تيارات عكرية

تترسب الرواسب العكرية في أحواض المحيطات العميقة أسفل الجرف القاري، أو في تراكيب مماثلة في البحيرات العميقة، بفعل الانهيارات الجليدية تحت الماء التي تنزلق على المنحدرات الشديدة لحافة الجرف القاري. وعندما تستقر هذه الرواسب في حوض المحيط، تترسب الرمال والمواد الخشنة الأخرى أولاً، تليها الطين، ثم في النهاية الجزيئات الدقيقة جدًا. هذا التسلسل من الترسيب هو ما يُشكل متواليات بوما التي تميز هذه الصخور.

التوربيديت هو الرواسب الجيولوجية لتيار العكارة ، وهو نوع من أنواع اندماج التدفق الجاذبي للسوائل والرواسب المسؤول عن توزيع كميات هائلة من الرواسب الفتاتية في أعماق المحيط .

التسلسل

سلسلة رسوبية عكرية. تكوين روس الرملي الكربوني ( الناموريمقاطعة كلير ، غرب أيرلندا ( صورة من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية )
تسلسل بوما الكامل في الحجر الرملي الديفوني (محجر بيك-أويز، ألمانيا)

وصف أرنولد هـ. بوما (1962) [ 1 ] رواسب المياه العميقة لأول مرة وصفًا دقيقًا، حيث درس الرواسب ولاحظ وجود "فترات تدرج حبيبي" محددة ضمن صخور طينية دقيقة الحبيبات في المياه العميقة ، والتي كانت شاذة لأنها بدأت من تكتلات الحصى وانتهت في صخور طينية. وكان هذا شاذًا لأنه كان يُفترض تاريخيًا في أعماق المحيط أنه لا توجد آلية يمكن من خلالها للتيارات الجرّية أن تحمل وتُرسّب الرواسب الخشنة الحبيبات في أعماق المحيطات السحيقة.

تبدأ دورات بوما بتماس تآكلي لطبقة سفلية خشنة من الحصى إلى حبيبات الكونغلوميرات في مصفوفة رملية، وتتدرج صعودًا عبر حجر رملي خشن ثم متوسط ​​الخشونة متوازي الطبقات؛ مرورًا بحجر رملي متقاطع الطبقات ؛ ثم رمل/رمل طميي متقاطع الطبقات متموج، وأخيرًا حجر طميي وطيني صفائحي. يمثل هذا التتابع الرأسي للبنى الرسوبية والطبقات وتغير الليثولوجيا تيارات نظام التدفق القوية إلى المتضائلة وما يصاحبها من ترسبات.

من النادر رؤية دورة بوما كاملة، إذ قد تؤدي تيارات العكارة المتتالية إلى تآكل الطبقات العلوية غير المتماسكة. أو قد لا تكون الدورة بأكملها موجودة، وذلك بحسب ما إذا كان الجزء المكشوف يقع على حافة فص تيار العكارة (حيث قد يظهر كترسب رقيق)، أو أعلى المنحدر من مركز الترسيب، ويظهر على شكل قناة تجريف مملوءة برمال ناعمة تتدرج إلى طين بحري .

من المسلّم به الآن أن التدرج الرأسي للبنى الرسوبية الذي وصفه بوما ينطبق على الرواسب العكرية التي تترسب بفعل تيارات عكرية منخفضة الكثافة. مع ازدياد تركيز الرمال في التدفق، تتولد ضغوط تشتتية نتيجة تصادمات الحبيبات داخل المعلق العكر، مما يُعيق ترسب المزيد من الحبيبات. ونتيجة لذلك، تتشكل مجموعة مختلفة قليلاً من البنى الرسوبية في الرواسب العكرية التي تترسب بفعل تيارات عكرية عالية الكثافة. تُعرف هذه المجموعة المختلفة من البنى باسم متتالية لوي ، وهي تصنيف وصفي يُكمّل متتالية بوما، ولكنه لا يحل محلها. [ 2 ]

تشكيل

صخور جورجوليون الفليشية ، العصر الميوسيني، جنوب إيطاليا

الرواسب العكرية هي رواسب يتم نقلها وترسيبها عن طريق التدفق الكثافي ، وليس عن طريق التدفق الجرّي أو الاحتكاكي .

