簡介
三角洲是由河流補給的泥沙沉積體系,是“動力-沉積-地貌”等因素相互作用的產物,分布於河流注入海洋或湖泊的地區。其平面形態多呈三角形,頂端指向上游,底面對著外海。是由陸上和水下兩部分組成。
三角洲形成的基本條件主要取決於河口地區水流變化的基本規律。因此,河流、海洋構造、氣候和流域自然地理等因素,都在不同程度上深刻地影響著三角洲的沉積特徵和形態類型。根據其地貌部位的不同,自大陸向海,一般將三角洲分為頂積層、前積層和底積層。
地理特徵
三角洲是河流流入
海洋、湖泊或其他河流時,因流速減低,所攜帶泥沙大量沉積,逐漸發展成的沖積平原。匯入湖泊、河流而形成的三角洲又叫內陸河流三角洲。而有一些河流直接在陸地上沖積出三角洲,而又未匯入其他水系,這樣的三角洲叫內陸三角洲,是內陸河流三角洲的一種。
三角洲又稱河口平原,從平面上看,像三角形,頂部指向上游,底邊為其外緣,所以叫三角洲,三角洲的面積較大,土層深厚,水網密布,表面平坦,土質肥沃,易有洪澇。
地理分布
在世界各大河的入狼戒祖海處,大都有一個三角洲。如埃及
尼羅河(世界第一長河)入海處,就有一個巨大的三角洲,面積達2400平方公里;美國
密西西比河(世界第四長河)入海處的三角洲,呈鳥足狀,面積達26000平方公里;中國的長江(世界第三長背檔愉河)、黃河(世界第五長河)以及珠江入海處,也都有面積很大的三角洲。
地質優勢
三角洲地區一般地勢低平,河網密布,因而多為良好的農耕的地區。如中國的珠江、
長江等河口的三角洲,皆是農業高產區。
黃河三角洲雖然土地肥沃,但由於受到
鹽鹼的影響,農耕條件稍差一些。
三角洲的面積較大,土層深厚,水網密布,表面平坦,土質肥沃。它與
山麓附近的扇狀沖積平原不同。扇狀沖積平原面積較小,土層較薄,沙礫質地,土質不如三角洲肥沃。
三角洲地區不僅是良好的農耕區,而且對形成石油和天然氣也相當有利,世界茅婚束上許多著名的油氣田都分布在三角洲地區。
形成原理
河口三角洲的形成,是在河流作用超過受水體作用的條件下,泥沙在河口大量堆積的結果。沖積物在河口堆積,開始先出現一系列水下
淺灘、心灘或沙嘴,水流發生分叉,同時形成腿厚酷向海傾斜的水下三角洲。隨著各叉道的消長與心灘的歸併擴大,使水下三角洲的前緣不斷向海推進,而其後緣因灘地淤高,並蓋上洪水泛濫堆積物,便變為水上三角洲的組成部分。由於叉道的不斷變遷,在三角洲上往往形成許多交錯的濱
河床沙堤及湖沼窪地。
世界上每年約有160億立方米的泥沙被河流搬入海中。這些混在河水裡的泥沙從上游流到下游時,由於河床逐漸擴大,降差減小,在河流注入大海時,水流分散,流速驟然減少,再加上潮水不時湧入有阻滯河水的作用,特別是海水中溶有許多電離性強的
氯化鈉(鹽),它產生出的大量離子,能使那些懸浮在水中的泥沙也沉澱下來。於是,泥沙就在這裡越積越多,最後露出水面。這時,河流只得繞過沙堆從兩邊流過去。由於沙堆的迎水面直接受到河流的衝擊,不斷受到流水的侵蝕,往往形成尖端狀,而背水面卻比較寬大,使沙堆成為一個三角形,人們就給它們命名為“三角洲”。
在波浪作用較強的河口地區,河流以單股入海,或只有小規模的交叉,在此情況下,只有主流出口處沉積量超過波浪的侵蝕量,使三角洲以主流為中心,呈尖形向外伸長,稱為
尖形三角洲。
長江三角洲即屬這一
類型。
動力特點
從河口區的動力特點來看,在潮流界上下移動的範圍內,因河水受潮流地頂托,流速較小,最易形成心灘和江心洲,使河流發生分叉。在河口口門處,因水流擴散,流速減緩,泥沙常堆積成淺灘,橫阻河口,故名攔門沙,為河口區航運的主要障礙。
流體力學
貝茨(Bates,1953)對三角洲形成的水動力學進行了研究。他將三角洲河口比作為水去檔力學上的一個噴嘴。河水通過河口流入蓄水體時,形成自由噴流,並可分為軸狀噴射流和平面噴射流兩府拒紋熱種流動類型。
1.軸狀噴流:指河水與蓄水體水的混合作用發生在三度空間(縱向的),其混合作用較快,致使水流速度迅速降低。
2.平面噴流:指河水與蓄水體水的混合作用發生在二度空間(表層水),其混合作用較慢,但可擴散到盆地較遠的地方。
軸狀噴流和平面噴流在海婆斷章和洋三角洲和湖泊三角洲中的反應有所不同。
(1)等密度流型:河流水和蓄水體密度近相等(湖泊三角洲型)
河水注入湖水,兩者密度相等,發生軸狀噴流,平面噴流不明顯。水發生三度空間的混合,流速迅速降低,沉積物在河口迅速堆積,形成湖泊三角洲。
(2)低密度流型:流入水密度小於蓄水體密度(海洋三角洲型)
河水(淡水)密度小于海水 (鹹水)密度,河水密度為海水密度的6%。淡水在鹹水面上向外方流動,以平面噴流為主。沉積物向外散布很遠,即沉物可被帶到遠岸區沉積,形成以河流作用為主的海岸三角洲。
(3)高密度流型:流入水密度大於蓄水體密度重力流型
流入水的密度大於蓄水體的水密度。沿著水底發生的平面噴流。冰冷的水流注入到較溫暖的湖泊中,或含有大量懸浮負載的洪水水流進入湖泊中時。含泥砂的河水密度很少超過海水密度。高密度流型也發生在大陸坡上,未固結的海底沉積物,因受重力等作用而發生滑塌,其結果形成
濁流。
形成發育因素
1.影響三角洲形成和發育的主要控制因素: (1)河流的流速、泄水量、搬運泥砂量(載荷量)。.
