第十七章山麓—洪积相第一节山麓—洪积相沉积过程及沉积类型一、基本特征山麓-洪积相出现于大陆地区的山前带，常环绕山脉沿山麓大面积分布它是由大大小小 的冲积扇和充填其间的山麓坡积、坠积物组合而成，属大陆相组的一个组成部分在干热气候条件下，地壳升降运动较强烈地区，风化、剥蚀作用剧烈，其形成的产物被 山区的暂时性水流（雨水或洪水）或山区河流带走当水流流出山口，地形坡度急剧变缓， 水流向四方散开，流速骤减，碎屑物质大量沉积，形成锥状或扇状堆积体，称为洪积锥或洪 积扇它具有山区河流冲积成因的特点，故又称为冲积扇随着冲积扇的发展，其范围逐渐 扩大山前的冲积扇彼此逐渐联结起来，并掩埋和充填了山前的坡积和坠积物，形成了环绕 山脉的山麓-洪积相山麓-洪积相的形成和发展受自然地理、气候条件和地壳升降运动等因素的制约造山作 用越强、地形高差越大、气候越干旱，山麓-洪积相就越发育冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大锥形沉积体，锥体顶端指向山口，锥底向 着平原，其延伸长度可达数百米至百余公里在纵向剖面上，冲积扇呈下凹透镜状或呈楔形， 横剖面上呈上凸形，其表面坡度在近山口的扇根处可达 5°-10°，远离山口变缓，为 2° -6°。
其沉积物的厚度变化范围可从几米至 8000m 左右冲积扇可以单个出现，但大多数情 况下也可由多个冲积扇沿着山系的前缘在横向上彼此连结，形成冲积扇复合体系，其延伸可 达数百公里冲积扇沉积主要受汇水盆地大小、气候等多种因素的控制一般来说，汇水盆 地越大、气候越湿润，则冲积扇沉积面积越大母岩为泥岩岩类，则形成的冲积扇较大且沉 积表面较陡；地形坡度越陡，则形成的冲积扇越小当然，造山运动是形成巨厚的大型冲积 扇的重要条件山脉的形成导致了母岩区剥蚀作用的增强和河流能量的提高，碎屑物质的大 量搬运造成了大型冲积扇的形成尤其当地壳升降运动速度超过山区主河床下切速度时，更 有利于巨厚层冲积扇的形成根据气候条件不同，可将冲积扇划分为湿润型和干旱型两种类型（图 17-1，表 17-1） 润湿型冲积扇单个扇体大，表面积可是干旱型冲积扇的数百倍，最大面积可达16000 平方公 里，扇体中河流作用明显，发育河流产生的结构和构造湿润型冲积扇分布区年降雨量为 1500-2500 毫米，沉积速率可高达 5-7.5 米/年干旱型冲积扇呈面积较小的锥形体，扇体 面积小于 100 平方公里山根处沉积厚度大，向扇缘处沉积厚度减薄。
干旱型冲积扇地处降 雨量少的干热气候带，季节性暴风或高山积雪融化形成间歇性河流，这些河流携带大量沉积 物，主要以泥石流形式在山口处大量堆积图 17-1 干旱型和湿润型冲积扇平面分布特征（据 Galloway， 1983 ）二、沉积过程和沉积类型冲积扇上可能出现的搬运和沉积作用有两种类型：一种是起因于暂时性水流形成的牵引 流搬运沉积作用，其特点是在山口的扇根部分发育主河道，向扇端方向形成以放射状散开且 逐渐变浅的辫状分支河道，暂时性流水携带沉积物沿河道或漫溢出河道而堆积；另一种则起 因于泥流、泥石流等陆上重力流作用因此，冲积扇上的沉积物按成因可分为水携沉积物和 泥石流沉积物两种类型前者可进一步按沉积的位置和沉积物特征划分为河道沉积、漫流沉 积和筛状沉积（图 17-2）表 17-1 干旱型和湿润型冲积扇特征对比干旱型冲积扇湿润型冲积扇河流性质间歇性河流长年河流扇体半径一般1.5-8公里最大可达25公里50-140公里坡 度较陡，一般3-10°平缓，＜1-1.5 °河床分布格局变化频繁紊乱河流往往定向迁移、决口改道具 有突发性沉积物分布自扇顶向前缘沉积物逐渐变细自扇上部至前缘沉积物逐渐变 细，但在冲积扇中部和前缘的河 槽内分布砾质沉积。
