توربیدایت

توربیدایت‌ها در ناوه‌های عمیق اقیانوسی زیر فلات قاره، یا ساختارهای مشابه در دریاچه‌های عمیق، توسط بهمن‌های زیرآبی که از دامنه‌های پرشیب لبهٔ فلات قاره به پایین می‌لغزند، نهشته می‌شوند. هنگامی که مواد در ناوه اقیانوسی آرام می‌گیرند، ابتدا ماسه و دیگر مواد درشت‌دانه و به دنبال آن گِل و در نهایت ذرات بسیار ریز ته‌نشین می‌شوند. این توالی نهشته‌شدگی است که توالی‌های بوما را ایجاد می‌کند که مشخصهٔ این سنگ‌ها است.

توریده‌سنگ[۱] یا توربیدایت (Turbidite) یک لایه سنگی در اعماق اقیانوس است. این لایه زمانی شکل می‌گیرد که بهمنی از گل، ماسه و آب به دلیل نیروی جاذبه به ته دریا سقوط می‌کند و رسوبات زیادی را در آنجا پخش می‌کند.

توالی‌بندی

توالی توربیدایت. سازند ماسه‌سنگ راس کربنیفر (نامورین)، شهرستان کلر، غرب ایرلند (تصویر سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده)
توالی کامل بوما در ماسه‌سنگ دونین (معدن بک-اوزه، آلمان)

توربیدایت‌ها نخستین بار به‌طور صحیح توسط آرنولد اچ. بوما (۱۹۶۲) توصیف شدند،[۲] کسی که رسوبات آب‌های عمیق را مطالعه کرد و «بازه‌های ریزشونده به سمت بالا» خاصی را در میان شیل‌های ریزدانه آب عمیق تشخیص داد، که غیرعادی بودند زیرا از کنگلومراهای قلوه‌سنگی شروع شده و به شیل ختم می‌شدند. این موضوع غیرعادی بود زیرا در اعماق اقیانوس، از نظر تاریخی فرض بر این بود که هیچ سازوکاری برای حمل و نهشته‌گذاری رسوبات درشت‌دانه به اعماق مغاکی توسط جریان کششی وجود ندارد.

چرخه‌های بوما با یک مرز فرسایشی از یک لایهٔ زیرین درشت از کنگلومرای قلوه‌سنگی تا گرانولی در یک زمینه ماسه‌ای آغاز می‌شوند، و به تدریج به ماسه‌سنگ با لایه‌بندی موازی درشت و سپس متوسط تبدیل می‌شوند؛ از میان ماسه‌سنگ با لایه‌بندی متقاطع؛ ماسه/ماسه لای‌دار با لایه‌بندی متقاطع موجی، و در نهایت به سیلت‌استون و شیل با لایه‌بندی نازک می‌رسند. این توالی عمودی از ساختارهای رسوبی، لایه‌بندی و تغییرات سنگ‌شناسی، معرف جریان‌های قوی تا رو به کاهش و رسوب‌گذاری متناظر با آن‌ها است.

دیدن یک چرخه کامل بوما غیرمعمول است، زیرا جریان‌های کدورت متوالی ممکن است توالی‌های فوقانی تحکیم‌نیافته را فرسایش دهند. به‌طور متناوب، ممکن است کل توالی بسته به اینکه برش رخنمون‌یافته در لبهٔ یک لوب جریان کدورت (جایی که ممکن است به صورت یک نهشته نازک وجود داشته باشد)، یا در بالادست مرکز نهشته‌گذاری قرار داشته و به صورت یک کانال حفره‌ای پرشده با ماسه‌های ریز که به تدریج به یک اوز پلاژیک تبدیل می‌شود، دیده نشود.