(2)泄水和蓄水體的相對密度的大。
(3)沉積介質類型(河流、波浪、潮汐、洋流)和強度。
(4)沉積盆地的構造性質,其中包括沉積盆地的穩定性、沉降速度和海水進退等。
三角洲主要是由河水搬運來的泥砂在河口附近堆積而成(建造),但波浪或潮汐等作用可以使它們遭受沖刷、改造,並使其重新分布(改造)。
如果河流比較大,搬運來的泥沙多,而海水作用弱,則三角洲迅速發育,並不斷向海方向推進生長(如美國密西西比三角洲)。
如果河流小,搬運來的泥砂少,而海水作用又強,則三角洲發育緩慢,甚至不發育三角洲,而是以河口灣環境出現(如杭州灣與錢塘江)。
美國密西西比三角洲,其河流遠源流長,攜帶大量泥砂,墨西哥灣的波浪和潮汐作用較弱,致使密西西比三角洲向墨西哥灣延伸達48公里,成為世界上罕見的三角洲。
三角洲的形成發育過程實質上是分支流河道不斷分叉和向海方向不斷推進的過程。在河口,由於海底坡度減緩,水流分散,流速突然降低,大量底負載物質便堆積下來,形成河口沙壩。
由於河口沙壩對水和沉積物的阻截,水流向兩側方向沖刷和侵蝕,形成分支流,並在其兩側形成新的水下天然堤。
分支流河道向海和向盆地方向,一分為二,二分為四,不斷擴展為三角洲沉積體系。
2.三角洲形成的其他因素:
(1) 決口扇的作用(轉移的突破口)。
(2)天然堤的作用(保駕護航)。
(3)經過一段時間以後,主河道也可以回到原來三角洲廢棄的地區,產生新的三角洲,最後形成三角洲體系。
密西西比三角洲由七個三角洲葉狀體相互交錯疊置而成。
特殊情況
當然,也有一些河流的入海口沒有形成三角洲。如中國的
錢塘江口就沒有三角洲。這是因為錢塘江水裡的泥沙含量稀少,而且河口是非常寬闊的喇叭口形的江口,涌潮 的巨大沖刷力,使泥沙不能沉積下來,即使有些泥沙僥倖留下來。堆積在錢塘江口,也難以加高,只能在水面下形成一道水下沙坎,形不成露出水面的三角洲。
此外,與三角洲形成過程相反,河流來沙量較小,河口受潮流的強烈沖刷作用,無三角洲形成,常成喇叭形,這種河口稱為三角港或
三角灣,如杭州灣(錢塘江口)就是一個典型的三角港。錢塘江挾沙少,河口海岸下降,潮差大,不僅使河流攜帶的泥沙不能在河口堆積,而且引起強烈的沖刷,使河口加深與展寬,逐漸形成三角港。三角港更加大了潮差,因而形成著名的錢塘江涌潮。涌潮使泥沙在河口區上段堆積成凸起的攔門沙。
沉積模式
三角洲可以劃分為三種亞環境:
三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲。
【1】三角洲平原
三角洲平原是三角洲的陸上部分,它與河流的分界是從河流大量分叉處開始。包括分支流河道、天然堤、決口扇、沼澤、湖泊和分支間灣等。其中最主要的是分支流河道砂沉積與沼澤的泥炭或褐煤沉積。二者的共生是三角洲平原沉積的典型特徵。
分支流河道沉積是三角洲平原的主體,大量泥砂都是通過分支流河道搬運至三角洲前緣的河口處沉積下來的。分支流河道本身的沉積具有一般河道沉積的特徵,即以砂質沉積為主,向上逐漸變細,槽狀、板狀、波狀交錯層理,底界與下伏岩層常呈侵蝕接觸。
天然堤沉積位於分支流河道的兩旁。由洪水期攜帶泥砂漫出淤積而成。以粉砂和粉砂質粘土為主。水平層理和波狀交錯層理。
洪水和河流衝破天然堤,在外側更為發育。交錯層理砂岩,呈透鏡狀沙體夾在分支間灣細粒粉砂質、泥質和沼澤沉積物之間。
占三角洲平原的90%。表面接近於平均高潮面,是一個周期性被水淹沒的低洼地區,水體為淡水或半鹹水,弱還原或還原環境。沼澤中植物繁茂,多為蘆葦等草本植物。岩性為暗色有機質泥岩、泥炭或褐煤沉積。塊狀層理和水平層理。
分支流河道之間較低洼地區,常與海域連通(外側)。泥岩為主,夾粉砂岩、細砂岩。水平層理,生物擾動構造,偶見海相化石。當三角洲向海方向推進時,在分支流之間海灣地區可形成泥岩楔(比沼澤的地貌低,靠海一側)。
【2】三角洲前緣
是三角洲的水下為主的部分,位於分支流河道的前端(河口部位)。是三角洲最活躍的沉積中心,是三角洲的主體。從河流帶來的砂、泥沉積物在河口與海洋結合部位迅速地沉積。
