角洲沉积学与沉积环境

2021-4-22 1 第三章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 2 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 3 第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素 2021-4-22 4 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素 w一、三角洲沉积作用特点 w三角洲沉积体系是所有沉积体系中最复杂的沉积体系：河 流 作 用 和 海 洋 作 用。w水动力环境：十分复杂w受河流、波浪及潮汐流的影响及相互叠加作用，因此三角洲按形成作用特点划分为：w 河 控 型 、 浪 控 型 、 潮 控 型 2021-4-22 5 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 二 、 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素 （ 12项 ）w （ 1） 气 侯 ： 通 过 控 制 流 域 范 围 内 植 被 和 土壤 的 发 育 引 起 的 物 理 和 化 学 作 用 ， 影 响 河 流提 供 的 沉 积 物 类 型 ； 由 降 雨 量 和 蒸 发 量 控 制河 流 经 流 量 的 变 化 。w （ 2） 流 域 盆 地 的 地 形 ： 控 制 着 植 被 的 发 育 、风 化 剥 蚀 深 度 、 水 系 分 布 的 密 度 、 河 流 纵 剖面 的 坡 降 。 2021-4-22 6 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w （ 3） 流 量 变 化 ： 年 流 量 愈 大 ， 输 沙 量 愈 大 ；流 量 的 瞬 时 变 化 影 响 更 大 。w （ 4） 沉 积 物 的 生 产 量 ： 产 量 愈 高 ， 越 易 形 成大 的 三 角 洲 平 原 。w （ 5） 河 口 的 水 动 力 学 特 征w （ 6） 近 滨 地 区 波 浪 的 功 率 ： 影 响 砂 体 分 布 形态 ； 砂 的 磨 圆 、 成 熟 度 。 2021-4-22 7 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w （ 7） 潮 汐 作 用 ： 改 造 砂 体 形 态 。w （ 8） 风 暴 ： 风 暴 波 浪 的 原 动 力 、 改 造 砂 体 形态 。w （ 9） 近 岸 流 （ 海 流 ） ： 对 沉 积 物 进 行 不 同 程度 的 改 造 和 再 分 配 。w （ 10） 陆 架 坡 度 ： 对 三 角 洲 形 态 和 形 成 影 响大 ， 低 坡 度 陆 架 形 成 大 的 三 角 洲 2021-4-22 8 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w缓坡陆架：波能消耗快，有利于三角洲向海推进；w陡坡陆架：三角洲沉积物易被海洋改造；w窄而深的陆架：不利于大型三角洲的形成，可由三角洲前缘的水下河谷再搬运到深海，形成海底扇。 2021-4-22 9 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w（11）受水盆地的大地构造：稳定型浅水三角洲；沉降大厚度巨大的三角洲。w构造稳定型的盆地：三角洲体系变化慢，形成浅水三角洲w 构造沉降快的盆地：发育厚度巨大的三角洲体系 2021-4-22 10 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w （ 12） 受 水 盆 地 的 形 态 ： 对 三 角 洲 形 态 、 沉积 物 分 散 特 点 、 迁 移 形 式 等 影 响 大 。 2021-4-22 11 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w三、河口区的水动力状态w 1轴状喷流：w注入水体的密度与蓄水盆地中水体的密度相等时形成。为等密度入流。w特点：两种水体为立体混合，混合速度快而充分，注入水体流速迅速降低。河流流入淡水湖属于此。 2021-4-22 12 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 2 平 面 喷 流 ： 注 入 水 体 的 密 度 与 蓄 水 盆 地 水体 的 密 度 具 有 密 度 差 时 形 成 。 分 以 下 两 种 情况 ：w （ 1） 高 密 度 入 流 ： 注 入 水 体 密 度 大 于 蓄 水 水体 密 度 时 形 成 沿 盆 地 底 部 的 面 状 流 动 ， 两 种水 体 仅 在 底 部 两 度 空 间 混 合 ， 混 合 速 度 慢 ，注 入 水 体 速 度 的 降 低 也 较 慢 。 