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三角洲

科普小知识2021-10-10 15:48:48
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三角洲,即河口冲击平原,是指由三角洲发育而成的平原.当河流注入海洋或大湖时,由于坡度变缓,流速渐小,加之海潮顶托等动力条件的改变使河流所带泥沙大量沉积.最初沉积在水面下进行,由于淤积物的不断供给,逐渐积多,最后露出水面,沉积物形成顶尖朝向陆地的一个三角形平原,取名三角洲.这种脱水成陆,并向海域推进的三角洲,逐渐发育成三角洲平原,如长江三角洲平原等.如果有大的河流注入湖泊,大量泥沙也能堆积成湖岸三角洲,如洞庭湖三角洲等。我国的三大三角洲是长江三角洲、珠江三角洲和黄河三角洲。

中文名:三角洲

英文名:delta

别名:河口冲击平原

1、形成原因

影响三角洲形成和发育的主要控制因素:

① 河流的流速、泄水量、搬运泥砂量(载荷量)

② 泄水和蓄水体的相对密度的大小

③ 沉积介质类型(河流、波浪、潮汐、海流)和强度

④ 沉积盆地的构造性质,其中包括沉积盆地的稳定性、沉降速度和海水进退等

三角洲主要是由河水搬运来的泥砂在河口附近堆积而成(建造),但波浪或潮汐等作用可以使它们遭受冲刷、改造,并使其重新分布(改造)。


密西西比河三角洲

如果河流比较大,搬运来的泥沙多,而海水作用弱,则三角洲迅速发育,并不断向海方向推进生长(如美国密西西比三角洲)。如果河流小,搬运来的泥砂少,而海水作用又强,则三角洲发育缓慢,甚至不发育三角洲,而是以河口湾环境出现(如杭州湾与钱塘江)。

美国密西西比三角洲,其河流远源流长,携带大量泥砂,墨西哥湾的波浪和潮汐作用较弱,致使密西西比三角洲向墨西哥湾延伸达48km,成为世界上罕见的三角洲。

三角洲的形成发育过程实质上是分支流河道不断分叉和向海方向不断推进的过程。在河口,由于海底坡度减缓,水流分散,流速突然降低,大量底负载物质便堆积下来,形成河口沙坝。

由于河口沙坝对水和沉积物的阻截,水流向两侧方向冲刷和侵蚀,形成分支流,并在其两侧形成新的水下天然堤。分支流河道向海和向盆地方向,一分为二,二分为四,不断扩展为三角洲沉积体系。

三角洲形成的其他因素:

决口扇的作用(转移的突破口)。

天然堤的作用(保驾护航)。

经过一段时间以后,主河道也可以回到原来三角洲废弃的地区,产生新的三角洲,最后形成三角洲体系。

密西西比三角洲由七个三角洲叶状体相互交错叠置而成。

2、三角洲的分类

Fisher等(1969)提出了建设性和破坏性三角洲的二分法,强调了河流、波浪和潮汐作用对三角洲共同作用的结果。

Galloway(1975)在收集了30个近代和古代海相三角洲的资料之后提出了以河控、浪控和潮控为端元的三角图解。

Reading(1978)在他主编的《沉积环境和相》中将三角洲划分为河控、河流—波浪相互作用、浪控、河流—波浪—潮汐相互作用以及潮控五大类。

有人根据沉积物的粒度划分为粗粒三角洲和细粒三角洲(Gould,1960;于兴河,1991)。

有人根据受水盆地的类型划分为海相三角洲和湖相三角洲(锅谷淳和宫田一郎,1990)。

Donason根据受水盆地的深浅划分为深水三角洲和浅水三角洲。

另有学者根据注入受水盆地冲积体的不同类型来对三角洲加以概括,如将冲积扇直接注入受水盆地称为扇三角洲(Megowen,Garner,1970;Gal-loway,1976;Duton,1980;Miall,1984;李思田等,1988),将辫状河注入受水盆地形成的沉积体称为辫状河三角洲(Mepherson,1987;赖志云等,1991)。

Nemec和Steel(1988)在Holmes(1965)研究工作的基础上,根据冲积物物源类型和沉积物特征将三角洲分为二类6种,即冲积三角洲(河流三角洲、辫状河平原三角洲、冲积扇三角洲和碎石锥三角洲)与非冲积扇三角洲(火山碎屑三角洲和熔岩三角洲),该分类扩大了三角洲所包涵的内容和范围。

海相三角洲

受水盆地为海洋时形成的三角洲。

(1)河控三角洲

河流是控制三角洲形成的主要因素,分流河道和河口砂坝是其主体。环境具有极低的波能、小的潮差、低的滨外坡度,砂体分布呈伸长状,实例有密西西比河、巴拉那河、黄河等三角洲。

