储层沉积学4三角洲沉积相课件

三角洲沉积相张金亮电话mail:jinliang@个人网页：http://irs./Faculty/ZhangJL/第一节概述第二节三角洲的分类第三节河控三角洲第四节浪控三角洲第五节潮控三角洲第六节其他类型的三角洲第七节三角洲的废弃与三角洲旋回第八节三角洲沉积的识别标志三角洲沉积相三角洲是携带沉积物的河流在一个稳定的水体中或紧靠水体处所形成的，部分露出水面的一种沉积体。是河流流入海、半封闭海、湖、澙湖等稳定水体的岸线凸出部分，河流供给沉积物作用大于盆地作用（波浪、潮汐、洋流等的破坏作用）。三角洲由特定的水系供给沉积物，使滨线不规则地向盆地中推进，从岸线到盆地，沉积物颗粒从粗到细。可见，三角洲是在河流和受水盆地的共同作用下形成的沉积体。§1概述一、三角洲的概念

Johnston(1921，1922)最早对现代三角洲做了深入的研究，他详细描述了弗雷塞河（FraserRiver）三角洲和密西西比河（MississippiRiver）三角洲的特征。随着人们的进一步研究，密西西比河三角洲一直被人们看作三角洲的经典模式（Fisk，1955，1960；Coleman和Gagliano，1964；Coleman,Gagliano和Webb，1964）。随后，人们注意到各三角洲之间在构造和岩性方面有显著的差异（Andel

和Curray，1960），并对现代三角洲的形态和岩性进行了大量的对比研究（Fisk等，1969；Wright和Coleman,1973,1975；Galloway，1983）。§1概述吉尔伯特(Gilbert，1885；1890)最早研究了古代三角洲的沉积序列。他描述了美国邦维尔湖（LakeBonneville）更新世湖相三角洲沉积体（按现代的分类概念应为扇三角洲）。三角洲呈现一种三褶构造（three-foldstructure），它们在三角洲向前推进时形成不同层理类型的垂向层序。巴列尔（Barrell，1912；1914）后来根据吉尔伯特的这个描述研究了阿巴拉契亚盆地(Appalachian)上泥盆统卡茨基尔三角洲（CatskiiFormation）的沉积相特点。在描述三角洲构造时，划分出顶积层（topset）、前积层（foreset）和底积层（bottomset），分别描述了各层的岩性、层理、化石等的特点，从此开始了关于古代海相三角洲沉积相的研究。§1概述虽然巴列尔当时曾指出并不是所有的三角洲沉积体都具有吉尔伯特型的三角洲结构，但吉尔伯特和巴列尔所建立起来的三角洲沉积模式一直影响着20世纪中初期人们对三角洲的认识。在识别古代三角洲时，大型前积层的存在与否被认为是作为识别古代三角洲的一个重要标志。§1概述我国对海洋三角洲的大量研究主要是从20世纪70年代开始的，由于近海陆架上油气田的勘探与开采，我国已相继开始对珠江、长江、黄河等现代三角洲的沉积环境和沉积特点进行系统研究，而且取得了大量成果，还在不少地区发现了与三角洲有关的油气田(吴崇筠、薛叔浩，1992)。§1概述贝茨（Bates，1953）首先研究了河口区的水动力学机制。他将含有大量沉积物负载的河水流入较平静的蓄水盆地时所呈现的状态比作水力学中的自由喷流（freejet），河口好比是一个喷嘴（jet）。根据注入水体和蓄水盆地水体密度差分为两种类型的自由喷流：轴状喷流和平面喷流。§1概述二、三角洲形成的控制因素轴状喷流为等密度入流（Homopycnalcurrent），注入水体流速降低非常迅速，以底负载搬运的沉积物首先堆积在河口，以悬移方式搬运的细粒沉积物则沉积在河口附近的外围地区。在自然界，河水流入淡水湖中的情况属于这种喷流，常形成湖相和吉尔伯特型三角洲。§1概述二、三角洲形成的控制因素平面喷流又可分为高密度入流和低密度入流。注入水体密度大于蓄水盆地密度时形成高密度入流，注入水体沿盆地底部呈面状流动，两种水体仅在底部进行混合，混合速度慢，速度降低也较慢，倾向于重力流和浊积扇，不利于三角洲的形成。§1概述二、三角洲形成的控制因素注入水体密度小于蓄水盆地密度时形成低密度入流，注入水体因密度小而悬浮在蓄水体表层流动，二者仅在相互接触处呈面状混合，混合过程缓慢，注入水流降低也很缓慢，可以在大面积内保持较大的流速和密度分层，可形成以河流为主的海岸三角洲（图7-1）。§1概述二、三角洲形成的控制因素§1概述二、三角洲形成的控制因素波浪作用对河口砂体的再搬运和三角洲岸线变化有极大影响。在受波浪作用的河口区，砂体的分布和形态主要取决于河流供应沉积物的能力与波浪对沉积物改造和再分配能力的相互消长关系（图7-2）。图7－2河流作用与海洋作用（波浪和岸流）相互消长条件下三角洲形态的变化（据Scott，1969）§1概述二、三角洲形成的控制因素在强潮汐的河口区及下游河段，水流在每个潮汐周期中均形成双向流。双向的潮汐运动常将河流带来的沉积物改造成一系列平行流向（垂直岸线）的水下潮汐砂脊（图7-3）。在涨潮流占优势的河口区，潮汐砂脊可伸展到河道中，强潮汐的河道多呈喇叭形。图7-3潮控三角洲和潮汐砂脊的分布模式（据Wright，1977）§1概述二、三角洲形成的控制因素除波浪和潮汐作用外，受水盆地的构造性质和盆地形态对三角洲的形成和发育也具有重要的影响。构造稳定的盆地，例如克拉通上的陆表海，三角洲体系变化缓慢，可形成浅水三角洲；而在构造下沉迅速的盆地中，则发育厚度巨大的三角洲体系。§1概述二、三角洲形成的控制因素图7-4受水盆地的形态（据Coleman和Wright，1975）受水盆地的形状对三角洲的形态、沉积物的分散特点、变迁形式都有很大影响。柯尔曼（Coleman和Wright，1975）结合地质构造特点将受水盆地区分为五种形态类型，每种类型都有不同的三角洲发育结构（图7-4）。科尔曼和赖特（J.M.Coleman和L.D.Wright，1975）通过对现代世界上具有代表性的55个河流三角洲的资料研究，分析了影响三角洲形成作用的400个参数，最后总结出对三角洲砂体及形态格架具有最重要地质意义的12种影响因素。这些因素是：(1)气候，(2)流域盆地的地形；(3)流量变化；(4)沉积物的生产量；(5)河口的水动力学特征；(6)近滨地区波浪的功率；(7)潮汐作用，(8)风系；(9)近岸流；(10)陆架坡度；(11)受水盆地的大地构造；(12)受水盆地的形态（表4－1）。§1概述二、三角洲形成的控制因素

表4－1影响三角洲发育的主要因素

