系、以及相應(yīng)的沉積類型。4深水反應(yīng)機(jī)制與相應(yīng)沉積系統(tǒng)的背景控制因素4.1巴西海流和海床間的相互關(guān)系陸域和海域的構(gòu)造活動(dòng)及其形成的(構(gòu)造)地貌對(duì)眾深水作用機(jī)制的消長(zhǎng)乃至進(jìn)而的沉積響應(yīng)有著直接和重大的影響。巴西東南大陸邊緣的剛波斯盆地以向海突出的陸緣地貌為特征,這種地貌特征和海流互動(dòng)是構(gòu)造地貌影響深水作用機(jī)制和沉積體系的極佳實(shí)例。剛波斯盆地位于巴西東南大陸邊緣,介于21°S和24.5°S之間,以向海突出的陸緣地貌為特征。其中theSaoTomé峽谷將陸緣分隔為南北兩部。北部陸架縮窄,NW-SE向;南部陸架寬,NE-SW向。而東南巴西陸緣的水文學(xué)特征比較復(fù)雜。其中淺水循環(huán)劃分為陸架海流和巴西海流(BC)。陸架海流向北東向前進(jìn)。巴西海流是一個(gè)向南部流動(dòng)的西邊界海流,其內(nèi)邊緣粗略對(duì)應(yīng)于陸架坡折,且具有一個(gè)北向的逆流成分,即巴西逆流(BCC),其在等深線350和400m之下流動(dòng)。突出的陸緣地貌和海流發(fā)生互動(dòng),導(dǎo)致巴西海流在北部的聚斂和加速,形成了對(duì)應(yīng)于Albacora階地的水流聚集效應(yīng)。海流在“聚集區(qū)域”得以加速、水深210m處的近底流速超過(guò)了70cm/s,這種聚集效應(yīng)對(duì)海床形成強(qiáng)烈的侵蝕作用,發(fā)育了平坦的侵蝕型階地AlbacoraTerrace。而在南翼,出于對(duì)陸緣走向變化的響應(yīng),巴西海流加寬并向海移動(dòng),這一區(qū)域被稱作“擴(kuò)散區(qū)”,海流速度有所降低,水深400m處的上陸坡底流的流速超過(guò)了40cm/s。這些在有關(guān)海表溫度的衛(wèi)圖有清晰顯示。陸緣地貌誘發(fā)出附加的巴西海流的擾動(dòng)。在“擴(kuò)散區(qū)”,巴西海流蜿蜒曲流,并發(fā)育了大洋渦流,其可向陸架進(jìn)行滲透,以氣旋(cyclonic)的方式分離了陸架水體。這說(shuō)明,渦流是控制外陸架-上陸坡邊界的底流的重要因素,它們作為一種巨大的旋轉(zhuǎn)刷,將沉積物自陸架向上陸坡清掃。這種效應(yīng)稱之為“海床簸選”。墨西哥東南的韋拉克魯斯(Veracruz)盆地則是構(gòu)造活動(dòng)控制(影響)深水沉積充填形式的佳例。該盆地中新世和上新世的沉積充填可分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段發(fā)生在自早至晚中新世,盆地繼承了構(gòu)造陡峭化的盆緣,盆緣有深峽谷的切入,其內(nèi)有泥巖和薄的粗粒砂巖和礫巖的殘余的充填。侵蝕和過(guò)路區(qū)向厚的、富沙的盆底扇漸變。在第一階段的后期,海域發(fā)育了水下火山(其和遠(yuǎn)處的板塊俯沖有關(guān))從而構(gòu)成了海底障礙,阻止了濁流進(jìn)入古代的墨西哥灣。火山也扮演了不可移動(dòng)的支撐效應(yīng),作為對(duì)區(qū)域收縮的響應(yīng),圍繞其發(fā)育了盆內(nèi)逆沖帶。第二個(gè)沉積階段和盆地內(nèi)部的收縮構(gòu)造的發(fā)育有關(guān),也和稱之為跨墨西哥火山帶的盆地北緣的隆升有關(guān)。這個(gè)隆升引發(fā)了沉積物分散(dispersal)體系的強(qiáng)烈重組,組成了自北部向南部的大的陸架單斜。和階段1的上超型疊加形式相比,階段2呈強(qiáng)烈的退覆型式。4.2陸架和沉積相陸域流域體系和陸架淺水區(qū)的狀況和變化直接影響著深水環(huán)境可能的物質(zhì)供應(yīng)情況,對(duì)深水沉積作用和沉積體系有重要的控制(影響)。巴西東南的桑托斯盆地是陸域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)迫使流域體系的物質(zhì)輸送方向發(fā)生重大調(diào)整,從而極大影響了該盆地沉積充填樣式的實(shí)例。桑托斯盆地白堊紀(jì)以來(lái)的復(fù)雜充填史受SerradoMar海岸山脈帶在晚白堊世期間的隆升、和隨后的平行海岸的ParaibadoSul流域體系的重組的強(qiáng)烈影響。在晚白堊世和古近紀(jì)期間,古代的ParaibadoSul流域體系將碎屑注入北、中桑托斯盆地,集中的碎屑供應(yīng)迫使陸架發(fā)生規(guī)模巨大的前積和深水濁流沉積作用,壓制了同期的海平面高位的效應(yīng)。南桑托斯盆地則因同一時(shí)期缺乏大的河流補(bǔ)給而處于相對(duì)的沉積饑餓狀態(tài),盛行沉溺性陸架。這些沉積型式持續(xù)至漸新世。此時(shí),ParaibadoSul流域因陸地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而被襲奪,并轉(zhuǎn)向北部的剛波斯盆地(該盆地此時(shí)正具有巨大的可容空間)。在ParaibadoSul被襲奪和轉(zhuǎn)向之后,北和中桑托斯陸架處于沉積饑餓狀態(tài)并被淹沒(méi),陸架前緣的后退超過(guò)了50km。相反,在漫長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)已發(fā)育了數(shù)個(gè)大的流域體系,使得南桑托斯盆地發(fā)育了厚的傾泥的上漸新世和新近紀(jì)的層序,其對(duì)源巖成熟度有極大的影響。印度尼西亞?wèn)|加里曼丹海域于最近的更新世以來(lái)的三個(gè)循環(huán)(10~330ka;每個(gè)持續(xù)時(shí)間約110ka)的情況則是陸架淺水區(qū)的地貌變動(dòng)影響深水沉積體系的實(shí)例,其陸架上的循環(huán)為于全球海平面的高位期和下降期沉積的前積沉積體所主控,前積沉積體之間為平行反射和海進(jìn)體系域的碳酸鹽建造所分隔。在最近的兩個(gè)海平面低位期(約18kaand約130ka),由于生長(zhǎng)斷裂和區(qū)域沉降阻止了低位扇抵達(dá)陸坡,故而深水環(huán)境缺乏粗粒碎屑巖沉積。在約240ka結(jié)束的海平面的低位期,三角洲前積越過(guò)以前的陸架邊緣,因而有富沙沉積物傾泄至陸坡。陸坡和盆底的層序顯示了深水沉積體系是如何在一個(gè)單一的全球海平面循環(huán)中演化的。陸坡上的峽谷連接了240ka的低位三角洲和同期的盆底扇。峽谷具有曲流狀的、由更低的加積水道綜合體和上部水道堤壩綜合體組成的雙端元充填,形成在陸坡坡麓的盆底扇也分為兩部分。層序意義的盆底扇下部為具有相對(duì)較好的連續(xù)反射組成的朵葉體,高部位則為前積至低位