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潮汐沉積過程及沉積特征研究綜述*

2023-10-09 13:09RonaldSteel龔承林魏小潔盛莉娜
古地理學(xué)報(bào) 2023年5期
關(guān)鍵詞:沉積環(huán)境層理沙丘

彭 旸 Ronald J.Steel 龔承林 魏小潔 盛莉娜

1 油氣資源與工程全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國石油大學(xué)(北京),北京102249

2 中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院,北京102249

3 Jackson School of Geosciences,The University of Texas at Austin,Austin,Texas 78712,USA

4 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所,北京100081

潮汐沉積是沉積學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。在全球許多現(xiàn)代大型河流三角洲中普遍存在潮汐作用,例如亞馬遜河三角洲、長江三角洲、恒河—雅魯藏布江三角洲、弗萊河三角洲等。潮汐作用影響的沉積環(huán)境有很多,包括潮控三角洲(Willis and Gabel,2001;Horietal.,2002;Dalrympleetal.,2003;Lambiaseetal.,2003;Goodbred and Saito,2010;Legleretal.,2013;Chenetal.,2014;Gugliotta and Saito,2019)、潮控河口灣(Hassanetal.,2012;Tessier,2012;Yuetal.,2012;Lietal.,2018)、有障壁海岸體系中的潮汐三角洲(FitzGerald,1984;Berelson and Heron,1985;Longhitanoetal.,2010;FitzGeraldetal.,2012)、海峽(Longhitano and Steel,2017;單新等,2022;Dalrymple,2023)以及分布廣泛的潮坪體系(Yangetal.,2008;Fanetal.,2013;Choi,2014)。在這些沉積環(huán)境中,有時(shí)潮流的能量超過了河流和波浪,從而在沉積物的搬運(yùn)和沉積過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用。

自20世紀(jì)50年代以來,學(xué)者們針對(duì)現(xiàn)代潮汐影響或者主控的沉積體系展開了廣泛研究。這些研究包括加拿大的芬迪灣(Swift and McMullen,1968;Dalrymp leetal.,1990;Dalrymple and Zaitlin,1994;Shawetal.,2012),巴布亞新幾內(nèi)亞的弗萊河三角洲(Harrisetal.,1993;Dalrymp leetal.,2003;Walshetal.,2004),南亞的恒河—雅魯藏布江三角洲(Allisonetal.,2003;Kuehletal.,2005)和湄公河三角洲(Taetal.,2002;Tamuraetal.,2012;Gugliottaetal.,2019),中國沿海潮坪和錢塘江河口灣(Fanetal.,2013,2014;Zhangetal.,2018,2021;郭芪恒等,2022)等。這些對(duì)現(xiàn)代潮汐沉積的研究不僅為學(xué)者們提供了對(duì)潮汐沉積特征和沉積模式等方面的新認(rèn)識(shí),還為古代潮汐沉積的識(shí)別提供了一定的對(duì)比基礎(chǔ)。近年來,學(xué)者們認(rèn)識(shí)到潮汐沉積的韻律性和周期性等特殊性質(zhì)可以作為沿海潮汐環(huán)境對(duì)海平面上升和氣候變化的記錄(Kvaleetal.,1994;Archer and Johnson,1997;Hovikoskietal.,2005),因此,研究潮汐沉積具有重要的科學(xué)意義。

在現(xiàn)代沉積中,潮汐作用的影響可以通過一些地貌特征得以體現(xiàn),例如,潮汐影響的三角洲或者河口灣通常會(huì)發(fā)育一系列與岸線垂直的潮汐水道和細(xì)長的潮汐沙壩。然而,在古代沉積中,由于缺乏明顯的地貌特征,學(xué)者們需要依賴沉積特征來研究潮汐沉積體系,同時(shí)也需要對(duì)潮汐沉積過程有一定的了解。因此,作者首先介紹潮汐形成機(jī)制和影響因素,然后闡述潮汐的搬運(yùn)和沉積過程,最后梳理與潮汐沉積作用相關(guān)的沉積構(gòu)造和沉積特征。希望通過對(duì)這些內(nèi)容的總結(jié)和探討,提高對(duì)潮汐沉積的相關(guān)認(rèn)識(shí),并對(duì)相關(guān)油氣勘探和開發(fā)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。

1 潮汐的形成機(jī)制

潮汐是指在月球和太陽的引力作用下,地球上的海平面周期性漲落的現(xiàn)象。盡管月球的質(zhì)量小于太陽,但由于月球距離地球較近,月球?qū)Φ厍虮砻娴某毕ζ鹬鲗?dǎo)作用。在月球引力和離心力的共同作用下,地球上的海水在正對(duì)和背對(duì)月球的位置分別向外膨脹,形成高潮,而其他區(qū)域受力較小,形成低潮(圖1)。通常情況下,隨著地球的自轉(zhuǎn),地球表面某一位置1天會(huì)經(jīng)歷2次漲潮和退潮,一個(gè)漲潮—退潮的周期為 12.42 h(即半日潮)(Kvale,2012)(圖1)。在一個(gè)潮汐周期內(nèi),相鄰高潮位和低潮位之間的高差被稱為潮差。平均低潮線和平均高潮線之間形成潮間帶,平均高潮線以上為潮上帶,平均低潮線以下為潮下帶。由于地球的自傳軸傾斜于月球軌道平面,地球表面的某一位置與兩側(cè)高潮(或低潮)位置的距離并不完全相等,導(dǎo)致當(dāng)該位置經(jīng)歷2次高潮(或低潮)時(shí),一側(cè)的潮汐引力大于另一側(cè)。因此,每天的2次高潮(或低潮)的水位不相等,即月球半日潮中存在日不等現(xiàn)象,這就導(dǎo)致半日潮中存在1個(gè)日潮組分(Dalrymple,2010)(圖2)。

圖1 每日潮汐周期(高潮和低潮)形成的示意圖(據(jù)Brown et al.,1999;有修改)Fig.1 Schematic diagram showing generation of daily tidal cycles(high and low tides)(modified from Brown et al.,1999)

圖2 美國康涅狄格州Bridgeport 30天的潮汐數(shù)據(jù)Fig.2 Tidal data of thirty days from Bridgeport,CT,USA