垂直层序整个冲积扇层序自下而上逐渐变 粗，但单个沉积旋回主要为向上变 细的河流层序整个冲积扇及单个旋回均为向 上变细的层序此表根据 Schumm S.A.1977；Friedman.G.M.1978 Gole C.V1966 年资料整理）图 17-2 理想冲积扇类型及剖面形态（据D.R.斯皮林，1974） AB-纵剖面；CD-横剖面1、河道沉积河道沉积又称为河床充填沉积，也有人称为槽流沉积冲积扇常被暂时性（间歇性）河 流切割，当洪水再次到来时，所携带的沉积物在这些暂时性河床中沉积下来，就形成了冲积 扇上的河道沉积河床充填沉积主要由砾、砂沉积物组成，粒度粗，分选也差成层性不好，可见交错层 理，各单层的成层厚度一般为5〜60cm常具明显的切割一充填构造，并且常因这种构造的 影响使粗粒物质位于扇体的中部或下部，以致破坏了沉积物粒度从扇顶至扇缘逐渐变细的分 布状况2、漫流沉积携带沉积物的流水从冲积扇河床末端漫出，流速和水深的骤减，使携带的沉积物呈席状 或片状沉积下来，形成席状砂、砾岩堆积体，称漫流沉积有人也称之为漫洪沉积或片流沉 积漫流沉积物主要由碎屑组成，可含有少量粘土粉砂常呈块状，亦可出现交错层理或细 的纹层。
产状呈透镜状，一系列漫流沉积的透镜体组合，形成席状或片状沉积体，通常构成 冲积扇的主体3、筛状沉积当源区供给冲积扇主要为砾石而无或极少其他粒级的物质时，在冲积扇的表层便堆积了 舌状砾石层由于粒度粗，砂质之类细碎屑的充填物较少，故渗透性极好，在洪水尚未流到 扇缘之前，就沿着像滤水筛子一样的砾石层渗滤到扇体中去了因此不能形成地表水流，从 而阻止了粗粒物质的搬运扇体表层的砾石层就称为筛状沉积它虽较为少见，但它是冲积 扇上最富特色的沉积筛状沉积主要由次棱角状的粗大砾石组成，分选较好， 其间充填物较少，而且主要是 分选好的砂级碎屑，无明显的成层界线，常形成块状沉积层筛状沉积的形成要求独特的源区条件，即母岩区须是节理发育的石英岩之类的岩石4、泥石流沉积 当水流携带的砾石和泥砂沉积物达到足够量时，就形成了密度大、粘度高、呈可塑性状 态的流体，称为泥石流大量碎屑物质在泥石流中呈块状整体搬运，在扇体上堆积后，形成 泥石流沉积泥石流经常发育在扇体的上部其最大特点是砾、砂、泥混杂，分选极差，大者为可达 数吨的漂砾，小至粉砂、粘土，但总体是以后者占优势层理一般不发育粘度大的泥石流， 其粗粒碎屑分布均匀，呈块状层理构造，粘度不大者可具粒韵层理，扁平状砾石呈水平或叠 瓦状排列。
在形态上泥石流呈舌状或叶瓣状，具有陡、厚而清晰的边缘主要由砂、粉砂、泥质组成的泥石流称为泥流，粗粒级含量较少，一般不含 2mm 以上 的粗粒沉积物，但分选仍很差，表面可发育龟裂泥石流的形成与源区母岩性质关系密切在母岩为泥质岩且植被不发育、地形坡度较陡 的情况下，因暴雨而造成短期内水量骤增（洪水），以致侵蚀作用增强，大量泥砂被携带而 形成泥石流冲积扇可以由某种单一的沉积类型组成，如为漫流或泥石流的单一沉积但大多数冲积 扇是由上述几种沉积类型共同组合而成总体来说，以漫流和泥石流沉积为主，河床充填沉 积和筛状沉积在组合中占的比重较小第二节 冲积扇沉积模式按照现代冲积扇地貌特征和沉积特征，可将冲积扇相进一步划分为扇根、扇中和扇缘三 个亚相（图 17-2）根据冲积扇所处气候带不同，下面详细叙述一下湿润型和干旱型冲积扇 沉积特征一、干旱型冲积扇 干旱型冲积扇主要由泥石流、筛滤、片流、辫状河道沉积组成，这些沉积物所占扇的比 例是因地而异的泥石流成因的沉积物可占扇体的 5-14%泥石流沉积是干旱型冲积扇的重 要组成部分，特别是在近端扇处，沉积厚度大，向下游方向急剧减薄，其中的粗碎屑含量降 低，但粘土含量相对不变。