如 ： 冰 水 注 入温 暖 的 湖 水 、 深 湖 和 深 海 中 的 浊 流 等 。 2021-4-22 13 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w （ 2） 低 密 度 入 流 ： 注 入 水 体 密 度 小 于蓄 水 水 体 密 度 时 形 成 。 注 入 水 就 漂 浮 在蓄 水 体 的 表 层 流 动 。w 特 点 ： 混 合 速 度 缓 慢 ， 注 入 水 体 流 速降 低 也 很 缓 慢 ， 形 成 流 速 和 密 度 分 层 。 2021-4-22 14 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 四 、 几 种 作 用w 1波浪作用w波浪作用影响河口砂体的分布与特点，主要取决于河流供应沉积物的能力与波浪对沉积物改造与再分配能力的相互消长的关系。使砂体平行于滨线分布，它可提高沉积物的成熟度。 2021-4-22 15 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 2河流作用：使砂体以高角度与滨线相交。w 3潮汐作用：w 4风的作用w强劲的风可形成宽阔的风成沙原或与岸线平行的风成沙丘 2021-4-22 16 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 5 海 流w 指 冲 击 到 大 陆 边 缘 的 深 海 洋 流 ； 风 浪 和潮 汐 派 生 的 各 种 近 岸 流 、 沿 岸 流 和 离 岸流 ； 河 流 与 海 水 因 密 度 差 相 混 形 成 的 水团 运 动 。w 都 对 沉 积 物 不 同 程 度 的 改 造 和 再 分 配 。 2021-4-22 17 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 四 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 18 第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类 2021-4-22 19 第 二 节 三 角 洲 的 分 类 w 一 、 Fisher的 分 类 （ 1969）w 依 据 ： 海 洋 能 量 （ 波 浪 、 潮 汐 和 沿 岸 流 ） 的 类 型 和大 小 与 沉 积 物 注 入 量 的 相 互 消 长 关 系w 1 高 建 设 型 三 角 洲 ： 河 流 作 用 不 断 地 向 海 盆 输 送沉 积 物 ， 不 断 地 向 海 盆 推 进 ， 建 设 为 主 ；w （ 1） 朵 状 ； （ 2） 鸟 足 状 。w 2 高 破 坏 型 三 角 洲 ： 海 洋 作 用 主 要 破 坏 、 改 造 和再 分 配 河 流 带 来 地 沉 积 物w （ 1） 浪 控 三 角 洲 ； （ 2） 潮 控 三 角 洲 2021-4-22 20 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w二、Galloway的分类（1975）w采用三角图解的方法表示各类三角洲的形成特点。三角形的三个端点分别为：河流作用（顶）、波浪作用（左）、潮汐作用（右）w 1河控三角洲w 2浪控三角洲w 3潮控三角洲 2021-4-22 21 第 二 节 三 角 洲 的 分 类 2021-4-22 22 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w三、Coleman 和Wright的分类w强调综合因素的影响，而不是单个因素，划分出六种三角洲类型，每个类型都有其独特的砂体形态和分布特征。 2021-4-22 23 第 二 节 三 角 洲 的 分 类 2021-4-22 24 第 二 节 三 角 洲 的 分 类 2021-4-22 25 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 26 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点 w 一 、 发 育 背 景 河 流 作 用 远 远 超 过 海 洋 作 用 ； 大 径 流 量 和 大 输 砂 量 ； 小 潮 差 、 低 波 能 ； 浅 而 稳 定 的 冲 水 盆 地 如 中 国 的 黄 河 2021-4-22 27 黄河三角洲w黄河三角洲体分为三大部分，上部三角洲平原、下部三角洲平原和水下三角洲。上部三角洲平原包括近代三角洲和现代三角洲陆上平原，扇顶地势较高，向海地势趋低，有着复杂而有规律的微地貌形态，现黄河河道从两个三角洲体的中部流过；下部三角洲平原位于河流和海洋共同作用的范围内，是河流、海洋和陆地的交互作用带，包括滩涂和滨海盐滩，即海岸带的范围，呈带状环绕于上部三角洲平原之外，是我国海岸变迁最活跃的地区；水下三角洲包括水下岸坡(三角洲前缘)和前三角洲，是浅海环境。 