يكمن الفرق في أنه في مجرى النهر أو الجدول العادي، تُحمل جزيئات الصخور بفعل احتكاك الماء بها (وهو ما يُعرف بالتدفق الجرّي ). يجب أن يتحرك الماء بسرعة معينة لكي يُعلق الجزيء فيه ويدفعه. وكلما زاد حجم الجزيء أو كثافته بالنسبة للسائل الذي يتحرك فيه، زادت سرعة الماء المطلوبة لتعليقه ونقله.

يحدث التدفق القائم على الكثافة عندما يؤدي تسييل الرواسب أثناء النقل إلى تغيير في كثافة السائل. ويتحقق ذلك عادةً بواسطة سوائل شديدة الاضطراب تحمل حمولة معلقة من جزيئات دقيقة تشكل معلقًا . في هذه الحالة، يمكن نقل شظايا الصخور الأكبر حجمًا بسرعات مائية منخفضة جدًا بحيث لا تسمح بذلك في الظروف العادية، وذلك بسبب انخفاض تباين الكثافة (أي أن كثافة الماء مع الرواسب أعلى من كثافة الماء، وبالتالي فهي أقرب إلى كثافة الصخور).

تحدث هذه الحالة في العديد من البيئات إلى جانب أعماق المحيطات، حيث تتواجد الرواسب العكرية بكثرة. وتُحدث التدفقات الطينية على سفوح البراكين، والانهيارات الطينية ، والتدفقات البركانية الفتاتية ، حالات تدفق تعتمد على الكثافة، وخاصة في الحالة الأخيرة، حيث يمكن أن تُشكل تسلسلات تُشبه إلى حد كبير الرواسب العكرية.

يمكن أن تتواجد الرواسب العكرية في التتابعات الكربوناتية وكذلك التتابعات السيليسية الفتاتية .

تتميز الرواسب العكرية الكلاسيكية منخفضة الكثافة بتدرج الطبقات ، وعلامات تموج التيار ، وتراكب تموجات متصاعدة، وتناوب التتابعات مع الرواسب البحرية ، وتغيرات واضحة في الحياة الحيوانية بين الرواسب العكرية والرواسب البحرية الأصلية، وعلامات القاع ، وتتابعات رسوبية سميكة، وطبقات منتظمة ، وغياب خصائص المياه الضحلة. [ 3 ] أما الرواسب العكرية عالية الكثافة فتتميز بتدرج رأسي مختلف في التراكيب الرسوبية . [ 2 ]

قد تؤدي التراكمات الهائلة للرواسب العكرية وغيرها من رواسب المياه العميقة إلى تكوين مراوح بحرية . تُقسّم النماذج الرسوبية لهذه الأنظمة المروحية عادةً إلى متواليات علوية ووسطى وسفلية، لكل منها أشكال هندسية مميزة للأجسام الرملية، وتوزيعات رسوبية ، وخصائص صخرية. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

توجد رواسب التوربيديت عادةً في أحواض مقدمة الجبال .

