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内波形成和沉积作用 　　摘要：随着油气勘探向半深海、深海进发，地质工作对于半深海、深海沉积要求越来越高。20世纪50年代初兴起的浊流理论改变了对深水沉积的认识，并在一定程度上指导了深水油气的勘探。随着勘探手段的发展和地质认识的深入，不仅对浊流理论本身，特别是鲍马序列产生了新的认识，而且发现了大型深海沉积物波这种难以用现有的浊流理论、等深流理论解释的地质现象。内波理论的发展为解释这一地质现象提供了契机，也为深海砂体的预测提供了新的理论指导。 　　关键词：内波 内潮汐 大型沉积物波 指向构造 　　 　　1 内波及内潮汐概念 　　内波是一种水下波，发生于存在物理性质差异的分界面上，如海洋内部密度不均形成的分界面。由于海洋各处都存在着由于水温、盐度等造成的海水密度不均，故内波的发育象表面波一样广泛，只是发育在水下，不易为人所察觉。 　　2 内波研究历史及方法 　　2.1 内波研究历程 　　早在1893~1896年F.Nansen就发现了内波，并且提出观测船航速减慢是因为在船航行过程中，遇到海水密度差异界面并在界面上激发了一种上下振动的波动消耗了船的能量，这种波动就称为内波。20世纪60~70年代，C?加勒特和W?蒙克提出了大洋内波谱模型。Lonsdale等（1972）、Klein（1975）及Mullins（1982）先后发现并研究了深海的内潮汐沉积。经研究后认为内波只有在两种情况可以形成有效的跨陆架运移：一种是陆棚坡折处内潮汐作用强烈，另一种是潮下流向下海岸运动强烈。作者认为内波引起的非线性流和不对称流动只有在特殊情况下才能加强到可以形成沉积物波：①内波波幅与温跃层（密度差异界面）下部的水层深度相当；②温跃层上部和下部的水层厚度相近；③温跃层与海床相交。当内波作用加强并将温跃层下部的冷水和营养物质搬运到近滨，藻类将大量繁殖，甚至可能在远离海滩的地方形成有害藻华。 　　2.2 内波研究方法 　　内波发生在海洋内部，给研究工作带来难度，不能用测量表面波的方法进行观测。但是可以通过间接地测量方法来获得，对于古内波的研究方法，Robert Turnewitsch等采用内波作用遗迹化石―放射性元素234Th/238U的不均衡分布来探索古内波强度、波长等特征的描述。其原理是基于水流和地形相互作用。沉积物中234Th是238U衰减的产物，二者的数量存在一定关系。当内波作用于沉积物时，沉积物剥蚀将会使沉积物中的细粒物质发生再悬浮，使234Th发生溶解并搬运，造成沉积物中234Th/238U不均衡现象。再根据这种不均衡现象的分布和程度来推断内波的强度、波长等。Robert Turnewitsch等认为进一步认识这种水流―地形相互影响转化为沉积物地球化学特征的研究方法，对于未来在深海研究中发展新的古水流动力作用变化重建方法有很大的帮助。 　　3内波特征及其引起的水流特征 　　内波与表面波的不同主要起因于单位海水质点的回复力，表面波单位质量海水的回复力为g，而界面内波为(ρ1-ρ2)g/ρ2，（ρ1、ρ2分别为密度界面上下水体的密度）。故内波的波要素覆盖的尺度范围比表面波要宽：低频内波具有几十甚至几百公里的波长，传播速度可达每秒几米；短周期内波的波长为几百米到几公里，传播速度则有每秒达几十厘米的量阶；低频内波的振幅可达100m甚至以上；短周期内波的振幅也有10―20m。 　　4内波沉积的特征 　　4.1 沉积物波的特征 　　深海大型沉积物波的发现和研究，为内波理论提供了研究素材和证据。深海调查中发现了大量的沉积物波，特别是泥波广泛存在于海洋中。有学者将沉积物波的形成归因于浊流、等深流、滑塌等，但是这些解释都有不合理之处。如，有的沉积物波表现为向上迁移，这与浊流以重力为动力不符；有的沉积物波迁移方向与等深流方向垂直，故不能用等深流来解释。而用内波来解释沉积物波的形成则较为合理。 　　4.2 内波沉积体特征 　　在高振中和Eriksson（1991）研究美国弗吉尼亚州芬卡斯尔（Fincastle）地区中奥陶统上部贝斯组（Bays Formation）的沉积岩时成功应用了内波沉积，并首次提出“内波沉积”概念后，我国又有很多学者进行了内波沉积研究。这些工作主要可以归结为三个方面：①内波沉积体的新发现；②积物波的再认识；③综述和理论探讨。结合发现的古露头，对内波沉积体特征有了重要的认识。 　　4.3 内波沉积作用机理 　　现代海洋地质调查表明，内波根据其传播形态可以分为前进波和内驻波，前者发育在开放水环境中，后者发育在较封闭的水环境中。王青春等认为这种形成向传播方向相反一侧迁移的沉积构造是内波沉积所特有的指向沉积构造，并用波动理论对其成因进行了探讨。 　　4.3.1 波动理论对于水体中波动的传播及水质点运动特征的研究是从表