影响因素主要影响因素气候气候可通过控制流域范围内植被和土壤的发育引起物理和化学风化作用，影响河流沉积物的类型，并通过降雨量和蒸发量的变化决定着河流径流量的变化。流域盆地的地形地形的变化控制着植被的发育、风化剥蚀的深度、水系分布的密度及河流纵剖面的坡降，在相同气候条件下，局部地区地形起伏俞大，河流的侵蚀作用俞强烈，分选差和粗粒级碎屑沉积物供应量增多，反之，细粒沉积物和粘土含量增高。流量变化流量不稳定的河流发育辫状水道；流量稳定的河流发育蛇曲河道。流量的分布影响着向三角洲输送沉积物的粒度变化和分选性。流量小但不稳定且集中于短暂洪水期的河流，要比流量大变化规则而稳定的河流有更大的能力将碎屑物搬运到三角洲内。沉积物生产量含细粒悬移质高的河流易形成宽阔的水下三角洲，细粒富含水的泥质前三角洲稳定性差，易发生各种变形构造（滑塌、底辟、刺穿和泥火山等）。二、三角洲形成的控制因素河口的水动力状态根据注入水体和蓄水盆地水体密度差，可分为两种类型的自由喷流：轴状喷流和平面喷流。轴状喷流为等密度入流，注入水体流速降低非常迅速，以底负载搬运的沉积物首先堆积在河口，以悬移方式搬运的细粒沉积物则沉积在河口附近的外围地区。平面喷流又可分为高密度入流和低密度入流。注入水体密度大于蓄水盆地密度时形成高密度入流，注入水体沿盆地底部呈面状流动，两种水体仅在底部进行混合，混合速度慢，速度降低也较慢。注入水体密度小于蓄水盆地密度时形成低密度入流，注入水体因密度小而悬浮在蓄水体表层流动，二者仅在相互接触处呈面状混合。混合过程缓慢，注入水流降低也很缓慢，可以在大面积内保持较大的流速和密度分层。二、三角洲形成的控制因素波浪功率高功率的波浪可以形成分选好和磨圆度好的纯净石英砂。低功率的波浪对砂体改造程度较小，砂体成分和结构成熟度较低，常含较多粘土。潮汐作用双向的潮汐运动常将河流带来的沉积物改造成一系列平行流向的水下潮汐沙脊。风系在三角洲水上平原，强劲的风可以将沉积物进行再搬运，并形成宽阔的风成沙席；受高波能影响的三角洲海岸，强劲的向岸风可行成一系列与岸线平行的风成沙丘。海流影响三角洲地区的海流有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，以及由河水与海水相混因密度差形成的水团运动。其中各种成因的沿岸流可引起沉积物沿岸进行大规模漂流，极大地改变河口沙体的走向，甚至迫使河道改变入海方向。二、三角洲形成的控制因素陆架形状低坡度陆架波能消耗快，有利于三角洲向海推进；陡坡陆架，三角洲沉积物易被海洋改造，窄而深的陆架不利于大型三角洲的形成，且沉积物易顺三角洲前缘的水下河谷再搬运到深海，形成海底扇。受水盆地构造构造稳定的盆地，例如克拉通上的陆表海，三角洲体系变化缓慢，可形成浅水三角洲；而在构造下沉迅速的盆地中，则发育厚度巨大的三角洲体系。受水盆地形状受水盆地形状分为五种形态类型：两端开口的狭长凹槽，河流从盆地两侧向海供应沉积物，流向垂直盆地轴线，潮流方向平行轴向流动，形成的三角洲砂体常为潮控型或海流控制的不对称沿岸砂体；一端开口的狭长凹槽，河流从盆地封闭端注入海槽，潮流方向多为平行轴向的向岸流和离岸流，三角洲多具大型线状远滨潮脊；盆地位于内陆的一个下翘区，活动三角洲的沉积场所是个稳定的台地，在这种盆地内常发育淡水三角洲和大型沼泽；盆地为一个构造沉降带，面向开阔的大洋盆地，有若干河流垂直岸线注入盆地，三角洲受高波能控制，多发育浪控三角洲；封闭或半封闭的盆地，在该处发育的三角洲具有迅速下沉的特征。二、三角洲形成的控制因素§2三角洲的分类三角洲形成的影响因素很多。各个因素以不同作用强度相互组合可以出现多种多样的三角洲类型。如何对这些三角洲进行分类，不同学者先后提出了各种分类方案。最为流行和得到广泛应用的有费舍尔等（Fisher，1969）、盖洛韦（Galloway，1975）以及科尔曼和赖特（Coleman和Wright，1975）的分类。费舍尔等（Fisher等，1969）研究了墨西哥湾沿岸盆地第三纪三角洲体系，指出在堆积于湾岸盆地的陆源充填物中，三角洲体系主要有两种基本类型，即高建设性体系和高破坏性体系，这主要取决于三角洲体系中是以建设相（河流和河流影响相）为主还是以破坏相（海相）为主。§2三角洲的分类一、费舍尔的分类高建设性三角洲体系规模大，由几个广泛进积的朵状至伸长状叶体所组成，分布面积共计达几千平方千米。它们由向内陆延伸1000－2000km的大河系所提供物源。高建设性三角洲体系常发育大的三角洲平原，一般以大量原地堆积的层状有机沉积（泥炭、褐煤或煤）为特征。前三角洲相主要为泥质沉积。§2三角洲的分类高破坏性三角洲体系发育在海洋作用（潮汐、波浪和海流）比河流作用（流量和沉积物输入量）强的地方。因此，岸线的向海推进不像在高建设性三角洲体系中那么广阔。高破坏性三角洲体系由相对较小的至中等的河流所供给。§2三角洲的分类图7-7湾岸盆地高破坏性浪控三角洲体系的沉积相和砂体图（据Fisher，1969）研究现代三角洲中的作用格架和伴生的地貌形态以及沉积物的分布形式表明，有三种基本的作用决定三角洲的几何形状和骨架相的分布：（1）沉积物的注入，（2）波能通量和（3）潮能通量；这为识别三角洲类型的三端元分类提供了基础（盖洛韦，1975）。河控、浪控和潮控三角洲端元构成了一个三角形的三个角点，古今所有三角洲体系都能放入这个三角形内（图4-4）。§2三角洲的分类二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类1－密西西比河（MississippiRiver）；2－波河（PoRiver）；3－多瑙河（DanubeRiver）；4－埃布罗河（EbroRiver）；5－尼罗河（NileRiver）；6－罗纳河（RhôneRiver）；7－圣弗兰西斯科河（SanFranciscoRiver）；8－塞内加尔河（SenegalRiver）；9－伯德金河（BurdekinRiver）；10－尼日尔河（NigerRiver）；11－奥里诺科河（OrinocoRiver）；12－湄公河（MekongRiver）；13－科珀河（CooperRiver）；14－恒河－布拉马普特拉河（Ganges-Brahmaputra）；15－巴布亚湾（GulfofPapua）；16－马哈卡姆河（MahakamRiver）；17－鸭绿江（YaluRiver）；18－科罗拉多河（ColoradoRiver）§2三角洲的分类二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类图4-4三角洲分类的三角图（Galloway,1975）大多数三角洲都反映了建设性的河流作用和破坏性的波浪或潮汐作用的综合影响。三角洲三个端元类型中每一个都是以其独特的沉积相和砂体形态为特征的。河控三角洲的平面形态一般呈狭长形到不规则的朵状。浪控三角洲呈不规则的朵状到尖头状，反映出沿走向受到波浪作用的改造。潮控三角洲的外形呈不规则状乃至港湾状。§2三角洲的分类二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类§2三角洲的分类二、盖洛韦（Galloway,1975）的分类表4-2三角洲沉积体系类型（Galloway,1975）特征河控三角洲浪控三角洲潮控三角洲形态伸长状至朵状弓形河口湾状至不规则状分流河道类型直的至弯曲的河流蛇曲分流张开的至弯曲的分流主要沉积物组分泥质至混合质砂质可变的骨架相分流河口沙坝和河道充填沙、边缘席状沙障壁沙坝和海脊沙河口湾充填和潮汐沙脊骨架定向与沉积斜坡倾向平行与斜坡走向平行与斜坡倾向平行柯尔曼和赖特（1975）分析了34个现代三角洲的统计资料，利用多种参数来描述流域盆地、河谷、三角洲平原和受水盆地的特征。柯尔曼和赖特提出，各种影响因素相互作用的背景，影响和控制了三角洲的形态、组成、结构及砂体分布特征，而单一因素只是对三角洲的某些部分起主导作用，并通过对这些影响因素的分析得出了六个独立的三角洲模式，每个模式都有一个确定的背景，都有其独特的砂体分布形态（图4-5）。