نماذج مراوح الغواصات

تعتمد نماذج المراوح البحرية غالبًا على مفاهيم المصدر إلى المصب، التي تربط مناطق مصادر الرواسب وأنظمة نقلها ببيئات الترسيب النهائية لرواسب التوربيديت. وتهدف هذه النماذج إلى توفير فهم أعمق للعلاقات بين العمليات الجيولوجية المختلفة وأنظمة مراوح التوربيديت. يمكن أن تكون العمليات الجيولوجية المؤثرة على أنظمة التوربيديت ذات منشأ خارجي أو ذاتي ، وقد صُممت نماذج المراوح البحرية لرصد تأثير هذه العمليات على وجود الخزانات وتوزيعها وشكلها وبنيتها. [ 7 ] [ 8 ] تشمل بعض العوامل الخارجية المؤثرة بشكل كبير تأثير تقلبات مستوى سطح البحر، والأحداث التكتونية الإقليمية، ونوع إمداد الرواسب، ومعدل إمدادها، وتركيزها. [ 7 ] أما العوامل الذاتية فتشمل تضاريس قاع البحر، والحواجز، وانحدارات المنحدرات. [ 9 ] يوجد حوالي 26 نموذجًا للمراوح البحرية. [ 10 ] تشمل بعض نماذج المراوح الرسوبية الشائعة نموذج المروحة الرسوبية الكلاسيكية أحادية المصدر، ونماذج تصور المراوح ذات الفصوص المتصلة، ونموذج المروحة ذات الفصوص المنفصلة، ​​ونماذج المراوح الرسوبية تحت سطح البحر المتعلقة باستجابة أنظمة التوربيديت لأحجام الحبيبات المتغيرة وأنظمة التغذية المختلفة. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 7 ] يُسهم دمج مجموعات بيانات باطن الأرض، مثل بيانات الانعكاس الزلزالي ثلاثية/رباعية الأبعاد، وسجلات الآبار، وبيانات اللب، بالإضافة إلى دراسات قياس أعماق قاع البحر الحديثة، والنمذجة الطبقية الأمامية العددية، وتجارب خزانات القنوات، في تحسين وتطوير نماذج المراوح الرسوبية تحت سطح البحر بشكل أكثر واقعية عبر مختلف الأحواض. [ 14 ] [ 15 ]

أهمية

تُوفّر الرواسب العكرية آليةً لتحديد البيئة التكتونية والترسيبية للتتابعات الرسوبية القديمة، إذ إنها عادةً ما تُمثّل صخورًا عميقةً تشكّلت قبالة هامش تقاربي ، وتتطلّب عمومًا وجود جرف قاري مائل على الأقل، وشكلًا من أشكال النشاط التكتوني لتحفيز الانهيارات الناتجة عن الكثافة. وقد تنشأ تيارات الكثافة في مناطق ذات إمداد رسوبي عالٍ بفعل الانهيار الجاذبي وحده. ويمكن أن تُمثّل الرواسب العكرية سجلًا عالي الدقة للنشاط الزلزالي، ولأحداث العواصف/الفيضانات الأرضية، وذلك اعتمادًا على ترابط أنظمة الأخاديد/القنوات بمصادر الرواسب الأرضية. [ 16 ]

تُعدّ الرواسب العكرية من البحيرات والفيوردات ذات أهمية أيضاً، إذ يمكنها توفير دليل زمني على تواتر الانهيارات الأرضية والزلازل التي يُفترض أنها شكّلتها، وذلك من خلال التأريخ باستخدام الكربون المشع أو الطبقات الرسوبية فوق وتحت الرواسب العكرية. [ 17 ] [ 18 ]

الأهمية الاقتصادية

تُعدّ متواليات التوربيديت بيئةً مثاليةً لرواسب الذهب العروقية ، ومن أبرز الأمثلة على ذلك مدينتا بينديجو وبالارات في ولاية فيكتوريا بأستراليا ، حيث تم استخراج أكثر من 2600 طن من الذهب من رواسب الشعاب المرجانية السرجية الموجودة في متواليات طينية ضمن تتابع سميك من التوربيديت الكامبري-الأوردوفيشي. كما تُعرف رواسب الذهب البروتيروزويكية في رواسب أحواض التوربيديت.

