[科普中国]-三角洲沉积体系结构

三角洲环境内形成的一套有成因联系的沉积相组合。三角洲是在河流流入海洋、半封闭海、障壁保护的潟湖以及内陆湖等固定水体处形成的岸线突出部位的沉积。1

介绍三角洲一般由范围确定的水系供给沉积物，该水系最终形成为一条主干河流。在河口地区，河水进入停滞水体时突然扩展和减速，其所携带的沉积物便被分散和沉积下来。粗粒沉积物堆积在河口附近，而较细的沉积物则呈悬浮状态搬运到岸外，沉积在较深水地区。沉积盆地内水体的作用(如波浪、潮汐和洋流)既有利于河流沉积物的分散，又使之发生改造。三角洲分类，一般以河流和沉积盆地内水体作用的相对强度为依据。Galloway(1975)以三角图解的形式将三角洲分为以河流作用为主的，以波浪作用为主的和以潮汐作用为主的，并把现代一些三角洲定性地放置在三角图解的不同部分(图1)。许多研究者以这个分类为基础，通过典型实例的分析，建立了不同类型三角洲的沉积模式，推动了对古代三角洲沉积体系的研究。2

以河流作用为主的三角洲及其沉积特征如果波浪、潮汐流和沿岸流弱，河流注入物的堆积速度和数量超过了海水再搬运沉积物和改造三角洲边缘的能力，将发育一种以河流作用为主的沉积环境，出现朝海方向的迅速进积。这种类型又可区分为鸟足状和朵状两种亚型。①当水量稳定并具有较高的悬浮负载时，趋于形成鸟足状三角洲(或称伸长状三角洲);②当水流不稳定并有高的底负载时，趋于形成朵状三角洲，有大量的分流。

三角洲沉积体系由三角洲平原相、三角洲前缘相和前三角洲相组成(图2)，在三角洲朵体之间还有三角洲间湾相发育。三角洲平原相可进一步细分为分流河道沉积、天然堤、决口扇沉积、泛滥盆地沉积和分流间湾沉积;三角洲前缘相也可进一步细分为分流河口坝沉积和前缘席状砂沉积。

三角洲平原相在广阔低平的三角洲平原地区，由活动的和已废弃的河道及河道两侧的天然堤、决口扇和泛滥盆地及分流间湾等亚环境组成。

分流河道沉积具有一般河道沉积的特征，即以砂质为主，向上逐渐变细为粉砂质、泥质。砂层多具大型交错层理，向上层理规模变小。常有侵蚀、切割下部岩层的现象。砂岩体的形态在横剖面上呈凸透镜状，在平面上呈分支形式。

天然堤沉积以粉砂质为主，靠河道处较粗，向外逐渐变细。水平纹理和波痕层状纹理发育，常有泥裂、雨痕等暴露标志和植物根系扰动构造。

决口扇沉积在以河流作用为主的三角洲体系中比较常见，呈朵状的沉积楔由分流河道决口处向外延伸，其厚度逐渐增大，但砂含量和粒度则由决口处向外逐渐减小。

泛滥盆地沉积分流河道间地区广泛发育岸后沼泽，泛滥平原和湖泊沉积物。

分流间湾沉积朝海方向发育为细粒沉积物。

J.C.Ferm等(1976)将三角洲平原划分为河流—上三角洲平原、下三角洲平原以及它们之间的过渡带。

河流—上三角洲平原沉积以具明显交错层理和冲蚀界面的线性伸展的凸透镜状砂岩体占优势。砂岩成分较复杂，粒度向上变细，侧向上与粉砂岩、泥岩及煤等呈舌状交互。上述特征表明其河道为高能河道和分流河道，并具有明显的侧向迁移。侧向上与堤、岸后沼泽、泛滥平原和湖泊沉积物共生。

下三角洲平原沉积与上三角洲平原的主要区别是河道显著地分支，分流间湾发育。分流间湾沉积以深灰色至黑色泥岩为主，能见到微咸水到接近正常盐度的动物化石。当分流间湾充填到一定程度时，能够生长植物并堆积泥炭。

过渡带沉积上、下三角洲平原之间的过渡带，其沉积特征具有过渡性质。

三角洲前缘相三角洲前缘是三角洲的水下部分，呈环带状分布于三角洲平原向海一侧边缘。其沉积物类型主要是分流河口坝砂和前缘席状砂。

分流河口坝砂沉积河流带来的砂质物质，在河口处因流速降低而堆积形成河口砂坝。砂主要集中在砂坝顶部，沉积速度很快。在河口砂坝方向的末端，沉积情况与近端有所不同，称为远砂坝，这里只有洪水期才有砂堆积，因此颗粒较细，主要由粉砂和少量粘土组成。河口砂坝的形态在平面上多呈长轴方向与河流平行的椭圆形，横剖面上呈近于对称的双凸透镜体。

前缘席状砂沉积广泛分布于三角洲前缘带中。它是河口坝砂受海水作用而重新分布的结果。在海水改造作用强的地方，这种席状砂特别发育，形成沿着三角洲平原前沿海岸线分布的比较宽的条带。砂纯净，分选好。

前三角洲相主要由暗色含有机质并具水平层理的泥质组成，含海相动物化石，但门类很少。向下倾方向过渡到陆棚沉积。在深水三角洲中，前三角洲相的厚度较大，而在浅水三角洲中，前三角洲相的厚度很小。含煤三角洲沉积体系多数是浅水三角洲成因。