按照潮汐的不同周期,潮汐通常可分為半日潮、全日潮和混合潮。半日潮指1天之內(nèi)發(fā)生2次漲潮和退潮;全日潮指1天內(nèi)只發(fā)生1次漲潮和退潮;混合潮則介于半日潮和全日潮之間,屬于兩者之間的過渡類型。實(shí)際上,潮汐是一種復(fù)雜的周期性潮波振動(dòng),由與月球和太陽運(yùn)動(dòng)相關(guān)的多個(gè)不同周期和振幅的分潮疊加而成。目前已經(jīng)確認(rèn)的分潮超過100種(Defant,1961;Kvale,2012),其中最重要的分潮包括主太陰半日分潮(M2),主太陽半日分潮(S2),太陰—太陽赤緯全日分潮(K1),主太陰全日分潮(O1)。

除了每日的漲潮和退潮現(xiàn)象,海水還經(jīng)歷每個(gè)月周期性交替的大潮和小潮,這種潮汐現(xiàn)象主要是由月球和太陽共同對(duì)地球的引潮力共同引起(圖2)。當(dāng)月球、太陽和地球成一條直線時(shí)(即滿月和新月時(shí)),月球和太陽的引潮力疊加到一起,潮汐隆起達(dá)到最大幅度,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)特大高潮和低潮(潮差最大),形成大潮;當(dāng)月球和太陽與地球成直角時(shí),月球和太陽所產(chǎn)生的引力相互抵消一部分,此時(shí)潮汐隆起的幅度最小,出現(xiàn)最小的高潮與低潮(潮差最小),形成小潮(Kvale,2012)(圖3)。隨著月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),每個(gè)月會(huì)出現(xiàn)2次大潮和2次小潮(圖3)。潮汐可以看作是海洋中最大的波浪,即 “潮汐波”,其中高潮位相當(dāng)于波峰,低潮位相當(dāng)于波谷,潮汐波的波長(即2個(gè)波峰之間的距離)則是某個(gè)位置上地球周長的一半(Bridge and Demicco,2008)(圖1;圖3)。

圖3 月球和太陽對(duì)地球上海水共同作用形成月潮汐周期Fig.3 Generation ofmonthly tidal cycles by the combined influence of the Sun and Moon

2 潮汐搬運(yùn)和沉積過程

海平面的周期性漲落引起海水在水平方向上周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng),形成潮流,而潮流對(duì)于沉積物的搬運(yùn)和沉積具有重要作用。潮流具有一個(gè)典型特征,即潮流的方向和流速會(huì)周期性地變化(圖4)。潮流具有雙向性,漲潮時(shí)潮流向岸流動(dòng),退潮時(shí)潮流向海流動(dòng)。在高潮和低潮時(shí),潮流流速接近為零(被稱為平潮或停潮),此時(shí)細(xì)粒沉積物沉降下來,形成泥質(zhì)披覆層;而在漲潮和退潮的中間過程中,潮流的流速達(dá)到最大值,此時(shí)潮流可搬運(yùn)和沉積砂質(zhì)沉積物(Dalrymple,2010)(圖4)。

圖4 一個(gè)潮汐周期內(nèi)潮流速度的變化和相應(yīng)的沉積產(chǎn)物(據(jù)Dalrymple,2010;有修改)Fig.4 Variation of tidal current velocity over a tidal cycle and the corresponding tidal deposits(modified from Dalrymple,2010)

在開闊的海洋中,潮汐波通常是對(duì)稱的,漲潮和退潮具有相同的流速和持續(xù)時(shí)間,因此漲潮和退潮會(huì)形成2個(gè)厚度相等的沙層(圖4-A)。然而,當(dāng)潮汐波接近淺水區(qū)時(shí),潮汐波具有明顯的不對(duì)稱性,這主要是受到底床摩擦作用的影響。由于退潮時(shí)水位較低且離底床更近,退潮流會(huì)受到更大的摩擦力作用,因此一般來說,漲潮流比退潮流的流速更快且持續(xù)時(shí)間更短。由于水流搬運(yùn)泥沙的能力隨著流速的增加呈指數(shù)增加,因此在大部分區(qū)域中,漲潮流起主導(dǎo)作用,并且在漲潮的方向上形成較厚的砂質(zhì)沉積層,而在退潮時(shí)只會(huì)形成較薄的砂質(zhì)沉積物(圖4-B)。有時(shí)退潮流速度非常小,無法搬運(yùn)砂質(zhì)沉積物,這種情況下,在一個(gè)潮汐周期內(nèi)只會(huì)沉積一層沙層(圖4-C)。

潮流流速(尤其是最大流速)受控于納潮量,即每半個(gè)潮汐周期內(nèi)通過某一位置的水量(Dalrymp le,2010)。納潮量與潮差和盆地表面積有直接關(guān)系,取決于區(qū)域地形和海岸線形態(tài)等因素。一般來說,發(fā)育在低坡度地形上、具有港灣形態(tài)的三角洲河口或者河口灣地區(qū)受潮汐影響較強(qiáng)烈,例如亞馬遜河、長江、恒河—雅魯藏布江、弗萊河等現(xiàn)代大型河流三角洲。當(dāng)潮汐波從開闊海洋流向形態(tài)呈港灣或漏斗狀的海灣或河口時(shí),水體變淺以及海岸線的匯聚作用使得海水涌入逐漸減小的空間,導(dǎo)致潮差和潮流逐漸增大,隨后由于底床摩擦作用而減弱(Dalrymp le and Choi,2007;彭旸等,2022)。此外,沉積體表面和海岸地形的不規(guī)則性也對(duì)潮流和相應(yīng)的沉積物搬運(yùn)產(chǎn)生一定影響。

3 潮汐沉積構(gòu)造(特征)與沉積環(huán)境

3.1 潮汐韻律層

潮汐韻律層是一種沙層和泥層交替、厚度上具有周期性變化的連續(xù)沉積層,是一種指示潮汐沉積過程的沉積構(gòu)造(Williams,1991;Kvale,2012)(圖5)。每個(gè)沉積層的厚度與潮流強(qiáng)度、沉積速度、沉積時(shí)間以及后續(xù)侵蝕情況密切相關(guān)(Bridge and Dem icco,2008;Kvale,2012)。通常情況下,由于次潮汐的潮流強(qiáng)度較弱,無法沉積沙層,因此每對(duì)沙—泥沉積層代表一個(gè)完整的潮汐周期的沉積產(chǎn)物。沙層內(nèi)部通常不具有層理結(jié)構(gòu),反映了高濃度懸浮沉積物快速沉積的過程。在一些潮流足夠強(qiáng)的區(qū)域,較粗粒度的沉積層會(huì)有保存完好的流水沙紋。