§2三角洲的分类三、柯尔曼和赖特（Coleman和Wright,1975）的分类图4-5根据多因素分析所得到的六种三角洲砂体形态分布类型（Coleman和Wright,1975）§2三角洲的分类三、柯尔曼和赖特（Coleman和Wright,1975）的分类§2三角洲的分类表6-3六种三角洲类型特点（据Coleman和Wright,1975）类型条件特征实例类型Ⅰ低的波浪能量、小潮差和弱沿岸流、缓的滨外斜坡、细粒沉积物负载分布广阔、指状河道沙垂直于岸线分布现代密西西比河三角洲类型Ⅱ低的波浪能量、高潮差、通常为弱的沿岸流、盆地狭窄指状河道沙、向滨外过渡为长条状潮流沙脊沙奥德河、印度河、科罗拉多河、恒河－布拉马普特拉河三角洲类型Ⅲ中等波浪能量、高潮差、低的沿岸流、稳定的浅水盆地河道沙垂直于岸线分布、侧向与障壁海滩沙相连伯德金河、伊洛瓦底江和湄公河三角洲类型Ⅳ中等波浪能量、小潮差、缓的滨外斜坡、低的沉积物供应河道和河口沙坝与前面的滨外障壁岛相连阿帕拉契科拉河（Appalachicola）和布拉索斯河三角洲(Brazos)类型Ⅴ持久性的高波浪能量、低的沿岸流、陡的滨外斜坡席状的、具有上倾河道沙的、侧向稳定的障壁海滩沙圣弗兰西斯科和格里加尔瓦三角洲(Grijalva)类型Ⅵ高波浪能量、强的沿岸流、陡的滨外斜坡多列长条状障壁海滩沙，平行于岸线排列，具有被削平的河道沙塞内加尔河三角洲从上述各种分类中可以看出，每种分类都突出了三角洲沉积体形态与沉积作用之间的密切关系，费舍尔（Fisher等，1969）和盖洛韦（Galloway,1997）比较强调单一的主导因素（河流、波浪和潮汐）与三角洲整体形态的关系，而柯尔曼（Coleman和Wright,1975）则更加强调多因素相互作用的背景对三角洲砂体的形态、分布、厚度变化的控制作用。突出砂体特点是十分重要的，它不仅对三角洲的分类具有重要意义，而且由于这些砂体是三角洲中油气藏的主要储集层，查明这些砂体的分布规律也是油气勘探的主要任务。§2三角洲的分类在一个河控三角洲体系里，沉积物的注入速率和体积将超过蓄水盆地的通量改造和改变活动三角洲边缘的能力。按照河流作用的相对优势，三角洲朵体的几何形态从非常狭长和指状（鸟足状）的到稍圆的或朵状的。密西西比河三角洲是大家熟悉的例子，在其全新世的各个朵体中存在河控体系中的各种沉积形式。现代河控型三角洲有密西西比河三角洲、黄河三角洲、伏尔加河三角洲、多瑙河三角洲等。密西西比河三角洲为少有的伸长形（鸟足状）三角洲的典型，黄河三角洲则可作为朵状三角洲的代表。§3河控三角洲积沉积河控三角洲的富砂环境和形成的骨架相是由分流河道和河口沙坝以及横向上被改造的三角洲前缘沙和决口扇组成（图4-6）。非骨架环境包括前三角洲分流间和三角洲边缘海湾、水下三角洲台地、以及三角洲平原的草沼、树沼、泛滥平原、天然堤和湖泊。

一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积图4-6密西西比河三角洲形态及内部环境分布图（Galloway和Hobday1983）§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相河控三角洲具有复杂多变的内部环境及相的变化，通常可以划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相。1．三角洲平原三角洲平原是三角洲陆上沉积部分，它起始于分流河道处至海岸线处。三角洲平原沉积微相以分流河道为格架，分流河道两侧有天然堤、决口扇。分流间是由海湾、洪泛平原、湖泊、潮坪、草沼和盐碱滩构成的多变化的组合，它们极易受气候的影响。例如，在潮湿的热带和亚热带地区，三角洲平原的大部地区为植物繁茂的含盐红树林沼泽、淡水树沼或草沼（如尼日尔河三角洲和密西西比河三角洲）。相反，干旱和半干旱地区的三角洲平原多半是缺乏植物的，以具钙质胶结砾岩（埃布罗三角洲）或盐碱滩（含石膏和岩盐）（尼罗河三角洲）为特征。此外，在干旱气候的三角洲平原上，风或沙丘原极为发育，特别是在那些具有障壁－海滩海岸的三角洲上，那里的砂来自受侵蚀的活动的或废弃的海滩脊（圣弗兰西斯科三角洲）。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相不同的环境具有不同的沉积微相类型，主要微相类型及其特点如下：（1）分流河道：分流河道以单向水流为特征，并具有周期性的水位变化，因此与冲积体系的河道十分相似。常见高弯度河型，但在某些地区，由于流量不稳定和底负载沉积物比例大，所以分流河道成网状和交织状河型。在密西西比河三角洲中，分流河道成低弯度河型，不是网状的，即便在低水位时期也是如此。分流河道区别于真正冲积河道的另一个特征是它频繁地改道或发生冲裂作用。由于三角洲向盆地推进时需要缩短流程和增大坡度，大量废弃分流河道就会频繁出现。在河道废弃过程中及随后，原来河道的下游会受到盆地作用的强烈影响，例如，在罗讷河和埃布罗河三角洲，废弃河道的河口被波浪形成的海滩砂堵塞(Kruit,1955；Maldonado，l975)。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相图7-12河控三角洲平原分流河道沉积特征（据Ferm等，1968）§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相分流河道沉积为周期性水位变化的单向水流所形成，显示向上变细的层序（图4-7）。沉积物主要为砂质，构成三角洲平原体系中的砂质骨架。层序底面为侵蚀面，之上为较粗的滞留沉积，再向上为槽状交错层理的砂层并过渡为沙纹层理的细砂夹粉砂和粘土互层，最上部为含有大量植物根系的粉砂和粘土层。有些层序是复合的或重叠的，反映了河道内多次发生冲刷和充填作用，也可能反映了河道的位置变化较小（Oomkens,1974）。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相图7-13三角洲平原分流河道相沉积层序§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相向上变细的河道层序既可以由河道的侧向迁移形成，也可以由河道的废弃而形成。在后一种情况下，上部的细粒沉积物代表河道被减弱的水流所充填，后来可被来自邻近活动河道的越岸洪水沉积所充填。在下游河道废弃过程中，盆地作用所带入的砂可以阻止向上变细的趋势，河道层序以分选好的、具有海相动物的平坦纹层状砂而告终。（2）天然堤：与河流环境的天然堤一样，三角洲平原上的天然堤也是洪水期从河道中溢漫的水流沉积的，它们均分布在河道两侧，平行河道延伸，横断面成楔状或不对称的透镜状，向河道—侧较陡，另一侧较缓并逐渐过渡到分流间其它沉积。三角洲平原的天然堤发育较好，向下游高度减小，宽度增大。天然堤的物质组成主要是粉砂及粉砂质粘土，粒度向下游及远离河道变小。常见的沉积构造有小波痕层理、透镜状层理、水平纹层、植物根系和碎屑以及动物的潜穴。生物扰动构造也很发育。由于洪水期与平水期的交替，天然堤的层序呈粉砂层与粉砂质粘土层互层特点。一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积（3）决口扇：当洪水冲决天然堤向分流间地区倾泻时，便在天然堤外侧的分流间沉积层之上形成扇状沉积体，这就是决口沉积，即决口扇（图7-14）。决口扇上分布有辫状或网状决口水道，充填在水道中的沉积物一般是具有单向流的交错层砂岩。这些小型河道砂呈透镜状层夹在河道间细粒沉积（泥或粉砂质泥）和沼泽沉积物之间。洪水的反复泛滥可使决口扇不断向海推进和扩大，并直接覆盖在分流间湾的粘土层上（图7-15）。规模巨大的决口扇被称作次三角洲。