由於受到河流、波浪和潮汐的反覆作用,砂泥經沖刷、簸揚和再分布,形成分選較好、質較純的砂質沉積集中帶,構成了良好的儲集層。三角洲前緣分為:分支流河口沙壩、遠沙壩、前緣席狀沙、水下分支流河道和水下堤等。
泥砂在河口處沉積,砂和粉砂組成,分選較好,質較純淨。楔狀交錯層理和水平層理,水流波痕和浪成波痕等。
位於河口沙壩前面,沉積物較河口沙壩細,粉砂、粘土。水平層理為主,亦有波狀交錯層理和脈狀—透鏡狀複合層理。
位於遠沙壩前面(浪基面與平均低潮線之間的高能帶),由河口沙壩和遠沙壩進一步經海水沖刷,使之再行分布於其側翼,薄而面積大的砂層。分選好,質較純淨,平行層理、大型交錯層理, 可成為極好的儲集層。
【3】前三角洲
是三角洲體系中分布最廣、沉積最厚的地區。其海底地貌為一平緩的斜坡。主要由暗灰色粘土(富含有機質,其沉積速度和埋藏速度較快,有利於有機質轉化為油氣,是為良好的生油層)和粉砂質粘土組成。主要為水平層理、塊狀層理、生物擾動構造,含廣鹽度的化石,如
介形蟲、
雙殼類等。接近淺海的沉積特徵。
分類方法
三角洲的分類依照不同方面,有不同的分類方法。
(1)Fisher等(1969)提出了建設性和破壞性三角洲的二分法,強調了河流、波浪和潮汐作用對三角洲共同作用的結果。
(2)Galloway(1975)在收集了30個近代和古代海相三角洲的資料之後提出了以河控、浪控和潮控為端元的三角圖解。
(3)Reading(1978)在他主編的《沉積環境和相》中將三角洲劃分為河控、河流—波浪相互作用、浪控、河流—波浪—潮汐相互作用以及潮控五大類。
(4)有人根據沉積物的粒度劃分為粗粒三角洲和細粒三角洲(Gould,1960;於興河,1991)。
(5)有人根據受水盆地的類型劃分為海相三角洲和湖相三角洲(鍋谷淳和宮田一郎,1990)。
(6)另有學者根據注入受水盆地沖積體的不同類型來對三角洲加以概括,如將沖積扇直接注入受水盆地稱為扇三角洲(Megowen,Garner,1970;Gal-lowa,1976;Duton,1980;Miall,1984;李思田等,1988),將辮狀河注入受水盆地形成的沉積體稱為辮狀河三角洲(Mepherson,1987;賴志雲等,1991)。
(7)Nemec和Steel(1988)在Holmes(1965)研究工作的基礎上,根據沖積物物源類型和沉積物特徵將三角洲分為二類6種,即沖積三角洲(河流三角洲、辮狀河平原三角洲、沖積扇三角洲和碎石錐三角洲)與非沖積扇三角洲(火山碎屑三角洲和熔岩三角洲),該分類擴大了三角洲所包涵的內容和範圍。
上述幾種分類方案只是眾多分類方案中的一小部分,每一種方案都具有各自的優點,適用於某種特定的沉積環境。
Galloway三元分類方案
Galloway(蓋洛韋)提出了三元分類方案。其中有三種極端類型的三角洲:
②波浪作用為主的三角洲(浪控三角洲)
河流作用為主,平面形態呈長三角形,泥砂輸入量大,砂與泥比值低。 天然堤發育好,使分支流河道趨於固定。分支流河口沙壩很發育,它們向前延伸,形成的“指狀沙壩”(長軸方向、沉積走向與濱線垂直)。
波浪作用大於河流作用,有一條或二條主河流入海,分支流不太發育,輸入的泥砂量少,砂與泥比值高,輸入的砂泥很快就被波浪作用改造,於是在河口兩側形成一系列平行於海岸分布的海灘沙壩,只在河口處才有較多的沙質堆積,形成向海方向突出的河口(鳥嘴狀)。巴西聖弗蘭西斯科河三角洲為典型實例。
低能河流和低能海洋,海岸帶比較平坦。潮汐作用強,對河口三角洲沙體作用,結果是,只能堆積成小型三角洲。
潮汐雙向潮汐流和河流的沖刷作用,常將河流帶來的沉積物在河口的前方改造成線狀潮汐沙壩。沙壩平行於潮流方向分布,在河口的前方呈裂指狀放射分布。如果河流作用再弱,則不形成三角洲,形成海灣。
潮汐流將砂帶到較遠處沉積,使河口形成特徵的喇叭形,並向海方向擴展為較開闊的海灣(河口灣)(如杭州灣)。
潮控三角洲較少見,有珠江三角洲、越南湄公河三角洲、巴布亞灣三角洲、恆河三角洲。
海相、湖相分類方案
