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1、三角洲沉积相 张金亮,电话：13869892901 Email: 个人网页：http:/irs. 概述 第二节 三角洲的分类 第三节 河控三角洲 第四节 浪控三角洲 第五节 潮控三角洲 第六节 其他类型的三角洲 第七节 三角洲的废弃与三角洲旋回 第八节 三角洲沉积的识别标志,三角洲沉积相,三角洲是携带沉积物的河流在一个稳定的水体中或紧靠水体处所形成的，部分露出水面的一种沉积体。是河流流入海、半封闭海、湖、澙湖等稳定水体的岸线凸出部分，河流供给沉积物作用大于盆地作用（波浪、潮汐、洋流等的破坏作用 ）。三角洲由特定的水系供给沉积物，使滨线不规则地向盆地中推进，从岸线到盆地，沉积物颗粒从粗到细。可
2、见，三角洲是在河流和受水盆地的共同作用下形成的沉积体。,1 概述,一、三角洲的概念,Johnston(1921，1922)最早对现代三角洲做了深入的研究，他详细描述了弗雷塞河（Fraser River）三角洲和密西西比河（Mississippi River）三角洲的特征。随着人们的进一步研究，密西西比河三角洲一直被人们看作三角洲的经典模式（Fisk，1955，1960；Coleman和Gagliano，1964；Coleman, Gagliano和Webb，1964）。随后，人们注意到各三角洲之间在构造和岩性方面有显著的差异（Andel 和Curray，1960），并对现代三角洲的形态和岩性进
3、行了大量的对比研究（Fisk等，1969；Wright和Coleman,1973, 1975；Galloway，1983）。,1 概述,吉尔伯特(Gilbert，1885；1890)最早研究了古代三角洲的沉积序列。他描述了美国邦维尔湖（Lake Bonneville）更新世湖相三角洲沉积体（按现代的分类概念应为扇三角洲）。三角洲呈现一种三褶构造（three-fold structure），它们在三角洲向前推进时形成不同层理类型的垂向层序。巴列尔（Barrell，1912；1914）后来根据吉尔伯特的这个描述研究了阿巴拉契亚盆地(Appalachian)上泥盆统卡茨基尔三角洲（Catskii F
4、ormation）的沉积相特点。在描述三角洲构造时，划分出顶积层（topset）、前积层（foreset）和底积层（bottomset），分别描述了各层的岩性、层理、化石等的特点，从此开始了关于古代海相三角洲沉积相的研究。,1 概述,虽然巴列尔当时曾指出并不是所有的三角洲沉积体都具有吉尔伯特型的三角洲结构，但吉尔伯特和巴列尔所建立起来的三角洲沉积模式一直影响着20世纪中初期人们对三角洲的认识。在识别古代三角洲时，大型前积层的存在与否被认为是作为识别古代三角洲的一个重要标志。,1 概述,我国对海洋三角洲的大量研究主要是从20世纪70年代开始的，由于近海陆架上油气田的勘探与开采，我国已相继开始对珠
5、江、长江、黄河等现代三角洲的沉积环境和沉积特点进行系统研究，而且取得了大量成果，还在不少地区发现了与三角洲有关的油气田 (吴崇筠、薛叔浩，1992)。,1 概述,贝茨（Bates，1953）首先研究了河口区的水动力学机制。他将含有大量沉积物负载的河水流入较平静的蓄水盆地时所呈现的状态比作水力学中的自由喷流（free jet），河口好比是一个喷嘴（jet）。根据注入水体和蓄水盆地水体密度差分为两种类型的自由喷流：轴状喷流和平面喷流。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,轴状喷流为等密度入流（Homopycnal current），注入水体流速降低非常迅速，以底负载搬运的沉积物首先堆积在河口，以悬