一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积图7-14河控三角洲平原决口扇沉积示意图（据Horne等，1978）一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积（4）沼泽：分流间地区地势低洼，地下水位接近地表，沼泽分布广泛，有泥沼、草沼和树沼等，构成一个富含有机质的滞留还原环境。沼泽植物随盐度、排水情况等因素而不同。不同的沼泽植物群落形成不同类型的泥炭，所以三角洲平原是个很好的成煤环境。三角洲沼泽相与大陆其它环境的沼泽相具有相似的特征。其岩性主要为暗色富含有机质泥、泥炭或褐煤沉积，其中常夹有薄的粉砂层，具块状层理和生物扰动构造，常含有大量植物碎屑、根系，介形类和腹足类介壳，以及菱铁矿结核等。由于这些沼泽地临近海湾，常受海水的影响，从三角洲平原向海方向，水体含盐度不断增大，可以从淡水过渡到半咸水以至咸水。一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积（5）湖泊：密西西比河三角洲体系中分布有许多大小不同的湖泊。从小的暂时性的水塘到直径达几十千米的大型湖泊(如庞恰特雷恩湖PontchartrainLake)。它们多出现在低于潜水面的下陷地区或形成于三角洲侧翼和泄水道地区。湖水较浅（小于3～4m）。波浪及水流作用非常微弱。多为淡水。沉积物为含粉砂质透镜体的暗灰色及黑色粘土，具极细的纹层，多被生物强烈扰动，常含有瓣鳃类介壳及黄铁矿。有的湖泊还发育湖泊三角洲沉积。一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积（6）分流间湾：分流间湾发育在指状分流河道之间的低洼地区和废弃的三角洲朵体不断下陷地区，并与海相通，实际上是个海湾。例如密西西比河三角洲的西南分流河道两侧的东湾和西湾等。这些海湾一般深度较小，且由于两侧有分流河道的隔挡，海水的动能较小，主要沉积物为决口水道和泛滥洪水携带来的细粒悬浮物质—泥和粉砂，也可有细砂的沉积。沉积物中水平层理发育，底栖生物有双壳、腹足等。生物扰动构造强烈。当三角洲向海推进时，这些海湾最终多被决口扇、次三角洲或泛滥洪水带来的沉积物充填。所以在三角洲沉积体系的剖面中，分流间湾常呈泥质层被保存下来，其下伏地层一般为前三角洲泥相，向上为沼泽相。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相图7-15河控三角洲分流间各类沉积相层序特征（据Reading，1985）总之，三角洲平原沉积以分流河道为骨架砂体，垂向上具有下粗上细的间断性正韵律结构，由许多向上变细的分流河道、天然堤、决口扇等砂体和夹层的河道间泥岩组成，顶部出现夹薄煤层的沼泽沉积，（图7-16）。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相图7-16河控三角洲平原沉积典型的垂向层序（据Horne等，1978）2．三角洲前缘三角洲前缘是夹砂河水进入盆地并与盆地水体相互作用的地区，沉积物呈环带状分布在分流河道的前缘地带。分流河口处水动力条件的急剧变化引起水流的扩展和减速，因此水流的能量减小，从而使沉积物负载沉积下来。河流携带的沉积物主要堆积在这里，沉积物以砂为主，平均含砂75％。海浪、潮汐流和沿岸流能迅速对这些沉积物进行簸选，再搬运和再分配。三角洲前缘的沉积微相主要有：（1）水下分流河道；（2）水下天然堤；（3）分流河口砂坝（4）远砂坝（5）前缘砂席，其中（1）和（2）为对应陆上部分在水下的延伸。§3河控三角洲积沉积一、河控三角洲沉积相三角洲前缘总的趋势是粗砂沉积在分流河口，而较细的沉积物则被搬运到更远的盆地中去并沉积在滨外的深水环境中。因此，沉积物的沉积作用构成了一个向海缓缓倾斜的剖面，倾角一般小于2度。三角洲前缘砂体较纯净，分选磨圆较好，成熟度也较高，向盆地方向沉积物逐渐变细。砂体的形态受该地区复杂的水动力影响，随着远离分流河口区，海洋作用不断增大，依次可区分出分流河口砂坝、远砂坝（末稍砂坝）及前缘砂席几个相带。图7-17为密西西比河三角洲的一个分流河口前缘环境与相的分布图。图7-18为黄河三角洲钓口河的河口区三角洲前缘沉积环境图。从这些图上均可见这些砂坝以环状围绕河口发育。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相图7-17密西西比河三角洲西南分流河口三角洲前缘环境及相的分布（据Coleman等，1965）一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲沉积图7-181964～1974年黄河钓口河河口区三角洲前缘沉积环境（据高善明等，1989）一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲沉积（1）水下分流河道：水下分流河道为陆上分流河道的水下延伸部分。在向海延伸过程中，河道加宽，深度减小，分叉增多，流速减缓，堆积速度增大。沉积物以砂、粉砂为主，常发育交错层理、波状层理及冲刷－充填构造，并见层内变形构造。垂直流向剖面上砂体呈透镜状，侧向变为细粒沉积物。一、河控三角洲沉积相§3河控三角洲沉积（2）分流河口沙坝：分流河口沙坝是在分流河道入海口附近形成的砂质浅滩。总的来说，它们是在水流离开河道进入海盆时，由于流速减小，负载能力降低，大量底负载迅速沉积而形成的一系列砂体。砂体岩性主要是砂及粉砂，分选磨圆都很好，缺乏泥质组分。常见的沉积构造为槽状、楔状交错层理，小波痕交错层理。由于受到波浪的改造作用也有浪成交错层理。层面可见有波痕构造。底质活动性大，不利于底栖生物栖息。化石稀少，偶有异地搬运来的破碎介壳分布在坝顶和坝的上部。河口砂坝在平面上多呈新月形或与河口平行的长轴状，横剖面呈双凸的透镜状。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相在三角洲的进积期间，近端河口沙坝脊、沙坝前缘、远沙坝和前三角洲上部的沉积物依次叠覆，导致河口砂坝层序向上变粗（图7-19）。向上变粗的层序可以在平均粒度上略微反映出来，但在砂层的厚度、砂和粉砂相对于泥夹层的比例以及所含沉积构造的规模增大方面更为明显。远端河口砂坝层序由纹层状泥、粉砂以及粉砂质砂组成，并可出现滑塌和泄水构造。河口沙坝中部的沉积物通常由分选好的块状到厚层状的干净砂组成，发育槽状层理、波痕层理、爬升波痕层理以及泄水构造。最上部的沉积物常发育称之为平面层理的低角度交错层理，它们被伴生水下天然堤的波痕纹层状较细砂、粉砂和泥所覆盖。在远端河口沙坝或前三角洲上部的沉积物内可能会出现厚层小型的河口沙坝砂的滑塌体，从而加强了这种向上变粗的形式。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相图7-19河控三角洲垂向层序的反旋回沉积特征（据Horne等，1978）§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相图7-20是一个通过河口沙坝砂体轴部的理想化垂向层序，说明密西西比和其它河控三角洲所特有的特征。图上的这条测井曲线是滨线体系中展现的许多向上变粗或漏斗状曲线中的一条。它的特征是以不规则的锯齿状底部过渡带进入下伏的前三角洲泥，反映了许多河控三角洲河口沙坝中常见的滑塌、前缘决口扇和浊积层的丰度。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相（3）远沙坝：远沙坝位于河口沙坝向海一侧的坝前地带，坡度向海缓缓倾斜。