河控三角洲沉積

河控三角洲沉積是指以河流作用為主，長形，分支流河道、河口壩與沼澤較發育的三角洲形成的沉積體。

基本介紹

• 中文名：河控三角洲沉積
• 外文名：Fluvial delta deposit
• 分類：長形（即鳥足狀）和朵葉狀三角洲
• 特點：粒度變化、顏色變化
• 學科：沉積學
• 機理：河流作用為主

簡介

這類三角洲是在河流輸入的沉積物數量比海水能量大得多的情況下所形成的，即沉積物供給充足情況下形成的三角洲。根據其形態特徵又可進一步分為兩種類型：長形（即鳥足狀）和朵葉狀三角洲。

河控三角洲的沉積構造多為一系列具侵蝕面的塊狀層理。薄層透鏡體或粘土、粉砂岩和粘土夾層的平行或波狀紋理常見。小型到大型的對稱或不對稱的波浪、沙丘，槽狀交錯層理豐富。另外，一般高角度和單向水流分布是最常見的沉積特徵類型。它們與前三角洲粘土伴生。生物擾動中等到較多，包括有關的動物群。可能存在貝殼層，富含鐵的礦物結核，沖刷構造。

河控三角洲的平面形態主要是朵葉狀或鳥足狀，具有側向加積理所產生的透鏡狀砂岩以及前積作用形成的河口壩沉積，二者的透鏡狀形式正好相反，即前者為下凹的透鏡體，後者為上凸的透鏡狀。它們均可向連續岩層演變。

沉積機理

長形(或鳥足狀)三角洲沉積機理

這種三角洲以河流作用為主，由於海水作用弱，河流的泥砂輸入量大，特別是砂與泥比值低，懸浮負載多，因而有利於建造起天然堤，使分流河道趨於固定；同時，也可沉積很厚的前三角洲泥。河口壩也發育，它們向前延伸，直接覆蓋在厚層的前三角洲泥上，並可以很快地沉陷在其中，大部分保存下來，形成特徵的“指狀沙壩”。分流河道內最大湍流線及湍流量位於河道深部並靠近兩側，尤其是在河床較平時更是如此；這些湍流線伴生有最大的切割沖刷，因而，沉積物多被拋向湍流較小的部位。大量的河流載荷物被推向中心，形成了河道中心淺灘。在河口入海處，河道水流繼續向前並建立噴射流入海，這時水流脫離了固定河岸的限制，很快向兩邊以一定程度散開，加寬噴射流，減小速度，最終消失其流動能量。

靠近限制的河岸前端，噴射流比較集中，並向前運動進入靜水體；噴射流的散開導致最大強度湍流線間距擴大。在每個湍流線下面存在切割沖刷的趨勢，而湍流互換過程把大多數輸入物質送向兩側的邊緣靜水體中。這樣，在每個湍流線外側形成了一個水下天然堤沉積。沉積物同時也被引向河道中心比較寬闊的靜水環境中，沉積成一個淺灘。河道就此沿中心淺灘分叉成兩個分支流河道。新的分支流河道又形成它自已的邊緣最大湍流線，在每個新河道河口又形成新的分叉過程，只要波浪和沿岸流不產生相反的破壞作用，這一進程將繼續發展，河道以幾何級數增長，三角洲也不斷向前生長和折進。鳥足狀三角洲這一沉積過程，不僅使三角洲平原上的分流河道多發育為順直河，沉積了伸長型的分流河道砂，而且使三角洲前緣砂體也以垂直岸線伸長為特徵，形成所謂“指狀砂壩”。

朵狀三角洲沉積機理

該三角洲的平面形態像一個向海（或湖）突出的半園形或扇形。其前緣有的地方凸出(分支流口)，有的地方凹進(分流間灣)，略呈鋸齒狀。與長形或鳥足狀三角洲相比，此類三角洲的泥砂輸入量少一些，而且砂與泥比值較高，海水波浪作用有所加強。因此，河口壩覆蓋在較薄的前三角洲泥之上，沉陷也較慢，致使三角洲前緣的砂易於被海水沖刷和改造，使之再次分布於各分支流之間，形成席狀砂層，並與各分支流的河口壩連線起來。

此類三角洲的河口壩遠不及鳥足狀發育，波浪的後期改造明顯加強，地形坡度也較前者要陡，正因為如此該類垂向厚度相對較大，但平面的展布範圍可能相對較小，但由於受波浪和潮汐改造作用較強，因而砂體之間連通性較好。該類三角洲主要的沉積體是朵葉，具有很重要的側向加積機理所產生的透鏡狀單元，砂的高含量帶可以勾畫出垂直於盆地邊緣的朵葉輪廓。