2021-4-22 28 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w二、内部环境和相特点w（一）三角洲平原（亚环境、亚相）w范围：从开始出现分流河道处到海岸线之间的水上部分w 1分流河道（相）w 平原上的水道，水动力特点和沉积作用与大陆上的河流相似，沉积物主要为砂质，底部有冲刷，向上变细层序。为平原沉积的格架部分。层理为河流的大型层理类型。 2021-4-22 29 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 2 天 然 堤 （ 相 ）w 在 分 流 河 道 两 侧 ， 水 流 天 然 形 成 。w 沉 积 构 造 ： 小 波 痕 层 理 、 透 镜 状 层 理 、 水 平 纹 理 、植 物 根 系 、 生 物 扰 动 、 互 层 层 理 等 。 w 3 决 口 扇 （ 相 ）w 洪 水 切 开 天 然 堤 坝 向 分 流 河 道 间 的 低 洼 区 倾 泻 时 ，在 堤 坝 外 侧 形 成 的 一 种 扇 状 沉 积 体 。 规 模 较 大 的 为决 口 三 角 洲 。w 是 一 种 快 速 堆 积 ， 分 选 磨 圆 较 差 。 底 部 有 冲 刷 ， 顶底 界 面 明 显 。 2021-4-22 30 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 4 沼 泽 及 泥 炭 沼 泽 （ 相 ）w分流河道间的低洼地区，利于植物生长，构成一个富含有机质的滞留还原环境。w沉积构造：块状层理，生物扰动，植物和动物化石（根系），菱铁矿结核等。w 5 三 角 洲 湖 泊 （ 相 ）w 三 角 洲 分 流 河 道 间 的 洼 地 从 暂 时 积 水 到 较 长 期 积 水 ， 形成 小 型 湖 泊 ， 但 水 体 深 度 较 浅 。 沉 积 物 多 是 深 色 的 、 细碎 屑 和 泥 质 ， 具 生 物 扰 动 和 动 物 化 石 。 黄 铁 矿 结 核 。 较还 原 环 境 。 2021-4-22 31 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w（二）三角洲前缘（亚环境、亚相）w 1分流间湾（相）w发育在分流河道间的低洼区和废弃三角洲朵体的不断下陷区，上连陆下连海，可以认为是小型海湾。w水平层理、生物扰动。 2021-4-22 32 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 2 河 口 沙 坝 （ 相 ）w 分 流 河 道 入 海 口 附 近 形 成 的 沙 质 浅 滩 。 水 流入 海 时 ， 由 于 河 口 变 宽 、 流 速 变 小 、 水 体 负载 能 力 降 低 。w 沉 积 构 造 ： 浪 成 交 错 层 理 、 波 痕 。w 分 选 磨 圆 好 ， 一 般 缺 乏 泥 质 组 分 。 2021-4-22 33 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 3远沙坝（相）w 在 河 口 坝 向 海 侧 的 坝 前 地 带 ， 沉 积 物 主 要 为粉 沙 和 少 量 黏 土 ， 含 生 物 化 石 及 潜 穴 遗 迹 ，生 物 扰 动 等 。w 4前缘席状沙（相）w 河 口 沙 坝 、 远 沙 坝 受 到 波 浪 、 潮 汐 和 沿 岸 流的 改 造 和 再 分 布 形 成 的 席 状 沙 层 。 2021-4-22 34 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w （ 三 ） 前 三 角 洲 （ 亚 环 境 、 相 ）w 在 前 缘 的 更 向 海 地 带 ， 在 正 常 天 气 波 基 面 附近 ， 基 本 上 不 受 波 浪 的 干 扰 。w 沉 积 物 主 要 是 粘 土 和 细 的 粉 沙。 2021-4-22 35 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 三 、 垂 向 层 序w 1 三 角 洲 层 序 具 有 “ 二 元 ” 特 征 ： 向 上 变 粗 ， 再向 上 变 细 序 列w 2 一 般 为 进 积 型 层 序 ， 从 下 往 上 为 由 海 相 向 陆 相的 过 渡w 3 颜 色 ： 下 深 上 浅w 4 层 理 反 映 的 能 量 变 化 （ 从 下 而 上 ） ： 低 能 高能 能 量 多 变w 5 生 物 特 点 ： 自 下 而 上 ： 正 常 海 生 物 半 咸 水 生物 淡 水 生 物 2021-4-22 36 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点 2021-4-22 37 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 38 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述 w一、潮控作用为主的三角洲w二、波浪作用为主的三角洲w三、其他过渡类型 2021-4-22 39 潮控作用为主的三角洲特点 2021-4-22 40 潮控作用为主的三角洲特点 由于潮汐作用远大于河流作用，在港湾中堆积的泥沙受潮汐作用的强烈破坏和改造，仅形成小型三角洲。 