經(jīng)典地質(zhì)圖集，徹底搞明白三角洲相！

黃花嶺桃源山人 2020-06-20

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百川東到海。

當(dāng)兩種不同的水域相遇

會產(chǎn)生怎樣的神奇現(xiàn)象？

密西西比河三角洲（圖源@NASA）

三角洲——河流的最佳杰作之一，

有著廣闊的面積，

土層深厚，水網(wǎng)密布，

是最常見的地表形貌。

尼羅河三角洲（圖源@UNEP）

多瑙河三角洲（圖源@NASA）

恒河三角洲（圖源@NASA）

形態(tài)各異的三角洲真貌如何？

又形成了什么樣的沉積特征？

第

1

章

-形成-

“三角洲”這個術(shù)語

源自希臘字母'A'(delta) ，

最早被古希臘人用于

描述尼羅河三角洲

沉積體的陸表形態(tài)。

尼羅河三角洲（圖源@TDC）

而三角洲的現(xiàn)代定義是

由巴雷爾(1912)提出的，

他認(rèn)為“三角洲是河流

在一個穩(wěn)定的水體中

或緊靠水體處形成的、

部分露出水面的一種沉積物”。

（圖源@NASA's Jet Propulsion Laboratory）

此定義主要包括了

如下四個方面的含義：

三角洲包括陸上和

水下兩部分沉積區(qū)，

在平面上呈頂尖朝向

陸地的三角形沉積體，

其上有錯綜分布向

海(湖)散開的分支河道。

勒拿河三角洲（圖源@NASA）

三角洲的形成過程

可分為如下兩個大階段：

在河流入海(湖)的近河口處，

由于水流展寬和潮流的頂托作用，

河流流速驟減，河流底負(fù)載下沉而

堆積成水下淺灘。

河流入海口（圖源@Elaine Thompson）

淺灘逐漸淤高、增大，

露出水面形成新月型河口砂壩。

水流自砂壩頂端分開，

形成兩個分支河道(分流河道)，

并向外側(cè)擴(kuò)展。

（圖源@文獻(xiàn)Modeling river delta formation）

分支河道繼續(xù)向前發(fā)展，

在河口處出現(xiàn)新的次一級河口砂壩。

隨著此過程重復(fù)發(fā)生，

將形成一個喇叭狀向海延伸的

多叉道河網(wǎng)系統(tǒng)，

即三角洲的雛形。

三角洲形成模式圖

分支河道不斷向海延伸，

河床坡度減小，

流速減緩，河床淤高。

坡度減小至一定程度，

洪水季節(jié)洪流沖決天然堤，

呈散流傾瀉于濱海平原或叉道間海灣，

流速驟減，沉積物逐漸

淤積而成決口扇灘，

從而使三角洲在橫向上逐漸擴(kuò)大。

河水沖決天然堤后，

取道于較大坡度的新河床入海。

舊河道淤塞，泥砂供應(yīng)斷絕，

加之海浪的改造和侵蝕，

使原來的三角洲廢棄，

而在其旁側(cè)新河道入海處，

新的三角洲開始發(fā)育成長。

三角洲廢棄（a-c）（圖源@文獻(xiàn)Modeling river delta formation）

隨著時間的推移，

三角洲的廢棄和發(fā)育相互轉(zhuǎn)化，

交替出現(xiàn)，結(jié)果各三角洲

彼此連接和部分疊合，

形成三角洲復(fù)合體。

如密西西比河三角洲平原

就是由7個三角洲連接疊合而成。

密西西比河三角洲平原形成

作為陸源沉積物堆積的重要場所，

三角洲的形成受多種因素控制，

主要包括河流的作用、

蓄水體密度與河水密度差異、

蓄水體的水動力條件、

河口區(qū)海底地形和

蓄水盆地的構(gòu)造特征等。

第

2

章

-河流、波浪、潮汐-

按河流、波浪、潮汐

對三角洲形成的控制作用

可將三角洲劃分為河控三角洲

（ river-dominated delta）、

浪控三角洲

（wave-dominated delta）

和潮控三角洲

（tide-dominated delta）3種。

三角洲分類

河控三角洲是在

河流輸入泥沙量大，

波浪、潮汐作用較弱，

河流建設(shè)作用遠(yuǎn)超波浪和

潮沙破壞作用的條件下形成的。

根據(jù)其形態(tài)特征又可