6、移方式搬运的细粒沉积物则沉积在河口附近的外围地区。在自然界，河水流入淡水湖中的情况属于这种喷流，常形成湖相和吉尔伯特型三角洲。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,平面喷流又可分为高密度入流和低密度入流。注入水体密度大于蓄水盆地密度时形成高密度入流，注入水体沿盆地底部呈面状流动，两种水体仅在底部进行混合，混合速度慢，速度降低也较慢，倾向于重力流和浊积扇，不利于三角洲的形成。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,注入水体密度小于蓄水盆地密度时形成低密度入流，注入水体因密度小而悬浮在蓄水体表层流动，二者仅在相互接触处呈面状混合，混合过程缓慢，注入水流降低也很缓慢，可以在大面积内保持较大的流速和密度
7、分层，可形成以河流为主的海岸三角洲（图7-1）。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,波浪作用对河口砂体的再搬运和三角洲岸线变化有极大影响。在受波浪作用的河口区，砂体的分布和形态主要取决于河流供应沉积物的能力与波浪对沉积物改造和再分配能力的相互消长关系（图7-2）。,图72 河流作用与海洋作用（波浪和岸流）相互消长条件下三角洲形态的变化 （据Scott，1969）,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,在强潮汐的河口区及下游河段，水流在每个潮汐周期中均形成双向流。双向的潮汐运动常将河流带来的沉积物改造成一系列平行流向（垂直岸线）的水下潮汐砂脊（图7-3）。在涨
8、潮流占优势的河口区，潮汐砂脊可伸展到河道中，强潮汐的河道多呈喇叭形。,图7-3 潮控三角洲和潮汐砂脊的分布模式（据Wright，1977）,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,除波浪和潮汐作用外，受水盆地的构造性质和盆地形态对三角洲的形成和发育也具有重要的影响。构造稳定的盆地，例如克拉通上的陆表海，三角洲体系变化缓慢，可形成浅水三角洲；而在构造下沉迅速的盆地中，则发育厚度巨大的三角洲体系。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,图7-4 受水盆地的形态（据Coleman和Wright，1975）,受水盆地的形状对三角洲的形态、沉积物的分散特点、变迁形式都有很大影响。柯尔曼（Coleman和Wri
9、ght，1975）结合地质构造特点将受水盆地区分为五种形态类型，每种类型都有不同的三角洲发育结构（图7-4）。,科尔曼和赖特（J. M. Coleman和L. D. Wright，1975）通过对现代世界上具有代表性的55个河流三角洲的资料研究，分析了影响三角洲形成作用的400个参数，最后总结出对三角洲砂体及形态格架具有最重要地质意义的12种影响因素。这些因素是：(1)气候，(2)流域盆地的地形；(3)流量变化；(4)沉积物的生产量；(5)河口的水动力学特征；(6)近滨地区波浪的功率；(7)潮汐作用，(8)风系；(9)近岸流；(10)陆架坡度；(11)受水盆地的大地构造；(12)受水盆地的形态
10、（表41）。,1 概述,二、三角洲形成的控制因素,表41 影响三角洲发育的主要因素,二、三角洲形成的控制因素,二、三角洲形成的控制因素,二、三角洲形成的控制因素,二、三角洲形成的控制因素,2 三角洲的分类,三角洲形成的影响因素很多。各个因素以不同作用强度相互组合可以出现多种多样的三角洲类型。如何对这些三角洲进行分类，不同学者先后提出了各种分类方案。最为流行和得到广泛应用的有费舍尔等（Fisher，1969）、盖洛韦（Galloway，1975）以及科尔曼和赖特（Coleman和Wright，1975）的分类。,费舍尔等（Fisher等，1969）研究了墨西哥湾沿岸盆地第三纪三角洲体系，指出在堆
11、积于湾岸盆地的陆源充填物中，三角洲体系主要有两种基本类型，即高建设性体系和高破坏性体系，这主要取决于三角洲体系中是以建设相（河流和河流影响相）为主还是以破坏相（海相）为主。,2 三角洲的分类,一、费舍尔的分类,高建设性三角洲体系规模大，由几个广泛进积的朵状至伸长状叶体所组成，分布面积共计达几千平方千米。它们由向内陆延伸10002000km的大河系所提供物源。高建设性三角洲体系常发育大的三角洲平原，一般以大量原地堆积的层状有机沉积（泥炭、褐煤或煤）为特征。前三角洲相主要为泥质沉积。,2 三角洲的分类,高破坏性三角洲体系发育在海洋作用（潮汐、波浪和海流）比河流作用（流量和沉积物输入量）强的地方。因