沉积物主要为粉砂和少量粘土；常形成粘土质粉砂层，洪水期可有细砂沉积。沉积构造有水平层理、小波痕交错层理、波状交错层理和波痕。该地带可有底栖生物生活，含有生物化石及潜穴遗迹，生物扰动构造非常发育。远砂坝沉积体多为延伸较远的层状，一般均分布在河口沙坝的下面，与河口沙坝一起构成向上变粗的层序。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相（4）前缘沙席：前缘沙席是河口沙坝和远沙坝受到波浪、潮汐和沿岸流强烈改造和再分布的席状砂层，有人又称之为前缘席状砂。砂层面积广大，向海方向逐渐变薄。主要成分为细砂及粉砂，分选较好，成熟度较高。沉积构造主要为平行层理及水流砂纹层理，化石稀少，可见生物潜穴和生物扰动。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相（5）指状沙坝：随着三角洲向海推进，一些分流河口砂坝亦不断增长，逐渐形成许多向海延伸很远的狭长砂体。这种由分流河道和河口砂坝组成的指状砂坝是密西西比河鸟足状三角洲最具特征的沉积体。砂体可一直伸展到前三角洲泥质沉积层之上。在负荷不断加大的情况下，这些砂体极易深陷到松软的前三角洲泥中，因此砂体的厚度也不断加厚呈现双凸形。砂体厚可达70m，长50km，宽7．5km（图7-21）。由于前三角洲泥被压实，在指状砂体中可出现许多泥质底辟和泥火山的侵入。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相图7-21密西西比河三角洲指状砂坝的几何形态和沉积特征（据Fisk，1961;Scott和Fisher，1969）上图－平面图；下图－横剖面图3．前三角洲前三角洲位于三角洲前缘的向海地带，与三角洲前缘的分界线大致在正常天气波基面附近，基本上不受浅水波浪的干扰。河流携带的悬浮质绝大部分沉积在这里，沉积速率较快，形成向海盆底部缓慢倾斜的、范围广阔而平坦的泥质海底。沉积物主要是粘土和细的粉砂。在特大洪水期间可能有细砂沉积，但数量很少。沉积构造基本上是水平纹层，偶见透镜状层理。小型波纹层理和波痕多发育在粉砂夹层中。生物主要为广盐度生物，如介形类、双壳类、有孔虫等。常见有生物潜穴和遗迹，数量多时可将层理扰乱，形成块状构造。泥质沉积物中富含有机质，埋藏速度快，还原环境，有利于转化为油气，是良好的生油层。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相密西西比河三角洲体系是个非常典型的完整的高建设型三角洲。除了沉积体系本身的上述各种环境和相类型外，还有一些在空间分布上与这些沉积相有密切联系的沉积相。例如在三角洲侧翼或岸线附近常发育一些海湾、滨海平原、海滩、潮坪、障壁岛—澙湖以及海沼砂岭（千尼尔）（chenier）等。它们虽然不是河口作用的必然产物，但常与三角洲沉积体系有某种成因联系，故可称作伴生体系（Scott和Fisher，1969）。§3河控三角洲沉积一、河控三角洲沉积相1．河控三角洲的垂直层序河控三角洲沉积的垂直层序是在三角洲的形成和发展中，因三角洲不断向海推进而形成的。通常三角洲层序的下部是前三角洲泥相，底部与海相陆架泥过渡，界线不明显。向上依次出现席状砂、远砂坝和河口砂坝等三角洲前缘砂体沉积，呈典型的向上变粗的层序。再上为三角洲水上平原环境的各类沉积相，以分流河道砂相及河道间泥和沼泽相为主。分流河道沉积具有明显的向上变细的粒度旋回，每个旋回底部一般均有清晰的冲刷面。图7-22概略表示密西西比河三角洲的垂直层序及其一般的岩性特点。可以用这个综合剖面作为一个河控型高建设性三角洲沉积体系垂直层序的典型实例。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积图7-22密西西比河三角洲沉积垂直层序综合柱状图（据Coleman和Wright，1975）①河控三角洲沉积层序一般多为进积型层序，从下向上表现为从海相向陆相的过渡，具有“海退”旋回的特点。其下限与浅海陆棚沉积过渡，二者没有明显的冲刷和突变接触关系；②在粒度变化方面。从前三角洲相到三角洲前缘沉积一般具有明显的向上变粗的反旋回，岩性表现为从泥岩（页岩）向砂岩的过渡。三角洲平原是由含有许多向上变细的分流河道、天然堤、决口扇等砂体夹层的河道间泥岩和泥炭（煤）层组成，其上部（上三角洲平原）与洪泛平原的特点近似，下部（下三角洲平原）常夹有分流间湾沉积。③岩层的颜色也表现出明显的规律性。下部一般为暗色，反映富含有机质的泥岩特点；向上为浅色，一般代表波基面以上受海水扰动的前缘砂体的氧化环境；最上部为夹有浅色砂体的大量暗色层（深灰色至黑色），为广泛沼泽发育的三角洲平原环境。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积④层理的变化自下而上为水平层理及被生物强烈扰动而均化的块状层理，向上过渡为各种交错层理（小波痕层理、爬升层理、大型槽状、楔状交错层理），最上部为槽状、板状交错层理与块状层理交替出现。反映从前三角洲到三角洲前缘再到三角洲平原水动力活动是从低能到高能的能量多变的特点。⑤生物特点是自下而上为正常浅海狭盐度生物一半咸水生物一淡水生物（以大量植物出现为特色）。在古代地层中，河控三角洲平原是最主要的聚煤环境。⑥河控三角洲沉积层序的厚度变化很大，主要决定于入流海盆的深度及构造下沉的速度和幅度。浅水三角洲多发育在构造稳定地带的海湾和陆棚上，层序厚度较薄；而深水三角洲由于发育在深度较大或者迅速下陷的海盆中，层序厚度也较厚。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积需要指出的是，河控三角洲在水平面相对上升的水进时期可以形成退积型三角洲序列，显示向上变细的正旋回。如欧洲里海volga三角洲，由于坡度平缓，缺少潮汐和波浪的影响，该三角州与密西西比河三角洲相比河控特征更加突出，由于水平面的不断上升，该三角州垂向序列并没有显示向上变粗的反旋回，而呈现出退积型的正韵律结构（Kroonenberg等，1996）。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积2．河控三角洲沉积的横向变化河控三角洲沉积是自然界相变最复杂的沉积体系之一。人们在鉴别古代三角洲时，往往习惯于根据上述理想的垂直层序进行类比，这显然是很不够的。正确的方法是除了研究垂直层序，还必须注意观察三角洲沉积体系内部的横向变化。因为在三角洲体系内部不同部位所看到的层序是不完全相同的。从得克萨斯洲瓜达鲁佩三角洲的一个横剖面可以看到各种沉积相的分布及其变化（图7-23）。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积图7-23瓜达鲁佩三角洲横剖面图（Donaldson等，1970）图中的数字表示选择的几个由岩心揭示垂直层序的钻孔位置。钻孔53位于一个即将废弃的分流河道中，河槽充填沉积物下部的交错层砂直接覆盖在海湾沉积物之上，表明河道深切过了三角洲前缘砂体，交错层砂体向上逐渐过渡为富含有机质的粘土，表明这个河道已开始从活动的分流河道向废弃河道转化。钻孔14穿过天然堤、三角洲前缘砂体、前三角洲粉砂质粘土进入海湾沉积层。三角洲前缘砂体上部主要是交错层砂，下部广泛被生物扰动与前三角洲不易区分。再下过渡为含有海相介壳的生物扰动的粉砂质粘土海湾相沉积。