第1章绪论
1.1.1重力流与底流交互作用研究是当前深水沉积学理论研究的前缘和热点
如图1.1.1所示，深水大洋中发育顺坡而下的重力流（浊流）沉积作用和沿坡流动的底流（等深流）沉积作用（Shanmugam，2003，2008a，2012；Mulder et al.，2008；Rebesco et al.，2014；Gong et al.，2018；Fonnesu et al.，2020）。顺坡而下的沉积物重力流（浊流）作用过程具有悠久的研究历史，研究得相对比较深入，涌现了诸多出色的研究成果，并直接被运用到全球深水油气勘探实践中（Shanmugam，2000，2002；Mutti et al.，2003，2009；彭大钧等，2005；庞雄等，2007；李祥辉等，2009；Talling et al.，2013）。沿坡流动的底流（等深流）沉积作用具有与沉积物重力流相比毫不逊色的侵蚀.沉积响应，所形成的等深流沉积体系（contourite depositional systems）是与重力流沉积体系地位相当的一种沉积类型（高振中等，1996；Rebesco and Stow，2001；Stow，2002；何幼斌等，2004；Rebesco et al.，2008，2014；Hernández-Molina et al.，2009；王玉柱等，2010；吴嘉鹏等，2012；徐尚等，2012；Gong et al.，2018；Chen et al.，2020；Fonnesu et al.，2020）。等深流沉积体系在南大西洋陆缘（Duarte and Viana，2007；Preu et al.，2012，2013；Hernández-Molina et al.，2016a）、伊比利亚外海的加的斯湾（Gulf of Cadiz）（Hernández-Molina et al.，2003；Roque et al.，2012；Brackenridge et al.，2013；Stow et al.，2013）、北大西洋陆缘（Akhmetzhanov et al.，2007）、中国南海（Zhu et al.，2010；Gong et al.，2012；Palamenghi et al.，2015）、南极地区（Rebesco et al.，1996，2002，2007；McGinnis et al.，1997；Uenzelmann-Neben，2006）以及东非陆缘的鲁伍马盆地（Chen et al.，2020；Fonnesu et al.，2020）等地区均有报道。在这些地区，底流能够形成大规模的沉积现象（如等深流漂积体，contourite drifts）、侵蚀现象（如等深流水道）和沉积.侵蚀复合现象（如等深流阶地，contourite terraces）。
据统计：截至2014年，全球已发现报道的古代底流（等深流）研究实例有23处，而已发现报道的现代底流（等深流）研究实例达116处之多。经典的古代等深流沉积体系研究来自摩洛哥境内 Rifian Corridor地区的晚中新世等深流水道沉积体系，相关成果发表在国际著名地学刊物 Geology第 48期，题为 Late Miocene contourite channel system reveals intermittent overflow behavior（de Weger et al.，2020）。源自地中海溢出流（Mediterranean outflow water）的底流（等深流）越过塔扎海坎（Taza sill）时在Kirmta和 Sidi Chahed两个地区形成两套（northern channel和 southern channel）等深流水道沉积体系（Capella et al.，2017；de Weger et al.，2020）。
随着研究的深入，越来越多的学者意识到：顺坡而下的沉积物重力流（浊流）在向深水陆坡搬运输送的过程中往往被底流［包括等深流、深水潮汐底流、内波（internal wave）、内潮（internal tide）等］分选、淘洗和改造，重力流与底流在时空上可能同时存在、频繁互动，进而在深海大洋中形成第三种深水沉积作用—重力流（浊流）与底流（等深流）交互作用，单独进行重力流或底流的研究已经无法满足深水沉积学发展的需要（Hernández-Molina et al.，2006，2009；Mulder et al.，2008；Rebesco et al.，2008；高振中等，2010；吴嘉鹏等，2012；Brackenridge et al.，2013；Stow et al.，2013；Rebesco et al.，2014；Gong et al.，2018；Fonnesu et al.，2020）。自丹麦学者Erik Skovbjerg Rasmussen于1994年首次研究报道了重力流（浊流）与底流（等深流）交互作用以来，越来越多的学者认识到在深水陆缘重力流与底流同时存在、频繁互动、活跃地交互作用着（图1.1.2），这一沉积作用过程可以形成一系列特殊类型的沉积体系，如单向迁移的深水水道、交互作用成因的沉积物波、底流改造砂等（Rasmussen，1994；Faugeres et al.，2002；Gonthier et al.，2002；Stow and Faugeres，2008；Viana，2008；Rebesco et al.，2014；Gong et al.，2018；Fonnesu et al.，2020）。重力流（浊流）与底流（等深流）交互作用的现代案例如图1.1.3所示：在希腊的科林斯海湾，河流在洪水期所形成的河口羽状流（类似沉积物重力流）在入海口受到区域洋流（类似等深流）的影响而发生单向偏移，形成不对称的河口羽状流沉积。在河口羽状流（类似沉积物重力流）与区域洋流（类似等深流）相互作用下，科林斯海湾的河口羽状流沉积距离河口越远则沉积颗粒越细、沉积体面积越大，主要堆积在靠近区域洋流流向一侧，展现出明显的沉积不对称性（图1.1.3）。