進(jìn)一步分為兩種類型：

長形（即鳥足狀）和

朵葉狀三角洲。

鳥足狀三角洲是以

河流作用為主的極端類型，

是最典型的高建設(shè)性三角洲。

鳥足狀三角洲（密西西比河三角洲）（圖源@USGS/ESA）

朵狀三角洲形態(tài)呈向海

突出的朵狀或半圓狀。

與鳥足狀三角洲相比，

此類三角洲在形成時

泥砂輸入量相對較少，

砂/泥比值較高。

朵狀三角洲（黃河三角洲）（圖源@NASA）

波浪作用略增強(qiáng)，

但河流輸入沉積物的數(shù)量

仍高于波浪和

潮汐作用改造的能力。

朵狀三角洲（尼日爾河三角洲）（圖源@NASA）

根據(jù)沉積環(huán)境和沉積特征，

三角洲相可被劃分為三個亞相：

三角洲平原亞相、

三角洲前緣亞相和

前三角洲亞相。

三角洲平原亞相是

三角洲沉積的陸上部分，

其范圍包括從河流大量分叉位置

至海平面以上的廣大河口區(qū)，

是與河流有關(guān)的

沉積體系在濱海區(qū)的延伸。

三角洲平原亞相

巖性主要為砂巖、粉砂巖、

泥巖(包括泥炭、褐煤等)。

碎屑顆粒分選差。

可進(jìn)一步劃分為5個沉積微相。

其中，分支流河道沉積

是三角洲平原的主體。

具有一般河道沉積的特征，

即以砂質(zhì)沉積為主，

向上逐漸變細(xì)，

發(fā)育槽狀、板狀、波狀交錯層理，

底界與下伏巖層常呈侵蝕接觸。

三角洲平原（delta plain）

而沼澤沉積占

三角洲平原的90%。

表面接近于平均高潮面，

是一個周期性被水淹沒的

低洼地區(qū)，植物繁茂。

巖性為暗色有機(jī)質(zhì)泥巖、

泥炭或褐煤沉積。

三角洲前緣亞相圍繞

三角洲平原的邊緣伸向海洋或湖，

位于海平面以下。

為河流和海水的劇烈交鋒帶，

沉積作用活躍，

是三角洲砂體的主體。

三角洲前緣亞相

三角洲前緣亞相可劃分為

如下幾個微相。

其中支流間灣為

水下分支河道之間相對凹陷的

海灣地區(qū)，與海相通。

當(dāng)三角洲向前推進(jìn)時，

在分支河道間形成一系列

尖端指向陸地的楔形

泥質(zhì)沉積體，稱為“泥楔” 。

故支流間灣以粘土沉積為主，

含少量粉砂和細(xì)砂。

而遠(yuǎn)沙壩沉積位于

河口砂壩前方較遠(yuǎn)部位，

沉積物比河口砂壩細(xì)，

主要為粉砂，

并有少量粘土和細(xì)砂，

可發(fā)育槽狀交錯層理、

包卷層理以及水流波痕等。

槽狀交錯層理

前三角洲亞相位于

三角洲前緣的前方，

是三角洲沉積最厚的地區(qū)。

沉積物大部分是在

浪基面以下深度范圍內(nèi)形成的，

基本上不受淺水波浪的干擾。

前三角洲亞相

主要由暗灰色粘土和

粉砂質(zhì)粘土組成。

主要發(fā)育水平層理，塊狀層理，

生物擾動構(gòu)造，含廣鹽度的化石，

如介形蟲、雙殼類等。

生物擾動構(gòu)造

各類三角洲亞相和微相在

河控三角洲中發(fā)育最全最完整，

因此在古代地質(zhì)史中能保存和

鑒別出來的三角洲

多為河控三角洲。

浪控三角洲(a,c)、河控三角洲(b)、潮控三角洲(d)

浪控三角洲類型僅

發(fā)育在海洋三角洲中，

形成浪控三角洲的主導(dǎo)因素是

由于波浪作用大于

河流作用的結(jié)果。

浪控三角洲一般只有

一條或二條主河流入海，

分支流不多也不大；

河流輸入海的泥砂量少，

砂與泥的比值高；

平面形態(tài)呈鳥嘴狀，

故又稱鳥嘴狀三角洲。

浪控三角洲（Rio Grijalva三角洲）（圖源@NASA）

潮控三角洲的特征是：

河流流入三角港或

其他形狀的港灣，

由于潮汐作用遠(yuǎn)大于河流作用，

港灣中的泥砂受

潮汐強(qiáng)烈破壞和改造，

僅形成小型三角洲。

潮控三角洲的外形受港灣控制，

也稱港灣型三角洲。

一般發(fā)育于中高潮差、

低波浪能量、低沿岸流的

盆地狹窄地區(qū)。

潮控三角洲（珠江三角洲）（圖源@NASA）

第

3

章

-扇三角洲-

Holmes(1965)，

Mcgowen(1970)