Galloway的分類方案分出的是極端類型的三角洲,沒有說明三端元互相影響的類型。且這三種分類只涉及海相三角洲,而無湖相三角洲。中國學者從中國東部油氣勘探的實際出發,在對國內外現代和古代三角洲調研的基礎上,結合中國中新生代含油氣盆地中三角洲的發育特點將三角洲分為海相三角洲和湖相三角洲。
【1】海相三角洲
海相三角洲的劃分主要參照Galloway(1976)的劃分標準,同時結合成國棟、薛春汀(1991)對黃河三角洲的研究成果,將海相三角洲劃分為河控、浪控、潮控和複合型4個亞類。
河控三角洲(見Galloway三元分類方案)
浪控三角洲(見Galloway三元分類方案)
潮控三角洲(見Galloway三元分類方案)
複合型三角洲
指河流、波浪、潮汐三者中兩種或三種作用共同控制三角洲的形態。複合型三角洲的形成是河流、波浪、潮汐中兩個或三個共同作用的結果。如河流/波浪相互作用形成了多瑙河三角洲;波浪/潮汐/河流共同作用形成的尼日河、湄公河、科珀河三角洲。
【2】湖相三角洲
受水盆地為湖泊時形成的三角洲,分為扇三角洲、辮狀河三角洲和吉爾伯特型三角洲。斷陷湖盆和拗陷湖盆均有長、短軸之分,扇三角洲和辮狀河三角洲一般發育於盆地的短軸方向,而吉爾伯特型三角洲一般發育在盆地的長軸方向。
沖積扇直接入湖形成扇三角洲,它一般發育於斷陷盆地的陡坡,可細分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相。扇三角洲平原與沖積扇中的沉積特徵相似,扇三角洲前緣類似於海相河控三角洲前緣的沉積特點,但其
岩性較粗,相帶範圍較窄。我國中新生代盆地中發育有許多扇三角洲,如遼河西部斷陷下第三系的雙台子扇三角洲(李應暹,1985),松遼盆地白堊系的英台扇三角洲(李彥芳,1993)。
辮狀河直接入湖形成辮狀河三角洲。它是在半乾旱—半潮濕的氣候條件下,在離物源區稍遠的地形坡度較大的湖盆短軸濱岸地帶,由辮狀河攜帶沉積物入湖形成的。分流河道、河口砂壩、遠端砂壩和前三角洲泥構成它的主體。我國內蒙岱海發育有典型的辮狀河三角洲,如元子溝三角洲及步量河三角洲(王德發等,1991)。古代辮狀河三角洲更加發育,如
松遼盆地中生代斷陷中的辮狀河三角洲(李彥芳,1993)。
曲流河從大型湖泊的長軸方向入湖形成的三角洲就是吉爾伯特型三角洲,亦即經典的曲流河三角洲。由於水體較深或波浪作用較強,曲流河攜帶的大量碎屑物在河口形成朵葉狀、鳥足狀或席狀三角洲。由於這類三角洲的研究起源於吉爾伯特(Gilbert,1895,1890)對波尼維爾湖(LakeBonneville)Provo三角洲、Fork三角洲和Logan三角洲的描述,並據此提出了前積層、頂積層和底積層的概念以及三角洲的三層結構模式,因而稱這類三角洲為吉爾伯特型三角洲。由它建立的模式為廣大的三角洲學者所熟悉並一直沿用。典型的例子還有美國加利福尼亞小硫溪盆地中的曲流河三角洲。我國松遼盆地
白堊系地層中曲流三角洲也相當發育,裘亦楠(1980)對此三角洲有相當深入的分析。此類三角洲蘊藏的油氣十分豐富。
形體分類方案
形成於入海河流含沙量高、河道分汊並經常改道、口外海濱水深較淺的河口區,由泥沙均勻地向海堆積而成,如中國黃河、
灤河三角洲。在海水淺波浪作用較強能將伸出河口的沙嘴沖刷夷平的地區,常形成弧形扇狀三角洲。中國
黃河三角洲就是在弱潮、多沙條件下形成的
扇形三角洲。它的特點是:河流入海泥沙多,三角洲上河道變遷頻繁,有時分幾股入海。泥沙在河口迅速淤積,形成大的河口沙嘴,沙嘴延伸至一定程度,因比降減小,水流不暢而改道,在新的河口又迅速形成新的沙嘴。而老河口斷流後,又受波浪與洋流作用,沙嘴逐漸被侵蝕後退,形成扇狀輪廓。直至其上再有新河道流經時,這段岸線才又迅速向前推進。因此,隨著河口的不斷變遷,
三角洲海岸是交替向前推進的,並在海濱分布許多沙嘴,使三角洲岸線路略具齒狀。
形成於入海河流
含沙量較高、汊道眾多的河口區,其河口沙壩經波浪改造連線而成,如俄羅斯
勒拿河三角洲。
發育於入海河流含沙量不多、有
潮汐作用的河口區,由河口附近沙體堆積為向海凸的弓形,如非洲尼日河三角洲。
形成於入海河流含沙量較高、河流作用占優勢的河口區。所堆積構成的沙嘴,平面形態似鳥足而得名,以美國
密西西比河三角洲最為典型。