اکنون مشخص شده است که توالی عمودی ساختارهای رسوبی توصیف‌شده توسط بوما در مورد توربیدایت‌های نهشته‌شده توسط جریان‌های کدورت با چگالی کم صدق می‌کند. با افزایش غلظت ماسه در یک جریان، برخوردهای دانه به دانه درون سوسپانسیون توربید، فشارهای پراکنده‌ای ایجاد می‌کند که در ممانعت از ته‌نشینی بیشتر دانه‌ها اهمیت می‌یابند. در نتیجه، مجموعهٔ کمی متفاوت از ساختارهای رسوبی در توربیدایت‌های نهشته‌شده توسط جریان‌های کدورت با چگالی بالا ایجاد می‌شود. این مجموعه ساختار متفاوت به عنوان توالی لو شناخته می‌شود، که یک طبقه‌بندی توصیفی است و مکمل توالی بوما بوده، اما جایگزین آن نمی‌شود.[۳]

تشکیل

فلیش گورگولیونه، میوسن، جنوب ایتالیا

توربیدایت‌ها رسوباتی هستند که توسط جریان چگالی، و نه توسط جریان کششی یا اصطکاکی، حمل و نهشته می‌شوند.

تفاوت در این است که در یک بستر معمولی رودخانه یا جویبار، ذرات سنگ توسط کشش اصطکاکی آب بر روی ذره (معروف به جریان کششی) حمل می‌شوند. آب باید با سرعت مشخصی در حال حرکت باشد تا ذره را در آب معلق کرده و آن را به جلو براند. هرچه اندازه یا چگالی ذره نسبت به شاره‌ای که در آن حرکت می‌کند بیشتر باشد، سرعت آب لازم برای معلق نگه‌داشتن و حمل آن بیشتر است.

با این حال، جریان مبتنی بر چگالی زمانی رخ می‌دهد که روان‌گرایی رسوب در حین حمل باعث تغییر در چگالی شاره شود. این معمولاً توسط مایعات بسیار آشفته‌ای که دارای بار معلقی از ذرات ریزدانه تشکیل‌دهندهٔ یک دوغاب هستند، حاصل می‌شود. در این حالت، قطعات بزرگ‌تر سنگ می‌توانند در سرعت‌های آبی حمل شوند که در حالت عادی برای این کار بسیار کم است، به دلیل تضاد چگالی کمتر (یعنی آب به اضافه رسوب چگالی بالاتری نسبت به آب دارد و بنابراین به چگالی سنگ نزدیک‌تر است).

این وضعیت در محیط‌های زیادی جدا از اعماق اقیانوس، جایی که توربیدایت‌ها به‌طور خاص به خوبی دیده می‌شوند، رخ می‌دهد. لاهارها در دامنهٔ آتشفشان‌ها، زمین‌لغزه‌ها و جریان‌های آذرآواری همگی موقعیت‌های جریان مبتنی بر چگالی ایجاد می‌کنند و، به ویژه در مورد آخری، می‌توانند توالی‌هایی ایجاد کنند که به طرز چشمگیری شبیه توربیدایت‌ها هستند.

توربیدایت‌ها در رسوبات می‌توانند هم در توالی‌های کربناته و هم سیلیسی‌آواری رخ دهند.

توربیدایت‌های کلاسیک با چگالی کم با لایه‌بندی تدریجی، اثر موجهای جریانی، لایه‌بندی‌های موجی بالارونده، توالی‌های متناوب با رسوبات پلاژیک، تغییرات متمایز در زیا بین توربیدایت و رسوبات پلاژیک بومی، آثار کف‌بستری، توالی‌های رسوبی ضخیم، لایه‌بندی منظم، و فقدان ویژگی‌های آب کم‌عمق مشخص می‌شوند.[۴] توالی عمودی متفاوتی از ساختارهای رسوبی، مشخصهٔ توربیدایت‌های با چگالی بالا است.[۳]

انباشت‌های عظیم توربیدایت‌ها و دیگر نهشته‌های آب عمیق ممکن است منجر به تشکیل بادزن‌های زیردریایی شود. مدل‌های رسوبی چنین سیستم‌های بادزنی معمولاً به توالی‌های بادزن بالایی، میانی و پایینی تقسیم می‌شوند که هر کدام دارای هندسه‌های بدنهٔ ماسه‌ای، توزیع رسوب و ویژگی‌های سنگ‌شناسی متمایزی هستند.[۵][۶][۷]

نهشته‌های توربیدایت معمولاً در حوضه‌های پیش‌بوم رخ می‌دهند.