圖5 河口灣和潮控三角洲中的潮汐韻律層Fig.5 Tidal rhythmites in estuaries and tide-dominated deltas

潮汐韻律層經(jīng)常表現(xiàn)出一定的周期性,這是識(shí)別潮流沉積的特殊沉積特征。理想情況下,一個(gè)大潮—小潮周期(14 d)內(nèi),半日潮和全日潮分別可以形成28個(gè)和14個(gè)沙—泥層。如果某些次潮汐具有足夠的強(qiáng)度并可以沉積沙層時(shí),則沙—泥層數(shù)量會(huì)多于28個(gè)或者14個(gè)。然而,當(dāng)后期潮流的強(qiáng)度較大時(shí),可能會(huì)侵蝕先前的沉積層,或者在小潮期間主潮流較弱且沉積物供給不足時(shí)(Mazumder and Arima,2005),形成的沉積層會(huì)疊加在一起,難以區(qū)分層數(shù),這些情況導(dǎo)致沙—泥層數(shù)量減少(圖5-B)。潮汐韻律層的沉積和保存需要在短期內(nèi)快速沉降,波浪、風(fēng)暴浪的侵蝕以及潮坪的淹沒或者抬升等因素均可導(dǎo)致潮汐韻律層的不完整性(Kvaleetal.,1995;O’Connelletal.,2017)。

潮汐韻律層經(jīng)常發(fā)育在潮間帶的潮坪環(huán)境中,潮坪可以形成于多種沉積環(huán)境中,包括潮汐影響的三角洲、河口灣以及障壁海岸體系的潟湖周圍(Fanetal.,2013)。潮坪在加積和進(jìn)積情況下更容易保存潮汐韻律層,其中的沉積物主要來自相鄰的潮下帶沉積環(huán)境(Davis,2012),并且該區(qū)域通常不受較大波浪和河流作用的影響(Tessieretal.,1995)。此外,開闊海岸的潮坪也可以發(fā)育潮汐韻律層,但由于受到波浪和風(fēng)暴浪的影響較大,潮汐韻律層通常是由潮汐與波浪—風(fēng)暴浪相互作用(Yangetal.,2008;Basilicietal.,2012)所形成。

潮汐韻律層作為重要的地質(zhì)記錄,不僅可用于重建古地理沉積環(huán)境,還可以用來估計(jì)古潮差(Archer,1995;Archer and Johnson,1997)、推斷沉積過程中的主要潮汐成分(Kvale,2006)、重建古氣候和地月軌道參數(shù)等(Kvaleetal.,1994;Miller and Eriksson,1997;Hovikoskietal.,2005)。在重建古地理和沉積環(huán)境時(shí),對(duì)于那些缺乏古地理因素限定的盆地,從地層中提取潮汐記錄和信息有助于推斷或確定海洋潮汐系統(tǒng)的規(guī)模和幾何形態(tài)。

3.2 過渡性層理

過渡性層理是由沙層和泥層交替沉積形成的復(fù)合型層理(圖6;圖7),包括脈狀層理(或壓扁層理)、波狀層理、透鏡狀層理(Reineck and Wunderlich,1968)。這些層理在厚度上可呈現(xiàn)周期性變化,但韻律性并不明顯。在漲潮和退潮期間,強(qiáng)潮流會(huì)搬運(yùn)和沉積較粗粒的砂質(zhì)沉積物,形成沙層;而在平潮或停潮期間,潮流減弱,水體中的懸浮泥質(zhì)沉積物沉降在沙層上形成泥層。透鏡狀層理通常形成于懸浮泥質(zhì)沉積物濃度較高、砂質(zhì)沉積物供應(yīng)較少,水動(dòng)力條件較弱的沉積環(huán)境中。脈狀層理主要發(fā)育在潮流較強(qiáng)、砂質(zhì)沉積物供應(yīng)較充足的環(huán)境下,此時(shí)強(qiáng)潮流通常會(huì)侵蝕波脊上的泥層,因此通常僅有少量的泥層保存在波谷位置(圖6;圖7)。在泥沙供應(yīng)和水動(dòng)力條件方面,波狀層理處于脈狀層理和透鏡狀層理之間,通常會(huì)形成連續(xù)的泥層,形態(tài)上呈波狀。過渡性層理中的沙層中,有時(shí)可以觀察到流水沙紋,它們?cè)谛螒B(tài)上與由單向水流形成的沙紋基本相同,主要區(qū)別在于潮汐形成的流水沙紋具有雙向性(圖7)。在漲潮期間,潮流會(huì)沉積一層向陸遷移的流水沙紋;而在退潮期間,如果潮流足夠強(qiáng),水流方向會(huì)反轉(zhuǎn),侵蝕前期沉積的沙紋頂部,并沉積一層向海遷移的流水沙紋。

圖6 過渡性層理類型(據(jù)Reineck and Singh,1980;Dalrymple,2010;有修改)Fig.6 Transitional bedding type(modified from Reineck and Singh,1980;Dalrymp le,2010)

圖7 特立尼達(dá)古Orinoco三角洲Manzanilla組中的潮汐成因?qū)永鞦ig.7 Tidal bedding from the Manzanilla Formation,paleo-Orinoco Delta,Trinidad

圖8 大潮和小潮形成的潮汐束(據(jù)Tape et al.,2003;有修改)Fig.8 Tidal bundles generated by spring and neap tides(modified from Tape et al.,2003)

過渡性層理的發(fā)育需要泥沙沉積物的供給和變化的潮流,因此主要出現(xiàn)在潮下帶和潮間帶(Reineck and Wunderlich,1968),也可以發(fā)育在潮坪(Fanetal.,2013;Schwartz and Graham,2015)、潮汐影響的三角洲或者河口等環(huán)境(Chenetal.,2014;Rossi and Steel,2016;van Cappelleetal.,2016)。加拿大現(xiàn)代弗雷澤河的河流—潮汐過渡帶中,潮下帶上部和潮間帶位置的河道沙壩內(nèi)發(fā)育脈狀、波狀以及透鏡狀層理,其中脈狀和波狀層理主要發(fā)育在河口附近潮流較強(qiáng)的區(qū)域,而透鏡狀層理則發(fā)育在最大渾濁帶(La Croix and Dashtgard,2015)。在全新世湄公河三角洲和上新世Orinoco三角洲中,潮汐影響的水下臺(tái)地也發(fā)育了過渡性層理(Taetal.,2002;Pengetal.,2018a)。值得注意的是,脈狀、波狀和透鏡狀層理也可以在其他沉積環(huán)境中發(fā)育,比如透鏡狀層理在前三角洲或者河流堤岸也可發(fā)育,因此不能僅通過這3種沉積構(gòu)造來識(shí)別潮汐沉積。

