普通三角洲扇三角洲和辫状河三角洲的形成及沉积特征Word下载.docx

1、 in addition, braided delta the plain of debris flow is not developed, and the fan delta plain to see more debris flow, especially dry fan delta debris flow more development. 目 录 摘 要 IAbstract II1概述 12三角洲的形成背景 22.1普通三角洲的形成背景 22.2扇三角洲的形成背景 32.3辫状河三角洲的形成背景 43三角洲的形成过程 43.1普通三角洲的形成过程 43.2扇三角洲的形成过程 43.3辫

2、状河三角洲的形成过程 54三角洲亚环境的划分 54.1普通三角洲亚环境的划分 54.2扇三角洲亚环境的划分 54.3辫状河三角洲亚环境的划分 65三角洲沉积特征 75.1沉积相的构成 75.1.1普通三角洲沉积相的构成 75.1.2扇三角洲沉积相的构成 85.1.3辫状河三角洲沉积相的构成 95.2垂向层序 95.2.1普通三角洲的垂向层序 95.2.2扇三角洲的垂向层序 105.2.3辫状河三角洲的垂向层序 105.3不同三角洲沉积的主要差异 106结论 11参考文献 121概述广义的三角洲是指河流与海洋、湖泊的汇合处（在河口附近）所形成的锥形碎屑沉积体，通常所称的广义三角洲大多是指海洋三角

3、洲。广义三角洲的规模可自数平方公里到几千平方公里。其规模大小主要取决于河流的大小，如我国的长江三角洲面积约5180km。根据供源体的性质，广义三角洲可以分为普通三角洲、辫状河三角洲和扇三角洲。普通三角洲是指河流与海洋、湖泊的汇合处（在河口附近）所形成的锥形碎屑沉积体。普通三角洲的形成发育是河流和海水（或湖水）长期作用的结果，由于其控制能量的相对强度不同，形成了不同类型的河控、浪控和潮控三角洲，普通三角洲是一个包括多种沉积环境的沉积体系，所谓沉积体系指在成因上有联系的几种沉积环境的统一体。三角洲可以划分为三种沉积亚环境：三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲（图1）。图1 三角洲的沉积环境立体图1扇三

4、角洲是在山区等地形陡峻、地壳升降运动强烈的地区，风化剥蚀作用强烈，洪水等作用时常发生，形成的物源经洪水携带，顺坡流下，在坡度较缓的陆地及水中发生的沉积，其中碎屑物质大量沉积，形成扇状陆上及水下堆积体。扇三角洲沉积多以事件性洪流沉积为主体，具有复合型水动力机制，兼具牵引流、碎屑流和片流的沉积特征。发育扇三角洲的重要条件是海（湖）岸附近地形高差大，岸上斜坡陡窄，物源近，碎屑物质供应充足。其分布位置主要在湖盆边缘临近高差大、坡度陡的隆起区，并常与同沉积期大型断裂带相伴（图2）。图2 扇三角洲沉积相模式1辫状河三角洲（也称辫状三角洲）的概念最早由McPherson （1987）提出，其定义为由辫状河体

5、系流入到停滞水体中形成的富含砂和砾石的三角洲，其辫状分流平原由单条或多条底负载河流提供物质。在此之前，辫状河三角洲归属于扇三角洲范畴。McPherson等认为辫状河三角洲是介于粗碎屑的扇三角洲和细碎屑的正常三角洲之间的一种具独特属性的三角洲，从而将辫状河三角洲从扇三角洲中分离出来。辫状河三角洲是由辫状河体系前积到停滞水体中形成的富含砂和砾石的三角洲。辫状河三角洲同扇三角洲和正常三角洲一样，由辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和辫状河前三角洲三个亚相单元组成（图3）。2三角洲的形成背景2.1普通三角洲的形成背景普通三角洲是沿盆地长轴方向，在坡降缓、斜长的古地形等条件下，源远流长地巨大的定向曲流河

