洪水沉积讲义实用课件

1、第二章第二章 洪水沉积作用洪水沉积作用 一、洪水事件一、洪水事件 二、洪水沉积特点二、洪水沉积特点 三、冲积扇的类型三、冲积扇的类型 四、冲积扇的亚相划分及特征四、冲积扇的亚相划分及特征 五、冲积扇的鉴定标志五、冲积扇的鉴定标志 第一节 第一节第一节 洪水沉积的特点洪水沉积的特点 一、洪水事件一、洪水事件 洪水事件洪水事件是指山区河流急速而又短暂的一种是指山区河流急速而又短暂的一种 沉积作用。沉积作用。 具有阵发性、瞬间性、短暂性、沉积作用快具有阵发性、瞬间性、短暂性、沉积作用快 速性的特点。速性的特点。 据统计，山区河流的流速是平原河流的三倍，据统计，山区河流的流速是平原河流的三倍， 搬运能

2、力为搬运能力为36729倍。倍。 近代洪水事件及其沉积作用屡见不鲜：近代洪水事件及其沉积作用屡见不鲜： 二、洪水沉积的特点 1、流体特征 1）高密度块状流 2）低密度河道 3）低密度片流 4）表层渗透流 2、沉积类型 1）泥石流沉积 2）泥流 3）河道（充填）沉积 4）筛状沉积 泥石流泥石流 河道河道 片流片流 表层潜流表层潜流 洪水沉积作用的结果往往形成洪（冲）积扇。洪水沉积作用的结果往往形成洪（冲）积扇。 但不同气候区域存在较大差异。但不同气候区域存在较大差异。 潮湿潮湿-半潮湿气候：河道从扇顶辐射状伸展，半潮湿气候：河道从扇顶辐射状伸展， 主河道下切，河底在交会点与扇面相交主河道下切，河

3、底在交会点与扇面相交 湿地：辫状河体系从顶到底全面冲刷扇面湿地：辫状河体系从顶到底全面冲刷扇面 旱地：扇顶冰山融水渗入扇体潜流，至扇端旱地：扇顶冰山融水渗入扇体潜流，至扇端 涌出地面涌出地面 1 1、冲积扇特点、冲积扇特点 冲积 扇 是 一 种 自 山 口 顺 坡 呈 放 射 状 的 河 流 形 成 的扇形堆积物。 多 数 是 由 许 多 扇 体 互 相 衔 接 起 来 形 成 巨 大 的冲积扇体系。 在陆相沉积中， 冲 积 扇 是 粒 度 最 粗 、 分 选 最 差 的 近 源 沉 积 单位. 苏格兰西部 冲积扇通常发育于地势起伏较大而 且沉积物补给丰富的地区，因此， 其形成要受到构造环境、

4、气候条件 和母岩区岩石性质的影响。 很多冲积扇都和正断层及地堑、半地堑的发 育有关系，或是造山期后的、或是与裂谷作 用和早期裂谷作用有关。而气候条件则是在 植被不发育的干旱和半干旱地区最为有利。 洪积扇的形态及形成条件洪积扇的形态及形成条件 冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大 锥形沉积体，锥体顶端指向山口，锥底向着平原，其锥形沉积体，锥体顶端指向山口，锥底向着平原，其 延伸长度可达数百米至百余公里。延伸长度可达数百米至百余公里。 在纵向剖面上，冲积扇呈下凹透镜状或呈楔形；在纵向剖面上，冲积扇呈下凹透镜状或呈楔形； 横剖面上呈上凸横剖面上呈上凸 形，