قد تتحول التراكمات المتحجرة لرواسب التوربيديت، بمرور الوقت، إلى خزانات هيدروكربونية ، وتبذل صناعة البترول جهودًا مضنية للتنبؤ بموقع هذه الرواسب وشكلها العام وخصائصها الداخلية من أجل تطوير الحقول بكفاءة وكذلك استكشاف احتياطيات جديدة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. بوما، أرنولد هـ. (1962) علم الرسوبيات لبعض رواسب الفليش: منهج تصويري لتفسير السحنات، إلسيفير، أمستردام، 168 صفحة
  2. 1 2 Lowe, DR (1982), تدفقات الجاذبية للرواسب: II. نماذج الترسيب مع إشارة خاصة إلى رواسب تيارات العكارة عالية الكثافة، مجلة علم الرسوبيات، جمعية علماء الحفريات الاقتصادية وعلماء المعادن، المجلد 52، ص 279-297.
  3. فيربيردج، رودس دبليو (محرر) (1966) موسوعة علم المحيطات، سلسلة موسوعة علوم الأرض 1، شركة فان نوستراند رينهولد، نيويورك، ص 945-946.
  4. موتي، إي. وريتشي لوتشي، إف. (1975) سحنات التوربيديت وتجمعاتها. في: أمثلة على سحنات التوربيديت وتجمعاتها من تكوينات مختارة في جبال الأبينيني الشمالية. المؤتمر الدولي التاسع لعلم الرسوبيات، الرحلة الميدانية أ-11، ص 21-36.
  5. نورمارك، دبليو آر (1978) "الأودية والقنوات والفصوص الرسوبية على المراوح البحرية الحديثة : خصائص التعرف على بيئات التوربيديت الرملية"، نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول، 62 (6)، ص 912-931.
  6. ووكر، آر جي (1978) "سحنات الحجر الرملي في المياه العميقة والمراوح البحرية القديمة: نموذج لاستكشاف المصائد الطبقية"، نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول، 62 (6)، ص. 932-966.
  7. 1 2 3 ريدينغ، إتش جي، ريتشاردز، إم، (1994). أنظمة التوربيديت في هوامش أحواض المياه العميقة مصنفة حسب حجم الحبيبات ونظام التغذية. نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول 78، ص 794.
  8. ستو، داف، مايال، م.، (2000). أنظمة الرواسب في المياه العميقة: نماذج جديدة للقرن الحادي والعشرين. الجيولوجيا البحرية والبترولية 17 (2)، ص 125-135.
  9. أ. بريلات، ج. أ. كوفولت، د. م. هودجسون، أ. فيلداني، س. س. فلينت، (2010) الضوابط الجوهرية على نطاق الأحجام والأشكال والأبعاد للفصوص تحت سطح البحر، الجيولوجيا الرسوبية، المجلد 232، العددان 1-2، ص. 66-76.
  10. جي. شانموغام، المراوح البحرية: نظرة نقدية استرجاعية (1950-2015)، (2016) مجلة علم الجغرافيا القديمة، المجلد 5، العدد 2، ص 110-184. وصف أنظمة مصدر التوربيديت إلى الحوض.
  11. ووكر، آر جي، 1978. سحنة الحجر الرملي في المياه العميقة والمراوح البحرية القديمة، نماذج لاستكشاف المصائد الطبقية. نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول 62، ص 932-966.
  12. موتي، إي.، ريتشي لوتشي، إف.، 1972. التوربيدات في جبال الأبينيني الشمالية، مقدمة لتحليل السحنات (الترجمة الإنجليزية بواسطة تي إتش نيلسن، 1978) المجلة الدولية للجيولوجيا 20، ص. 125-166.
  13. موتي، إي.، ريتشي لوتشي، إف.، 1975. سحنات وتجمعات سحنات التوربيديت، في: أمثلة على سحنات وتجمعات التوربيديت من تكوينات مختارة في جبال الأبينيني الشمالية. في: المؤتمر الدولي التاسع لعلم الرسوبيات، الرحلة الميدانية أ-11، ص 21-36.
  14. غريفيث، سي إم، دايت، سي، باراشيفويو، إي، ليو، ك. (2001). محاكاة الرواسب في استكشاف الهيدروكربونات. في: ميريام، دي إف، ديفيس، جي سي (محرران) النمذجة والمحاكاة الجيولوجية. تطبيقات الحاسوب في علوم الأرض. سبرينغر، بوسطن، ماساتشوستس. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1359-9_5