6、携带大量泥砂进入湖盆，在河湖作用过渡带形成三角洲沉积体。与浅水湖泊三角洲形成背景不同之处是在河流入湖的河口处，湖盆底床坡降偏大，水体偏深，湖泊水体对河流可形成明显的顶托作用，所形成的三角洲体系不单是有分流平原组成，而且发育河口坝、远砂坝及前三角洲的沉积单元。在河口区往往有湖浪和湖流作用，可使原三角洲沉积物再分配，从而形成朵叶状或鸟足状三角洲复合体。普通三角洲沉积通常显示出以曲流河作用占优势的特征，三角洲发育较完全，这类三角洲的特征较明显。普通三角洲沉积包括普通三角洲平原亚相和普通三角洲前缘亚相。普通三角洲平原亚相通常由分流河道微相、天然堤微相、河漫微相及河漫湖、河漫沼泽微相组成，总体特征类似于

7、曲流河沉积。普通三角洲前缘亚相主要由水下分流河道微相、河口砂坝微相、远砂坝微相、水下天然堤微相和支流间湾微相组成图3 冲积扇-辫状河三角洲沉积体系1 2.2扇三角洲的形成背景临近山区的盆地边缘，高差变化大，坡度陡是扇三角洲发育的充分必要条件。一般距山区越近、坡度越陡，越易发育扇三角洲。扇三角洲多发育在活动的构造区，常与同沉积期大型断裂带相伴。从大地构造背景来看，沿大陆碰撞海岸、岛弧碰撞海岸、拖曳边缘海岸以及克拉通内部的裂谷盆地或其它断陷盆地的陡岸边缘对扇三角洲发育最为有利。扇三角洲平原沉积中通常发育泥石流、辫状河道等沉积微相类型；扇三角洲前缘发育碎屑流、水下分流河道和河口砂坝等沉积微相；前扇三

8、角洲的前三角洲泥沉积中通常会含一些粗颗粒。扇三角洲体系中，以重力流沉积占优势为其重要的沉积特征。沉积物粒度普遍很粗，以砂砾岩为主，河道沉积不发育，往往呈小的透镜体分布在重力流沉积物中，为扇面上洪水期形成的短暂河道产物。沉积物入湖后受湖浪的改造作用微弱，河口砂坝不发育。物源近、丰富，为阵发性灾变事件供给的结果2。2.3辫状河三角洲的形成背景辫状河道经短距离或较长距离搬运后直接进入海（湖）而形成辫状河三角洲。一般在坳陷型湖盆较陡边界，或断陷型湖盆较缓边界。这样的背景下，决定了入湖的冲积体是辫状河沉积体而不是曲流河或冲积扇沉积体。辫状河道向水下延伸，形成前缘亚相中占绝对优势的水下分流河道沉积。在水下

9、分流河道中也同样发育各种牵引流沉积构造。因此，同扇三角洲和正常三角洲相比，辫状河三角洲距源区距离介于两者之间，在远离无断裂带的古隆起、古构造高地的斜坡带，沉积盆地的长轴和短袖方向均可发育。 发育辫状河三角洲所需沉积地形和坡度一般比扇三角洲缓，比正常三角洲陡，但也有在较大地形坡度下形成的辫状河三角洲，坡度可达20以上 2。3三角洲的形成过程尽管上述几种三角洲类型都是冲积体前积进入湖盆而形成的沉积单元，但是由于沉积地质背景所决定的冲积体类型不同，河流入湖处湖泊水体动力条件不同，这就导致了不同类型三角洲的形成发育过程存在明显的差异。3.1普通三角洲的形成过程普通三角洲是由源远流长的曲流河注入覆水较深