沉積特徵

河控取決於河口寬度，河水流速及含砂量。

該地帶為三角洲體系中砂質沉積物最為豐富、最集中的地區，砂的成分主要是純淨的石英砂，分選磨圓都很好，成熟度也很高。 河控三角洲平面組合及垂向層序特徵

1、顏色變化：

（1）下部一般為暗色，反映富含有機質的泥岩特點（前三角洲沉積和淺海沉積）；

（2）向上微淺水、受海水擾動的淺色的前緣砂體；

（3）最上部為夾有淺色砂體（分流河道）的大量暗色層（深灰色至黑色），為廣泛沼澤發育的三角洲平原環境。

2、粒度和沉積構造變化：

（1）下部淺海陸棚和前三角洲的泥岩，水平層理及被生物強烈擾動而均化的塊狀層理；

（2）向上過渡為遠砂壩、河口砂壩、席狀砂等沉積的細紗和粉砂，發育各種交錯層理；

（3）最上部為分流河道、天然堤等形成的細紗、泥岩和煤等，槽狀、板狀交錯層理與塊狀層理交替出現。

（4）反映從前三角洲到三角洲前緣再到三角洲平原水動力活動是從低能~高能~能量多變的特點。

3、自下而上沉積相標誌：

（1）沉積物顏色由暗變淡（青灰—灰）再變褐黃；

（2）沉積物粒度由細變粗再變粗；

（3）沉積物分選性由差變好再變差；

（4）粘土礦物、有機質、微量元素含量由多變少再變多；

（5）構造由水平變波狀和交錯再變水平；

（6）海相生物向上變少，陸相生物向上變多；

（7）生物鑽穴見於三角洲層序的下部，植物根系出現於頂部；

例如松遼盆地北部葡萄花油層沉積時期基底整體一致緩慢沉降地形十分平緩，盆地氣候相對乾旱湖面快速大規模收縮水體很淺水深通常不超過10m。在此背景下形成了北部富有特色的大型河控淺水三角洲沉積體系。

河控三角洲沉積層序

由於可形成大的旋迴性沉積，河控三角洲在形成發育過程中，不斷地從陸地向海盆/湖盆方向推進，其結果是形成特有的前積垂向沉積層序。一般來說，底部為前三角洲泥，向上依次出現三角洲前緣的砂和粉砂沉積，最上面覆蓋著三角洲平原的較粗粒分流河道沉積和細粒沼澤沉積，大體上為一下細上粗的反旋迴沉積序列，即所謂的進積型沉積序列。

通常這種三角洲可分為兩大部分組成：水下及陸上兩部分，總的特點是：由下向上總的粒度由細變粗，至分流河道砂沉積則因河流旋迴本身的特點，向頂部變細，這就構成了一個由下向上、先反後正的複合層序特徵。此典型層序的產生，是由於河流作用為主所形成的三角洲前緣沉積不斷向海推進的結果。

總的來說此類層序具有以下三個特點：

①粒度為從下向上呈現出由細變粗的反韻律沉積，但在層序的上部可局部出現次一級下粗上細的正韻律，隨著粒度的變化，沉積構造發生相應的變化。

②海陸相生物化石混生或互動出現。海生生物化石向上減少，主要分布在底部的淺海陸架泥岩中，而植物化石則向上增多，甚至出現炭質泥岩或煤層。

③流水沙紋及其分別產生的交錯層理共生。

這種沉積層序特徵是由於三角洲向海盆(或湖盆)逐漸推進的進積作用所造成的，分流河道攜帶大量的沉積物，從三角洲平原流向海盆或湖盆。由於水流能量的突然減少，大部分較粗粒的負載沉積下來，形成分流河口壩。其餘較細粒的物質呈懸浮狀態被水流攜帶至離河口較遠的地方，形成遠沙壩和前三角洲的粉砂和泥，而且離河口越遠沉積物越細。

河控三角洲層序形成具有旋迴性，一般分為兩個階段，即建設階段和破壞階段。在建設階段，活躍的進積引起前三角洲淤泥被三角洲的前緣粉砂和砂重新覆蓋，反轉過來它又被河口砂壩重新覆蓋，基本上由砂岩組成，然後被三角洲沼澤沉積物、有時包含褐煤層所覆蓋。而破壞階段，如果造

成一個缺口，三角洲朵葉可能被廢棄，那末頂部的地層被波浪和水流侵蝕，而且可能完全重新改造和重新分配。

Elliot（1974）總結了河控三角洲分流河道的垂向層序中及沉積構造類型，在河控三角洲中具有一系列侵蝕面的塊狀層理；薄層透鏡體或粘土、粉砂岩和粘土夾層的平行層理和波狀層理常見；小型到大型的對稱或不對稱的波痕、槽狀交錯層理豐富。

對於河控三角洲的垂向層序，不能簡單地視為向上變粗的特點，在某些情況下，如同時受兩個分流河口的影響，則有可能隨兩個分流河口的增大或減小而變得複雜，典型的實例如英格蘭北部石炭紀三角洲，可以看出該三角洲平原垂向層序隨條件的變化而出現差異。

以上這種層序，是在沉積物的沉積速率(Rd)大於盆地的沉降速度(Rs)，即Rd/Rs>1的情況下產生的。另外，三角洲在形成發育過程中，並不是始終固定在一個位置不動，而是前後、左右的遷移和擺動；這就造成了三角洲常常顯示其旋迴性。