  15. Zhang, L., Pan, M., and Li, Z., 2020, 3D modeling of deepwater turbidite lopes: a review of the research status and progress, Petroleum Science, p. 17, doi:10.1007/s12182-019-00415-y.
  16. غولدفينغر وآخرون، 2012
  17. ^ مورنوت وآخرون، 2007، ستراسر وآخرون، 2002
  18. إنكين وآخرون، 2013
  • بوما، أرنولد هـ. (1962) علم الرسوبيات لبعض رواسب الفليش: نهج بياني لتفسير السحنات ، إلسيفير، أمستردام، 168 صفحة.
  • راندولف ج. إنكين، أودري داليمور، جوديث بيكر، جون ر. ساوثون، تارا إيفانوشكود؛ 2013. نموذج جديد عالي الدقة لتحديد عمر الهولوسين والبليستوسين المتأخر باستخدام التأريخ الإشعاعي بالكربون المشع، مستمد من العينة اللبية MD02-2494 وغيرها، من خليج إيفينغهام، كولومبيا البريطانية، كندا؛ مع تطبيق على التسلسل الزمني للأحداث الزلزالية القديمة في منطقة اندساس كاسكاديا ؛ هيئة المسح الجيولوجي الكندية الباسيفيكية، سيدني، كولومبيا البريطانية V8L 4B2، كندا. رابط المقال
  • فيربيردج، رودس دبليو (محرر) (1966) موسوعة علم المحيطات ، سلسلة موسوعة علوم الأرض 1، شركة فان نوستراند رينهولد، نيويورك، ص  945-946.
  • غولدفينغر، سي.، نيلسون، سي. إتش.، موري، أ.، جونسون، جيه. إي.، غوتيريز-باستور، جيه.، إريكسون، إيه. تي.، كارابانوف، إي.، باتون، جيه.، غراسيا، إي.، إنكين، آر.، داليمور، أ.، دانهيل، جي.، وفالييه، تي.، 2012، تاريخ أحداث التوربيديت: الأساليب والآثار المترتبة على الزلازل القديمة في العصر الهولوسيني لمنطقة اندساس كاسكاديا، ورقة بحثية مهنية رقم 1661-F صادرة عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، ريستون، فرجينيا، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، ص  184، 64 شكلاً. 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, الزلازل العملاقة في جنوب وسط تشيلي التي كشفت عنها أحداث الانهيارات الأرضية في العصر الهولوسيني في بحيرة بويويه: الجيولوجيا الرسوبية ، المجلد 195، ص  239-256.
  • موتي، إي. وريتشي لوتشي، إف. (1975) سحنات وتجمعات سحنات التوربيديت. في: أمثلة على سحنات وتجمعات التوربيديت من تكوينات مختارة في جبال الأبينيني الشمالية. المؤتمر الدولي التاسع لعلم الرسوبيات، الرحلة الميدانية أ-11، ص  21-36.
  • نورمارك، دبليو آر (1978) "الأودية والقنوات والفصوص الرسوبية على المراوح البحرية الحديثة  : خصائص التعرف على بيئات التوربيديت الرملية"، نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول ، 62 (6)، ص  912-931.
  • أوديجارد، ستيفان (2000) رسوبيات تكوين جريس دانوت ، الأطروحة: جامعة كلاوستال التقنية، ألمانيا. تم الاسترجاع 27 يناير 2006
  • Strasser, M., Anselmetti, FS, Fäh, D., Giardini, D., and Schnellmann, M., 2006, Magnitudes and source areas of large prehistoric northern Alpine zels revealed by slope failures in lakes: Geology, v. 34, p.  1005–1008.
  • ووكر، آر جي (1978) "سحنات الحجر الرملي في المياه العميقة والمراوح البحرية القديمة: نموذج لاستكشاف المصائد الطبقية"، نشرة الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول ، 62 (6)، ص  932-966.

للمزيد من القراءة

  • أرنولد هـ. بوما، تشارلز ج. ستون، محرران (2000). أنظمة التوربيديت ذات الحبيبات الدقيقة . الجمعية الأمريكية لجيولوجيي البترول. ISBN 978-0-89181-353-8.
  • SA Lomas، P. Joseph، محرران (2004). أنظمة التوربيديت المحصورة . الجمعية الجيولوجية في لندن. ISBN 978-1-86239-149-9.
  • Lowe, DR (1982), تدفقات الجاذبية الرسوبية: II. نماذج الترسيب مع إشارة خاصة إلى رواسب تيارات العكارة عالية الكثافة، مجلة علم الرسوبيات، جمعية علماء الحفريات الاقتصادية وعلماء المعادن، المجلد 52، ص  279-297.