Sediment gravity flows and their products: opinions’ on evolution of ideas from Lowe (1982) to Talling et al. (2012)

Grawitacyjne spływy osadu są jednymi z najistotniejszych procesów depozycji. Przez lata sedymentolodzy wykształcili wiele teorii dotyczących spływów. W 1982 roku, Donald R. Lowe wydał pracę z klasyfikacją, która nadała nowy kierunek rozwoju spływów grawitacyjnych. Na podstawie reologii spływów i mechanizmu podtrzymującego ziarna ponad dnem wyznaczył rodzaje spływów. Rozbudował pojęcie prądów zawiesinowych, które podzielił według gęstości zawiesiny oraz frakcji niesionego materiału. Spływy upłynnione, oddzielił od spływów ciekłych ze względu na depozycję osadu. Kontynuacją poglądów Lowe’a jest klasyfikacja Mutti’ego i innych stanowiąca przejście z osadów deponowanych przez gęste, kohezyjne spływy rumoszu, przez osady płasko laminowane, do masywnych osadów zdeponowanych przez rozrzedzone spływy turbulentne. Odejściem od trendu ewolucyjnego Lowe’a charakteryzuje się klasyfikacja Kneller’a i Branney’a, którzy wyznaczyli w prądach zawiesinowych dwie strefy: górną turbulentną i dolną strefę upłynnioną. Klasyfikacja Shanmugham’a i Moiola’i również odeszła od kierunku wyznaczonego przez Lowe’a. Autorzy wyróżnili spływy rumoszu oraz prądy zawiesinowe, które nie deponują materiału z trakcji. Kolejnym odejściem od trendu ewolucji poglądów jest klasyfikacja Mulder’a i Alexander, którzy oryginalnie wyznaczyli skoncentrowane spływy gęstościowe i hiperskoncentrowane spływy gęstościowe. Talling i inni w swojej klasyfikacji powrócili do kierunku ewolucji wyznaczonego przez Lowe’a, ale też stworzyli nowe teorie. W klasyfikacji opartej na sposobie depozycji materiału wyznaczyli: turbidyty, które podzielili według właściwości prądu zawiesinowego i rodzaju zdeponowanego materiału oraz debryty podzielone według zawartości kohezyjnej matriks i wytrzymałości na naprężenia. Ewolucja poglądów dotyczących grawitacyjnych spływów osadu od 1982 roku przebiegła według kierunku nadanego przez Lowe’a z kilkoma nowościami dotyczącymi rodzajów spływów, ich formy oraz mechanizmów podtrzymujących.

Sediment gravity flows are one of the most important depositional processes. Sedimentologists through the years have created a lot of theories about flows. In 1982, Donald R. Lowe published a paper with classification that gave a new look on the sediment gravity flows development. He assigned types of flow based on flow rheology and particle support mechanism. He expanded turbidity currents and subdivided them according to density of turbidity current and fraction of flow’s material. Lowe separated fluidized flows from liquefied flows considering sediment deposition. Mutti et al.’s classification is a continuation of Lowe’s opinions and it is an evolution of cohesive debris flow deposits via planar lamination to the dilute flow massive deposits. Kneller and Branney’s classification is not a continuation of Lowe’s ideas. They assigned two different zones in turbidity currents: upper turbulent zone and lower liquefied zone. Shanmugham and Moiola’s classification is also not compatible with Lowe’s ideas. Authors assigned cohesive debris flows and turbidity currents in which sediment is not deposited by traction. Another departure of Lowe’s opinions is Mulder and Alexander’s classification. They originally created hyperconcentrated density flows and concentrated density flows. Talling at al. created classification according to Lowe’s opinions, but they also conceived their own ideas. In the classification based on mechanism of deposition they assigned turbidites that are subdivided according to properties of turbidity currents and types of deposits and debrites that are subdivided according to their matrix cohesive mud content and yield strength. Since 1982, ideas concerning sediment gravity flows has developed according to Lowe’s opinions with the addition of new ideas concerning types of flow, flow’s conditions and particle support mechanisms.