3.3 潮汐束與再作用面

潮汐束和再作用面是潮汐沉積的典型沉積構(gòu)造。漲潮流或退潮流形成一系列沿主潮流方向遷移的沙丘,沙丘剖面上可見一系列向流水方向傾斜的交錯(cuò)層理砂巖,這些交錯(cuò)層理沙巖或前積層被稱為潮汐束序列(Terwindt,1971;Nio and Yang,1991)。由薄層的泥質(zhì)披覆層或者侵蝕再作用面作為邊界的前積層被稱為潮汐束(圖 8)(Visser,1980)。潮汐束在厚度上呈周期性變化,反映了潮流強(qiáng)度隨著大潮—小潮周期的變化。因此,在潮汐束序列中,大潮期間形成較厚的交錯(cuò)層理沙層,而小潮期間形成較薄且泥質(zhì)含量較高的沉積層。理想情況下,半日潮和全日潮的1個(gè)完整大潮—小潮周期分別可形成28個(gè)和14個(gè)潮汐束。然而,如果小潮期間的潮流較弱,不足以搬運(yùn)沉積物,導(dǎo)致小潮期間形成的沙層數(shù)量較少。

在1個(gè)漲潮—退潮周期內(nèi),單一沙丘內(nèi)的潮汐束形成過程可分為4個(gè)階段:主潮汐階段、次潮汐階段以及這2個(gè)階段之后的平潮和停潮階段(圖10)(Nio and Yang,1991)。在主潮汐階段,潮流速度超過泥沙搬運(yùn)的閾值速度,從而導(dǎo)致砂質(zhì)前積層和底積層的沉積。在隨后的平潮/停潮期間,潮流速度逐漸減小,此時(shí)如果懸浮的泥質(zhì)沉積物濃度足夠高,將在前期形成的沙層之上沉積一層泥質(zhì)披覆層。如果次潮流(即張潮流或退潮流中較弱的潮流)較弱時(shí),只會(huì)沉積一層較薄的沙層,隨后的平潮/停潮期再沉積一層泥質(zhì)披覆層。在這種情況下,主潮汐和次潮汐形成的沙層距離較近,并由2個(gè)泥質(zhì)披覆層分隔開,形成雙黏土層(圖9)。如果次潮流較強(qiáng),它將會(huì)先侵蝕前期沉積的泥質(zhì)披覆層和主潮汐形成的沙層,這個(gè)侵蝕面被稱為再作用面(圖10),并在其上沉積一層向反方向遷移的流水沙紋(圖9;圖10)。最常見的情況是,潮汐束主要由單向的主潮汐形成的沙層組成,僅在底積層發(fā)育由次潮汐形成的小型流水沙紋。當(dāng)懸浮泥質(zhì)含量較少時(shí),形成的潮汐束和再作用面不發(fā)育泥質(zhì)披覆層(圖11)(Dalrymple and Choi,2007;Dalrymp le,2010)。

圖9 荷蘭西南部全新世形成于潮下帶的潮汐束(據(jù)Nio and Yang,1991;有修改)Fig.9 Tidal bundles from Holocene subtidal deposits,southwest Netherlands(modified from Nio and Yang,1991)

圖10 泥質(zhì)含量較多的沉積體系內(nèi)潮汐束的沉積過程示意圖(據(jù)Longhitano et al.,2012;有修改)Fig.10 Depositional processes of tidal bundles formed in a muddy sedimentory system(modified from Longhitano et al.,2012)

圖11 (A)加拿大Cobequid海灣-Salmon河口灣中形成的潮汐束和再作用面(據(jù)Dalrymple and Choi,2007;有修改);(B)在泥質(zhì)含量較低的沉積體系中,潮汐束和再作用面的形成過程示意圖(據(jù)Klein,1970;有修改)Fig.11 (A)Tidal bundles and reactivation surfaces from the Cobequid Bay-Salmon River estuary,Canada(modified from Dalrymple and Choi,2007);(B)Formation processes of tidal bundles and reactivation surfaces in environmentswith a low concentration of muddy sediment supply(modified from Klein,1970)

潮流比較強(qiáng)的區(qū)域通常能夠形成大規(guī)模的底床形態(tài),例如水下沙丘,這些沙丘的內(nèi)部可發(fā)育潮汐束和再作用面。在潮汐水道內(nèi)部,水道的側(cè)向遷移會(huì)形成潮汐束(Davis,2012)?,F(xiàn)代荷蘭Westerschelde河口灣發(fā)育一系列沙壩,內(nèi)部由大潮和小潮形成的潮汐束組成(Boersma and Terwindt,1981)。阿根廷侏羅系Lajas組中保存了一些典型的潮汐束,發(fā)育在潮汐影響的分流河道、潮汐改造的河口壩以及潮汐沙壩中(Rossi and Steel,2016)。此外,開闊海岸潮坪也可以發(fā)育潮汐束。例如,現(xiàn)代韓國Gyeonggi海灣的開闊海岸潮坪區(qū)域,潮道一側(cè)的潮間帶潮坪內(nèi)發(fā)育一系列水下沙丘,這些沙丘的高度為20~60 cm,波長在5~10m之間,沙丘內(nèi)部保存著一系列由再作用面分隔開的潮汐束(Choi and Kim,2016)。

除了重建古地理沉積環(huán)境,通過對(duì)連續(xù)的潮汐束序列進(jìn)行時(shí)間序列分析,可以重建古水動(dòng)力過程(Yang and Nio,1985;Hovikoskietal.,2005)。例如,美國明尼蘇達(dá)州上寒武統(tǒng)Jordan砂巖中保存有較為連續(xù)的潮汐束,Tape等(2003)對(duì)26個(gè)潮汐束序列進(jìn)行了傅里葉分析,發(fā)現(xiàn)每個(gè)序列包含了15~34個(gè)潮汐束,表明晚寒武世的這部分海岸線受到半日潮或者混合潮的影響。分析潮汐束序列中的不同潮汐組分,并評(píng)估每個(gè)組分的相對(duì)重要性,對(duì)于全面揭示古代潮汐沉積的形成機(jī)制和古水動(dòng)力過程的演化具有重要意義。然而,目前這仍然是潮汐沉積中的一個(gè)難點(diǎn)問題。

