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1、第九章 三角洲,一、三角洲及研究意义 二、三角洲研究进展 三、世界主要三角洲 四、三角洲的发育与沉积特征 五、三角洲发育控制因素 六、三角洲的类型与特征,一、三角洲及研究意义,定义：河流携带丰富的泥沙，在河口区入海，由于这里河面拓宽、流速降低和坡度变缓，会以河口为顶点，向海堆积起平缓的三角地和扇形地。 研究意义 资源（土地、油气等） 交通（港口码头）,长江三角洲地位,长江三角洲地处我国海岸带中枢，内含15个城市、13个地区，组成特大中心城市6个：上海、南京、苏州、无锡、杭州与宁波。,长江三角洲地位,丰富的水土资源和温润的气候为“黄金水道”提供了优越的自然条件，水源、能源、交通、人口、城市、产业
2、、财富富集，成为当今我国社会经济发展率先进入现代化最有希望的地区之一，作为“龙头”的长江三角洲。 全部面积99610km2，约占全国陆地面积1，人口7404.71万，约占全国人口的6，创造的工农业产值占全国生产总值（GDP）的19.5，贡献22%的中央财政收入（佘之祥，2004） 南京以下的长江沿岸正在掀起城市带、临江工业区、水利工程、水运工程、能源及越江通道等建设。,以三角洲西顶点的南京为枢纽，通过长江黄金水道内联华中与西南广大腹地；外以上海为中心，联合三角洲南北两端深水港，构建直通海外的临海工业与国际商贸枢纽港口群。,图2 上海宁波集装箱吞吐量比较 图3 上海宁波集装箱吞吐增长情况,三角洲
3、的研究进展,三角洲是在河流入海或入湖时，挟沙河流与受水盆地水体碰撞而形成的三角形堆积体。河口三角洲是人口和人类经济开发活动最密集的地区，也是生态环境较脆弱的地区。 公元前450年，古希腊希罗多德发现尼罗河口冲积平原同希腊字母的“”相似，于是delta一词在西方文献中就代表了河口的“三角洲”。 19世纪末 G. K. Gibert(1885，1890)对Bonneville湖更新世三角洲沉积物的经典描述 。 1921-1922年间，Johnston研究了加拿大的弗莱索河三角洲。随后，美国密西西比河三角洲逐渐成为研究的焦点。,近年来，与海面变化密切相关的全新世三角洲发育演变问题一直是一个国际研究热
4、点，在国际上，俄罗斯、北欧、法国、西班牙等欧洲国家，大洋州的澳大利亚，在亚洲还有中国，印度、泰国、越南、日本等国，以及北美洲的美国和加拿大都在河口三角洲发育演变方面做了大量工作，尤其是从沉积学和地层学的角度，研究已经非常深入，精度和深度都己经达到了相当高的科学水平，取得了一系列有意义的认识 。,三角洲的发育与沉积特征,三角洲的发育的环境和条件 河流泥沙 动力条件（波、潮、流等） 钱塘江 黑龙江,三角洲发育过程,Early river-mouth bar,Later river-mouth bar and distributary channels,河口沙坝与汊道河床是三角洲的基本要素,河口沙坝
5、与汊道河床形成,河流入海的河口区，水流展宽和潮流的顶托作用使流速骤减，河流底负载下沉而堆积成水下浅滩。 浅滩淤高、增大，露出水面，形成新月形河口砂坝，水流从砂坝顶端分成两股，形成两个分支河道(分流河道)，并向外侧扩展。分支河道向前发展，在河口处又会出现的次一级河口砂坝；这一过程的不断重复，就形成了一个喇叭形向海延伸的多叉道河网系统，三角洲的雏形随之形成。,决口扇与三角洲复合体,分支河道不断向海延伸，河床坡度减小，流速减缓，河床淤高。坡度减小至一定程度泄流不畅，洪水季节洪流冲决天然堤，呈散流倾泻于滨海平原或叉道间海湾，流速骤减，沉积物逐渐淤积而成决口扇滩，从而使三角洲在横向上逐渐扩大。 河水冲决
6、天然堤后，取道于较大坡度的新河床入海。旧河道淤塞，泥砂供应断绝，加之海浪的改造和侵蚀，使原来的三角洲废弃，而在其旁侧新河道入海处，新的三角洲开始发育成长。随着时间的推移，三角洲的废弃和发育相互转化，交替出现，结果各三角洲彼此连接和部分叠合，形成三角洲复合体。,Multi-stage development of deltas,Mississippi River Delta: seven subdeltas Huanghe River Delta: nine subdeltas Changjiang River Delta: six subdeltas 三角洲的增长和向海的推进可以有很高的速度，
