อ่าน 4 นาที
การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วง
การไหลของตะกอนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็น หนึ่งในกลไก การขนส่งตะกอนหลายประเภทซึ่งนักธรณีวิทยา ส่วนใหญ่ ยอมรับว่ามีกระบวนการหลักสี่ประเภท...
การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วง

การไหลของตะกอนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็น หนึ่งในกลไก การขนส่งตะกอนหลายประเภทซึ่งนักธรณีวิทยา ส่วนใหญ่ ยอมรับว่ามีกระบวนการหลักสี่ประเภท การไหลเหล่านี้แตกต่างกันโดยกลไกการรองรับตะกอนที่เด่นชัด[ 1 ] [ 2 ]ซึ่งอาจยากที่จะแยกแยะได้ เนื่องจากการไหลอาจอยู่ในช่วงเปลี่ยนผ่านจากประเภทหนึ่งไปอีกประเภทหนึ่งเมื่อพัฒนาไปตามลาดเขา[ 3 ]
กลไกการค้ำจุนตะกอน
การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วงนั้นแสดงให้เห็นได้จากกลไกที่แตกต่างกันสี่ประการในการรักษาสภาพแขวนลอยของเม็ดตะกอนภายในกระแสการไหล
- การไหลของเม็ดทราย – เม็ดทรายในการไหลจะถูกแขวนลอยไว้ด้วยปฏิสัมพันธ์ระหว่างเม็ดทราย โดยของเหลวทำหน้าที่เป็นเพียงสารหล่อลื่นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ การชนกันระหว่างเม็ดทรายจึงก่อให้เกิดแรงดันกระจายตัวที่ช่วยป้องกันไม่ให้เม็ดทรายตกตะกอนออกจากสารแขวนลอย แม้ว่าจะพบได้ทั่วไปใน สภาพแวดล้อม บนบกบนพื้นผิวลาดเอียงของเนินทรายแต่การไหลของเม็ดทรายบริสุทธิ์นั้นหายากในสภาพแวดล้อมใต้น้ำ อย่างไรก็ตาม ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเม็ดทรายในกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นสูงมีความสำคัญมากในฐานะกลไกหนึ่งที่สนับสนุนการรองรับตะกอน[ 4 ]
- การไหลแบบของเหลว (หรือการไหลแบบฟลูอิไดซ์) – เกิดขึ้นในสารเม็ดที่ไม่เกาะตัวกัน เมื่อเม็ดที่อยู่ด้านล่างของสารแขวนลอยตกตะกอนลง ของเหลวที่ถูกแทนที่ขึ้นไปด้านบนโดยการตกตะกอนจะสร้างแรงดันของของเหลวในรูพรุน ซึ่งอาจช่วยแขวนลอยเม็ดในส่วนบนของการไหล การใช้แรงดันภายนอกกับสารแขวนลอยจะเริ่มต้นการไหล แรงดันภายนอกนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวซึ่งอาจเปลี่ยนทรายที่หลวมให้กลายเป็นสารแขวนลอยที่มีความหนืดสูง เช่นทรายดูดโดยทั่วไปทันทีที่การไหลเริ่มเคลื่อนที่ ความปั่นป่วนของของเหลวจะเกิดขึ้น และการไหลจะพัฒนาอย่างรวดเร็วไปเป็นกระแสน้ำขุ่น การไหลและสารแขวนลอยจะเรียกว่าเป็นการไหลแบบของเหลวเมื่อเม็ดตกตะกอนลงไปด้านล่างผ่านของเหลวและแทนที่ของเหลวขึ้นไปด้านบน ในทางตรงกันข้าม การไหลและสารแขวนลอยจะเรียกว่าเป็นการไหลแบบฟลูอิไดซ์เมื่อของเหลวเคลื่อนที่ขึ้นไปด้านบนผ่านเม็ด ทำให้เม็ดเหล่านั้นแขวนลอยอยู่ชั่วคราว การไหลส่วนใหญ่เป็นการไหลแบบของเหลว และการอ้างอิงถึงการไหลของตะกอนแบบฟลูอิไดซ์เนื่องจากแรงโน้มถ่วงหลายครั้งนั้นไม่ถูกต้อง และที่จริงแล้วหมายถึงการไหลแบบของเหลว[ 5 ]