3.4 潮汐復(fù)合交錯(cuò)層理

潮汐復(fù)合交錯(cuò)層理發(fā)育在復(fù)合沙丘(又稱潮汐沙波或水下沙丘)內(nèi),這種復(fù)合沙丘由大型沙丘和其上面疊加的一系列小型單一沙丘組成(Dalrymple and Rhodes,1995)(圖12;圖13)。復(fù)合沙丘形成在較深的水體中(大于8~10m)(Dalrymple and Choi,2007),高度為小于1m 到大于20m,波長可達(dá)到10m 甚至幾百米(Beldersonetal.,1982;Dalrymple,2010)。在潮汐主控的沉積環(huán)境中,潮流速度一般需要達(dá)到至少0.5m/s,沉積物粒度為細(xì)沙到中沙,才能形成這種沙丘(Dalrymple and Rhodes,1995;Masselinketal.,2009)。

圖12 幾種不同復(fù)合沙丘內(nèi)的沉積構(gòu)造示意圖(據(jù)Dalrymple and Choi,2007)Fig.12 Schematic diagrams showing possible ranges of structures in compound dunes(after Dalrymple and Choi,2007)

圖13 澳大利亞昆士蘭Breaksea Spit近海陸架上的復(fù)合沙丘的多波束測(cè)深(A)和測(cè)深剖面(B)(據(jù)Suter,2006;Olariu et al.,2012;有修改)Fig.13 Digital multibeam bathymetry(A)and bathymetric profile(B)of compound dunes crossing the continental shelf offshore of Breaksea Spit,Queensland,Australia(modified from Suter,2006;Olariu et al.,2012)

復(fù)合沙丘通常是不對(duì)稱的,沙丘的背水坡比較陡,并且地層傾向于沉積物搬運(yùn)和底床遷移方向。復(fù)合沙丘的主要特征是小型沙丘在大型沙丘的頂部快速遷移,導(dǎo)致層理內(nèi)部的不連續(xù)性(圖12)。小型沙丘與大型沙丘的遷移方向大致相同,例如在澳大利亞昆士蘭近海陸架上的復(fù)合沙丘中,小型沙丘與大型沙丘波脊的走向較為接近(夾角小于45°)(圖13)(Suter,2006;Olariuetal.,2012)。如果上覆的沙丘比下伏大型沙丘小,當(dāng)上覆沙丘遷移到大型沙丘的邊緣時(shí),形成的侵蝕深度最小。在這種情況下,大型沙丘形成一系列大型交錯(cuò)層理,再作用面僅分布在大型沙丘的上部(圖12-A)(Dalrymple and Choi,2007)。在沙丘的底積面附近,可發(fā)育和保存次潮流形成的流水沙紋和平潮/停潮形成的泥質(zhì)披覆層。然而,如果上覆沙丘較大,則產(chǎn)生平緩的復(fù)合交錯(cuò)層理,每層交錯(cuò)層理是由上覆沙丘遷移形成的(圖12-B)(Dalrymp le and Choi,2007;Dalrymple,2010)。由于次潮流強(qiáng)度較弱,所以再作用面主要是由主潮流所形成(Dalrymple,2010),這種再作用面有時(shí)也稱為主層理面(master bedding surface)(Allen,1980)。在次潮流較大的沉積環(huán)境中,次潮流形成的反向交錯(cuò)層理明顯增多,因此可見一些雙向交錯(cuò)層理(圖12-C)。

現(xiàn)代韓國西海岸Gyeonggi海灣的Yeochari潮坪內(nèi)發(fā)育單一沙丘和復(fù)合沙丘,分布在潮間帶水道和支流水道的兩側(cè)(Choi and Jo,2015)。復(fù)合沙丘的遷移速度受水道中漲潮流和退潮流相對(duì)大小的影響。盡管水道兩側(cè)的潮流速度較大,但由于潮汐不對(duì)稱性較小(即漲潮流和退潮流的差異不大),導(dǎo)致復(fù)合沙丘的遷移速度較慢(2~4m/月)(Choi and Jo,2015),遷移方向取決于主導(dǎo)潮流的方向。南美洲古Orinoco三角洲的Springvale組保存有大型的復(fù)合沙丘地層,沙丘內(nèi)部由一系列復(fù)合交錯(cuò)層理砂巖堆疊,可見流水沙紋、浮泥沉積層和泥礫(圖14)(Pengetal.,2018a;Huggins,2019),這種復(fù)合沙丘可在潮下帶潮汐水道內(nèi)部以及水道兩側(cè)發(fā)育。

圖14 古Orinoco三角洲Manzanilla組地層中發(fā)育的潮汐復(fù)合沙丘Fig.14 Compound tidal dunes from the Manzanilla Formation,paleo-Orinoco Delta

對(duì)于古代沉積體系的研究,潮汐復(fù)合沙丘和潮汐沙壩比較難區(qū)分開來。這主要是由于二者沉積特征相似,都可形成復(fù)合交錯(cuò)層理,并且具有相似的厚度。然而,二者在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和沙體發(fā)育的方向上存在一些差異。潮汐沙壩的形成主要與潮道的側(cè)向遷移有關(guān)(Dalrympleetal.,2003;Dalrymple and Choi,2007),因此,沙壩的長軸通常與潮流方向和內(nèi)部主層理面的走向平行。相比之下,潮汐復(fù)合沙丘的波峰大致與潮流的方向垂直,同時(shí)具有很強(qiáng)的向前遷移組分(Dalrymple and Rhodes,1995;Dalrymp le,2010),導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是以向前加積為主,并且與復(fù)合沙丘同期的潮汐水道并不常見(Olariuetal.,2012)。

目前,學(xué)者們主要關(guān)注復(fù)合沙丘在不同水動(dòng)力條件下的發(fā)育模式和沉積構(gòu)型(Ernstsenetal.,2006;Svensonetal.,2009)?,F(xiàn)代復(fù)合沙丘為這些研究提供了良好的條件,通過對(duì)現(xiàn)代沉積體系的研究,可以了解研究區(qū)的水動(dòng)力條件、沉積物粒度在空間和時(shí)間的變化以及沙丘的幾何形態(tài)和空間展布等因素之間的相互作用或響應(yīng)。例如,Choi和Jo(2015)對(duì)韓國西部開闊海岸潮間帶的復(fù)合沙丘進(jìn)行了研究,通過分析一系列復(fù)合沙丘和河道剖面,明確了復(fù)合沙丘和河道在時(shí)間和空間上的形態(tài)變化,并揭示了相應(yīng)的沉積過程。此外,由于現(xiàn)代潮汐影響的沉積環(huán)境通常同時(shí)受到河流和波浪的作用(彭旸等,2022),因此在復(fù)合沙丘中識(shí)別非潮汐沉積也是研究中的難點(diǎn)問題?,F(xiàn)代研究表明,潮汐本身的不對(duì)稱性、波浪作用下的潮汐周期、波浪強(qiáng)度和方向的季節(jié)性變化以及分支河道的遷移等因素,都對(duì)復(fù)合沙丘的沉積構(gòu)型起到重要的控制作用(Jo and Choi,2016)。