其外形受港湾控制，故又称港湾型三角洲，属于破坏性三角洲的一种类型。 在河口区或其前缘向海方向，常发育因潮汐作用而形成的呈裂指状散射且断续分布的潮汐砂坝。 我国的珠江、鸭绿江、辽河三角洲属此类型。 2021-4-22 41 波浪作用为主的三角洲特点 2021-4-22 42 波浪作用为主的三角洲特点 浪控三角洲的平面形态呈鸟嘴状，故又称鸟嘴状三角洲。 海洋的波浪作用大于河流的作用，只有一条或两条主河道入海，分支河道少而小。 河流输入泥砂量不多，而且被波浪作用改造、再分配，在河口两侧形成一系列平行于海岸的海滩、砂嘴、砂坝，并在它们的向陆一侧形成半封闭的泻湖和沼泽，仅只在河口区才有较多的砂质堆积，形成突出于河口的鸟嘴状形态。 法国的罗纳河、埃及的尼罗河、意大利的波河形成的三角洲属此类 型。 2021-4-22 43 三种作用复合形成的三角洲 2021-4-22 44 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 45 第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系w第 五 节 w关 于 浅 水 三 角 洲 2021-4-22 46 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲 w 由 Fisk(1961)和 Donaldson(1974)先 后 提 出 、概 括w 1 浅 水 三 角 洲 沉 积 特 征 ：w （ 1） 发 育 于 台 地 背 景 下 ， 水 体 浅 （ 水 深 小于 100m） ；w （ 2） 三 角 洲 体 系 呈 伸 长 状 ： 三 角 洲 平 原 最发 育 ， 前 缘 和 前 三 角 洲 不 太 发 育 ；w （ 3） 分 流 河 道 十 分 发 育 ， 分 支 频 繁； 2021-4-22 47 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w （ 4） 分 流 河 道 常 切 割 前 期 沉 积 物 ；w （ 5） 三 角 洲 平 原 上 沙 体 分 布 较 宽 ；w （ 6） 三 角 洲 前 缘 砂 体 、 前 三 角 洲 泥 岩 均较 薄 ；w （ 7） 泥 丘 、 滑 塌 构 造 、 浊 流 沉 积 不 发 育 。 2021-4-22 48 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 2 浅 水 三 角 洲 体 系 的 划 分 ：w 上 三 角 洲 平 原w 过 渡 带w 下 三 角 洲 平 原 （ 包 括 三 角 洲 前 缘 和 前 三 角洲 或 海 湾 ）w 典 型 实 测 ： 美 国 东 部 地 区 C P含 煤 地 层 ；w 我 国 华 北 C P含 煤 地 层 。 2021-4-22 49 w 第 一 节 影 响 三 角 洲 发 育 的 主 要 因 素w 第 二 节 三 角 洲 的 分 类w 第 三 节 河 控 三 角 洲 沉 积 环 境 及 相 特 点w 第 四 节 其 他 类 型 的 三 角 洲 特 点 概 述w 第 五 节 关 于 浅 水 三 角 洲w 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化第 四 章 三 角 洲 沉 积 体 系 及 相 模 式 2021-4-22 50 第 三 章 三 角 洲 沉 积 体 系w第 六 节w三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 51 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 52 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 53 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 54 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 55 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化 2021-4-22 56 第 六 节 三 角 洲 体 系 的 演 化