12、此，岸线的向海推进不像在高建设性三角洲体系中那么广阔。高破坏性三角洲体系由相对较小的至中等的河流所供给。,2 三角洲的分类,图7-7 湾岸盆地高破坏性浪控三角洲体系的沉积相和砂体图（据Fisher，1969）,研究现代三角洲中的作用格架和伴生的地貌形态以及沉积物的分布形式表明，有三种基本的作用决定三角洲的几何形状和骨架相的分布：（1）沉积物的注入，（2）波能通量和（3）潮能通量；这为识别三角洲类型的三端元分类提供了基础（盖洛韦，1975）。河控、浪控和潮控三角洲端元构成了一个三角形的三个角点，古今所有三角洲体系都能放入这个三角形内（图4-4）。,2 三角洲的分类,二、盖洛韦（Galloway,
13、1975）的分类,1密西西比河（Mississippi River）； 2波河（Po River）； 3多瑙河（Danube River）；4埃布罗河（Ebro River）； 5尼罗河（Nile River）； 6罗纳河（Rhne River）；7圣弗兰西斯科河（San Francisco River）；8塞内加尔河（Senegal River）； 9伯德金河（Burdekin River）；10尼日尔河（Niger River）； 11奥里诺科河（Orinoco River）； 12湄公河（Mekong River）；13科珀河（Cooper River）；14恒河布拉马普特拉河（Gang
14、es-Brahmaputra）；15巴布亚湾（Gulf of Papua）；16马哈卡姆河（Mahakam River）；17鸭绿江（Yalu River）；18科罗拉多河（Colorado River）,2 三角洲的分类,二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类,图4-4 三角洲分类的三角图（Galloway, 1975）,大多数三角洲都反映了建设性的河流作用和破坏性的波浪或潮汐作用的综合影响。三角洲三个端元类型中每一个都是以其独特的沉积相和砂体形态为特征的。河控三角洲的平面形态一般呈狭长形到不规则的朵状。浪控三角洲呈不规则的朵状到尖头状，反映出沿走向受到波浪作用的改造。潮控三角洲的外
15、形呈不规则状乃至港湾状。,2 三角洲的分类,二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类,2 三角洲的分类,二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类,表4-2 三角洲沉积体系类型（Galloway,1975）,柯尔曼和赖特（1975）分析了34个现代三角洲的统计资料，利用多种参数来描述流域盆地、河谷、三角洲平原和受水盆地的特征。柯尔曼和赖特提出，各种影响因素相互作用的背景，影响和控制了三角洲的形态、组成、结构及砂体分布特征，而单一因素只是对三角洲的某些部分起主导作用，并通过对这些影响因素的分析得出了六个独立的三角洲模式，每个模式都有一个确定的背景，都有其独特的砂体分布形态（图4-5）。
16、,2 三角洲的分类,三、柯尔曼和赖特（Coleman和Wright,1975）的分类,图4-5 根据多因素分析所得到的六种三角洲砂体形态分布类型（Coleman和Wright,1975）,2 三角洲的分类,三、柯尔曼和赖特（Coleman和Wright,1975）的分类,2 三角洲的分类,表6-3 六种三角洲类型特点（据Coleman和Wright,1975）,从上述各种分类中可以看出，每种分类都突出了三角洲沉积体形态与沉积作用之间的密切关系，费舍尔（Fisher等，1969）和盖洛韦（Galloway, 1997）比较强调单一的主导因素（河流、波浪和潮汐）与三角洲整体形态的关系，而柯尔曼（Coleman和Wright,1975）则更加强调多因素相互作用的背景对三角洲砂体的形态、分布、厚度变化的控制作用。突出砂体特点是十分重要的，它不仅对三角洲的分类具有重要意义，而且由于这些砂体是三角洲