在波浪作用較弱的河口區,河流分叉為幾股同時入海,各叉流的泥沙堆積量均超過波浪的侵蝕量,泥沙沿各叉道堆積延伸,形成長條形大沙嘴伸入海中,使三角洲外形呈鳥足狀。由於這種叉道比較穩定,兩側常發育天然堤,天然堤又起著約束水流的作用,使叉流能夠繼續向海伸長。天然堤一旦被洪水沖積,就會產生新的叉流。美國密西西比河三角洲就是一個典型的鳥足形三角洲。在注入湖泊的河口,也常見有鳥足形三角洲。如我國的鄱陽湖、滇池等湖泊沿岸發育有許多大小不一的鳥足形三角洲。
發育於入海河流含沙量不多,波浪作用較強的河口區,由主流河口堆積成突出於海中形成,如埃及
尼羅河三角洲。
發育於
潮汐作用和波浪作用強烈的喇叭狀河口區,由河口灣被河流泥沙充填而成,如南亞
恆河三角洲。
世界十三角洲
8. 奧里諾科河三角洲(
委內瑞拉):2.6萬平方公里;
中國三角洲
長江三角洲
中國
長江和
錢塘江在入海處沖積成的三角洲。包括江蘇省東南部、上海市、浙江省東北部,是長江中下游平原的一部分。面積約5萬平方公里。
長江三角洲的頂點在
鎮江市、
揚州市一線,北至
小洋口,南臨
杭州灣。海拔多在10米以下,間有低丘(如
惠山、
天平山、
虞山、
狼山等)散布,海拔200~300米。長江年均輸沙量4~9億噸,一般年份有28%的泥沙在長江中沉積,個別年份高達78%,三角洲不斷向海延伸。長江以南
常州市、
常熟市、
太倉市、金山縣一帶的古沙嘴海拔多為4~6米;長江以北揚州市、
泰州市、
泰興市、
如皋市一帶的古沙嘴海拔7~8米。江南和江北的古沙嘴是冰後期最高海面穩定後逐漸發展起來的,到距今約2000年時北岸沙嘴伸到廖角嘴,南岸沙嘴隨長江主流向東南延伸與
錢塘江口沙嘴相連,泥沙繼續堆積,1958~1973年平均每年前移148米。
由於入海口的流速減小,物理、化學環境的改變,使得大部分泥沙在河口地區逐漸沉積下來,最終形成一個尖角形的三角洲。
長江三角洲屬北亞熱帶季風氣候,雨量充沛,水道縱橫,湖盪棋布,向有水鄉澤國之稱。土地肥沃,農業產水稻、棉花、小麥、油菜、花生、蠶絲、魚蝦等,是中國人口最稠密的地區之一。在
長江下游和滬寧線兩旁有許多重要城鎮,如上海市、蘇州市、常州市、無錫市、
鎮江市、揚州市、
泰州市、南通市等。其中,上海是中國最大的工商業城市,世界著名的外貿港口,蘇州、無錫等是風景遊覽地和新興的工業城市。長江三角洲是中國人口最密集、經濟成長最快和土地集約化利用程度最高的地區之一,經濟快速發展加劇的人地矛盾已經成為區域可持續發展面臨的一個重要問題。
珠江三角洲
中國珠江在廣東中部入海處沖積成的三角洲。由西江、北江和東江沖積的三個小三角洲組成,面積約1.13萬平方公里。其中西江、北江三角洲占1/10。三角洲上有160多個基岩殘丘,距今約6,000~2,000年時原是淺海灣中的島嶼。珠江含沙量不多,每年總沙量不過1億噸,多島嶼的淺海灣有利於泥沙滯積,所以2,000年來三角洲發展較快。殘丘海拔300~500米,往往成為秀麗的風景區,如
西樵山、
五桂山、
崖山等。
珠江三角洲位於廣東省的東南部,珠江下游,毗鄰港澳,與東南亞地區隔海相望,海陸交通便利,被稱為我國的“
南大門”。
珠江三角洲舊稱
粵江平原,簡稱
珠三角。位於中國廣東省東部沿海,是
西江、
北江共同沖積成的大三角洲與
東江沖積成的小三角洲的總稱,是放射形汊道的三角洲複合體。呈倒置三角形,底邊是西起三水市、廣州市東到
石龍為止的一線,頂點在崖門灣。面積約1.1
萬平方公里。沖積層薄,一般20~30米。地面起伏較大,四周是丘陵、山地和島嶼,占面積 30%。中部是平原,分布在廣州市以南、
中山市以北、江門以東、
虎門以西。
珠江水系年均輸沙量達8000多萬噸,
河口附近三角洲仍在向
南海延伸。在
河口區平均每年可伸展 10~120 米,成為中國重點圍墾區之一。三角洲屬於亞熱帶氣候,終年溫暖濕潤。年均溫21~23℃,最冷的1月均溫13~15℃,最熱的7月均溫28℃以上。6~10月,常有颱風影響,降雨集中 ,天氣最熱。年均降水量1500毫米以上。多雨季節與高溫季節同步,土壤肥沃,河道縱橫,對農業有利。水稻單位面積產量在中國名列前茅。熱帶、亞熱帶水果有荔枝、柑橘、香蕉、
