WikiDer > Форма кровати

Bedform
Текущая рябь сохранилась в песчанике Формация Моенкопи, Национальный парк Кэпитол-Риф, Юта, Соединенные Штаты.

А форма кровати представляет собой особенность, которая развивается на границе раздела текучей среды и подвижного слоя в результате перемещения материала слоя потоком текучей среды. Примеры включают рябь и дюны на кровати река. Формы пластов часто сохраняются в летописи пород в результате их присутствия в осадочный параметр. Формы пластов часто характерны для параметров потока,[1] и может использоваться для определения глубины и скорости потока, и, следовательно, Число Фруда.

Формы кровати инициирования

Опалубки вездесущи во многих средах (например, речных, эоловых, ледниково-флювиальных, дельтовых и глубоководных), хотя до сих пор ведутся споры о том, как они развиваются. Есть два отдельных, но не исключающих друг друга,[2] модели зарождения гряд: зарождение дефекта и мгновенное зарождение.

Возникновение дефекта

Теория дефектов предполагает, что турбулентные выбросы, возникающие в турбулентных потоках [3][4] уносить осадок[5] что при осаждении порождает дефекты в несвязном материале. Эти отложения затем распространяются вниз по потоку посредством процесса разделения потока, тем самым образуя поля пластов. Считается, что происхождение дефектов связано с пакетами шпилечных вихревых структур.[6] Эти когерентные турбулентные структуры образуют коридоры уноса на подвижном слое, образуя линии зерен, которые взаимодействуют с полосками, идущими с низкой скоростью, вызывая агломерацию зерен. При достижении критической высоты зерен происходит разделение потока по новой структуре. Осадок будет размываться близко от точки повторного прикрепления и откладываться ниже по потоку, создавая новый дефект. Таким образом, этот новый дефект вызовет образование другого дефекта, и процесс будет продолжаться, распространяясь вниз по потоку, в то время как скопления зерен быстро превращаются в небольшие пласты.

Мгновенное инициирование

В целом теория распространения дефектов играет большую роль при малых перенос наносов скорости, поскольку при высоких скоростях дефекты могут быть смыты, и формы слоя обычно возникают по всему слою самопроизвольно.[7][8] Venditti et al. (2005)[7]:1 сообщают, что мгновенное инициирование начинается с образования перекрестной штриховки, которая приводит к шевронным формам, которые мигрируют независимо от структуры рисунка. Эта шевронная структура реорганизуется, чтобы сформировать будущие гребни пластов. Venditti et al. (2006),[8]:1 основанный на более ранней модели Лю (1957), предположил, что мгновенное инициирование является проявлением межфазной гидродинамической неустойчивости Кельвина-Гельмгольца тип между высокоактивным псевдожидкостным слоем осадка и флюидом над ним. Кроме того, Venditti et al. (2005)[7]:2 подразумевают, что нет никакой связи между мгновенным инициированием и структурами когерентного турбулентного потока, поскольку пространственно-временные случайные события должны фиксироваться на месте, чтобы генерировать перекрестную штриховку. Более того, нет четкого объяснения влияния турбулентности на формирование пластов, поскольку они могут также возникать под ламинарные потоки . Важно отметить, что исследования ламинарных пластов использовали усредненные по времени условия потока для определения степени турбулентность, указывая Число Рейнольдса в ламинарном режиме. Однако мгновенный процесс, такой как всплеск и развертка, которые нечасты при низком числе Рейнольдса, но все же присутствуют, могут быть движущими механизмами для создания пластов. Образование пластов пластов в ламинарных потоках все еще является предметом дискуссий в научном сообществе, поскольку, если это правда, это предполагает, что должны быть другие процессы для развития дефектов, кроме предложенного Бестом (1992).[6]:1 Эта альтернативная модель развития гряд при низких перенос наносов Скорость должна объяснять образование дефектов и гряд в случаях, когда поток не является турбулентным.

Фазовые диаграммы пластовой формы

Диаграммы фаз или устойчивости определяются как графики, которые показывают режимы существования одного или нескольких стабильных состояний слоя. Стабильность слоя может быть определена, когда форма слоя находится в равновесии и не изменяется во времени для тех же условий потока. Эту неизменность во времени не следует путать со статической морфологией или замороженным равновесием; напротив, пласт перемещается и регулируется в динамическом равновесии с потоком и переносом наносов для этих конкретных условий. Эти фазовые диаграммы [1]:1[9] используются для двух основных целей: i) для прогнозирования состояний пласта при известных условиях потока и переноса наносов, и, ii) как инструмент для реконструкции палеосреды на основе известного состояния пласта или осадочной структуры. Несмотря на большую полезность таких диаграмм, их очень сложно построить, что делает их неполными или очень трудными для интерпретации. Эта сложность заключается в количестве переменных, необходимых для количественной оценки системы.

Размерная фазовая диаграмма для комбинированных потоков. Зависимости полей устойчивости фаз русла комбинированного потока на графике колебательной скорости от однонаправленной скорости.[2]:1

Слои против потока

Типичные однонаправленные пласты представляют собой определенную скорость потока с учетом типичных отложений (пески и илы) и глубины воды, а для интерпретации можно использовать приведенную ниже диаграмму. осадочные среды,[10] с увеличение скорость воды на графике.