研究认为重力流（浊流）与底流（等深流）存在如下三种“此消彼长”的相互/交互浊流（图1.1.2）（Fonnesu et al.，2020）：①重力流和底流单独作用、交替出现［图1.1.2（a）］（Viana et al.，1998；Michels et al.，2002；Brackenridge et al.，2013）；②底流对重力流沉积的再改造、再搬运［图1.1.2（b）］（Mutti，1992；Stow，2002；Mutti and Carminatti，2012；Gong et al.，2013）；③重力流和底流频繁互动、相互影响［图1.1.2（c）］（Palermo et al.，2014；Sansom，2018）。这三种交互作用方式是浊流与底流交互作用的“三个端元”，它们之间也存在相互转换的过渡类型（Fonnesu et al.，2020）。例如，Shanmugam等（1993a）基于岩心首次提出了底流与重力流同步相互作用的概念和沉积模式，后来被认为其是底流对先期重力流沉积物的分选、淘洗和改造作用的结果。
在第一种情况下［图1.1.2（a）中的“重力流和底流单独作用、交替出现”模式］，等深流和浊流在不同的地质历史时期单独发育、交替出现，形成浊流沉积和等深流沉积交互出现的局面。这种交互作用模式主要表现在由等深流形成的等深流漂积体和等深流壕堑为重力流的形成发育提供了池状可容空间。这一类交互作用的研究实例主要出现在美国外海的大西洋边缘、巴西陆缘（Moraes et al.，2007）和坦桑尼亚南部的白垩系（Sansom，2018）等。
在第二种情况下［图1.1.2（b）中的“底流对重力流沉积的再改造、再搬运”模式］，等深流对浊流带来的沉积进行再次淘洗、分选和改造，所形成的深水沉积体系（如水道.朵叶体系）往往在靠近等深流流向一侧侧向加长，且靠近底流流向一侧的沉积边界呈不规则的锯齿状。这种交互作用模式主要作用在前期的浊流沉积上，表现为等深流将浊流沉积物侧向搬运、加长，形成不对称的朵叶、水道等（如本章后续章节所讨论的单向迁移水道 .侧向朵叶沉积体系等）。这一类交互作用的研究实例主要出现在巴西外海的桑托斯和坎波斯盆地以及东非陆缘鲁伍马盆地和坦桑尼亚外海等地区（Mutti and Carminatti，2011；Mutti et al.，2014；Fonnesu et al.，2020）。
在第三种情况下［图1.1.2（c）］，重力流和底流同时、同地存在，两者频繁互动、相互影响（重力流沉积的同时也受到底流的影响），是*为典型的狭义重力流（浊流）与底流（等深流）交互作用。Sansom（2018）和 Fonnesu等（2020）利用“浊流和底流频繁互动、相互影响”这种交互作用模式对莫桑比克北部和坦桑尼亚南部沿海地区发育的深水单向迁移水道（unidirectionally migrating deepwater channels）的沉积构成和成因机制进行了解释。
近十年来，关于重力流与底流交互作用方面的研究逐渐增多，其是当今深水沉积学研究的前沿和热点，主要体现在：①国际地质科学联合会（International Union of Geological Sciences，IUGS），联合国教育、科学及文化组织（The United Nations Educational，Scientific and Cultural Organization，UNESCO）和欧洲地学联盟（European Geosciences Union，EGU）等国际组织围绕这一主题开展了多学科、多领域的综合研究［如综合大洋钻探计划（IODP）339航次的核心科学问题之一便是重力流与底流交互作用］；②多国科学家组织展开了多次专题会议和学术讨论（如每四年一届的等深流研究国际学术会议）；③出版了一系列“重力流与底流交互作用”方面的专著（如 Contourites: Developments in Sedimentology等）（Stow，2002；Hernández-Molina et al.，2006，2009；Mulder et al.，2006，2008；Rebesco and Camerlenghi，2008；Salles et al.，2010；Rooij et al.，2010）。
1.1.2重力流与底流交互作用研究是当前深水沉积学理论的薄弱环节
在国内，由于深水油气勘探的需求，与珠江和红河相伴生的珠江重力流和红河重力流沉积体系被广泛地研究，并涌现出一系列出色的研究成果［如中海石油（中国）有限公司湛江分公司在我国琼东南盆地中央峡谷内的重力流研究及其所伴随的重大油气勘探突破］（林畅松等，2001；彭大钧等，2005；庞雄等，2007；吴时国和秦蕴珊，2009；Zhu et al.，2010；Wang et al.，2011；Gong et al.，2011；解习农等，2012）。此外，源于北太平洋深层水（NPDW）的底流（等深流）在南海北部陆缘活跃地作用着，并形成一系列底流沉积体（如底流沉积物波、底流改造砂、等深流漂积体等）（Lüdmann et al.，2005；邵磊等，2007；王玉柱等，2010；Liu et al.，2008；Zhu et al.，2010；Gong et al.，2012，2013；李云等，2012；吴嘉鹏等，2012；徐尚等，2012；He et al.，2013）。但是，有关重力流与底流交互作用的研究却“凤毛麟角”（Gong et al.，2011，2013；李云等，2012；吴嘉鹏等，2012；徐尚等，2012）。
国际上，由于重力流与底流交互作用的复杂性和所形成沉积物沉积构成的“隐蔽性”，众多学者尝试利用多种尺度的研究方法来分析、甄别交互作用的沉积
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