泥石流沉积以无层理、基质支撑、具棱角状碎屑为特征（图 17-3） 筛滤沉积场所占扇的比例是较小的，但在砾石丰富、粉砂与粘土很少的地方，扇体可主要有 筛滤沉积组成砂质的远端扇沉积具板状和槽状交错层理及波纹层（图 17-3）洪泛下切河 道的快速充填产生了向上变细的垂向层序远端扇处的片流沉积由平行纹层砂组成，并被次 级沙丘河道横切远端扇处沉积构造常被化学沉淀、矿物生长、植物根、掘穴等破坏图 17-3 干旱型冲积扇沉积物（据 Bluck， 1967 ）A-泥石流沉积物，B-漫流沉积物，C、D-河床沉积物二、湿润型冲积扇湿润型冲积扇自近到远端的沉积特征具有较明显的变化自扇近端至远端，河流能量降低、河道深度变浅、碎屑粒径变小、砂坝类型由席状砂坝经过渡带变化为远端的纵向砂坝、格架砾岩的体积迅速减小而交错层状含砾砂岩的体积则相应增加、交错层规模向远端减小，由板状层组过渡为槽状层组（图 17-4）湿润型冲积扇相中的三个亚相是逐渐过渡的近端扇亚相（图17-4）主要由若干单元的 厚层尬架砾岩组成，这些单元的基底是平的，在垂直于水流方向的剖面中具有上凸的顶面 沉积单元呈长条状，与水流方向平行，两侧为具交错层理的砂岩。
近端扇亚相主要受风暴泄 水量的控制砾石主要为巨砾粒级，碎屑呈迭瓦状并且磨园良好大多数细砾和巨砾相互接 触，其间被后期的较细粒沉积物充填中扇亚相（图 17-4）底部含砾不多，但冲刷面发育 在中扇亚相中可确定出两种类型的砂坝中扇上部或过渡带为粗砾的斜长方形砂坝；中扇下 部为纵向砂坝斜长方形砂坝与相邻河道间的地形高差大于近端扇席状砂坝与邻近河道的高 差最大的碎屑集中于斜长方形砂坝的上游一端，在坝的侧方或下游一侧具板状交错层理的 砂楔河道砂质砾石中具槽状交错层理中扇下部的纵向砂坝主要由较细的砾石组成并被由 洪泛形成的具砂丘的低水流河道分隔开纵向砂坝砾岩具有水平层理和板状前积层等远端 扇（图 17-4）中的砾石仅分散在具槽状、板状交错层理的一些薄层砂岩和透镜体砂岩中 远端扇中辫状河道发育砂坝类型包括纵向、舌形和横向形式最常见的沉积构造是板状交 错层理，其上覆坝顶平面层或波纹，河道砂丘沉积了槽状交错层理砂岩图 17-4 德克萨斯范霍恩湿润型冲积扇沉积相特征（据 Mc Gowen 等，1971 ）第三节 古代冲积扇鉴别标志及冲积扇与油气关系一、冲积扇鉴别标志1、岩性 冲积扇岩性变化较大，颜色偏红、这主要与母岩区类型有关。
大多数冲积扇以砾石沉积 为主，砾石间充填砂、粉砂和粘土级的碎屑近端扇以砾、砂岩为主，至远端扇砂、粉砂和 粘土含量增多在冲积扇沉积中，常见有碳酸盐、硫酸盐等矿物，如方解石、石膏等这些 岩类矿物和母岩区类型具有密切的关系故根据盐类矿物的差异，在一定条件下有可能推断 出母岩区母岩的性质2、结构 冲积扇沉积物以含大量砾石为特征沉积物粒度粗、成熟度低砾石磨园一般较差，较 大粒径的砾石与较小粒径的砂、泥相互混杂接触然而，不同过程形成的沉积物分选性和支 撑类型则不同Bull （I960）曾对美国迪亚布洛山脉冲积扇的不同类型沉积物的分选性作过 定量对比，其中泥石流沉积物的分选最差，在垂向和平面上粒度变化快泥石流沉积物常显 基质支撑结构，筛滤、片流、河床充填沉积主要为碎屑支撑结构3、粒度特征 冲积扇砂质沉积物的概率曲线一般为三段滚动组份含量1-30%，跳跃组份含量50-60%， 悬浮组份含量 10-30%从扇根向扇缘方向，滚动和跳跃组份含量降低，悬浮组份含量增高 冲积扇中不同类型沉积物具有不同特征的C-M图（图17-5）漫流沉积与河床充填沉积在 C-M图上为一弯曲图形，与帕塞加牵引流标准C-M图相比，缺少RS段，而只有P-Q-R段 图形，说明均匀悬浮沉积对冲积扇来说是不特征的。
图形PQ段代表冲积扇河床充填沉积； QR段大致与C=M线平行，C与M成比例增加，C与M值接近，说明分选好，这一段代表 浅的面状水流沉积，即漫流沉积泥流沉积是一个近于与C=M线平行的长条状图形，与帕 塞加的浊流沉积C-M图。