5、其表面坡度在近形，其表面坡度在近 山口的扇根处可达山口的扇根处可达5 10，远离山口变缓，远离山口变缓， 为为26。 沉积物的厚度沉积物的厚度 变化范围可从几米至变化范围可从几米至 8000m左右。左右。 冲积扇沉积主要受汇水盆地大小、气候等多种冲积扇沉积主要受汇水盆地大小、气候等多种 因素的控制。因素的控制。 扇底扇根扇头内扇亚相 扇中扇中扇中扇中亚相 扇顶扇缘扇端扇缘亚相 常用的冲积扇术语常用的冲积扇术语 2、冲积扇类型、冲积扇类型 泥石流沉积为主泥石流沉积为主 河流沉积为主河流沉积为主 1 1）潮湿扇）潮湿扇 潮湿扇分布于年降水量较高 的潮湿气候区。潮湿扇主要受 河流作用的控制，泥石流作

6、用 相对较弱。 在潮湿扇上，砾岩与砂岩的 成熟度较高，煤和根土岩较发 育。 沉积特点沉积特点 (1)粗大砾石主要集中于扇根部分，且多为碎屑支撑的块状层，砾石磨圆较好，叠瓦 状排列常见。岩体呈透镜状或原始水平层叠覆，偶而夹有平行层或交错层砂砾岩透 镜体。 (2)扇中主要为砂岩、砂砾岩和砾岩的互层。河道砂岩、砂砾岩具滞留沉积，槽状和 板状交错层发育，砾石坝具平行层理及前积型交错层。 (3)扇端部分主要为辫状河道砂岩，槽状和板状交错层发育，砾石坝具平行层理及前 积型交错层。扇端部分主要为辫状河道砂岩，槽状及板状交错发育，局部见有平行 层理和沙纹交错层。 2 2）干旱扇）干旱扇 干旱扇规模较小，沉积物

7、多呈红色。扇体由泥石 流沉积、筛状沉积、河道沉积和漫流沉积组成。 (1)扇根主要为泥石流成因的杂乱砾岩和碎屑支撑 的砾岩与筛状沉积。沉积物分选通常较差底部具 侵蚀面，分选相对较好，可以有大型交错层和叠 瓦状砾石组构。 (2)扇中主要由砂岩与砾岩的互层组成，砂岩与砾 岩之比增大。分选较好的河成交错层砂岩及砂砾 岩透镜体增多，冲刷-充填构造发育。 (3)扇端以砂质沉积为主，常夹泥质和粉砂层。泥 岩具干裂，缺乏植物化石。 A相是副砾岩，为一种高速泥石流产物，砂体延展广 泛并具有非侵蚀性的基底，缺少层理及各种沉积构 造。被解释成衰减期洪水产物。 半旱地 区的扇 沉积的 四种砾 岩相： B相属正砾岩，为

8、坡面径流（片流）产物、由 若干有、侵蚀底面的单元组成，这种单元由一 个具单一交错层系的砂质砾岩及其上所覆盖的 正砾岩残留沉积或具交错层砂岩组成，整个单 元是一种单向流的产物，最大碎屑粒径与层厚 间具相关关系，是洪水衰减时所沉积的残留砾 石及砂岩。 C相是含分散砾石的砂岩，砾石是滞留形式产 出的，部分可见向上变细的粒序，是河流或游 荡性河流的河道遭受多次改造的产物。 D相常伴有侵蚀冲刷底面，并与砂岩互层。 是河流或游荡性河流沉积。 3、冲积扇的沉积类型 Buil（1972）在研究很多扇积物之后分 出了四种主要类型：泥石流沉积、片泛 沉积、河道充填沉积、筛状沉积。 1、泥石流沉积 泥石流的概念：是

9、一种高密度的重力流沉积， 汉普顿（i922）认为它是一种沉积物与水的混 合物，是沿着物质聚集体内的剪切面而运动的。 泥石流（或碎屑流）内的碎屑颗粒是由粒间的 泥和水的混合物所支撑的，并在重力作用下进 行搬运的，其基质的强度大到足以托起和搬运 巨大的岩块碎屑。 形成泥石流的前提条件：是母岩在风化 后能产生大量包括粘土在内的细屑物质， 如泥质岩一类的母岩就特别有利；其次 是有利于迅速侵蚀、搬运的地势陡峻的 古地理背景。 沉积特征： 泥石流沉积的分选性很差，小者如粉砂、粘土 级物质，大者可为重达数吨的漂砾。砂体形态 呈明显的叶瓣状舌状体，其产出位置主要在河 道与扇面的“交会点”以下，并常覆盖于片泛