3.5 雙向交錯(cuò)層理

雙向交錯(cuò)層理,又稱為羽狀交錯(cuò)層理,是指上下相鄰的交錯(cuò)層理具有相反的傾向(圖15),通常指示潮汐沉積過程。雙向交錯(cuò)層理的形成表明次潮流達(dá)到一定強(qiáng)度,使得沙體以沙丘或沙壩的形式沿著與主潮流相反的方向遷移。一般在河口灣或者三角洲近海的部分,隨著逆向水流(主要為漲潮流)強(qiáng)度逐漸增大,會(huì)逐漸出現(xiàn)這種由雙向水流沉積形成的羽狀交錯(cuò)層理。

圖15 古Orinoco三角洲Manzanilla組中的雙向交錯(cuò)層理砂巖Fig.15 Bi-directional cross-bedded sandstones in the Manzanilla Formation,paleo-Orinoco Delta

在潮汐影響的沉積環(huán)境中,河道彎曲度和潮汐沙壩形成的地形地貌等因素會(huì)影響潮流和相應(yīng)的沉積物搬運(yùn),導(dǎo)致沙壩兩側(cè)的水道系統(tǒng)分別以漲潮流和退潮流為主,在任何一個(gè)位置通常主要存在由單向水流形成的地層(Harris and Collins,1991;Dalrymp le,2010;Kleinhansetal.,2014)。因 此,這種相互規(guī)避的潮汐水道系統(tǒng)意味著雙向交錯(cuò)層理不可能廣泛發(fā)育,只能夠出現(xiàn)在特定的潮汐沉積環(huán)境中。Dalrymp le和Choi(2007)指出,雙向交錯(cuò)層理最有可能發(fā)育在2個(gè)位置:(1)細(xì)長的潮汐沙壩頂部,因?yàn)樵撐恢梦挥谙嗷ヒ?guī)避的水道之間,經(jīng)歷同等強(qiáng)度的漲潮流和退潮流;以及(2)復(fù)合沙丘沉積的內(nèi)部,因?yàn)橛纱纬绷餍纬傻男⌒蜕城鹂梢栽诖笮蜕城鸬谋乘乱粋?cè)發(fā)育和保存,因此局部存在傾向相反的交錯(cuò)層理(圖12-B,12-C)。南美洲古Orinoco三角洲上新世Manzanilla組保存了完好的雙向交錯(cuò)層理(Pengetal.,2018a)(圖15),可能形成于潮控河口灣的潮下帶水道的內(nèi)部(Huggins,2019)。

3.6 雙黏土層

雙黏土層是指與薄層沙巖互層、成對(duì)出現(xiàn)的泥層(圖16)。一般情況下,主潮流具有較大的流速,會(huì)沉積較厚的沙層,而次潮流的流速較小,會(huì)沉積較薄的沙層。2個(gè)潮流之間的平潮和停潮期間,隨著流速降低,會(huì)沉積2個(gè)泥層。由于次潮流形成的沙層較薄,導(dǎo)致2個(gè)泥層彼此距離很近,從而形成雙黏土層(圖4-B;圖16)。

圖16 特立尼達(dá)古Orinoco三角洲地層(A)和北海Brent三角洲地層(B-C)中的雙黏土層Fig.16 Double mud drapes from the paleo-Orinoco Delta,Trinidad(A)and the Brent Delta,North Sea(B-C)

雙黏土層通常保存在一些不受波浪改造和河流影響的區(qū)域,例如潮間帶的潮汐水道邊緣或者河口灣內(nèi)部的次級(jí)水道(Tessieretal.,1995)。南美洲上新世Orinoco三角洲Manzanilla組中可見典型的雙黏土層(圖16-A),這些雙黏土層與沙層共同構(gòu)成潮汐韻律層。北海Brent三角洲Rannoch組的三角洲前緣遠(yuǎn)端地層保存了潮汐與風(fēng)暴浪相互作用的沉積產(chǎn)物,其中潮汐沉積地層發(fā)育典型的雙黏土層(圖16-B,16-C)和潮汐束。潮汐沉積在風(fēng)暴浪地層之間的形成和保存通常需要特殊的沉積條件,例如,具有較大潮差的大型河口附近,或者具有較高的沉積速率和盆地沉降速率的沉積環(huán)境(Weietal.,2016)。

3.7 浮泥沉積

浮泥沉積是一種在水下懸浮、可流動(dòng)的泥質(zhì)沉積物(黏土和粉沙),在潮汐沉積環(huán)境中比較常見。潮汐影響的三角洲或者河口灣存在淡水和咸水之間的過渡帶,在這個(gè)區(qū)域,河流帶來的淡水由于密度較小在上層向外流動(dòng),而密度較高的海水則位于下層,隨著潮汐向陸地方向流動(dòng),形成河口環(huán)流,同時(shí),在河道底部形成鹽水楔。河口環(huán)流和絮凝作用捕獲懸浮的細(xì)粒沉積物,形成沉積物濃度很高的最大渾濁帶。在平潮和停潮期間,這些懸浮的泥質(zhì)沉積物快速沉降,沉積物濃度可達(dá)到大于10 g/L,形成浮泥沉積(Dalrymple,2010)。古代地層中浮泥沉積經(jīng)過壓實(shí)后厚度可大于0.5 cm(Dalrympleetal.,2003;Ichaso and Dalrymple,2009;Pengetal.,2018b),內(nèi)部沒有紋層,一般不受生物擾動(dòng)的影響,有時(shí)受砂巖的擠壓會(huì)發(fā)生軟沉積變形。