鳳梨、龍眼、
楊桃、芒果、柚子、檸檬等 50 多種。發展了
桑基魚塘、
果基魚塘、蔗基魚塘等
立體農業結構形式,成為中國生態農業的典範。有製糖、絲織、食品、造紙、機械、化工、建築材料、造船等工業,有南海明珠之稱。
珠江三角洲上較大水道近百條,較小的港汊更多,交織成網。珠江分別由八個口門入海。入海處常有殘丘夾峙,形勢險要,稱為“門”。著名的有虎門、磨刀門、崖門等。各個口門由於分水分沙的條件不同,淤漲速度也不一致。蕉門與洪奇瀝間的萬頃沙平均每年外漲110米,磨刀門的燈籠沙為80~100米,而虎門、虎跳門一帶則不足10米。珠江三角洲位於南亞熱帶,當地人民創造了“桑基漁塘”、“果基漁塘”、“蔗基漁塘”等經營方式,即利用了優越的自然條件,又護養了農業生態系統。又由於修築堤防,建立電力排灌系統,防止了洪澇災害和海潮侵襲,更促進了農業的發展。盛產水稻、甘蔗、蠶繭、黃麻以及香蕉、鳳梨、木瓜、荔枝、龍眼、橙、檸檬等,淡水漁業亦稱發達。
黃河三角洲
廣義的黃河三角洲,指北至中國天津市、南至廢黃河口、西起河南省
鞏義市以東黃河沖積泛濫地區;狹義的指1855年以後,黃河在山東省利津縣以下沖積成的三角洲。海拔4米以下的沿海低地,地下水位高,
土壤鹽漬化嚴重,大部仍為荒地。入海的泥沙約有40%在河口附近淤積,形成攔門沙、沙嘴及其兩側的爛泥灣。海岸線平緩。黃河尾閭由於泥沙淤積,河床變高,排洪不暢,或凌汛冰塞壅水或人為原因,入海水道經常改變,平均約8年改道一次。自1855年,已知南半部大致有16次,北半部有10次,平均約8年改道一次。現在的
黃河入海口是1976年5月形成的。三角洲位於地殼長期下沉區,第三紀即有石油形成。
黃河三角洲,以
墾利縣寧海為軸點,北起套爾河口,南至淄脈河口,向東撒開的扇狀地形,
海拔高程低於15米,面積達5450平方公里,是中國最年輕的陸地。現代黃河三角洲是1855年以來,黃河沖積作用形成的
沖積扇。
在波浪作用較強的河口地區,河流以單股入海,或只有小規模的交叉,在此情況下,只有主流出口處沉積量超過波浪的侵蝕量,使三角洲以主流為中心,呈尖形向外伸長,稱為
尖形三角洲。
長江三角洲即屬這一
類型。
動力特點
從河口區的動力特點來看,在潮流界上下移動的範圍內,因河水受潮流地頂托,流速較小,最易形成心灘和江心洲,使河流發生分叉。在河口口門處,因水流擴散,流速減緩,泥沙常堆積成淺灘,橫阻河口,故名攔門沙,為河口區航運的主要障礙。
流體力學
貝茨(Bates,1953)對三角洲形成的水動力學進行了研究。他將三角洲河口比作為水力學上的一個噴嘴。河水通過河口流入蓄水體時,形成自由噴流,並可分為軸狀噴射流和平面噴射流兩種流動類型。
1.軸狀噴流:指河水與蓄水體水的混合作用發生在三度空間(縱向的),其混合作用較快,致使水流速度迅速降低。
2.平面噴流:指河水與蓄水體水的混合作用發生在二度空間(表層水),其混合作用較慢,但可擴散到盆地較遠的地方。
軸狀噴流和平面噴流在海洋三角洲和湖泊三角洲中的反應有所不同。
(1)等密度流型:河流水和蓄水體密度近相等(湖泊三角洲型)
河水注入湖水,兩者密度相等,發生軸狀噴流,平面噴流不明顯。水發生三度空間的混合,流速迅速降低,沉積物在河口迅速堆積,形成湖泊三角洲。
(2)低密度流型:流入水密度小於蓄水體密度(海洋三角洲型)
河水(淡水)密度小于海水 (鹹水)密度,河水密度為海水密度的6%。淡水在鹹水面上向外方流動,以平面噴流為主。沉積物向外散布很遠,即沉物可被帶到遠岸區沉積,形成以河流作用為主的海岸三角洲。
(3)高密度流型:流入水密度大於蓄水體密度重力流型
流入水的密度大於蓄水體的水密度。沿著水底發生的平面噴流。冰冷的水流注入到較溫暖的湖泊中,或含有大量懸浮負載的洪水水流進入湖泊中時。含泥砂的河水密度很少超過海水密度。高密度流型也發生在大陸坡上,未固結的海底沉積物,因受重力等作用而發生滑塌,其結果形成
濁流。
形成發育因素
1.影響三角洲形成和發育的主要控制因素: (1)河流的流速、泄水量、搬運泥砂量(載荷量)。.
