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[阿什卡咖啡馆] 胡说|飞机上的地质学:各类河流的演变与沉积

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发表于 2018-10-10 11:31:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
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品质源于技术 服务源于态度
这是阿什卡微信公众号的第567篇原创文章
首发于2018年10月7日

作者:胡光义

子云何在,应有玄经遗草。
江河流日夜,何时了?

辛弃疾如果是个地质学家,就会知道:没有“江河流日夜”,哪来“玄经遗草”,连人类都不会有。

对地球上的生态圈来讲,河流就是血管,是水循环的关键一环。

安静地当一个平凡的星球容易,但当一个星球,又想要拥有一条奔腾的河流,那就相当于你一创业就想当马云马化腾。这个想法太奢侈,以至于必须有人为你负重前行,才行。你要有液态水,要有源源不绝的能量把水蒸发到高处,要有风把水蒸气运走,要有高低不平的陆地…

如果谁认为这些条件很平常,那只能说明这个地球人含着金奶嘴享福而不自知,见识太浅,没能让目光冲出地球、射向星空。

目前,人类在别的星球上苦苦寻觅,还没找到真正的河流。土卫六上流淌的,不是水,是烃。

河流的来源,主要是降水,包括雨、融化的冰雪、地下水等等。而这一切的动力源,主要是距离恰恰好的太阳。

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△ 图片来自“桔灯勘探”

一张图看懂河流的起源、水流动力特征、河道形态演变及其沉积相的相应变化。

真的看懂了吗?未必。

河流,把自己流得仪态万方,把世界雕刻得美轮美奂,把万物滋养得生机勃勃。对河流的研究,可以说是博大精深、包罗万象了。

其实,任它千变万化,我们只要充分理解一个概念,在河流研究中,就会神挡杀神,佛挡杀佛,一窥究竟。这个概念就是:水动力。

水动力学,是研究水和其他液体的运动规律,及其与边界相互作用的学科。又叫液体动力学。

水从高处流到低处,一路上,它与接触过的物质互撩互动,产生各种物理化学反应,溶解、析出物质,裹挟、扔下物质,不亦乐乎。

作为地质学家,用“水动力”原理来认识沉积和沉积过程,一切沉积现象也就不再那么高深莫测了。

地球重力决定了“水往低处流”,千奇百怪的地形坡度,决定了水动力条件的千变万化。而水流的形态、流速,共同控制着沉积物最终的沉积外形、内部沉积结构和构造。

山坡上的片状水流,渐渐汇聚成不连续径流,把风化碎屑带到山根,形成众多小规模扇体。这些扇体,又很快被峡谷河流卷向下游。

从新疆到北京航行,一路随大江东去。但见山势渐缓,从大山坡上发育的冲沟,逐渐演变成短源季节性河流和沿着构造长轴方向发育的山间河流。

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层峰驾苍云,浊河流素壤。水是大自然最勤劳的搬运工,所经之处,能搬走的全搬走,搬不走的找机会搬走,“事无巨细、野无遗贤”,大山风化碎屑随波逐流,被搬运到山外地势低平的地方。在出山口,水流放缓,沉积物倾泻一地,堆成了“冲积扇”。

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山口堆积的沉积物多了,扇体就会向前自然延伸——冲积平原慢慢生长,地势越发平缓。

是的,水见不得“不平”。它总是把高处的东西搬往低处,抹平天下。元代民间有首诗写道:

不遣魔军杀不平,
不平人杀不平人。
不平人杀不平者,
杀尽不平方太平。

实际上,水就是这样做的。然而,水虽然填补了一些不平,却也割深了沟壑,钻空了石灰岩,造成了新的不平。

实际上,如果水有这个实力,抹平地球上的一切,那么,也就抹杀了地球上最宝贵的生态系统。

水流过早期冲积平原,很容易流成辫状河——流速高、没有固定河道。下图所拍到的河流,正好处于辫状水流和曲流河的过渡状态,辫状河孕育着曲流特征。

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所谓“曲流”或“辫状”,只是人类对河流形态的分类,并不能完全一一对应其沉积场合。即使是山间河流,也可以是“曲流河”。

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“曲”中有“辫”,相生相容,我们完全没有必要为了岩心上及其局部的沉积构造而去争“辫”与“曲”。一切应从大局着眼,从宏观特征去确定沉积相。

下图中的曲流河,某些河段突然变窄,在下游就形成了一个心滩坝,可以说是曲流河中蕴含着辫状因素。

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从航班上俯瞰大地,更容易大处着眼,从宏观上见证山间河流、辫状河流到曲流河形态演变,其中充满了“我中有你”、“我成了你”的诗意与哲理。

人类生于天地之间,本就是天地造化之物,更应该顺应自然、敬畏自然,用科学态度,适度开发利用自然资源。

作者:中海油研究总院开发研究院院长 胡光义
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