10、的湖泊后，在稳定的限定性的河口处，河水水流明显分散，快速卸载，形成河口坝、远砂坝及前三角洲。随着三角洲建设作用的进行，三角洲朵叶不断扩展，从而形成较大规模的普通三角洲沉积体，是流长源远稳定的曲流河与湖泊双重作用，并以前者为主的沉积过程。3.2扇三角洲的形成过程扇三角洲是冲积扇直接前积进入湖泊内而形成的一种三角洲。它的形成发育直接受供给冲积扇沉积物限定性差、不稳定的水道影响。碎屑供应以突发性和间歇性为特征。扇三角洲沉积的形成过程，正是山洪暴发提供大量碎屑与间歇期湖泊改造长期综合作用结果。3.3辫状河三角洲的形成过程辫状河三角洲是具有相对限制性河口的辫状河离源区一段距离、注入断陷缓坡型或坳陷陡坡型

11、湖泊所卸载形成的三角洲沉积。碎屑物质从源区到沉积区有一段搬运距离，有一定的磨蚀和分选，是季节性辫状河流水和湖泊综合作用的过程2。4三角洲亚环境的划分4.1普通三角洲亚环境的划分普通三角洲沉积亚环境分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。三角洲平原是三角洲陆上沉积部分，它与河流体系的分界是从河流大量分叉处开始的。三角洲平原包括分支流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分支间湾等。其中最主要的是分支流河道砂沉积与沼泽的泥炭或褐煤沉积。二者的共生是三角洲平原沉积的典型特征。三角洲前缘是三角洲最活跃的沉积中心。是三角洲水下为主的部分，位于海（湖）平面与浪基面之间。从河流带来的砂、泥沉积物在河口与海洋结合的

12、部位，迅速地堆积。由于受到河流、波浪和潮汐的反复作用，砂泥经冲刷、簸扬和再分布，形成分选较好、质地较纯的砂质沉积集中带。三角洲前缘可分为：水下分流河道、水下天然堤、水下分流间湾、分支流河口砂坝、远砂坝、前缘席状砂等。前三角洲位于三角洲前缘的前方，是三角洲体系中分布最广、沉积最厚的地区。前三角洲的海底地貌为一平缓的斜坡，其沉积物大部分位于海水浪迹面之下。主要由暗灰色粘土和粉砂质粘土组成。主要为水平层理和块状层理，生物扰动构造发育，含广盐度的化石，如介形虫、双壳类等。 前三角洲的暗色泥质沉积物富含有机质，而且，其沉积速度和埋藏速度较快，故有利于有机质转化为油气，可成为良好的生油层3。4.2扇三角洲

13、亚环境的划分扇三角洲是推进到稳定水体中的冲积扇，故具有明显的陆上、过渡区和水下沉积部分。陆上部分主要是冲积扇，也可称为扇三角洲平原扇三角洲前缘（也称为过渡带）以较陡的前积相为特征，牵引流的沉积构造很发育，常见大、中型交错层理，向下方渐变为前扇三角洲沉积（水下扇三角洲），以不规则分布的泥、砂和砾石的透镜状层理为特点。水下扇三角洲沉积物一般为泥质基质支撑结构。扇三角洲的主要类型扇三角洲前缘是区别不同类型扇三角洲的关键。扇三角洲前缘的几何形态及沉积相组合是盆地边缘沉积状况和构造背景的反映。所以，根据扇三角洲前缘的地质地理背景特点总结出三种扇三角洲沉积模式：（1）斜坡模式（Slope model）斜坡

14、模式亦称牙买加型，复合体陆上面积小，而水下面积较大，牙买加东南海岸的现代Yallahs扇三角洲是这种型式的典型实例。其形态受山脚地貌和高差、陡坡度的滨外陡斜坡破碎浪的影响，形成于裂谷或离散板块边缘、聚敛板块碰撞前缘和大洋走向滑移断层边界。 （2）陆棚模式（Shelf model） 陆棚模式亦称阿拉斯加型。在构造上活动的阿拉斯加湾北部大陆架上建造的受海洋控制的Copper河扇三角洲为陆棚型扇三角洲的典型实例。该扇三角洲复合体由广阔的水上扇平原和边缘没于水下的浅水台地构成。沉积体呈指状插入海相地层，并出现在构造活动的开阔海盆地边缘。（3）断陷湖盆型模式（亦称吉尔伯特型，Gilbert-type m