南美洲圭亞那洋流從亞馬遜河河口搬運(yùn)大量泥質(zhì)沉積物到現(xiàn)代Orinoco三角洲和古Orinoco三角洲,導(dǎo)致Orinoco三角洲前緣和一些河道的底部地層中含有大量的浮泥沉積(圖 17)(Pengetal.,2018a)?,F(xiàn)代弗萊河三角洲是典型的潮控三角洲,大潮時(shí)河床底部的潮流速度超過1m/s,分流河道底部常發(fā)育互層的礫石和浮泥沉積,泥層厚度有時(shí)超過1 cm(Dalrympleetal.,2003)。值得注意的是,浮泥沉積有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在波浪或者風(fēng)暴浪為主的沉積環(huán)境中,地層中表現(xiàn)為互層的浪成波紋或者丘狀交錯(cuò)層理砂巖和浮泥沉積(Ichaso and Dalrymple,2009;Pengetal.,2018a)。所以,分析地層的沉積過程時(shí),需要結(jié)合其他沉積特征進(jìn)行綜合考慮。

4 潮控三角洲

潮汐沉積體系較為復(fù)雜多變,不同的沉積體系可由多種亞環(huán)境組成,上述的沉積過程和沉積特征通常以不同組合形式出現(xiàn)在潮汐影響的三角洲、河口灣、海侵陸架沙脊和海峽等沉積體系中。目前研究較多的是潮控三角洲,因此在以下部分將以潮控三角洲為例,來揭示其在沉積過程和沉積特征方面的復(fù)雜性。

潮控三角洲不僅受潮汐的影響,還同時(shí)受到河流和波浪的作用。在三角洲的向海一側(cè),潮汐沉積作用產(chǎn)生向陸和向海方向交替的潮流;同時(shí),波浪作用從淺海陸架向三角洲岸線方向逐漸增強(qiáng),因此,這部分三角洲通常受到潮汐和波浪的共同作用(圖 18-A)(Dalrymple and Choi,2007;Legleretal.,2014;Weietal.,2016;彭旸等,2022)。隨著潮水涌入到三角洲平原的中部到內(nèi)部,并被壓縮在逐漸減少的空間中,潮差和潮流逐漸增大,潮汐作用逐漸加強(qiáng)(Dalrymple and Choi,2007)。與此同時(shí),三角洲內(nèi)部持續(xù)受到河流的影響,而波浪作用由于受到摩擦力的影響逐漸減弱,因此,三角洲的中部受到潮汐和河流的相互作用(圖18-A)(彭旸等,2022)。三角洲的向陸一側(cè)主要受到河流作用,同時(shí)存在微弱的潮汐作用。

圖18 (A)潮控三角洲沉積環(huán)境示意圖(據(jù)Dalrymp le and Choi,2007;有修改);(B)古Orinoco潮控三角洲地層存在河流、潮汐和波浪相互作用(據(jù)Peng et al.,2018b;有修改)Fig.18 (A)Schematic map of a tide-dominated delta(modified from Dalrymple and Choi,2007);(B)A tide-dom inated stratigraphic succession from the paleo-Orinoco Delta showingmixed river,tide and wave processes(modified from Peng et al.,2018b)

上新世Orinoco三角洲的一段潮控三角洲地層中同時(shí)保存了潮汐、河流和波浪的沉積特征,Peng等(2018b)利用最新的量化方法(Rossietal.,2017)對(duì)河流、潮汐和波浪的相互作用過程進(jìn)行了量化和重建,揭示了潮控三角洲中復(fù)合斜坡的存在以及空間上幾種沉積過程的相互作用(圖18-B)。波浪沉積作用從三角洲水下斜坡向水下臺(tái)地外部增強(qiáng),然后向水下臺(tái)地內(nèi)部減弱,而潮汐作用則呈相反的趨勢(shì)變化,河流作用呈不規(guī)律變化(Pengetal.,2018b)。這種沉積過程的變化趨勢(shì)主要表明風(fēng)暴浪沉積作用主要改造河口壩和潮汐沙壩的遠(yuǎn)端,并將沉積物輸送到水下臺(tái)地外部和水下斜坡。三角洲水下臺(tái)地主要受河流和潮汐作用的影響。水下臺(tái)地存在的大量泥質(zhì)沉積物可減弱風(fēng)暴浪的影響,從而使得河流和潮汐沉積記錄得以保存,同時(shí)對(duì)海岸起到一定的穩(wěn)固作用,使得三角洲復(fù)合斜坡體系能夠快速向前推進(jìn)。值得注意的是,不同的地質(zhì)背景下形成的潮控三角洲可能存在多種不同情況,因此,對(duì)于三角洲的沉積過程和沉積特征需要進(jìn)行具體的分析,從而推測(cè)可能的沉積模式。

5 潮汐沉積的油氣意義

全球有許多與潮汐沉積過程相關(guān)的大型油氣田。厄瓜多爾Oriente盆地的Sacha油田中,白堊系Hollin組和Napo組是重要的油氣儲(chǔ)集層,地層內(nèi)主要發(fā)育由潮汐水道、潮汐沙壩和潮坪組成的潮控河口灣體系(Shanmugametal.,2000;李陽等,2020)。委內(nèi)瑞拉馬拉開波盆地的潮汐沉積體系是油氣開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域,其主力產(chǎn)層為始新世潮控三角洲和潮汐影響的三角洲砂體(Escalona and Mann,2006)。加拿大白堊系 Clearwater 組Wabiskaw段保存了典型的河口灣地層,是Athabasca油砂區(qū)域的重要儲(chǔ)集層(Pengetal.,2022)。該沉積體系主要有潮道和潮汐沙壩組成,砂體的平均厚度為20~30m,有時(shí)可達(dá)到40m(圖19),砂體內(nèi)部發(fā)育雙向交錯(cuò)層理、雙向流水沙紋、浮泥沉積等(Pengetal.,2022)。潮道砂體整體粒度呈向上變細(xì)的趨勢(shì),由一系列交錯(cuò)層理砂巖組成,底部可見沖刷面,并伴有泥礫或生物碎屑。潮汐沙壩的粒度整體向上逐漸變粗,砂泥比例逐漸增加,內(nèi)部存在大量的浮泥沉積。

圖19 加拿大Athabasca油砂中Wabiskaw段河口灣沉積體系中的潮汐水道和潮汐沙壩(據(jù)Peng et al.,2022;有修改)Fig.19 Tidal-dominated channels and tidal bars in an estuary from the Athabasca Oil Sands,Canada(modified from Peng et al.,2022)