- การไหลของเศษหินหรือการไหลของโคลน – เม็ดดินได้รับการรองรับด้วยความแข็งแรงและความลอยตัวของเมทริกซ์ การไหลของโคลนและการไหลของเศษหินมีแรงยึดเกาะ ซึ่งทำให้พฤติกรรมของพวกมันยากที่จะคาดการณ์ได้โดยใช้กฎทางฟิสิกส์ ดังนั้น การไหลเหล่านี้จึงแสดงพฤติกรรมที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตัน[ 6 ]เนื่องจากการไหลของโคลนและการไหลของเศษหินมีแรงยึดเกาะ ก้อนหินขนาดใหญ่ที่ผิดปกติอาจสามารถลอยอยู่บนเมทริกซ์โคลนภายในการไหลได้
- กระแสน้ำขุ่น – เม็ดตะกอนถูกแขวนลอยโดยความปั่นป่วนของของเหลวภายในกระแสไหล เนื่องจากพฤติกรรมของกระแสน้ำขุ่นสามารถคาดการณ์ได้เป็นส่วนใหญ่ จึงแสดง พฤติกรรม แบบนิวตันซึ่งแตกต่างจากกระแสไหลที่มีแรงยึดเกาะ (เช่น โคลนถล่มและเศษหินถล่ม) [ 6 ]พฤติกรรมของกระแสน้ำขุ่นในสภาพแวดล้อมใต้น้ำได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความเข้มข้นของกระแสไหล เนื่องจากเม็ดตะกอนที่อัดแน่นในกระแสไหลที่มีความเข้มข้นสูงมีแนวโน้มที่จะเกิดการชนกันระหว่างเม็ดตะกอนและสร้างแรงดันกระจายตัวซึ่งเป็นกลไกสนับสนุนตะกอน ทำให้เม็ดตะกอนเพิ่มเติมยังคงแขวนลอยอยู่ ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ที่จะแยกแยะระหว่างกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำและ ความ หนาแน่นสูง[ 4 ]หิมะถล่มแบบผงเป็นกระแสน้ำขุ่นโดยพื้นฐานแล้วซึ่งอากาศเป็นของเหลวสนับสนุนและแขวนลอยเม็ดหิมะแทนเม็ดทราย
เงินฝากที่เกิดขึ้น

คำอธิบาย
แม้ว่าตะกอนของกลไกการรองรับตะกอนทั้งสี่ประเภทจะพบได้ในธรรมชาติ แต่การไหลของเม็ดทรายบริสุทธิ์ส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เกิดจากลม ในขณะที่สภาพแวดล้อมใต้น้ำมีลักษณะเป็นสเปกตรัมของประเภทการไหล โดยมีการไหลของเศษหินและการไหลของโคลนอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของสเปกตรัม และกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นสูงและความหนาแน่นต่ำอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง ในสภาพแวดล้อมใต้น้ำ การรับรู้การไหลแบบเปลี่ยนผ่านซึ่งอยู่ระหว่างกระแสน้ำขุ่นและการไหลของโคลนก็มีประโยชน์เช่นกัน ตะกอนของการไหลแบบเปลี่ยนผ่านเหล่านี้ถูกเรียกด้วยชื่อต่างๆ มากมาย บางชื่อที่นิยมใช้ ได้แก่ "ชั้นเหตุการณ์ไฮบริด (HEB)" "เดไบรต์ที่เชื่อมโยง" และ "ชั้นสลอรี่" [ 7 ]หิมะถล่มแบบผงและหิมะถล่มเรืองแสง (การไหลของเถ้าภูเขาไฟที่ร้อนจัดซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซ) เป็นตัวอย่างของกระแสน้ำขุ่นในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ทางทะเล
- ตะกอนการไหลของเม็ดทรายมีลักษณะเฉพาะคือการกระจายขนาดของเม็ดทรายที่หยาบขึ้นจากด้านล่างขึ้นไปด้านบน ( การเรียงตัวแบบผกผัน ) ภายในชั้นตะกอน ซึ่งเป็นผลมาจากเม็ดทรายขนาดเล็กในกระแสไหลตกลงมาระหว่างเม็ดทรายขนาดใหญ่ในระหว่างการชนกันของเม็ดทราย และทำให้เกิดการสะสมตัวที่ฐานของกระแสไหลเป็นหลัก[ 1 ]แม้ว่าจะพบเป็นหิมะถล่มของเม็ดทรายในเนินทรายบนบก แต่การไหลของเม็ดทรายนั้นหายากในสภาพแวดล้อมอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ชั้นตะกอนที่มีการเรียงตัวแบบผกผันซึ่งเกิดจากกระบวนการไหลของเม็ดทรายนั้นก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "พรมแรงดึง" ในช่วงล่างของตะกอนเทอร์บิไดต์ที่มีความหนาแน่นสูงบางชนิด[ 4 ]