15、odel）断陷湖盆型主要发育于湖滨地带，由河流出山口入湖而形成。实例为以色列死海，河流注入湖泊，形成许多小的受周期突发洪水泛滥和河口的消能作用控制的扇三角洲，其特征包括由略显层理的砾岩及具平行层理和交错层理的砂岩组成的冲积扇沉积、由具波状交错层理的砂岩与厚薄不均的泥岩互层构成的数千米宽的扇前端沉积带和广阔的席状碎屑纹层状白垩（非晶质石灰岩 ）相沉积。4.3辫状河三角洲亚环境的划分辫状河三角洲平原亚相主要由辫状河道和冲积平原组成，潮湿气候条件下可有河漫沼泽沉积。高度的河道化、持续深切的水流、良好的侧向连续性是该亚相的典型特征。辫状河道沉积以色杂、粒粗、分选较差、不稳定矿物含量高、底部发育冲刷充填

16、构造为特征。辫状河道充填物宽厚比高，剖面呈透镜状，以具大型板状和槽状交错层理、平行层理的砾岩、砂岩及块状砾岩常见；也有以砂质为主的辫状河三角洲。冲积平原由辫状河道的迁移摆动形成，一般范围较宽，如河北秦皇岛大石河冲积平原约 56km宽，以砂砾质沉积为主。潮湿气候条件下可发育河漫沼泽沉积，由棕褐色泥岩、泥质粉砂岩与煤层构成。辫状河三角洲前缘亚相主要发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、席状砂和水下分流河道间沉积。水下分流河道是平原辫状河道在水下的延伸部分，沉积物粒度较细，其它沉积特征与辫状河道极为相似：整体上向上粒度变细，单砂体厚度减薄。水下分流河道在辫状河三角洲中所占厚度最大，是其主体沉积。由于辫状

17、河三角洲通常由湍急洪水或山区河流控制，水下分流河道迁移性较强，河口不稳定，难于形成正常三角洲前缘那样的大型河口坝，而与扇三角洲相似，河口坝不发育或规模较小。辫状河三角洲前缘河口坝砂体主要为砂岩，也可见含砾砂岩和粉砂岩，在垂向上一般呈下细上粗的反韵律，砂体中可见平行层理和交错层理。辫状河前三角洲沉积主要为泥岩和粉细砂质泥岩，颜色较深，有时见水平层理。若辫状河三角洲前缘沉积速度快，可形成滑塌成因的浊积砂砾岩体包裹在前辫状河三角洲或深水盆地泥质沉积中。5三角洲沉积特征5.1沉积相的构成5.1.1普通三角洲沉积相的构成前已叙及，普通三角洲的形成发育是河流和海水（或湖水）长期作用的结果，普通三角洲的形成

18、、发育和形态特征主要受河流作用和蓄水体能量相对强度所控制。对三角洲的起建设作用主要是河流作用，而对三角洲起到改造和破坏作用则是海水作用。盖洛韦（1975）根据河流、波浪和潮汐作用的相对强度来划分广义三角洲，提出了三元分类方案。其中的三种极端类型的三角洲为河控三角洲、浪控三角洲和潮控三角洲。在上述三种类型的三角洲中，目前对河控三角洲的研究较为深入，因此，下面主要介绍河控三角洲的沉积特征。（1）三角洲平原相分支流河道沉积是三角洲平原的格架部分，形成三角洲的大量泥砂都是通过它们搬运至三角洲前缘的河口处沉积下来。分支流河道沉积具有一般河道沉积的特征，即以砂质沉积为主，及向上逐渐变细的层序特征。一般底部