这个层序与理想的层序非常相似，但缺少分流间湾和三角洲平原上的分流河道与河道间沼泽等沉积相。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积钻孔58与钻孔14相似，不同的是在天然堤沉积物的顶部发育有30cm厚的富含有机质沼泽粘土，表明这个天然堤由于相邻河道的废弃也开始下沉和发生沼泽化。钻孔20位于两个分流间的沼泽地带，最顶层是沼泽相的富含有机质粘土，向下逐渐过渡为分流间湾沉积物，再下穿过前三角洲粉砂质粘土层进入具有丰富介壳的海湾泥质沉积物中。在这个钻孔揭示的层序中没有发现三角洲前缘砂体和分流河道与天然堤沉积相。由此可见，当我们在研究一个剖面层序时，必须同时考虑该剖面在整个三角洲体系中可能处在的部位，只有从三维空间研究各相的关系和变化，才能正确地恢复三角洲体系的内部结构。三、河控三角洲沉积层序§3河控三角洲沉积浪控三角洲一般都面向开阔海湾或大洋，潮汐作用、沿岸流作用及河流作用相对于波浪作用都比较小，或不起主导作用。在强波浪的正面冲击下，分支流不太发育，一般只有一条或两条主河流入海。河流输入泥砂量少，砂与泥比值高，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脊，仅在主河口区才有较多的砂质堆积，形成向海方向突出的河口，形似弓形或鸟咀状。Weise（1980）根据岩心和测井资料，建立了一个浪控三角洲的三维沉积相模式（图7-24）。浪控三角洲的富砂环境和骨架相是由沿着活动三角洲朵体的前缘和边缘沉积的海滩脊、障壁砂体以及分流河道组成。非骨架环境包括前三角洲和陆架、障壁间海岸盆地、分流间和草沼，以及河道边缘的天然堤和漫滩沉积物。一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积图7-24浪控三角洲沉积环境和沉积相分布图（据Weise，1980）一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积在三角洲平原地带，由于河流与波浪作用相互消长的变化，上三角洲平原河流作用仍占据主导地位，只是在下三角洲平原才出现明显的波浪改造过的迹象，例如罗讷河三角洲，其下三角洲平原主要为受波浪改造而成的海岸滩脊，海滩砂坪等环境，而上三角洲平原主要是河流作用形成的环境（图7-25）。一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积图7-25罗讷河三角洲（据VanAndel

和Curray，1960）一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积随着波浪作用在整体作用背景中的不断增强和河流作用的减弱，三角洲平原的绝大部分甚至全部都将被海滩障壁砂或滩脊复合体所占据，例如注入墨西哥湾的格里加尔瓦河三角洲和注入大西洋的圣弗兰西斯科河三角洲（图7-26）。图7-26圣弗兰西斯科河三角洲的主要沉积环境图（据colman和Wright，1975）浪控三角洲中，三角洲前缘斜坡一般比较陡，河流输入的泥砂，很快就被波浪作用再分配，在河口的侧翼形成海滩脊，或因河口砂坝在向海推进过程中不断被波浪改造为向海突出的、与岸线平直的弧形障壁砂体（图7-27），如尼罗河三角洲。沿岸障壁砂体比共生的分流河道砂分选更好、更细，具有向上变粗的趋势，介壳碎屑通常堆积成薄层或透镜体，而植物碎屑则大量地散布于整个障壁砂体中。一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积图7-27浪控三角洲河口砂坝的分布模式（据wright，1977）图7-28总结了一个完整的障壁砂坝层序的内部特征。浪控三角洲进积作用沿整个三角洲前缘发生，形成广阔而又连续的砂席或砂裙，而不象河控三角洲那样仅分流河口砂体向海延伸。一、沉积环境概述§4浪控三角洲沉积一般来说，浪控三角洲的垂向层序通常仍为下细上粗的反旋回层序（图7-29），层序底部是生物扰动的前三角洲；向上过渡为互层的泥、粉砂和砂的沉积，层理和所含的原生构造全部或部分地被生物扰动所破坏；向上，砂和粉砂层的厚度都增加，潜穴变少，具有波浪引起的冲刷构造和交错层理；最后演变成具低角度交错层理的分选好的高能海滩砂以及沼泽沉积。在浪控三角洲前缘沉积层序的底部，细粒段经常发育不好，这是因为波浪作用将紧邻三角洲前缘的悬浮物改造，并分散漂移至更远地带之故。二、沉积层序及其变化§4浪控三角洲沉积图7-29浪控三角洲垂向层序（据Walker，1978）浪控三角洲层序结构与一般海滩层序十分相似，二者的区别在于区域背景中有否河流体系及分流河道沉积层的发育，浪控三角洲层序顶部一般都出现三角洲平原的沼泽和分支河道沉积。但要发现河道沉积，则需要在通过河道的剖面上观察，而浪控三角洲环境中，分流河道比较稀少，这对识别古代浪控三角洲沉积增加了困难。例如圣弗兰西斯科河三角洲仅有一条主河道，其综合地层柱状剖面（图7-30）比较简单，主要由以石英为主的砂岩组成，顶部为风成砂丘，属于三角洲序列的河道砂体并不存在，几乎完全被海洋作用所形成的砂体取代。二、沉积层序及其变化§4浪控三角洲沉积图7-30圣弗兰西斯科洲综合地层柱状剖面图（据Coleman和Wright，1975）浪控三角洲有时在海平面上升的海侵时期也可以形成三角洲沉积序列，但这时产生的是一个退积型沉积序列。即三角洲平原沉积之上往往被海岸砂沉积所覆盖，紧接着沉积的是前三角洲泥，最后在层序的顶部出现大陆架泥沉积，例如在罗纳河现代三角洲沉积的下部地层中就发育有这种类型的沉积序列。二、沉积层序及其变化§4浪控三角洲沉积潮控三角洲主要发育在中一大潮差的狭窄地区，海岸带比较平坦，潮汐作用大于波浪作用和河流作用，河流注入的沉积物，只能充填在港湾内堆积成小型三角洲。在强潮流作用下，这类三角洲在河口区或其前缘向海方向，常发育呈裂指状散射且断续分布的潮汐砂坝一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积图7-31潮控三角洲沉积相模式（据Maguregui等，1991）一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积现代三角洲的考察指出潮控的海洋三角洲体系是相当普遍的，现在已知的潮控三角洲多分布在亚洲，如我国的珠江三角洲、越南的湄公河三角洲和巴布亚湾三角洲，但是古代潮控三角洲沉积的实例很少见，Maguregui和Tyler（1991）根据委内瑞拉Maracaibo盆地始新统三角洲沉积特征建立了一个潮控三角洲沉积模式（图7-31）。潮控三角洲的骨架相主要包括分流河道和潮汐砂脊，非骨架环境包括潮坪和潮道，天然堤和泛滥平原，潮成盐沼以及前三角洲。图7-31潮控三角洲沉积相模式（据Maguregui等，1991）潮汐作用对下三角洲平原有明显的影响。在这类三角洲环境中，下三角洲平原的分流河道以潮流为主，具有低弯度、高宽深比和漏斗状形态，形成潮海方向变厚和变宽的透镜体，同时涨潮流的入侵会形成许多与河道平行排列的线状潮汐砂脊。例如湄公河三角洲（图7-32），砂脊长可达数公里，宽数百米，高10～20m，是强大的潮流对分流河道沉积物改造的结果。