曲流河沉積

曲流河沉積（meandering river deposit）又稱蛇曲河沉積、高彎度河沉積，是指彎度指數2～13，坡降小，河床穩定，凸岸壩發育，濱河床沙壩不發育，寬深比較小（<10）的河流的沉積。

基本介紹

• 中文名：曲流河沉積
• 外文名：meandering river deposit
• 涉及學科：第四紀與地貌學，古地理學
• 別稱：蛇曲河沉積
• 類型：河道、牛軛湖、天然堤等
• 沉積模式：以陸源碎屑岩為主

環境類型

曲流河的主要亞環境類型（即微地貌單元）有河道（包括河床滯留和邊灘—Point bar）、牛軛湖（Oxbow lake）、天然堤（Natural levee）、決口扇（Crevasse splay）、河漫灘等類型。

河道

（1）河床滯留沉積

又稱河道滯留沉積，它由粗礫岩和底部河床滯留礫岩組成，是在河流流量最高時短距離搬運的產物。在正常流動情況下，由於流水沖刷與分選作用，細粒物質不斷被帶走，礫石則滯留在河床底部。這類沉積常位於河流沉積剖面的底部，其特徵明顯，向上顆粒逐漸變細過渡為邊灘沉積。

（2）邊灘

邊灘沉積又稱點砂壩沉積，是蛇曲河流最主要的地貌單元，也是河床側向遷移作用的必然產物。河水在河道中呈螺旋狀前進，並不斷對外岸（或凹岸）進行沖刷作用，又由於橫向環流將河流中的搬運物帶到內岸（或凸岸）沉積下來，這就形成了以側向加積為主的沉積特徵。開始僅僅形成淺灘（Riffles），隨著河流的不斷側向遷移，淺灘也不斷增長，並在河流內彎部分形成寬闊的邊灘。凹岸水深，則流速大，凸岸則水淺，流速小。底流在側向運動中強度逐漸減弱，因而引起了碎屑的沉積分異作用，使其沉積物具有明顯的特點。在邊灘下部比較靠近河心的部位，沉積較粗的顆粒（以砂粒為主）；上部離河心較遠，沉積較細物質。

邊灘的大小和形態是隨著河流的大小和彎曲度而變化，在較小的河流中，邊灘較為簡單，位於河曲的凸岸一側，並平緩地向河道傾斜。在大的河流中，相對較為複雜，主要是在洪水期，當部分河流經過點砂壩表面時，便形成流槽和流槽砂壩，每一個流槽砂壩代表河道在一次洪水期中遷移的結果。

邊灘的厚度近似於河床的深度，其寬度則決定河流的大小與彎曲度，河道寬、彎曲度大，邊灘發育就寬闊，反之亦然。

牛軛湖

牛軛湖沉積屬廢棄河道沉積，主要是洪水期帶來的細粒物質，如粉砂和泥質等。蛇曲河道在發育過程中，由於截直作用或沖裂作用，可以使某一段河道或整個河道廢棄，從而形成牛軛湖沉積或廢棄河道沉積。

牛軛湖的形成與河流截直作用相關聯，而河道的廢棄除了與截直作用有關外，還有沖裂作用：截直又可分為串溝截直與頸項截直。

（1）串溝截直

河道逐漸占據邊灘上的老窪地（淺槽）而壓縮短期流程的現象稱為串溝截直。在逐漸廢棄的河道中的水流量逐漸減少，沉積了較厚的粉、細砂，這就構成了這種砂多泥少的層序結構特徵。

（2）頸部截直

在曲流環最狹窄的頸部突然截斷，形成新的河道後，

被截斷的曲流環的出口和入口很快地被砂淤塞，水流量也很快減為零。隨後便堆積了粉砂、粘土等細粒懸浮沉積物。因此，不同的截直作用所造成的沉積序列不同。

（3）沖裂作用

在彎曲度較大的曲流河中，由於曲流河道反覆不斷地被截斷、廢棄，並堆積了細粒物質。這些堵塞物一般難以被侵蝕掉，而是愈積愈多，到一定階段，它們便將曲流帶封閉起來。這時整個曲流帶由於垂向加積而高出泛濫平原的通常高度，當洪水時期，天然堤一次大的決口就可以使河流發生沖裂作用。