19、为中细粒砂，常含泥砾、植物干茎等残留沉积物。向上变为粉砂、泥质粉砂及粉砂质泥等。砂质层具有槽状或板状交错层理和波状交错层理，其规模向上变小。其底界与下伏岩层常呈冲刷侵蚀接触。 其平面形态：在横剖面上呈透镜状，中部最厚，粒度也粗，两端的厚度、粒度逐渐变薄，变细。三角洲平原的天然堤与河流的天然堤相似。它们位于分支流河道的两旁，向河道方向一侧较陡，向外一侧较缓。由洪水期携带泥砂漫出河道淤积而成。以粉砂和粉砂质粘土为主，而且，由河道向两侧变细和变薄。水平层理和波状交错层理发育。水流波痕、植屑、植茎、植根和潜穴等较常见，有时见有雨痕和干裂等暴露构造。由于三角洲的天然堤稳定性较差，故决口扇发育，而且有的面

20、积较大。其沉积特征同曲流河沉积中的决口扇。在决口扇近端，决口河道和侵蚀面比较发育，多为正粒序，而在远端，由于前积作用可出现向上先变粗再变细的垂向特征。（2）三角洲前缘相水下分流河道是三角洲平原上的分流河道在水下的延伸。沉积特征和分流河道沉积相似，区别是粒度较细。水下分流间湾位于水下分支流河道之间的凹陷地区，常与海域连通。岩性主要为泥岩，夹少量透镜状的粉砂岩和细砂岩。水平层理发育，生物扰动强烈，偶见海相化石。水下天然堤是三角洲平原的天然堤的水下延伸，沉积特征相似。位于水下分支流河道的两旁，向河道方向一侧较陡，向外一侧较缓。水流波痕、植屑、植茎。（3）前三角洲 前三角洲位于三角洲前缘的前方，是三角

21、洲体系中分布最广、沉积最厚的地区。前三角洲的暗色泥质沉积物富含有机质，而且，其沉积速度和埋藏速度较快，故有利于有机质转化为油气，可成为良好的生油层。5.1.2扇三角洲沉积相的构成（1）扇三角洲平原相分流河道沉积于扇三角洲平原的上部，具有一般辫状河流的沉积特性，其以厚层碎屑支撑的砾岩、砾状砂岩为主要岩性，成熟度低，分选差至中等。无递变或具有递变层理。充填分流河道的沉积物具有上粗下细的粒度正韵律。具有大型交错层理、波状层理、包卷层理，化石少见。漫滩沼泽主要位于分裂河道间或单个扇体之间的低洼地区。由于扇三角洲主要发育于气候干燥的地区，因而漫滩沼泽发育不全，面积较小。沉积物颗粒较细。（2）扇三角洲前缘

22、相扇三角洲前缘可分为：水下分流河道、水下分流河道间、河口沙坝和前缘席状砂沉积。水下分流河道由含砾砂岩和砂岩构成，分选中等。可见有鲕粒。在反韵律的单层中，由下至上分选变好。水下分流河道间位于水下分流河道的两侧，由互层的浅灰色细砂、粉砂及灰绿色泥岩组成。受波浪的改造作用比较明显。发育水平层理、波状层理等。扇三角洲河口沙坝的沉积范围和规模比正常三角洲较小，河口沙坝含沙量高，力度以分选较好的粉砂中砂为主，沉积粒序主要显示反韵律。前缘席状砂是扇三角洲的主要沉积标志，前缘席状砂岩较细，成熟度较高，显示反韵律沉积序列，表现为砂泥间互层4。（3）前扇三角洲相前扇三角洲处于浪基面以下的较深水地区，主要有互层的灰

23、绿色、灰黑色泥岩以及泥质粉砂层、钙质页岩、油页岩等组成。常见粉砂质透镜体夹层。发育水平层理。5.1.3辫状河三角洲沉积相的构成（1）辫状河三角洲平原相辫状河河道沉积以河道砂坝沉积为主。色杂、粒度粗、分选较差、不稳定矿物含量高、内部具有大型板状和槽状层理。废弃河道充填沉积体往往呈下凸上平的透镜体。沉积物自下向上粒度明显变细，向上层理规模逐渐变小，反映了水道充填沉积过程中水动力逐渐减弱的过程。（2）辫状河三角洲前缘相水下分流河道沉积物粒度较粗，砂体总体呈层状，内部往往有若干个下粗上细的砂岩透镜体相互叠置而成，单个透镜体从下向上常为细砾岩含砾中、粗砂岩中砂岩，横向延伸数米即变尖灭。分流河道间沉积岩性