一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积图7-32湄公河三角洲分流河道下游的线状潮汐砂脊（据Fisher，1969）一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积受潮汐影响的分流河道的沉积层序自下而上为含海相生物碎片的粗粒滞留沉积、槽状交错层理砂岩潮道沉积、生物扰动多的泥炭沼泽沉积和海岸障壁砂沉积（图7-33）。下三角洲平原上分流河道间的潮坪环境与一般的潮坪海岸非常相似，潮控三角洲平原是由受潮汐影响的分流河道序列和潮坪组成的。图7-33潮控三角洲分流河道综合性垂向剖面（据Meckel，1975）三角洲前缘斜坡沉积区，砂体被强大的潮汐流改造成潮汐砂脊。这些砂脊多呈狭长的线状平行潮流方向延长，从分流河口呈放射状分布，如巴布亚湾三角洲（图7-34）。一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积图7-34巴布亚湾三角洲前缘砂体被潮流改造成垂直滨线分布的潮汐砂脊（据Fisher等，1969）图7-35潮控三角洲前缘潮汐砂脊的综合垂向剖面（据Meckel，1975）一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积无论是分流河道中的潮汐砂脊还是三角洲前缘的潮汐砂脊，其组成都是分选良好的纯净砂岩，内部构造具有双向交错层理及其他的潮汐标志。图7-35总结了一个完整的潮汐砂脊层序的内部特征。与河控或浪控三角洲体系不同，悬浮沉积物在潮控三角洲前缘的周围被优先聚集，形成较厚的前三角洲泥相。在深水盆地里，前三角洲泥的堆积建设起一个朝海延伸的宽阔潮下台地，潮汐砂脊和潮坪沉积物在这台地上向前推进。一般来讲，潮汐作用相对非常强烈的地区，不容易形成三角洲，同时，潮汐对已有的三角洲起着侵蚀和破坏的作用，并将砂子带入海中较远处，而不在河口附近堆积，使河口形成特征的喇叭形，并向海方向扩展为较为开阔的海湾，即通常所说的河口湾环境。一、沉积环境概述§5潮控三角洲沉积到目前为止，有关潮控三角洲的沉积序列综合研究得不够。潮控三角洲的前积作用一般形成一个下细上粗的反旋回垂向层序，层序下部主要是以潮汐砂脊为特征的三角洲前缘进积作用产生的向上变粗的层序，上部主要为三角洲平原的潮坪和潮道沉积，其顶部常发育沼泽和分支河道沉积。潮汐砂脊、砂脊间水道的交替沉积，以及层序上部双向交错层理、复合层理、再作用面等构造的出现，是潮控三角洲前缘垂向层序的最大特征。二、沉积层序及其变化§5潮控三角洲沉积澳大利亚坎布里奇湾的奥德河三角洲是典型的潮控三角洲，图7-36为该三角洲综合地层柱状剖面，下部单元（单元1和2）是浅海沉积，它们相当突然的过渡为潮汐砂脊沉积；以潮汐砂脊为特征的三角洲前缘沉积物在剖面上表现为一个明显的砂体单元（单元3），在砂体向海边缘附近常见大型双向交错层理，但它们并没有表现出人字形的型式，这种砂体向陆方向逐渐变为充填河道的砂质沉积，它们具有突变的冲刷底面，交错层理的主要方向指向陆地；§5潮控三角洲沉积二、沉积层序及其变化图7-36奥德河三角洲综合地层柱状图（据Coleman和Wright，1975§5潮控三角洲沉积二、沉积层序及其变化上部砂体单元（单元5）是由潮道沉积物组成的，主要由狭窄的曲流带沉积物组成，这些沉积具有鞋带状的砂体形态；陆上三角洲沉积（单元4、6和7）主要由潮成平原沉积物组成，这些沉积物局部含有薄砂层、丰富的潜穴以及干缩构造；整个层序的顶部是蒸发岩沉积。美国科罗拉多河三角洲与奥德河三角洲的序列相似，梅克尔（Meckel，1975）对此作过描述。图7-36奥德河三角洲综合地层柱状图（据Coleman和Wright，1975世界上绝大多数的三角洲都有复杂多变的环境背景，主要由单一因素控制的三角洲仅是少数特例。不同背景环境的三角洲的组成结构有着极大差别，即使在同一背景环境下，同一个三角洲的不同部位所遭受的作用参数和强度也有很大差异。例如在罗纳河三角洲中，其前缘是浪控的，而水上平原因受障壁砂坝保护而免受波浪影响，大部分地区仍保持河控的特点；再如潮控的巴生河三角洲，上三角洲平原是河控的，下三角洲平原才是潮控的，而三角洲前缘既受潮控，又受沿岸流控制；我国珠江三角洲更加复杂（图7-37），该三角洲属于强径流、小潮差与弱径流、较大潮差相结合的网状河口，以主要排洪干道的磨刀门的西部地段为河控型，而东部伶仃洋则为潮控型，不同性质的河口同时存在于同一个三角洲体系中（侯晖昌，1990）。如前所述，由于影响三角洲沉积的因素众多，次级环境复杂，沉积相变化大，在描述各种三角洲沉积特点时，仅根据河流作用、潮汐作用和波浪作用单一端元因素进行分类，远远不能概括形形色色的三角洲沉积特点。§6其他类型三角洲图7-376000年来珠江三角洲发展阶段图（a）及伶仃洋水下地形及浅滩（b）（据侯晖昌，1990）§6其他类型三角洲一、河流、海洋作用相互消长条件下的三角洲柯尔曼和赖特（Coleman和Wright，1975）选择了六个现代三角洲实例来说明作用背景与其中形成的沉积层序之间的关系，柯尔曼等从多因素相互作用的背景环境方面探讨三角洲的沉积规律无疑是极为有意义的。但遗憾的是，至今流行的分类仍是单一主导因素将三角洲分为河控型、潮控型和浪控型三类，而经过系统而全面研究并能得到公认的三角洲沉积模式仍然是以现代密西西比河三角洲为代表的河控型高建设型三角洲。其他类型的三角洲沉积模式的研究虽然也取得了一定的进展，但均不够成熟。在本节中，笔者在柯尔曼分类的基础上，并参照其他研究者的论述稍作补充，对下列几个三角洲的背景环境及其沉积特征作简要的介绍。§6其他类型三角洲1．河流-潮汐相互作用的三角洲一般来说，这类三角洲以成指状突出的分流河口砂坝砂体和远滨潮汐作用形成的线状砂体为特征。形成这种分布型式的有利环境是河流作用较强，波浪能量低、潮差大以及沉积盆地狭窄而局限。这类三角洲前缘砂体的分布型式属于柯尔曼三角洲砂体类型的第二类（图7-9类型2）。巴生河三角洲是这类三角洲的典型实例。§6其他类型三角洲图7-38巴生河三角洲（据Coleman和Wright，1975）A—沉积环境和潮流，箭头表示流向和流速（米/秒），虚线箭头表示落潮B—三角洲至远滨的水文地理（注意大型伸长状的潮脊）图7-39巴生河三角洲综合地层柱状剖面（据Coleman和Wright，1975）２．河流-波浪相互作用的三角洲这类三角洲在向陆的环境中形成了由分流河道砂及河口砂坝构成的指状砂体，在某些情况下，分流河口砂坝沉积在波浪作用下合并成分布广泛的席状砂，局部有加厚现象；在向海方向上堆积着障壁沉积，其走向平行于滨线走向。中等波浪能量、极低的岸外坡度和低的沉积物产量有利于这种分布型式的形成。这类三角洲前缘砂体的分布型式属于柯尔曼三角洲砂体类型的第四类（图6-9类型4）。现代实例有霍顿河、索托河和布腊索斯河三角洲等。§6其他类型三角洲§6其他类型三角洲３．沿岸流作用为主的三角洲沿岸流作用为主的三角洲发生在具有强大的沿岸流的海岸带，沿岸流可以是由斜交海岸的强劲风浪或其他海流所形成。沿岸流控制的三角洲前缘砂体分布型式属于柯尔曼三角洲砂体类型的第六类（图6-9类型6）。关于这类三角洲体系的研究目前尚比较少见，塞内加尔河三角洲可作为这类三角洲的现代实例。４．河流-波浪-潮汐联合作用的三角洲这类三角洲发育在河流、波浪和潮汐等作用都为中等强度的条件下，甚至还有相当强度的沿岸流作用。在诸作用中，很难区分出哪一个因素占主导地位，只是在三角洲体系的不同部位某种因素起主导作用，因此，在该三角洲体系中，河成冲积平原、潮坪和潮道、海滩、障壁—泻湖等各种环境均有发育，是沉积相类型最为齐全和多样化的三角洲。