李爽 , 李伟 , 詹文欢

1. 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室, 南海海洋研究所, 南海生态环境工程创新研究院, 广东 广州 510301;

2. 中国科学院大学, 北京 100049

浊流是一种含有高悬沙浓度的密度流或重力流(徐景平, 2014)。河口附近浊流的触发机制包括河口流量的骤降, 以及由低潮、地震或沉积物快速沉积造成的河口三角洲附近的冲刷和滑坡等(Clare et al, 2016); 深水环境中的浊流则主要由海底地震、海底滑坡、区域地质构造运动(断层、火山活动)以及台风、风暴潮等引起(Normark et al, 1991; Talling et al, 2007; Zhang et al, 2018)。当流体的速度超过波的传播速度时, 即弗劳德数 Fr ＞1 时, 会产生超临界流(Supercritical Flow); 而当弗劳德数Fr＜1 时, 流体为亚临界流。从超临界流到亚临界流的过渡过程中, 则会发生水力跳跃(Hydraulic Jump) (Covault et al, 2017; 许小勇 等, 2018)。周期阶坎就是在超临界浊流到亚临界浊流中形成的一系列向上游迁移的、长波状(波长/波高≫1)的台阶地貌。其波长范围从几十米至几千米不等, 在剖面上具有向上游迁移的特征, 周期阶坎之间以水跃为界(Symons et al, 2016)。周期阶坎主要分为两类: 净侵蚀周期阶坎(Net-erosional cyclic steps)和净沉积周期阶坎(Net-depositional cyclic steps)。前者主要表现为侵蚀成因的坑状地貌, 在等深线上表现为闭合曲线(Spinewine et al, 2009; Kostic, 2011; Maier et al, 2013); 而后者表现为沉积层状地形, 在等深线上表现为非闭合曲线(Fildani et al, 2006; Kostic et al, 2010; Cartigny et al, 2011)。

西澎湖峡谷位于南海东北陆缘, 台西南盆地的东北部(图1a)。南侧为马尼拉俯冲带, 构造活动多发, 河流泥沙供给量大, 而且台风影响的频率较高(Zhang et al, 2018), 因而造成了该区域浊流活动较为活跃, 为周期阶坎的发育提供了良好的环境。故在西澎湖峡谷内发育有大量净侵蚀的周期阶坎, 而净沉积的周期阶坎则广泛分布在峡谷出口处的开阔区域(图1b)。……