7、例如长江每年平均增长速度为40m，黄河多年平均则为300400m，密西西比河三角洲小于50m100m。,三角洲的沉积特征,三角洲平原亚相 三角洲前缘亚相 前三角洲亚相,三角洲平原亚相,三角洲前缘亚相,前三角洲亚相,三角洲平原亚相(Delta Plain Facies),为三角洲沉积的陆上部分，其范围包括从河流入海分叉位置至海平面以上的广大河口区，是与河流有关的沉积体系在海滨区的延伸。 三角洲平原的沉积环境和沉积特征与河流相有较多的共同之处。其岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩(包括泥炭、褐煤等)。砂质沉积与泥炭、褐煤共生是该微相的重要特征。 砂质碎屑的分选性差，粒度概率曲线与河流相近似。层理构造复杂
8、，视环境不同而异，见雨痕、干裂、足迹等层面构造。生物化石少，且多为淡水动物化石和植物残体。岩体呈透镜状，横向变化大。分支河道和沼泽沉积构成该微相的主体，这是与一般河流的重要区别。,三角洲平原亚相(Delta Plain Facies),分支河道微相 Distributary-channel subfacies,分支河道又称为分流河床，其沉积特征与河流体系的河床沉积基本相同。它构成了三角洲平原微相沉积的骨架，以砂质沉积为主，粒度比邻近的微相稍粗，分选差。河床可发育边滩或心滩。垂向上具下粗上细的间断性正韵律。常发育板状、槽状交错层理，具有不对称波痕及冲刷一充填构造。化石少见，最底部可见植物碎片。横
9、剖面呈透镜状，沿河床呈长条状，故又称为河道砂坝。,天然堤(Natural levee)：发育在分支河道两侧，以细砂和粉砂沉积为主,远离河床沉积物变细，泥质增多，常见各种波状层理及流水波痕，可见铁质结核和碳酸盐结核，少见植物碎片。,决口扇微相(Splay)：洪水漫溢河床，冲破天然堤形成决口扇滩，可形成较大面积的席状砂层，但比河床沉积细，与河流相决口扇沉积类似。,沼泽微相( Marsh subfacies),位于三角洲平原分支河道间的低洼地区，其表面接近平均高潮线。沼泽中植物繁茂，排水不良，为一停滞的还原环境。其沉积为深色有机质粘土、泥炭、褐煤，夹有洪水成因的纹层状粉砂。富含保存完好的植物碎片，并
10、含有丰富的黄铁矿、蓝铁矿等自生矿物。当排水通畅时，粘土中的有机质不发育，并可见昆虫、藻类、介形虫、腹足类等化石。 沼泽沉积约占三角洲平原微相沉积的90。广泛而稳定分布的层状有机质沉积可作为三角洲平原地层对比的标志层，根据其分布范围，可圈定三角洲平原的大致轮廓。,淡水湖泊微相 Freshwater lake subfacies,淡水湖泊微相：三角洲平原微相的湖泊面积小，水体浅，通常为34m，沉积物主要为暗色有机粘土物质，并夹有泥砂透镜体。粘土沉积物显示极好的纹理。可见黄铁矿、蓝铁矿，但不成结核，多见原地生长的软体动物贝壳。虫孔发育。河流支流注入时，可形成小型的湖成三角洲沉积。,Delta pla
11、in,三角洲前缘亚相Delta front facies,三角洲前缘亚相位于三角洲平原外侧的向海方向，处于海平面以下，为河流和海水的剧烈交锋带，沉积作用活跃，是三角洲砂体的主体。,水下分支河道微相 Subfacies of the delta front,水下分支河道微相：水下分支河道为陆上分支河道的水下延伸部分，也称为水下分流河床。在向海延伸过程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流速减缓，堆积速度增大。沉积物以砂、粉砂为主，泥质极少。常发育交错层理、波状层理及冲刷一充填构造，并见有层内变形构造。垂直流向剖面上呈透镜状，侧向则变为细粒沉积物。,水下天然堤微相 Subaqueous natura
