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Sedimentology发表我院吴南研究员最新研究成果,揭示海底滑坡与峡谷沉积体系间的相互作用关系

时间:2022-04-06浏览:14

近日,国际沉积学家协会(IAS)期刊Sedimentology《沉积学》以“The role of mass‐transport complexes in the initiation and evolution of submarine canyons”为题发表了我院吴南研究员与合作者的研究成果。

海底滑坡广泛分布在陆架—陆坡—深海体系中,其搬运过程对海底地层侵蚀能力非常强,因此海底滑坡不仅可以改变陆架形态,还可以携带大量沉积物从陆架地区搬运并沉积至深海盆地。因此,海底滑坡在海洋沉积源汇系统中扮演着重要角色,是深海沉积系统中重要的沉积物之一。然而,以往针对海底滑坡与其他沉积体系相互作用的研究多局限于单一讨论海底滑坡与深海浊流水道、海底滑坡与深海峡谷体系、或海底滑坡与底流之间相互作用关系,缺乏对海底滑坡与浊流—底流—深海峡谷系统之间相互作用机理的整合研究。针对以上问题,该研究在澳大利亚板块东南缘深海Otway Basin中(如图1所示)探讨现代海底滑坡与深海底流、浊流、和峡谷沉积体系之间相互作用机制。

 

1.研究区地理位置图。

 

研究区陆架—陆坡地区发育众多大型海底滑坡,海底滑坡在失稳过程中伴生不同规模、且呈阶梯状分布的头部张裂断层(如图2白色虚线所示)。这些广泛分布的断层体系对底流活动、及海底峡谷的生成及演化起着重要的控制作用。首先,陆架边缘地区发育的底流会对陆架边缘沉积物产生侵蚀作用,并伴生小规模滑塌,为浊流的产生提供物源(图3a-b)。随着陆架边缘地区滑塌过程的进行,浊流逐渐汇聚并形成峡谷头部(图3b-c)。其次,发育在陆坡地区的滑坡内部断层体系则对发育在陆架边缘地区的浊流—峡谷体系起到汇聚作用,使峡谷体系不断加宽、加深,形成成熟的峡谷沉积体系(图3d)。最后,滑坡沉积内部分布的断层体系可以改变并控制峡谷的流动方向,并使不同峡谷之间起到汇聚作用(如图2及图3d所示)。


2.海底滑坡内部发育的断层体系对现代海底峡谷具有明显汇聚作用。

 

前人研究表明,发育在大陆架附近的底流可以携带人类产生的垃圾污染物进入浅海地区,而浊流与底流的交互作用可将海洋垃圾搬运至大陆边缘地区的峡谷沉积体系中。本研究认为,由于发育在陆架—陆坡处的海底滑坡沉积控制着峡谷的生成及演化,同时可推进峡谷体系向深海平原延伸发育;因此,海底滑坡的存在可以控制峡谷体系向深海地区不断运输海洋垃圾污染物,从而破坏脆弱的海底生态环境。基于以上结论,研究建议未来需重点加强针对海底滑坡与峡谷体系相互作用过程的现代监测研究,以期保护脆弱的深海生态系统。

 

3.海底滑坡与海底峡谷体系间相互作用示意图。

 

论文第一及通讯作者为我院吴南研究员,合作者包括我院钟广法教授,印度尼西亚佩塔米纳大学Harya Nugraha研究员,及壳牌石油公司(伦敦)Mike Steventon研究员。该研究得到上海市青年科技英才“扬帆计划”项目计划资助(No.22YF1450100)。

 

全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/sed.12987


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