以河流作用为主的三角洲的发育，大都经历了建设阶段和破坏阶段。①建设阶段。三角洲不断地从陆地朝海的方向推进。朝海的进积，导致前三角洲泥被三角洲前缘的粉砂和砂覆盖，后者又被以砂质为主的分流河道砂以及河道间的泛滥盆地沉积所覆盖。这样，就形成了大体上为下细上粗但最顶部又变细的垂向沉积层序(图3)。这是以河流作用为主的三角洲沉积的重要标志。这种垂向沉积层序与平面上由陆向海依次出现的环境次序是一致的。②破坏阶段。由于河流改道、袭夺或消亡，沉积物补给减少，三角洲不再向前推进，沉积盆地水体作用增强，在压实和沉降作用的共同影响下，形成破坏相(废弃相)沉积物。一般认为，破坏相就是在已形成的三角洲遭受侵蚀和破坏过程中所形成的薄的海相夹层。破坏相虽然较薄，但其岩性在横向上较稳定，易于对比，三角洲沉积旋回主要靠它来划分。每一个沉积旋回都从建设相开始，而以废弃相告终。三角洲沉积体系通常是由多个上述旋回组成的一套沉积体系。

三角洲的建设阶段，在不断向前推进的、广布的三角洲平原分流河道间地带以及三角洲前沿滨岸地带，都可有聚煤作用发生;在三角洲开始废弃的破坏阶段，废弃的低平三角洲朵叶，为聚煤作用提供了良好的场所。总之，以河流作用为主的三角洲沉积体系是最重要的含煤沉积体系之一。

波浪作用为主的三角洲及其沉积特征在这类三角洲中，其三角洲平原部分由于有沿岸海滩—障壁砂坝的保护而得以免受波浪作用的影响，因而大部分地区仍以河流作用为主，真正受波浪作用控制的仅是三角洲前缘部分。表现在垂向层序上，夹在底部前三角洲泥和顶部三角洲平原沉积之间的是一套海滩—障壁沉积物。以法国罗讷河现代三角洲垂直层序为例(图4)，最底部为泥质或粉砂质的前三角洲和陆棚沉积; 向上过渡为海滩—障壁砂坝远端部分的泥、粉砂和砂的互层;再向上过渡为海滩—障壁砂坝的主体部分，这是以砂质为主的沉积物，厚度可达10m，其下部为槽状交错层理，上部为低角度的海滩冲洗交错层理。这套层序的顶部通常是三角洲平原的沼泽和泥炭沼泽沉积，有时出现分流河道砂。

以波浪作用为主的含煤三角洲沉积，其含煤性远比以河流作用为主的三角洲差。煤主要发育在河流—上三角洲平原及平行沉积走向、广布的三角洲前缘砂岩 (实际上是已经废弃的老的海滩脊—障壁砂) 之上。

潮汐作用为主的三角洲及其沉积特征随着河口地带潮差的增大，潮流加强了对分流河口坝的改造，并导致底负载沉积物的重新分布。与波浪作用不同，受潮汐影响所发生的搬运基本上是顺沉积倾向的，即由河口朝海的方向，分流河口坝被改造成为一系列伸长状的、由河口延伸到水下三角洲前缘台地的砂坝，即潮汐砂脊。所形成的三角洲呈不规则状或港湾状。潮汐作用不仅影响到三角洲前缘，也影响到三角洲平原。在具有中—高潮差地区，潮水在涨潮时侵入分流河道，溢漫河岸，淹没附近的分流间湾地区。在潮汐平静时期，这些潮水就暂时积蓄起来，然后在落潮时退出去。因此，在分流河道的下游以潮流为主，而在分流间湾地区则主要以潮间坪为特征。T. Elliott (1978)指出：“潮汐作用为主的三角洲，其三角洲平原由受潮汐影响 (或控制)的分流河道序相和潮坪相组成”，“尽管是三角洲背景，但在这种组合中，或许除了沉积物供应比较丰富外，可能没有河流作用的证据。然而在一个进积层序中，这种组合将覆于潮控或浪控滨线层序之上，而其本身又被河控上三角洲平原组合所覆盖”。

以潮汐作用为主的三角洲，其垂向层序也很有特色。其三角洲前缘部分为一向上变粗层序;下部为扰动构造很发育的泥、粉砂和砂的互层，与前三角洲沉积物呈渐变关系; 上部为潮汐砂脊及砂脊间由砂质堆积物所形成的通常具双向交错层理、冲刷面及泥盖层的砂层。三角洲平原部分为潮滩和潮道(或受潮汐流控制的河口湾分流河道)沉积。潮道或分流河道沉积常具双向交错层理，底部有冲刷面，有时可下切到三角洲前缘沉积物中 (图5)。

关于以潮汐作用为主的含煤三角洲沉积及其聚煤作用，J. M. Coleman等 (1970) 曾以马来西亚柯兰和兰格加特河三角洲现代热带泥炭堆积过程为例做了说明。那里，三角洲前缘砂向上变为潮道和潮滩沉积物。红树林沼泽堆积了富含有机质的粘土，成为泥炭层的底粘土。泥炭堆积在淡水树沼泽中。3

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李兵 - 副教授 - 西南大学