12、l levee,水下天然堤微相：水下天然堤是陆上天然堤的水下延伸部分，为水下分支河道两侧的砂脊，退潮时可部分地出露水面成为砂坪。沉积物为极细的砂和粉砂。粒度概率曲线为单段或两段型，基本上由单一的悬浮总体组成。常具有少量的粘上夹层。流水形成的波状层理为主，局部出现流水的、与波浪共同作用形成的复杂交错层理。有时可见植物碎片。,支流间湾微相 Inter-distributary bay,支流间湾微相：支流间湾为水下分支河道之间相对凹陷的海湾地区，与海相通。当三角洲向前推进时，在分支河道间形成一系列尖端指向陆地的楔形泥质沉积体，称为“泥楔”。故支流间湾以粘土沉积为主，含少量粉砂和细砂。 砂质沉积多是洪
13、水季节河床漫溢沉积的结果，常为粘土夹层或呈薄透镜状，具有水平层理和透镜状层理，可见浪成波痕及生物介壳和植物残体等，虫孔及生物搅动构造发育。,分支河口砂坝微相 Distributary-mouth bars,分支河口砂坝微相：分支河口砂坝也称为分流河口砂坝，位于水下分支河道的河口处，沉积速率最高。海水的冲刷和簸选作用，使泥质沉积物被带走，砂质沉积物被保存下来，故分支河口砂坝沉积物主要由分选好、质纯净的细砂和粉砂组成，具较发育的槽状交错层理，成层厚度为中、厚层，可见水流波痕和浪成摆动波痕。 河口砂坝随三角洲向海推进而覆盖于前三角洲粘土沉积之上，粘土中有机质产生的气体冲上来可形成气鼓构造，也称为气胀
14、构造。如果下面泥质层很厚，也可产生泥火山或底辟构造。生物化石稀少。三角洲废弃时，砂坝顶部可出现虫孔以及河流和海洋搬运来的生物碎片。,分支河口砂坝 River-mouth sand bar,远砂坝微相 Distal sand bar,远砂坝微相：远砂坝位于河口砂坝前方较远部位，又称为末端砂坝。沉积物比河口砂坝细，主要为粉砂，并有少量粘土和细砂，可发育有槽状交错层理、包卷层理、水流波痕和浪成波痕以及冲刷一充填构造等。由粉砂和粘土组成的结构纹层和由植物炭屑构成的颜色纹层在远砂坝微相中也较为特征，向河口方向结构纹层增加，颜色纹层减少；向海方向则相反。远砂坝化石不多，仅见零星的生物介壳，可见虫孔。在层序
15、上，位于河口砂坝之下，前三角洲粘土沉积之上，形成下细上粗的垂向层序，这是与河流沉积层序的重要区别。,三角洲前缘席状砂微相 Sheet sand,三角洲前缘席状砂微相：在海洋作用较强的河口区，河口砂坝砂受波浪和岸流的淘洗和簸选，并发生侧向迁移，使之呈席状或带状广泛分布于三角洲前缘，形成三角洲前缘席状砂体。席状砂的砂质纯、分选好，沉积构造与河口砂坝相同，广泛发育交错层理，生物化石稀少。砂体向岸方向加厚，向海方向减薄。三角洲前缘席状砂是破坏性三角洲的沉积微相类型，在高建设性三角洲相中不发育。,三角洲前缘沉积垂直特征,三角洲 前缘水道砂,三角洲 前缘席状砂,前三角洲,Delta front proce
16、sses,三角洲前缘过程,前三角洲亚相Prodelta facies,前三角洲亚相位于三角洲前缘的前方，是三角洲沉积最厚的地区。沉积物大部分是在波基面以下深度范围内形成的，主要由暗色粘土和粉砂质粘土组成，可含少量细砂，有时可见海绿石等自生矿物。常发育水平层理及块状层理，并常见有广盐性的生物化石，如介形虫、瓣鳃类等。随着向海洋方向过渡，正常海相化石增多，生物潜穴及生物扰动构造发育。前三角洲暗色泥岩富含有机质，可作为良好的生油层。,平面相组合及垂向层序,三角洲内部平面相组合： 陆海：三角洲平原三角洲前缘前三角洲。其处于同时期的同一沉积界面上。 “同期异相”：随着三角洲前积式向海推进，早期沉积界面就成了三角洲前积层的等时面。每两个等时面间所限制的前积层都包含了同一时期形成的三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲三个不同的亚相，故称为“同期异相”。,“同相异期”：而在一个大的三角洲沉积中，同一亚相（如前三角洲）乃是不同时期形成的该亚相的叠加，为“同相异期”。,垂向层序： 按相序定律：三角洲在平面上依次邻接而出现的相，在垂向上亦依次递变。 对进积型河控三角洲来说