將扇三角洲定義為:

由相鄰高地進(jìn)積到

安靜水體中的沖積扇。

扇三角洲主要形成于

構(gòu)造活動較強(qiáng)烈的地區(qū)，

例如活動大陸邊緣、

島弧體系邊緣、

斷陷湖盆邊緣等。

扇三角洲

根據(jù)扇三角洲的影響因素，

可將它劃分為湖泊扇三角洲、

波浪改造的扇三角洲和

潮汐改造的扇三角洲。

中國東部斷陷湖盆中

常發(fā)育規(guī)模不等的湖泊扇三角洲。

它由扇三角洲平原

（fan delta plain）、

扇三角洲前緣

（fan delta front）和

前扇三角洲（fan prodelta）

3個亞相組成。

扇三角洲亞相

扇三角洲平原是

扇三角洲的陸上部分，

其范圍包括從扇端至

岸線之間的近海平原地帶。

以水流和重力流的

粗粒沉積物為特征，

砂礫層具不明顯的

平行層理或交錯層理，分選差。

裂谷盆地扇三角洲分布及發(fā)育情況

扇三角洲前緣亦稱過渡帶，

位于岸線至

正常天氣浪基面之間的淺水區(qū)。

以較陡的前積相為特征，

牽引流為主，

常見大、中型交錯層理。

扇三角洲沉積模式圖

前扇三角洲是指

扇三角洲的浪基面以下部分，

向下與陸架泥或深水盆地沉積過渡，

沒有明顯的巖性界線。

以不規(guī)則分布的泥、砂和

礫石的透鏡狀層理為特點。

由于河道遷移產(chǎn)生的扇三角洲沉積層序

埃思里奇和韋斯科特

（Ethridge和Wescott, 1984）

根據(jù)扇三角洲前緣的

地質(zhì)地理背景特點提出

3種扇三角洲沉積模式，

即斜坡型模式、陸棚型模式和

吉伯特型模式。

斜坡型扇三角洲沉積模式

主要是根據(jù)牙買加

東南部耶拉斯扇三角洲

的沉積特點建立的。

該模式可適用于進(jìn)積到島坡、

陸坡或斷陷盆地邊緣的扇三角洲。

斜坡型模式

陸棚型扇三角洲發(fā)育在

坡度低緩而寬闊的陸棚海邊緣，

又稱緩坡型扇三角洲。

陸棚型扇三角洲模式是根據(jù)

阿拉斯加?xùn)|南海岸，

以科珀河扇三角洲為代表的一些

扇三角洲的沉積特點建立的。

陸棚型模式

最早被吉爾伯特研究的

美國邦維爾湖(Lake Bonneville)

的三角洲實際上是個

典型的湖泊扇三角洲。

該扇三角洲以具有頂積層、

前積層和底積層“三褶構(gòu)造'為特征。

因此，埃思里奇和韋斯科特

便將具有這種特點的扇三角洲

稱作吉爾伯特型扇三角洲。

吉伯特型模式

參考資料：

[1] Postma G . Depositional Architecture and Facies of River and Fan Deltas: A Synthesis[M]// I.A.S. Spec Publ. Coarse-Grained Deltas. Blackwell Publishing Ltd. 1990.

[2] Seybold H , Andrade J S , Herrmann H J . Modeling river delta formation[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104(43):16804-16809.

[3] Kleinspehn K L , Steel R J , Johannessen E , et al. Conglomeratic fan-delta sequences, late Carboniferous–early Permian, western Spitsbergen[M]// Sedimentology of Gravels and Conglomerates. 1984.

[4] Short A D . The Australian Coast: Introduction[M]// Australian Coastal Systems. 2020.

[5]王良忱, 張金亮. 沉積環(huán)境和沉積相[M]. 石油工業(yè)出版社, 1996.

USGS、NASA、TCT、YouTube、維基百科、搜狐、百度百科等

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