Режим потокаФорма кроватиВозможность сохраненияСоветы по идентификации
Ниже
Нижняя плоская кроватьВысокоПлоские пластинки, почти полное отсутствие тока
Следы рябиВысокоМелкие волнистости в сантиметрах
Песчаные волныОт среднего до низкогоРедкие, длиннее волны, чем рябь
Дюны/ MegaripplesВысокоКрупная рябь метрового масштаба
Верхний
Кровать верхняяВысокоПлоские пластинки, +/- ровные зерна (разделительные линии)
AntidunesНизкийВода в фазе с формой пласта, низкий угол, тонкие пластинки
Бассейн и желобОчень низкийВ основном эрозионные особенности

Эта диаграмма предназначена для общего использования, потому что изменения размера зерен и глубины потока могут изменить имеющуюся форму пласта и пропустить ее в определенных сценариях. Двунаправленные среды (например, приливные отмели) создают аналогичные формы пластов, но переработка отложений и противоположные направления потока усложняют структуры.

Эту последовательность форм кровати также можно проиллюстрировать схематично:

Слои образовались в песках в каналах при однонаправленном течении. Числа в целом соответствуют возрастающему режиму потока, то есть увеличению скорости потока воды. Синими стрелками схематично показаны линии тока воды над дном. Течение всегда слева направо.

Типы кроватных форм

Нижняя плоскость кровати

«Нижнее плоское русло» относится к плоской конфигурации русла реки, которое образуется за счет низких дебитов перенос наносов.[11]

Верхняя плоская кровать

Линия пробора снизу слева направо вверх; Кайентская свита, Национальный парк Каньонлендс.

Элементы «верхнего плоского дна» плоские и характеризуются однонаправленным потоком с высокими скоростями перенос наносов Как оба нагрузка на кровать и подвешенный груз. Условия верхнего слоя ложа могут привести к разделению текущие линии, которые обычно представляют собой тонкие полосы на поверхности слоя из-за потока высокой энергии.[11]

Смотрите также

Megaripple из Юты

Рекомендации

  1. ^ а б Саутард, Дж. Б. (1991). «Экспериментальное определение устойчивости грядки». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 19: 423–455. Bibcode:1991AREPS..19..423S. Дои:10.1146 / annurev.ea.19.050191.002231.
  2. ^ а б Перилло, Маурисио М. (2013). Течение, перенос наносов и формы пластов при комбинированных потоках (Кандидат наук.). Университет Иллинойса в Урбане-Шампейн.
  3. ^ Willmarth, W. W .; Лу, С. С. (1972). «Структура напряжения Рейнольдса у стенки». Журнал гидромеханики. 55 (1): 65–92. Bibcode:1972JFM .... 55 ... 65 Вт. Дои:10.1017 / S002211207200165X.
  4. ^ Lu, S. S .; Уиллмарт, У. У. (1973). «Измерения структуры напряжения Рейнольдса в турбулентном пограничном слое». Журнал гидромеханики. 60 (3): 481–511. Bibcode:1973JFM .... 60..481L. Дои:10.1017 / S0022112073000315.
  5. ^ Грасс, А. Дж. (1983). «Влияние турбулентности пограничного слоя на механику переноса наносов». В Шумере, Б. М .; Мюллер, А. (ред.). Механика переноса наносов. А. А. Балкема. С. 3–18.
  6. ^ а б Бест, Дж. Л. (1992). «О захвате наносов и возникновении дефектов пласта: выводы из последних разработок в области исследования турбулентного пограничного слоя». Седиментология. 39 (5): 797–811. Bibcode:1992Седим..39..797Б. Дои:10.1111 / j.1365-3091.1992.tb02154.x.
  7. ^ а б c Venditti, J. G .; Церковь, М. А .; Беннет, С. Дж. (2005). «Зарождение грядки с плоского песчаного слоя». Журнал геофизических исследований. 110: F01009. Bibcode:2005JGRF..110.1009V. Дои:10.1029 / 2004jf000149.
  8. ^ а б Venditti, J. G .; Церковь, М. А .; Беннет, С. Дж. (2006). «О межфазной нестабильности как причине поперечных докритических пластов». Исследование водных ресурсов. 42: W07423. Bibcode:2006WRR .... 42,7423V. Дои:10.1029 / 2005wr004346.
  9. ^ Perillo, Mauricio M .; Бест, Джеймс Л .; Гарсия, Марсело Х. (2014). «Новая фазовая диаграмма для пластов с комбинированным потоком». Журнал осадочных исследований. 84: 301–313. Bibcode:2014JSedR..84..301P. Дои:10.2110 / jsr.2014.25.
  10. ^ Протеро, Д. Р., Шваб, Ф., 1996, Геология осадочных пород, стр. 45-49, ISBN 0-7167-2726-9
  11. ^ а б Клаус К.Э. Нойендорф; Джеймс П. Мель младший; Джулия А. Джексон, ред. (2005). Глоссарий геологии. Александрия: Американский геологический институт. п. 382. ISBN 0-922152-76-4.