10、沉积之上，与片泛沉积有明显的边缘界线。 泥石流沉积层理不发育，呈块状构造，有时 也可以见到粒序层构造。所含的板条状或长 条状砾石常常具有一种垂直的定向性，这也 是高密度重力流的块状层的特点。 泥流是泥石流的一种，泥流沉积主要是由砂、 粉砂及泥级物质组成，具有杂基支撑结构。 泥石流 +片流 2、片泛沉积 这是一种粘度相对较低的洪水流沉积，分布于 河道下游终端，常过渡为网状河道砂坝。洪水 流为一种浅的坡面径流，流水持续时间很短且 属高流态。 片泛沉积由一些分选中等至好的砂和砂砾组成， 含少量的粘土质粉砂；多数为块状构造，可以 有交错层出现，但不普遍。产状常是由单个透 镜状砂体组成的巨大板状体，片泛

11、沉积中常有 更粗的河床充填沉积出现，或常为泥石流沉积 覆盖。 3、河道充填沉积 是一种充填于暂时性（间歇性）河床中 的沉积，主要见于冲积扇之上部。 河道充填物为低粘度水流形成的砾石与 砂质沉积，分选性也差，成层性不好， 层理也不发育。有时可见砾石呈叠瓦排 列，砂层也偶见交错层理，体单层厚常 在5-50m之间，厚者也可达150m以上，其 形态为透镜体并呈明显的下切充填状。 ( (1)1)河道沉积-河床充填沉积主要由砾、砂沉积物 组成，粒度粗，分选也差。成层性不好，可见交 错层理。常具明显的切割-充填构造 (3)(3)筛状沉积-当源区供给冲积扇主要 为砾石而无或极少其他粒级的物质时， 在冲积扇的表

12、层便堆积了舌状砾石层。 扇体表层的砾石层就称为筛状沉积。 筛状沉积主要由次棱角状的粗大砾石 组成，分选较好，其间充填物较少. 4、筛积物 筛积是指在扇体表层呈舌状堆积的砾石层， 大都具有颗粒流沉积性质，呈颗粒支撑状，有 少数是不稳定的水流沉积。筛积物粒度粗、渗 透性极好，水流通过时会迅速向下渗漏，并导 致地表水流迅速减小，像筛子一样让流水从其 中渗走并阻止了细粒物质的搬运。 筛积的形成与母岩性质有很大关系，即物源 中的泥、粉砂及砂的含量都应很少。 筛积物由次棱角状的粗块砾石组成，分选较 好，有时分选得相当好。充填物主要为渗滤的 砂，具有明显的双众数特点。砂体无明显的成 层界线，块状构造，砾石也

13、很少有叠瓦状排列。 四四. .亚相划分亚相划分 (1)扇根：也称为扇头或 扇首，分布于邻近断崖处 的冲积扇顶部地带，其特 征是沉积坡度角最大。主 要为河床充填沉积及泥石 流沉积 （2）扇中：位于冲积扇的中部，以沉积坡度角 较小和辫状河道发育为特征。以辫状分支河道和 漫流沉积为主，砂岩、砾状砂岩为主。可见平行 层理和交错层理，河道冲刷-充填构造发育 (3)扇端：也称扇缘，出现于冲 积扇的前部，地形平缓，沉积坡 度角低，沉积类型以漫流沉积为 主，沉积物较细，通常由砂岩夹 粉砂岩、粘土岩组成，可见平行 层理、交错层理、冲刷-充填构造 等。 五、冲积扇的五、冲积扇的鉴定标志鉴定标志 1扇积物是在氧化条

