沉积一改造水流效应

沉积—改造水流生成平坦纹层（Plane laminae）和一种特征产物——叠合沙纹（Superimposed ripple）。H．C．Sorby把后者称作：“从上面沉积的迁移沙纹”，后来，一般简称为“迁移沙纹”（Ripple drift），沉积构造中的再作用面便是沉积—改造水流的产物之一。

迁移沙纹沉积物的内部纹层是由于水流、沙纹以及床底向上建造速率的相互作用所形成。当小型沙纹迁移时，下沉到其上的沉积物开始析离。同时，极细沙可以遍布于整个沙纹表面，粉沙与粘土则沉积在波谷或背流坡上；极细沙则聚集在向流面和波脊上。扁平颗粒沉积位置向上游方向的推进作用可以形成叠瓦状排列，显现碎屑颗粒的优选方式，特别是在砂砾质沉积物中。

侵蚀—改造水流和沉积—改造水流的主要区别在于：后者不仅使原来以悬浮状态携带的砂级沉积物沉积到水底而向上建造底床，同时还以迁移方式移动已沉积下来的颗粒。此处的“改造”一词不包括“变形”的含意，如果发生变形作用，水流就属于沉积—变形流；这两类水流并无重大区别。实际上，在水流施加剪切应力时，刚沉积的沉积物有时可能是非粘性物，不久后又可能是粘性物。如果非粘性沉积物受到牵引作用，水流将是沉积—改造水流；反之，粘性沉积物受到变形，水流就是沉积—变形水流了。因此，当底部沉积物的性质变化时，同样的水流可以在两种类型之间相互变化。 2100433B

从物理学上来看，有两种最基本的物质搬运类型（或搬运方式），即悬浮载荷（悬移质）和床沙载荷（推移质），相对应的有两种搬运形式，悬浮搬运和推移搬运

1）悬浮搬运（Suspension transport）

空气或水流把细粒沉积物弥散开来（如粉砂、粘土级颗粒以及不同比例的砂级颗粒），并使其在流动的内部呈悬浮状进行搬运。最基本的驱动力就是紊流，它可以把颗粒上举起来，使之悬浮于流动内部而进行搬运。

2）推移质搬运（Traction transport）

在沉积学中称之为牵引搬运（Traction），这一术语乃是沉积物以床沙载荷（推移质）形式运移的所有作用过程的集合名词，牵引作用是颗粒惯性的产物。

主要以床沙载荷（推移质）方式进行搬运的流体称为牵引流，它们通常密度和粘度均小，与之相对应的是密度流（重力流、块状流），则是一种密度和粘度均大的，在重力作用下呈块状整体的流动，是以悬浮载荷方式进行搬运。

综上所述，在牵引流和沉积重力流中，碎屑物的搬运具有不同的方式，这是由于其形成的机理存在着明显的差异。牵引流的搬运力表现在两方面：

一是流体作用于碎屑颗粒上的推力（即牵引力），所谓推力是以它能移动沉积物颗粒大小的数值来衡量的，推力决定于流体流速，推力越大，流水能搬运的碎屑颗粒就越大；

二是载荷力（或称负荷力），负荷力则是指流水所能搬运的沉积物总负荷量的数值，其大小决定于流体流量，流量越大，负荷力越大，则流水能搬运的沉积物数量越多。牵引流搬运颗粒的动力主要是推力，搬运方式包括溶解负载、悬移负载、推移负载或床沙负载。沉积物重力流是由大小不一的碎屑物质与流体形成的高密度混合体，相对密度可达1.5～2.0，主要以悬移方式搬运。沉积重力流的驱动力主要起因于陡坡条件下重力大于剪切力时的重力加速度，所以当坡度变缓、流速降低时，会发生骤然卸载，形成各种类型的重力流沉积物。

侵蚀一改造水流有选择地搬运底床上的沉积物。分选机理和分选程度随流速变化而变化。因此，沉积物在顺水流方向上有规律地分选开来。其最终产物按主要作用、颗粒粒度以及它们在底床物质中的丰度而定。

要想侵蚀比细砂更细的粘性沉积物，水流得有能够搬运卵石的速度才行。细粒沉积物抗侵蚀的这种能力称为尤斯特龙效应。

侵蚀、搬运和沉积三者之间关系用尤斯特龙图解（Hjulström's diagram）表示（图1），说明颗粒大小与水流速度有着密切的关系，二者的相互关系决定着流体对沉积物和床底的方式，即侵蚀、搬运及沉积。

侵蚀－改造水流在粘性沉积物底质上所形成的各种痕迹统称为流痕（Current marks）。包括冲刷痕（Scour marks）和压刻痕（Tool marks）。水流往往带来砂级沉积物覆盖在这些痕迹之上，在粘性底质上生成的这种痕迹就称为底痕（Sole marks）。