- ตะกอนการไหลแบบเหลวมีลักษณะเฉพาะคือมีโครงสร้างระบายน้ำ เช่นโครงสร้างรูปจานซึ่งเกิดจากของเหลวที่ไหลขึ้นด้านบนภายในกระแสการไหล[ 1 ]เช่นเดียวกับการไหลของเม็ดบริสุทธิ์ การไหลแบบเหลวบริสุทธิ์มักไม่เกิดขึ้นเอง อย่างไรก็ตาม กระบวนการไหลแบบเหลวมีความสำคัญมาก เนื่องจากเม็ดภายในกระแสน้ำขุ่นเริ่มตกตะกอนและแทนที่ของเหลวขึ้นด้านบน โครงสร้างรูปจานและลักษณะที่เกี่ยวข้อง เช่น ท่อระบายน้ำ มักพบในตะกอนน้ำขุ่น
- ตะกอนจากการไหลของเศษหินมีลักษณะเฉพาะคือการกระจายขนาดเม็ดแบบสองโหมด โดยที่เม็ดขนาดใหญ่และ/หรือเศษหินจะลอยอยู่ภายในเมทริกซ์ของดินเหนียวเม็ดละเอียด เนื่องจากเมทริกซ์ที่เป็นโคลนมีแรงยึดเกาะ เศษหินขนาดใหญ่ผิดปกติจึงอาจลอยอยู่ด้านบนของวัสดุที่เป็นโคลนซึ่งประกอบเป็นเมทริกซ์การไหล และสุดท้ายก็ถูกเก็บรักษาไว้ที่ขอบด้านบนของตะกอนที่เกิดขึ้น[ 1 ]
- ตะกอนกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำ (turbidites) มีลักษณะเป็นลำดับของโครงสร้างตะกอนที่เรียกว่าลำดับ Boumaซึ่งเป็นผลมาจากพลังงานที่ลดลงภายในกระแสน้ำ (เช่น กระแสน้ำที่ลดลง) เมื่อกระแสน้ำขุ่นเคลื่อนตัวลงเนิน[ 4 ]
- ตะกอนกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นสูงมีลักษณะเฉพาะคือขนาดเม็ดหยาบกว่าตะกอนกระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำมาก โดยส่วนฐานของตะกอนมักมีลักษณะที่เกิดจากการอยู่ใกล้กันของเม็ดตะกอน ดังนั้น โดยทั่วไปแล้วจะมีร่องรอยของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเม็ดตะกอน (เช่น กระบวนการไหลของเม็ดตะกอน) และการปฏิสัมพันธ์ของเม็ดตะกอนกับพื้นผิว (เช่นแรงดึง ) ปรากฏอยู่ในส่วนล่างของตะกอนเหล่านี้ ลำดับ Bouma ที่สมบูรณ์นั้นหายาก และโดยทั่วไปแล้วจะมีเพียงชั้น Bouma A และ B เท่านั้นที่ปรากฏให้เห็น[ 4 ]
- ชั้นตะกอนแบบไฮบริด (HEB) ที่อยู่ระหว่างการไหลของโคลนและกระแสน้ำขุ่น มีลักษณะเฉพาะที่บ่งชี้ถึงการไหลทั้งแบบไม่มีแรงยึดเกาะ (ได้รับแรงปั่นป่วน) และแบบมีแรงยึดเกาะ (ได้รับแรงจากโคลน) โดยไม่มีขอบเขตของชั้นตะกอนที่แยกออกจากกันระหว่างทั้งสอง ในกรณีส่วนใหญ่ ชั้นตะกอนเหล่านี้แสดงด้วยเนื้อสัมผัสที่ได้รับแรงจากเม็ดทรายซึ่งค่อยๆ เปลี่ยนไปเป็นเนื้อสัมผัสที่ได้รับแรงจากโคลนเมื่อขึ้นไปด้านบนภายในชั้นตะกอน ไม่ใช่เรื่องแปลกที่การไหลของเศษหินและการไหลของโคลนจะพัฒนาไปตามความลาดชันกลายเป็นกระแสน้ำขุ่น และในทางกลับกัน นอกจากนี้ การไหลภายในอาจเปลี่ยนจากกระบวนการไหลหนึ่งไปเป็นอีกกระบวนการหนึ่งเมื่อขึ้นไปด้านบน[ 7 ] [ 8 ]
ตัวอย่างทั้งในยุคปัจจุบันและยุคโบราณ
ตัวอย่างตะกอนทั้งในยุคปัจจุบันและยุคโบราณ (ที่โผล่ขึ้นมาบนพื้นผิว) ซึ่งเกิดจากการไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วงประเภทต่างๆ