مدل‌های بادزن زیردریایی

مدل‌های بادزن زیردریایی اغلب بر اساس مفاهیم منبع به دریچه [S2S] هستند که مناطق منبع رسوب و سیستم‌های مسیریابی رسوب را به محیط‌های نهشته‌گذاری نهایی توربیدایت‌ها مرتبط می‌کنند. هدف آن‌ها ارائهٔ بینشی در مورد روابط بین فرآیندهای مختلف زمین‌شناسی و سیستم‌های بادزنی توربیدایت است. فرآیندهای زمین‌شناسی تأثیرگذار بر سیستم‌های توربیدایت می‌توانند منشأ دگرزاد یا خودزاد داشته باشند و مدل‌های بادزن زیردریایی برای ثبت تأثیر این فرایندها بر حضور مخزن، توزیع مخزن، ریخت‌شناسی و معماری نهشته‌های توربیدایت طراحی شده‌اند.[۸][۹] برخی از وادارندگی‌های دگرزاد مهم شامل تأثیر نوسانات سطح دریا، رویدادهای زمین‌ساختی منطقه‌ای، نوع عرضه رسوب، نرخ عرضه رسوب و غلظت رسوب است.[۸] کنترل‌های خودزاد می‌توانند شامل توپوگرافی بستر دریا، محصورشدگی‌ها و شیب‌های دامنه باشند.[۱۰] حدود ۲۶ مدل بادزن زیردریایی وجود دارد.[۱۱] برخی از مدل‌های رایج بادزن شامل مدل کلاسیک سوپرافن تک‌منبعی، مدل‌هایی که بادزن‌ها را با لوب‌های متصل نشان می‌دهند، مدل بادزن با لوب‌های جدا، و مدل‌های بادزن زیردریایی مربوط به پاسخ سیستم‌های توربیدایت به اندازه دانه‌های مختلف و سیستم‌های تغذیه‌کننده متفاوت است.[۱۲][۱۳][۱۴][۸] ادغام مجموعه داده‌های زیرسطحی مانند بازتاب لرزه‌ای سه/چهاربعدی، نمودارهای چاه و داده‌های مغزه و همچنین مطالعات نوین عمق‌سنجی بستر دریا، مدل‌سازی عددی چینه‌شناسی پیش‌رونده و آزمایش‌های تانک فلوم، امکان بهبود و توسعهٔ واقع‌بینانه‌تر مدل‌های بادزن زیردریایی را در حوضه‌های مختلف فراهم می‌کند.[۱۵][۱۶]

اهمیت

توربیدایت‌ها سازوکاری برای نسبت دادن یک محیط زمین‌ساختی و نهشته‌گذاری به توالی‌های رسوبی باستانی فراهم می‌کنند، زیرا معمولاً نشان‌دهندهٔ سنگ‌های آب عمیق تشکیل‌شده در خارج از ساحل یک حاشیه همگرا هستند، و عموماً حداقل به یک فلاته با شیب و نوعی از زمین‌ساخت برای راه‌اندازی بهمن‌های مبتنی بر چگالی نیاز دارند. جریان‌های چگالی ممکن است در مناطق با عرضه رسوب بالا تنها توسط ناپایداری ثقلی راه‌اندازی شوند. توربیدایت‌ها می‌توانند یک رکورد با وضوح بالا از لرزه‌خیزی و رویدادهای طوفان/سیلاب زمینی، بسته به اتصال سیستم‌های دره/کانال به منابع رسوبی زمینی، ارائه دهند.[۱۷]

توربیدایت‌های دریاچه‌ها و فیوردها نیز از این نظر مهم هستند که می‌توانند با تاریخ‌گذاری با استفاده از رادیوکربن یا وروها در بالا و پایین توربیدایت، شواهد گاه‌شناختی از فراوانی زمین‌لغزه‌ها و زمین‌لرزه‌هایی که احتمالاً آن‌ها را تشکیل داده‌اند، ارائه دهند.[۱۸][۱۹]

اهمیت اقتصادی

توالی‌های توربیدایت میزبان‌های کلاسیک برای ذخایر رگه‌ای طلا هستند که نمونهٔ بارز آن بندیگو و بالارات در ویکتوریا، استرالیا است، جایی که بیش از ۲٬۶۰۰ تن طلا از ذخایر زین‌مانندی که در توالی‌های شیلی یک توالی ضخیم از توربیدایت‌های کامبرین-اردوویسین جای گرفته‌اند، استخراج شده است. ذخایر طلای پیشین‌زیستی نیز از نهشته‌های حوضه‌ای توربیدایت شناخته شده‌اند.