现代尼日尔河三角洲可作为这类三角洲的实例（图7-42、图7-43）。§6其他类型三角洲二、浅水三角洲和陆架边缘三角洲前面所阐述的三角洲一般发育在被动大陆边缘的宽而浅的陆架上，一般称之为大陆架三角洲（shelfdelta），世界上大型三角州均属这种情况。低坡度陆架海洋能量消耗快，有利于三角洲向海推进，易形成河控三角洲；陡坡陆架，三角洲沉积物易被海洋作用改造，一般形成浪控或潮控三角洲。而陆架边缘三角洲（shelf-margindelta），主要发育于陆架和陆坡之间，以发育厚层的斜坡沉积体为最大特征。§6其他类型三角洲图7-44陆架三角洲与陆架边缘三角洲沉积环境示意图（据Porebski等，2002）§6其他类型三角洲1．浅水三角洲（shallow-waterdelta）有些陆架坡度极为平缓，内陆架三角洲（inner-shelfdelta）近乎水平发育，平面上趋向于形成伸长状三角洲体系，表现出典型的河控特征，由于水体较浅，一般称之为浅水三角州（shallow-waterdelta）。这类三角洲，分流河道十分发育，某些情况下，有利于河口砂坝连接成席状砂体，其三角洲前缘砂质体和前三角洲泥质岩均较薄，这与深水三角洲形成形成鲜明对比（图7-45）。另外构造稳定的盆地，例如克拉通上的陆表海，三角洲体系变化缓慢，也可形成浅水三角洲。浅水三角洲体系中滑塌构造和浊流沉积均不发育。§6其他类型三角洲图7-45深水三角洲（上图）和浅水三角洲（下图）的沉积剖面比较（据Donaldson，1974）§6其他类型三角洲我国华北地区石炭-二叠纪含煤岩系是在构造稳定的陆表海条件下沉积的，其中所发育的三角洲就具有河控浅水三角洲的沉积特征。例如，在山西阳寿—阳泉地区的太原组—下十盒子组中就可见到分支流河道十分发育的浅水三角洲沉积。该三角洲沉积下部为4-6m的泥岩和砂泥互层的三角州前缘沉积，上部是厚达10-12m的分流河道砂岩；在横向上，三角洲前缘沉积只延伸200m左右就尖灭了，而分流河道则延伸较远，并直接与下伏盆地的泥岩相接触。§6其他类型三角洲２．陆架边缘三角洲（shelf-margindelta）陆架边缘三角洲主要发育于陆架和陆坡之间，由物源越过陆架坡折快速在陆坡堆积而形成，物源供给是其生长进积的主要因素（图7-46，图7-47）。Winker（1982）认为，由于重力作用，向陆坡供给的沉积物逐渐增多，陆坡稳定性逐渐增加，使得最大的沉降中心位于陆架边缘附近，因而使陆架边缘三角洲在平面上主要呈弓形或新月形状，纵向剖面上向海和向陆各出现一个楔状体。向陆的楔状体一般从陆架坡折向陆上超尖灭（图7-47）。§6其他类型三角洲图7-46海退时期陆架边缘三角洲沉积环境和沉积相分布图（据Porebski等，2002）A：不稳定陆架边缘三角洲；B：稳定陆架边缘三角洲§6其他类型三角洲图7-47陆架边缘三角洲纵剖面示意图（据Porebski等，2002）陆架边缘三角洲与陆架三角洲（inner-shelfdelta、mid-shelfdelta）最大的区别在于发育巨大的斜坡沉积体，最厚的沉积一般位于陆架坡折线附近，主要为水下分流河道及河口坝沉积，由于陆坡较陡，河口坝前方以浊流沉积为主，容易形成海底扇沉积（图7-46）。斯克拉顿（Scruton，1960）曾强调指出，在三角洲的发育历史中可以区分出两个时期，即建设期和破坏期或称废弃期。建设期三角洲向前推进，而废弃期三角洲后退和消亡，沉积物遭受海洋改造。虽然三角洲的大多数沉积作用发生在建设期，但研究废弃期对解释现代和古代三角洲层序和剖面结构，以及恢复三角洲演化史都有很大意义。§7三角洲的废弃与三角洲旋回关于三角洲废弃的概念来自对密西西比河三角洲的研究。在现今密西西比河及其东西两侧的浅水陆架上，古密西西比河曾出现过一系列大型三角洲复合体。已识别出来的有4个大型三角洲复合体，共15个三角洲朵体（图7-48），它们都是在过去的6000年中逐渐被废弃的。一、三角洲的废弃及废弃相§7三角洲的废弃与三角洲旋回图7-48密西西比河近代（6000年以来）已废弃的各三角洲复合体、朵体的区域分布（据Fisher和McGowen，1969）一、三角洲的废弃及废弃相§7三角洲的废弃与三角洲旋回图7-49圣伯纳德三角洲朵体废弃后的环境和沉积物分布（据Coleman和Galiano等，1964）黄河在历史上决口改道频繁，几次大的改道夺淮（河）入黄（海），并在黄海苏北沿岸地区遗弃了一个很好的废黄河三角洲。由于古黄河输砂量高及苏北沿海海洋作用较弱，该三角洲至今仍保持着朵状体系；三角洲前缘砂仅遭受较小的波浪改造，在三角洲外围形成一条砂质浅滩；水上三角洲平原仍保留着未被完全改造的分流河道、分流间洼地、湖滩、滨海低地等环境单元（图7-50）。一、三角洲的废弃及废弃相§7三角洲的废弃与三角洲旋回从上述两个典型河控型三角洲体系中发育的废弃相看，三角洲的废弃原因主要是由于河流及分流河道的冲裂和改道。此外，由于构造运动引起河流袭夺也可发生三角洲的废弃，海平面的波动也是整个三角洲体系消亡的重要原因。一、三角洲的废弃及废弃相§7三角洲的废弃与三角洲旋回1988）。三角洲的发育从建设期开始到废弃期结束构成一个三角洲旋回。也就是说，三角洲旋回层是由一个建设相和一个废弃相组成的。在一个具有多个旋回组成的剖面中，由于废弃相一般是比较薄而稳定的海相层，易于识别和对比，所以总是利用废弃相作为划分三角洲旋回的标志。每一个新旋回的出现，都代表已废弃的三角洲的复苏和再活动。图7-51说明三角洲旋回发育的不同历史阶段。图7-52表示发育有三个三角洲旋回的纵剖面。二、三角洲旋回§7三角洲的废弃与三角洲旋回图7-51三角洲旋回发育的不同阶段示意图（据Scott和Fisher，1969）图7-52全新世密西西比河三角洲体系的相剖面图（据Fisher，1969）二、三角洲旋回§7三角洲的废弃与三角洲旋回三角洲的废弃有不同的原因，因此也有不同成因的三角洲旋回。贝尔鲍沃（Beerbower，1964）在研究冲积平原上的旋回性沉积作用时提出的自旋回（autcycle）和它旋回（allocycle）两个概念，对三角洲沉积体系的多旋回层序研究是非常有益的。三角洲沉积体系的自旋回形成原因主要是分流河道迁移、袭夺、决口以及因压实作用而使负载沉积均衡调整等，这些作用均发生在三角洲沉积体系内部。它旋回则是由于沉积体系以外的原因所致，最常见的因素是海平面的波动、区域性或全球性大气候的变化对整个大陆水系流域的影响、物源区和盆地相互间发生的差异升降运动，以及其他地质构造的原因。前者多形成三角洲复合体内部各分流三角洲朵体的相互叠置交错（图7-52），后者则发生整个三角洲体系的产生和消亡。图7-53表示由于地壳升降速率（或海平面波动速率）与沉积速率相应变化的不同所形成的几种情况。二、三角洲旋回§7三角洲的废弃与三角洲旋回图7-53因沉积速率与基底沉降速率的不同而形成的它旋回层序（据Curtis，1970）①～④代表从老到新不同时期形成的三角洲朵体次序二、三角洲旋回§7三角洲的废弃与三角洲旋回在整个地质历史中，三角洲沉积应当是广泛分布的，并往往含有丰富的油气资源。例如，在美国的泥盆系发现卡茨基尔三角洲；在墨西哥湾盆地的白垩纪、始新世、渐新世和中新世的地层中都发育有三角洲沉积，而且产有丰富的石油。图7-54为墨西哥湾始新统下威尔克群的三角洲及其有关的伴生沉积体系。我国也陆续发现了一些与三角洲沉积有关的油气田，如渤海湾盆地的下第三系及松辽盆地的下白垩统等；在我国华北地区石炭—二叠纪的含煤岩系