24、较细，常为粉砂岩与泥岩。颜色较深，为灰色及灰绿色。多以透镜体形式出现在河道砂体中。河口坝沉积岩性为中、细粒砂岩，局部为含砾砂岩，从下向上多显示由细变粗的层序，由于水下分流河道迁移性较强，河口不稳定，河口规模普遍较小。（3）辫状河前三角洲相以泥质沉积物为主，由于辫状河三角洲前缘亚相沉积物堆积迅速，沉积体不稳定，很容易形成重力流，沿前缘斜坡运动到前三角洲泥质沉积物中堆积下来，常见的有碎屑流、浊流沉积。5.2垂向层序5.2.1普通三角洲的垂向层序普通三角洲在形成发育过程中，不断地从陆地向海盆方向推进，其结果是形成一个总体向上变粗的层序。一般来说，底部为前三角洲泥，向上依次出现三角洲前缘沙和粉砂，最上

25、面覆盖着三角洲平原的较粗粒的分支流河道沉积和细粒沼泽沉积，大体上为一下细上粗的反旋回沉积序列，即进积型沉积序列。5.2.2扇三角洲的垂向层序一个完整的建设型扇三角洲连续的沉积层序自下而上为：前扇三角洲泥岩扇三角洲前缘末端粉、细砂岩扇三角洲前缘河道砂岩、含砾砂岩扇三角洲平原砂砾岩和砾岩。扇三角洲平原可以在洪水期间和在风暴间歇期侵蚀海底后的回流过程中迅速向海推进。推进作用将会在扇三角洲平原产生从细粒的陆棚砂至粗砾石层的不规则的向上变粗的序列。断陷湖盆扇三角洲沉积也常见进积型向上变粗的反韵律序列。5.2.3辫状河三角洲的垂向层序辫状河三角洲垂向沉积序列具有两种韵律结构，一是向上变细的退积型辫状河三角

26、洲，剖面上表现为多个水流作用由强至弱向上变细的正韵律组合；二是向上变粗的进积型辫状河三角洲，由多个向上变粗的沉积旋回组成。地质记录中以进积型辫状河三角洲垂向层序更常见5。5.3不同三角洲沉积的主要差异不同的三角洲沉积相是不同的前面已经叙述过，现在系统的对比一下不同三角洲沉积特征（表1、图4）。表1 三角洲沉积特征对比表类型扇三角洲辫状河三角洲普通三角洲沉积作用突发的、瞬时的突变事件产生的重力流沉积与间灾变期正常牵引流沉积交替进行，并以重力流沉积占主导地位主要为正常牵引流沉积，通常受到湍急洪水控制，为季节性沉积作用，以河道沉积占主导地位为正常牵引流沉积，沉积物输出量为相连续的终年的河流产物平原亚相特征类似于冲积扇沉积类似于辫状河沉积类似于曲流河沉积河道砂体透镜状，厚度小，变化大总体呈层状，内部有若干个下粗上细的砂岩透镜体相互叠置而成呈层状，沉积物现下粗上细序列构造块状构造为主交错层理发育交错层理发育，类型丰富岩石砂岩、砾岩为主，多为杂基支撑砂岩、含砾砂岩为主，颗粒支撑砂岩、粉砂岩及泥岩，岩石为颗粒支撑图4 普通三角洲与扇三角洲、辫状河三角洲沉积特征对比6结论普通三角洲相是河入口处的沉积物；离物源较远；成熟度相对较高；属于海陆过渡，而扇三角洲离物源较近（且与高地与陡坡伴生），成熟度较低；但也属于海陆过度相沉积。辫状三角洲沉积基本为牵引流搬运，分选相对较好，砂体中泥质含