انباشته‌های سنگ‌شدهٔ نهشته‌های توربیدایت ممکن است به مرور زمان به مخازن هیدروکربن تبدیل شوند و صنعت نفت تلاش‌های زیادی برای پیش‌بینی مکان، شکل کلی و ویژگی‌های داخلی این پیکره‌های رسوبی به منظور توسعهٔ کارآمد میدان‌ها و همچنین اکتشاف ذخایر جدید انجام می‌دهد.

جستارهای وابسته

منابع

  1. ↑ «توریده‌سنگ» [زمین‌شناسی] هم‌ارزِ «turbidite»؛ منبع: گروه واژه‌گزینی. دفتر یازدهم. فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان. تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی. شابک ۹۷۸-۶۰۰-۶۱۴۳-۴۵-۳ (ذیل سرواژهٔ توریده‌سنگ){{cite book}}: نگهداری یادکرد:پی‌نوشت (رده)
  2. ↑ Bouma, Arnold H. (1962) Sedimentology of some Flysch deposits: A graphic approach to facies interpretation, Elsevier, Amsterdam, 168 p
  3. 1 2 Lowe, D.R. (1982), Sediment gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of high-density turbidity currents, Journal of Sedimentology, Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, v. 52, p. 279-297.
  4. ↑ Fairbridge, Rhodes W. (ed.) (1966) The Encyclopedia of Oceanography, Encyclopedia of earth sciences series 1, Van Nostrand Reinhold Company, New York, p. 945–946.
  5. ↑ Mutti, E. & Ricci Lucci, F. (1975) Turbidite facies and facies associations. In: Examples of turbidite facies and associations from selected formations of the northern Apennines. IX Int. Congress of Sedimentology, Field Trip A-11, p. 21–36.
  6. ↑ Normark, W.R. (1978) "Fan valleys, channels, and depositional lobes on modern submarine fans: Characters for recognition of sandy turbidite environments", American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 62 (6), p. 912–931.
  7. ↑ Walker, R.G. (1978) "Deep-water sandstone facies and ancient submarine fans: model for exploration for stratigraphic traps", American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 62 (6), p. 932–966.
  8. 1 2 3 Reading, H.G. , Richards, M. , (1994). Turbidite systems in deepwater basin margins classified by grain size and feeder system. AAPG Bulletin 78, p.794.
  9. ↑ Stow, D.A.V. , Mayall, M. , (2000). Deep-water sedimentary systems: new models for the 21st century. Marine and Petroleum Geology 17 (2), p.125-135.
  10. ↑ A. Prélat, J.A. Covault, D.M. Hodgson, A. Fildani, S.S. Flint, (2010) Intrinsic controls on the range of volumes, morphologies, and dimensions of submarine lobes, Sedimentary Geology, Volume 232, Issues 1–2, p.66-76.
  11. ↑ G. Shanmugam, Submarine fans: A critical retrospective (1950–2015), (2016) Journal of Palaeogeography, Volume 5, Issue 2, p. 110-184. describing turbidite source to sink systems.
  12. ↑ Walker, R.G. , 1978. Deep-water sandstone facies and ancient submarine fans, models for exploration for stratigraphic traps. AAPG Bulletin 62, p.932-966.
  13. ↑ Mutti, E. , Ricci Lucchi, F. , 1972. Turbidites of the northern Apennines, introduction to facies analysis (English translation by T.H. Nilsen, 1978) International Geology Review 20, p.125-166.
  14. ↑ Mutti, E. , Ricci Lucci, F. , 1975. Turbidite facies and facies associations, in: examples of turbidite facies and associations from selected formations of the northern Apennines. In: IX Int. Congress of Sedimentology, Field Trip A-11, p. 21-36.
  15. ↑ Griffiths, C.M. , Dyt, C. , Paraschivoiu, E. , Liu, K. (2001). Sedsim in Hydrocarbon Exploration. In: Merriam, D.F. , Davis, J.C. (eds) Geologic Modeling and Simulation. Computer Applications in the Earth Sciences. Springer, Boston, MA. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1359-9_5.