天然堤

天然堤沉積也是曲流河的主要特徵之一，它分布於蛇曲河道兩岸。天然堤是由於洪水期河水漫越河岸，當河水流速降低時，攜帶的大量懸浮物質在岸邊很快沉積下來所形成。其沉積物質比邊灘細，隨著遠離河道，其粒度相應減小。

天然堤在平面上的形態隨河道彎曲呈條帶狀彎曲體，是一種楔形脊狀沉積物。在橫剖面上為不對稱的三角形，向河道一側較陡，向泛濫平原一側平緩。並逐漸向後過渡。天然堤的頂面代表了最大洪水期所達到的水位高度。其岩石的粒度比邊灘要細，但比運離河道的洪泛平原或泛濫平原沉積要粗，垂向上緊靠邊灘沉積之上，沉積構造發育，可見各種小型沙紋層理、不規則的水平紋層、乾裂和植物根等。

河漫灘

河漫灘也叫泛濫平原（Overbank，Floodplain）是曲流河系中面積分布最廣的部分。在現代地貌學中，泛濫平原與沖積平原（Alluvial plain）可謂同意詞，但在沉積學中，沖積平原多是指從沖積扇上或辮狀河周圍的平原。因此，河漫灘是在洪水泛濫期間，河水溢出到曲流河兩岸平原中最低洼部分，故又稱河漫灘為泛濫盆地。這裡的沉積物主要是洪水帶來的懸浮載荷，沉積的岩石有泥岩、粉砂岩以及薄層泥質灰岩，是典型的漫積產物。在氣候乾燥地區，可見泥裂構造和鈣質及鐵質結核。在潮濕條件下，植物生長茂盛。進一步可發展成沼澤，形成大量有機物質堆積，甚至出現泥炭層或煤層沉積。

在剖面上，它位於沖積相旋迴的上部，河流的彎度愈大，剖面上代表洪泛平原的細屑沉積愈厚。另外，在泛濫平原中常可形成洪泛（泛濫）盆地或叫河漫湖，它是洪泛平原中的最低部分。其地形平坦，排水性差，因而起著沉積盆地的作用。在洪水期，越岸的水流經過天然提和決口扇沉積了較粗的物質之後，懸浮的細粒物質主要在洪泛盆地中沉積下來。但其沉積速度較慢，一次洪水期的沉積厚度約1～2cm。

決口扇

在高水位時，過量的洪水衝決天然堤，並在堤岸靠平原方向的斜坡上形成樹枝狀水系的扇狀堆積物，稱之為決口扇。

決口扇沉積是一種舌狀體的砂體，剖面上呈透鏡體狀。厚度一般不大，從十幾厘米到幾米，粒度常常都比與之相連的堤岸沉積要粗。

垂向沉積層序

曲流河各微相在剖面上的出現順序，自下而上可分為四個沉積單元：

①河道底部的滯留沉積；

②邊灘沉積，ε－型板狀交錯層理；

③邊灘頂部或叫壩頂，發育有良好的爬升波痕紋理或小型槽狀交錯層理；

④垂向加積或漫積，具體為天然堤和泛濫平原沉積。主要由斷續波狀（小型流水沙紋）交錯層理粉砂岩和水平紋理粉砂質泥岩及塊狀泥岩組成。

沉積模式

20世紀60年代，Allen（1963）提出的曲流河的沉積模式，至今仍被看作是曲流河的經典沉積模式，其特點可如下：

①以陸源碎屑岩為主。從下到上依次為礫岩、砂岩和泥岩。岩性變化頻繁，極不穩定，上部偶見泥質灰岩薄層。

②沉積構造向上變小，交錯層理類型由大型變到小型，向上逐漸出現波狀和爬升波狀層理，中間夾有水平層理，並可發育泥裂、雨痕等。

③常見植物印痕和植物根，可能有泥炭和煤，也見少量淡水軟體動物，如腹足類和雙殼類等。以上沉積模式反映曲流河巨觀標誌組合。在微觀上，這些岩層特別是砂岩，在粒度分布、它生和自生礦物成分及其組合特點等方面都比較明顯。