- การไหลของเม็ดทราย (หิมะถล่ม) บนพื้นผิวลาดเอียงของเนินทรายที่เมืองเคลโซในทะเลทรายโมฮาวีรัฐแคลิฟอร์เนีย
- โครงสร้างรูปจานในชั้นตะกอน ( Bouma A, Lowe S3) ของการไหลของตะกอนเหลวโบราณที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ในชั้นหินโผล่
- ตะกอนดินถล่มที่ปรากฏบนผิวดิน แสดงให้เห็นก้อนหินขนาดใหญ่ที่ลอยตัวอย่างอิสระอยู่ในเนื้อดินเหนียว
- หิมะถล่มแบบผงเป็นรูปแบบหนึ่งของกระแสน้ำขุ่น โดยมีอากาศเป็นของเหลวที่คอยพยุงไว้
- หินตะกอนเนื้อละเอียดในบริเวณที่โผล่ขึ้นมาบนพื้นผิว แสดงให้เห็น ชั้น Bouma BD ที่ สะสม ตัวโดย กระแสน้ำขุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำ
- ตะกอนน้ำขุ่นความหนาแน่นสูง ( Bouma A, Lowe S1) ตัดผ่านตะกอนน้ำขุ่นความหนาแน่นต่ำ ในเทือกเขาโทพาโทปารัฐแคลิฟอร์เนีย
ความสำคัญ
การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วง โดยส่วนใหญ่เป็นกระแสน้ำขุ่น แต่ในระดับที่น้อยกว่าคือการไหลของเศษหินและการไหลของโคลน ถือเป็นกระบวนการหลักที่ทำให้เกิดการสะสมของทรายบนพื้นมหาสมุทรลึก การวางตัวของตะกอนที่เกิดจากการไหลตามแรงโน้มถ่วงอาจส่งผลกระทบต่อชุมชนบนพื้นทะเล[ 9 ]ตัวอย่างเช่น โดยการอุดรูหรือรบกวนที่อยู่อาศัยของพวกมัน รวมถึงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของน้ำในรูพรุน[ 10 ]
เนื่องจาก สภาวะ ไร้ออกซิเจนที่ระดับความลึกในมหาสมุทรลึกเอื้อต่อการรักษาสารอินทรีย์ซึ่งเมื่อถูกฝังลึกและสุกงอม ในภายหลัง ผ่านการดูดซับความร้อนสามารถสร้างน้ำมันและก๊าซ ได้ ดังนั้นการสะสมของทรายในสภาพแวดล้อมของมหาสมุทรลึกจึงสามารถทำให้แหล่งกักเก็บปิโตรเลียมและหินต้นกำเนิด อยู่ใกล้กัน ได้ ในความเป็นจริง น้ำมันและก๊าซจำนวนมากที่ผลิตในโลกในปัจจุบันพบได้ในแหล่งสะสม (แหล่งกักเก็บ) ที่เกิดจากการไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วง[ 11 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วง
การไหลของตะกอนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเป็น หนึ่งในกลไก การขนส่งตะกอนหลายประเภทซึ่งนักธรณีวิทยา ส่วนใหญ่ ยอมรับว่ามีกระบวนการหลักสี่ประเภท...
กลไกการค้ำจุนตะกอน
การไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วงนั้นแสดงให้เห็นได้จากกลไกที่แตกต่างกันสี่ประการในการรักษาสภาพแขวนลอยของเม็ดตะกอนภายในกระแสการไหล
เงินฝากที่เกิดขึ้น
แผนภาพแสดงกระบวนการไหลของเศษหิน การไหลของกระแสน้ำขุ่น และการดึงรั้งในกระแสการไหลของตะกอนตามแรงโน้มถ่วงเพียงกระแสเดียว ตะกอนที่เกิดขึ้นซึ่งนักธรณีวิทยาบางคนเรียกว่า debrite ที่เชื่อมโยงกัน แสดงให้เห็นลักษณะของทั้งสามกระบวนการนี้
คำอธิบาย
แม้ว่าตะกอนของกลไกการรองรับตะกอนทั้งสี่ประเภทจะพบได้ในธรรมชาติ แต่การไหลของเม็ดทรายบริสุทธิ์ส่วนใหญ่จำกัดอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เกิดจากลม ในขณะที่สภาพแวดล้อมใต้น้ำมีลักษณะเป็นสเปกตรัมของประเภทการไหล...