  16. ↑ Zhang, L. , Pan, M. , and Li, Z. , 2020, 3D modeling of deepwater turbidite lobes: a review of the research status and progress, Petroleum Science, p. 17, doi:10.1007/s12182-019-00415-y.
  17. ↑ Goldfinger et al. , 2012
  18. ↑ Moernaut et al. , 2007, Strasser et al. , 2002
  19. ↑ Enkin et al. , 2013
  • Bouma, Arnold H. (1962) Sedimentology of some Flysch deposits: A graphic approach to facies interpretation, Elsevier, Amsterdam, 168 p.
  • Randolph J. Enkin, Audrey Dallimore, Judith Baker, John R. Southon, Tara Ivanochkod; 2013 A new high-resolution radiocarbon Bayesian age model of the Holocene and Late Pleistocene from core MD02-2494 and others, Effingham Inlet, British Columbia, Canada; with an application to the paleoseismic event chronology of the Cascadia Subduction Zone; Geological Survey of Canada-Pacific, Sidney, BC V8L 4B2, Canada. Article link
  • Fairbridge, Rhodes W. (ed.) (1966) The Encyclopedia of Oceanography, Encyclopedia of earth sciences series 1, Van Nostrand Reinhold Company, New York, p. 945–946.
  • Goldfinger, C. , Nelson, C.H. , Morey, A. , Johnson, J.E. , Gutierrez-Pastor, J. , Eriksson, A.T. , Karabanov, E. , Patton, J. , Gracia, E. , Enkin, R. , Dallimore, A. , Dunhill, G. , and Vallier, T. , 2012, Turbidite Event History: Methods and Implications for Holocene Paleoseismicity of the Cascadia Subduction Zone, USGS Professional Paper 1661-F, Reston, VA, U.S. Geological Survey, p. 184 p, 64 Figures. https://pubs.usgs.gov/pp/pp1661f/
  • Moernaut, J. , De Batist, M. , Charlet, F. , Heirman, K. , Chapron, E. , Pino, M., Brümmer, R. , and Urrutia, R. , 2007, Giant earthquakes in South-Central Chile revealed by Holocene mass-wasting events in Lake Puyehue: Sedimentary Geology, v. 195, p. 239–256.
  • Mutti, E. & Ricci Lucci, F. (1975) Turbidite facies and facies associations. In: Examples of turbidite facies and associations from selected formations of the northern Apennines. IX Int. Congress of Sedimentology, Field Trip A-11, p. 21–36.
  • Normark, W.R. (1978) "Fan valleys, channels, and depositional lobes on modern submarine fans: Characters for recognition of sandy turbidite environments", American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 62 (6), p. 912–931.
  • Ødegård, Stefan (2000) Sedimentology of the Grès d'Annot Formation, Thesis: Technische Universität Clausthal, Germany. Retrieved 2۷ ژانویه ۲۰۰۶
  • Strasser, M. , Anselmetti, F.S. , Fäh, D. , Giardini, D. , and Schnellmann, M. , 2006, Magnitudes and source areas of large prehistoric northern Alpine earthquakes revealed by slope failures in lakes: Geology, v. 34, p. 1005–1008.
  • Walker, R.G. (1978) "Deep-water sandstone facies and ancient submarine fans: model for exploration for stratigraphic traps", American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 62 (6), p. 932–966.

برای مطالعهٔ بیشتر

  • Arnold H. Bouma, Charles G. Stone, ed. (2000). Fine-Grained Turbidite Systems. American Association of Petroleum Geologists. ISBN 978-0-89181-353-8.
  • S. A. Lomas, P. Joseph, ed. (2004). Confined Turbidite Systems. Geological Society of London. ISBN 978-1-86239-149-9.
  • Lowe, D.R. (1982), Sediment gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of high-density turbidity currents, Journal of Sedimentology, Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, v. 52, p. 279–297.

پیوند به بیرون

ویکی‌کتاب Historical Geology دارای صفحه‌ای پیرامون موضوع Turbidites است
This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.