(2)泄水和蓄水體的相對密度的大。
(3)沉積介質類型(河流、波浪、潮汐、洋流)和強度。
(4)沉積盆地的構造性質,其中包括沉積盆地的穩定性、沉降速度和海水進退等。
三角洲主要是由河水搬運來的泥砂在河口附近堆積而成(建造),但波浪或潮汐等作用可以使它們遭受沖刷、改造,並使其重新分布(改造)。
如果河流比較大,搬運來的泥沙多,而海水作用弱,則三角洲迅速發育,並不斷向海方向推進生長(如美國密西西比三角洲)。
如果河流小,搬運來的泥砂少,而海水作用又強,則三角洲發育緩慢,甚至不發育三角洲,而是以河口灣環境出現(如杭州灣與錢塘江)。
美國密西西比三角洲,其河流遠源流長,攜帶大量泥砂,墨西哥灣的波浪和潮汐作用較弱,致使密西西比三角洲向墨西哥灣延伸達48公里,成為世界上罕見的三角洲。
三角洲的形成發育過程實質上是分支流河道不斷分叉和向海方向不斷推進的過程。在河口,由於海底坡度減緩,水流分散,流速突然降低,大量底負載物質便堆積下來,形成河口沙壩。
由於河口沙壩對水和沉積物的阻截,水流向兩側方向沖刷和侵蝕,形成分支流,並在其兩側形成新的水下天然堤。
分支流河道向海和向盆地方向,一分為二,二分為四,不斷擴展為三角洲沉積體系。
2.三角洲形成的其他因素:
(1) 決口扇的作用(轉移的突破口)。
(2)天然堤的作用(保駕護航)。
(3)經過一段時間以後,主河道也可以回到原來三角洲廢棄的地區,產生新的三角洲,最後形成三角洲體系。
密西西比三角洲由七個三角洲葉狀體相互交錯疊置而成。
特殊情況
當然,也有一些河流的入海口沒有形成三角洲。如中國的
錢塘江口就沒有三角洲。這是因為錢塘江水裡的泥沙含量稀少,而且河口是非常寬闊的喇叭口形的江口,涌潮 的巨大沖刷力,使泥沙不能沉積下來,即使有些泥沙僥倖留下來。堆積在錢塘江口,也難以加高,只能在水面下形成一道水下沙坎,形不成露出水面的三角洲。
此外,與三角洲形成過程相反,河流來沙量較小,河口受潮流的強烈沖刷作用,無三角洲形成,常成喇叭形,這種河口稱為三角港或
三角灣,如杭州灣(錢塘江口)就是一個典型的三角港。錢塘江挾沙少,河口海岸下降,潮差大,不僅使河流攜帶的泥沙不能在河口堆積,而且引起強烈的沖刷,使河口加深與展寬,逐漸形成三角港。三角港更加大了潮差,因而形成著名的錢塘江涌潮。涌潮使泥沙在河口區上段堆積成凸起的攔門沙。
沉積模式
三角洲可以劃分為三種亞環境:
三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲。
【1】三角洲平原
三角洲平原是三角洲的陸上部分,它與河流的分界是從河流大量分叉處開始。包括分支流河道、天然堤、決口扇、沼澤、湖泊和分支間灣等。其中最主要的是分支流河道砂沉積與沼澤的泥炭或褐煤沉積。二者的共生是三角洲平原沉積的典型特徵。
分支流河道沉積是三角洲平原的主體,大量泥砂都是通過分支流河道搬運至三角洲前緣的河口處沉積下來的。分支流河道本身的沉積具有一般河道沉積的特徵,即以砂質沉積為主,向上逐漸變細,槽狀、板狀、波狀交錯層理,底界與下伏岩層常呈侵蝕接觸。
天然堤沉積位於分支流河道的兩旁。由洪水期攜帶泥砂漫出淤積而成。以粉砂和粉砂質粘土為主。水平層理和波狀交錯層理。
洪水和河流衝破天然堤,在外側更為發育。交錯層理砂岩,呈透鏡狀沙體夾在分支間灣細粒粉砂質、泥質和沼澤沉積物之間。
占三角洲平原的90%。表面接近於平均高潮面,是一個周期性被水淹沒的低洼地區,水體為淡水或半鹹水,弱還原或還原環境。沼澤中植物繁茂,多為蘆葦等草本植物。岩性為暗色有機質泥岩、泥炭或褐煤沉積。塊狀層理和水平層理。
分支流河道之間較低洼地區,常與海域連通(外側)。泥岩為主,夾粉砂岩、細砂岩。水平層理,生物擾動構造,偶見海相化石。當三角洲向海方向推進時,在分支流之間海灣地區可形成泥岩楔(比沼澤的地貌低,靠海一側)。
【2】三角洲前緣
是三角洲的水下為主的部分,位於分支流河道的前端(河口部位)。是三角洲最活躍的沉積中心,是三角洲的主體。從河流帶來的砂、泥沉積物在河口與海洋結合部位迅速地沉積。
由於受到河流、波浪和潮汐的反覆作用,砂泥經沖刷、簸揚和再分布,形成分選較好、質較純的砂質沉積集中帶,構成了良好的儲集層。三角洲前緣分為:分支流河口沙壩、遠沙壩、前緣席狀沙、水下分支流河道和水下堤等。
泥砂在河口處沉積,砂和粉砂組成,分選較好,質較純淨。楔狀交錯層理和水平層理,水流波痕和浪成波痕等。
位於河口沙壩前面,沉積物較河口沙壩細,粉砂、粘土。水平層理為主,亦有波狀交錯層理和脈狀—透鏡狀複合層理。
位於遠沙壩前面(浪基面與平均低潮線之間的高能帶),由河口沙壩和遠沙壩進一步經海水沖刷,使之再行分布於其側翼,薄而面積大的砂層。分選好,質較純淨,平行層理、大型交錯層理, 可成為極好的儲集層。
【3】前三角洲