14、件下的沉积产物， 很少有有机质和还原性的沉积物，这是 干燥和半干燥气候带的扇积物的典型特 点，故岩石一般带红色调，根据米勒 (Mliller，1971)等人的研究，在现代 的冲积扇里，其氧化色调甚至可以保留 到潜水面以下1500英尺的深度。 2、由于扇积物倾向于蒸发作用，常含有 盐类沉积物，如石膏、方解石等。碳酸 盐常堆积在扇体下游的斜坡边缘带，因 为这里是地下水的排泄区，又可能是附 近干盐湖沉积物中的咸水流动区。 3扇积物通常为游荡性河流的河床沉积 或泥石流沉积，或二者兼有之。其中如 筛积物、泥石流沉积则是扇积物的最好 鉴定标志。泥石流沉积主要发育在扇体 的上部，向扇缘逐渐减少。河床切蚀一

15、充填沉积也主要出现在扇顶附近。 5由于扇体的大多数模式都是倾向于产 生片状砂体(如泥流)，故常呈块状构造， 无层理显示。 6同其它沉积环境相比，在冲积扇剖面 中各种沉积层(如片泛，筛积物和泥石流 等)的搬运沉积的水力学条件是很不相同 的，因而表现出它们在厚度上、碎屑粒 度上和分选性上变化很大。 7在CM图上，主要有两种特殊类型，一种是代 表片汜沉积与暂时水流的河床充填物的弯曲图 象，这是最 常见的，另 一种是大体 平行C；M 线的直线式 图象；它代 表了泥石流 沉积。 8冲积扇与河漫滩或湖泊等其它沉积环境 的沉积物常呈超复接触或舌状交错接触。 沉积物主体部分是长宽比约为5-20的板片 状体。

16、9冲积扇的水流模式呈辐射状，古流水方 向的数据能表明其辐向水流的特征。 几何形态几何形态 几何形态特征与盆地的构造演化和经受的作几何形态特征与盆地的构造演化和经受的作 用营力有关。用营力有关。 (1)(1)盆地下沉幅度大，扇体推进慢，沉盆地下沉幅度大，扇体推进慢，沉 积厚度大，形态呈楔状体；积厚度大，形态呈楔状体； 盆地下沉幅度小，扇体推进快，沉积盆地下沉幅度小，扇体推进快，沉积 厚度小，呈分布广泛的席状。厚度小，呈分布广泛的席状。 (2)(2)碎屑流发育的扇体多呈厚的楔状体，碎屑流发育的扇体多呈厚的楔状体， 河流作用强的扇体则以席状形态为特征。河流作用强的扇体则以席状形态为特征。 人有了知识

17、，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 第一节第一节 洪水沉积的特点洪水沉积的特点 一、洪水事件一、洪水事件 洪水事件洪水事件是指山区河流急速而又短暂的一种是指山区河流急速而又短暂的一种 沉积作用。沉积作用。 具有阵发性、瞬间性、短暂性、沉积作用快具有阵发性、瞬间性、短暂性、沉积作用快 速性的

18、特点。速性的特点。 据统计，山区河流的流速是平原河流的三倍，据统计，山区河流的流速是平原河流的三倍， 搬运能力为搬运能力为36729倍。倍。 洪积扇的形态及形成条件洪积扇的形态及形成条件 冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大冲积扇在空间上是一个沿山口向外伸展的巨大 锥形沉积体，锥体顶端指向山口，锥底向着平原，其锥形沉积体，锥体顶端指向山口，锥底向着平原，其 延伸长度可达数百米至百余公里。延伸长度可达数百米至百余公里。 A相是副砾岩，为一种高速泥石流产物，砂体延展广 泛并具有非侵蚀性的基底，缺少层理及各种沉积构 造。被解释成衰减期洪水产物。 半旱地 区的扇 沉积的 四种砾 岩相： 3、河道充填沉积 是一种充填于暂时性（间歇性）河床中 的沉积，主要见于冲积扇之上部。 河道充填物为低粘度水流形成的砾石与 砂质沉积，分选性也差，成层性不好， 层理也不发育。有时可见砾石呈叠瓦排 列，砂层也偶见交错层理，体单层