中國的海相盆地保存了大量潮汐作用形成的砂體,是油氣勘探中的重要儲(chǔ)集層。南海珠江口盆地陽江凹陷中新統(tǒng)地層發(fā)育的潮控河口灣和潮控三角洲沉積體系中的潮汐沙壩(吳靜等,2021),以及惠州凹陷新近系珠江組形成的潮汐和波浪作用的陸架砂脊(丁琳等,2016),均為具有優(yōu)良儲(chǔ)集能力的巖性圈閉儲(chǔ)集層。中國東海陸架的西湖凹陷是一個(gè)規(guī)模較大的含油氣盆地,其主要儲(chǔ)集層平湖組和花港組發(fā)育了潮汐影響的三角洲和河口灣沉積體系(黃勝兵等,2009;Lietal.,2018;李順利等,2018)。鄂爾多斯盆地的本溪組保存著由潮汐改造的三角洲砂體,砂體的展布受控于潮汐和河流的相互作用(侯云東等,2018),太原組則保存了潮坪和潮汐水道,其中潮汐水道是優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集層(吳洛菲,2018)。在潮汐沉積的油氣成藏體系中,海相頁巖和碳酸鹽巖為烴源巖(Canfieldetal.,1982;Dashwood and Abbotts,1990;Whiteetal.,1995),砂質(zhì)潮道和潮汐沙壩為儲(chǔ)集層,泥質(zhì)潮坪和陸架上的海侵泥巖可作為有效的蓋層,可組成良好的生儲(chǔ)蓋組合。這些潮汐作用形成的砂體通常可形成較好的巖性地層圈閉,是有利的勘探目標(biāo)。

潮汐沉積體系通常具有復(fù)雜的沉積構(gòu)型,因此在油氣勘探和開發(fā)過程中預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層的局部連通性具有一定挑戰(zhàn)性。潮汐沉積體系的砂質(zhì)儲(chǔ)集層通常被多種泥質(zhì)沉積封隔,導(dǎo)致砂體在空間上呈不連續(xù)性分布。砂質(zhì)儲(chǔ)集層內(nèi)普遍存在大量泥質(zhì)披覆層和浮泥沉積,這些泥質(zhì)地層會(huì)阻止流體在儲(chǔ)集層中的垂向流動(dòng)(Fenies and Tastet,1998),由此表明,潮汐沉積中砂體構(gòu)型對(duì)于油氣的運(yùn)移起重要作用。此外,在潮汐沉積體系中,潮汐、河流和波浪的相對(duì)強(qiáng)度和空間變化影響沉積物的搬運(yùn)和沉積過程,從而控制河口壩、三角洲前緣等沉積環(huán)境中的砂體平面形態(tài)和空間展布。潮汐作用影響下的河口沙壩一般地形較緩,例如,在阿根廷中侏羅系Lajas組中,河流作用形成的河口沙壩坡度為7°~10°,而潮汐影響的河口沙壩坡度為4°~7°(Kurcinkaetal.,2018)。研究表明,潮汐作用能夠影響砂體的平面形態(tài),由河流作用為主形成的沙壩長寬比約為2:1(Reynolds,1999),由潮汐作用為主形成的沙壩長寬比約為10:1,由河流—潮汐共同作用形成的沙壩長寬比則介于2:1和6:1之間(Kurcinkaetal.,2018)。潮汐作用會(huì)增加分流河道的深度和穩(wěn)定性,砂質(zhì)沉積物會(huì)被搬運(yùn)更遠(yuǎn)的距離(Rossietal.,2016)。由此可見,潮汐沉積過程和沉積特征的研究對(duì)相關(guān)類型的油氣勘探和開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

6 結(jié)語

潮汐沉積是油氣勘探中重要儲(chǔ)集層類型,其平面形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)、砂體規(guī)模和展布規(guī)律等主要受潮汐沉積過程的控制。隨著油氣勘探和生產(chǎn)實(shí)踐的不斷發(fā)展,對(duì)沉積微相進(jìn)行精細(xì)刻畫的要求日益提高。識(shí)別由潮汐作用形成的沉積構(gòu)造和沉積特征,是進(jìn)行相關(guān)沉積微相精細(xì)刻畫的基礎(chǔ)。

在潮汐沉積環(huán)境中,典型的潮汐沉積構(gòu)造或特征包括潮汐韻律層、過渡性層理、潮汐束、再作用面、復(fù)合交錯(cuò)層理、雙向交錯(cuò)層理、雙黏土層、浮泥沉積等。潮汐韻律層由沙層和泥層交替沉積而成,在厚度上呈現(xiàn)周期性變化,其沉積特征直接與潮流強(qiáng)度以及后續(xù)侵蝕情況密切相關(guān)。過渡性層理包括脈狀、波狀以及透鏡狀層理,沙層中可見雙向的流水沙紋。潮汐束是主導(dǎo)的漲潮流或退潮流在一個(gè)潮汐周期內(nèi)形成的交錯(cuò)層理砂巖,其邊界由薄層的泥質(zhì)披覆層或者再作用面界定。潮汐束的厚度呈周期性變化,主要受控于大潮和小潮周期內(nèi)潮流強(qiáng)度的變化。潮汐復(fù)合交錯(cuò)層理則形成于復(fù)合沙丘內(nèi),復(fù)合沙丘由大型沙丘和疊加其上的一系列小型單一沙丘構(gòu)成,一般發(fā)育在潮流較強(qiáng)的沉積環(huán)境中,其遷移速度受控于漲潮流和退潮流的相對(duì)大小。雙向交錯(cuò)層理或者羽狀交錯(cuò)層理指上下相鄰、傾向相反的交錯(cuò)層理,僅在特定的潮汐沉積環(huán)境中發(fā)育。雙黏土層為成對(duì)出現(xiàn)的泥層與薄層砂巖互層,較厚和較薄的砂層分別為主潮流和次潮流沉積形成,而2個(gè)泥層則在平潮或停潮期間沉積而成。浮泥沉積通常發(fā)育在潮汐影響的三角洲或者河口灣的過渡帶,在河口環(huán)流和絮凝作用的影響下,潮流流速降低,導(dǎo)致懸浮的泥質(zhì)沉積物快速沉降形成。

潮汐沉積體系不僅受潮汐作用的控制,同時(shí)還受到河流和波浪作用的影響,導(dǎo)致沉積體系呈現(xiàn)復(fù)雜的構(gòu)型?;趯?duì)潮汐沉積構(gòu)造和沉積特征的分析,可以推測(cè)相應(yīng)的沉積過程和沉積環(huán)境,這對(duì)預(yù)測(cè)沉積構(gòu)型、砂體規(guī)模和展布具有關(guān)鍵作用。

致謝感謝李順利博士和單新博士以及另一位審稿專家對(duì)文章提出的建設(shè)性修改意見。

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