是三角洲體系中分布最廣、沉積最厚的地區。其海底地貌為一平緩的斜坡。主要由暗灰色粘土(富含有機質,其沉積速度和埋藏速度較快,有利於有機質轉化為油氣,是為良好的生油層)和粉砂質粘土組成。主要為水平層理、塊狀層理、生物擾動構造,含廣鹽度的化石,如
介形蟲、
雙殼類等。接近淺海的沉積特徵。
分類方法
三角洲的分類依照不同方面,有不同的分類方法。
(1)Fisher等(1969)提出了建設性和破壞性三角洲的二分法,強調了河流、波浪和潮汐作用對三角洲共同作用的結果。
(2)Galloway(1975)在收集了30個近代和古代海相三角洲的資料之後提出了以河控、浪控和潮控為端元的三角圖解。
(3)Reading(1978)在他主編的《沉積環境和相》中將三角洲劃分為河控、河流—波浪相互作用、浪控、河流—波浪—潮汐相互作用以及潮控五大類。
(4)有人根據沉積物的粒度劃分為粗粒三角洲和細粒三角洲(Gould,1960;於興河,1991)。
(5)有人根據受水盆地的類型劃分為海相三角洲和湖相三角洲(鍋谷淳和宮田一郎,1990)。
(6)另有學者根據注入受水盆地沖積體的不同類型來對三角洲加以概括,如將沖積扇直接注入受水盆地稱為扇三角洲(Megowen,Garner,1970;Gal-lowa,1976;Duton,1980;Miall,1984;李思田等,1988),將辮狀河注入受水盆地形成的沉積體稱為辮狀河三角洲(Mepherson,1987;賴志雲等,1991)。
(7)Nemec和Steel(1988)在Holmes(1965)研究工作的基礎上,根據沖積物物源類型和沉積物特徵將三角洲分為二類6種,即沖積三角洲(河流三角洲、辮狀河平原三角洲、沖積扇三角洲和碎石錐三角洲)與非沖積扇三角洲(火山碎屑三角洲和熔岩三角洲),該分類擴大了三角洲所包涵的內容和範圍。
上述幾種分類方案只是眾多分類方案中的一小部分,每一種方案都具有各自的優點,適用於某種特定的沉積環境。
Galloway三元分類方案
Galloway(蓋洛韋)提出了三元分類方案。其中有三種極端類型的三角洲:
②波浪作用為主的三角洲(浪控三角洲)
河流作用為主,平面形態呈長三角形,泥砂輸入量大,砂與泥比值低。 天然堤發育好,使分支流河道趨於固定。分支流河口沙壩很發育,它們向前延伸,形成的“指狀沙壩”(長軸方向、沉積走向與濱線垂直)。
波浪作用大於河流作用,有一條或二條主河流入海,分支流不太發育,輸入的泥砂量少,砂與泥比值高,輸入的砂泥很快就被波浪作用改造,於是在河口兩側形成一系列平行於海岸分布的海灘沙壩,只在河口處才有較多的沙質堆積,形成向海方向突出的河口(鳥嘴狀)。巴西聖弗蘭西斯科河三角洲為典型實例。
低能河流和低能海洋,海岸帶比較平坦。潮汐作用強,對河口三角洲沙體作用,結果是,只能堆積成小型三角洲。
潮汐雙向潮汐流和河流的沖刷作用,常將河流帶來的沉積物在河口的前方改造成線狀潮汐沙壩。沙壩平行於潮流方向分布,在河口的前方呈裂指狀放射分布。如果河流作用再弱,則不形成三角洲,形成海灣。
潮汐流將砂帶到較遠處沉積,使河口形成特徵的喇叭形,並向海方向擴展為較開闊的海灣(河口灣)(如杭州灣)。
潮控三角洲較少見,有珠江三角洲、越南湄公河三角洲、巴布亞灣三角洲、恆河三角洲。
海相、湖相分類方案
Galloway的分類方案分出的是極端類型的三角洲,沒有說明三端元互相影響的類型。且這三種分類只涉及海相三角洲,而無湖相三角洲。中國學者從中國東部油氣勘探的實際出發,在對國內外現代和古代三角洲調研的基礎上,結合中國中新生代含油氣盆地中三角洲的發育特點將三角洲分為海相三角洲和湖相三角洲。
【1】海相三角洲
海相三角洲的劃分主要參照Galloway(1976)的劃分標準,同時結合成國棟、薛春汀(1991)對黃河三角洲的研究成果,將海相三角洲劃分為河控、浪控、潮控和複合型4個亞類。
河控三角洲(見Galloway三元分類方案)
浪控三角洲(見Galloway三元分類方案)
潮控三角洲(見Galloway三元分類方案)
複合型三角洲
指河流、波浪、潮汐三者中兩種或三種作用共同控制三角洲的形態。複合型三角洲的形成是河流、波浪、潮汐中兩個或三個共同作用的結果。如河流/波浪相互作用形成了多瑙河三角洲;波浪/潮汐/河流共同作用形成的尼日河、湄公河、科珀河三角洲。
【2】湖相三角洲
受水盆地為湖泊時形成的三角洲,分為扇三角洲、辮狀河三角洲和吉爾伯特型三角洲。斷陷湖盆和拗陷湖盆均有長、短軸之分,扇三角洲和辮狀河三角洲一般發育於盆地的短軸方向,而吉爾伯特型三角洲一般發育在盆地的長軸方向。
沖積扇直接入湖形成扇三角洲,它一般發育於斷陷盆地的陡坡,可細分為扇三角洲平原、扇三角洲前緣和前扇三角洲亞相。扇三角洲平原與沖積扇中的沉積特徵相似,扇三角洲前緣類似於海相河控三角洲前緣的沉積特點,但其
岩性較粗,相帶範圍較窄。我國中新生代盆地中發育有許多扇三角洲,如遼河西部斷陷下第三系的雙台子扇三角洲(李應暹,1985),松遼盆地白堊系的英台扇三角洲(李彥芳,1993)。