(2)浪控三角洲

持续且高的波能、弱的沿岸流和陡的滨外坡度是控制三角洲形成的主要因素,砂体侧向连续呈席状。例子有圣弗兰西斯科河、格里哈尔瓦河、戈达瓦里河等三角洲。

(3)潮控三角洲

低的波能、大的潮差、狭窄而受限的沉积盆地以及通常很弱的沿岸流是控制三角洲形成的主要因素,砂体呈指状和孤立状。实例有科罗拉多河、印度河、奥德里弗河等三角洲。


湄公河三角洲

(4)复合型三角洲

三角洲的形成是河流、波浪、潮汐中两个或三个共同作用的结果。如河流/波浪相互作用形成了多瑙河三角洲;波浪/潮汐/河流共同作用形成的尼日尔河、湄公河、科珀河三角洲。

湖相三角洲

受水盆地为湖泊时形成的三角洲。

断陷湖盆和拗陷湖盆均有长、短轴之分,扇三角洲和辫状河三角洲一般发育于盆地的短轴方向,而吉尔伯特型三角洲一般发育在盆地的长轴方向。

(1)扇三角洲

冲积扇直接入湖形成扇三角洲,它一般发育于断陷盆地的陡坡,可细分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。扇三角洲平原与冲积扇中的沉积特征相似,扇三角洲前缘类似于海相河控三角洲前缘的沉积特点,但其岩性较粗,相带范围较窄。我国中新生代盆地中发育有许多扇三角洲,如辽河西部断陷下第三系的双台子扇三角洲,松辽盆地白垩系的英台扇三角洲。


辫状河三角洲

(2)辫状河三角洲

辫状河直接入湖形成辫状河三角洲。它是在半干旱—半潮湿的气候条件下,在离物源区稍远的地形坡度较大的湖盆短轴滨岸地带,由辫状河携带沉积物入湖形成的。分流河道、河口砂坝、远端砂坝和前三角洲泥构成它的主体。我国内蒙岱海发育有典型的辫状河三角洲,如元子沟三角洲及步量河三角洲。古代辫状河三角洲更加发育,如松辽盆地中生代断陷中的辫状河三角洲。

(3)吉尔伯特型三角洲

曲流河从大型湖泊的长轴方向入湖形成的三角洲就是吉尔伯特型三角洲,亦即经典的曲流河三角洲。由于水体较深或波浪作用较强,曲流河携带的大量碎屑物在河口形成朵叶状、鸟足状或席状三角洲。由于这类三角洲的研究起源于吉尔伯特(Gilbert,1895,1890)对波尼维尔湖(LakeBonneville)Provo三角洲、Fork三角洲和Logan三角洲的描述,并据此提出了前积层、顶积层和底积层的概念以及三角洲的三层结构模式,因而称这类三角洲为吉尔伯特型三角洲。由它建立的模式为广大的三角洲学者所熟悉并一直沿用至今。

典型的例子还有美国加利福尼亚小硫溪盆地中的曲流河三角洲。我国松辽盆地白垩系地层中曲流三角洲也相当发育,裘亦楠(1980)对此三角洲有相当深入的分析。此类三角洲蕴藏的油气十分丰富。

3、古代三角洲的鉴别标志

(1)沉积结构:进积型三角洲为粒度向上变粗:下部前三角洲泥,中部三角洲前缘砂和粉砂;上部三角洲平原砂和泥,包括分支流河道砂、天然堤粉砂、分支间湾泥、沼泽泥炭。

(2)沉积构造:以水平层理和小型交错层理为主,向上出现大型交错层理。并有较多的变形构造。

(3)生物化石:海相及陆相生物,并有较多的半咸水生物。

(4)古流向:双向性。

(5)沉积物:很厚,可达几百米到几千米。

4、长江三角洲


长江三角洲

长江三角洲位于构造沉降区,携带的大量泥砂能持续沉积,三角洲规模大,总面积约5万平方千米。长江口地形复杂,浅滩沙岛呈雁行状展布。最大的崇明岛将长江分成南北两支。北支为长江即将废弃的河道;南支地形复杂。多次进行分支,中心有长兴岛、横沙岛和铜沙浅滩首尾相连,将南支又分为北港和南港。南港的河口沙坝再把河床分为南、北两槽。北支、北港、北槽和南槽共同组成了现代长江主要入海口地貌。

分布规律

A.生物组合特征:

咸淡水混合,生物有海陆混生特征,随含盐度趋于正常,生物丰度和分异度增高,在分支流和河口沙坝中见到植屑;在河口下段和浅海中见到棘皮动物、海胆刺和辐射硅藻等。

B.粒度分布特征:

颗粒一般较细,主要为细砂、粉砂和粘土,仅个别地段见到中砂。从河床沉积到前三角洲沉积,具有粒度由粗变细,分选性变差等特点。

C.有机质含量:

有机质含量与沉积物粒度有明显的关系。颗粒粗时有机质含量低,颗粒细时含量高。因而有机质含量有向海方增加的趋势。

沉积特征

A.分流河道沉积:

咸底部具有冲刷面,沉积层序为下粗上细的正旋回特征,总体颗粒较细,以粗粉砂为主,夹细砂透镜体。

B.河口沙坝沉积:

最发育,砂质沉积体,沙坝长60—70km,宽10—15km。沉积速率高,沉积物较粗,主要为细砂,夹少量粉砂和介壳碎片。砂层厚度15—30m,最厚可达40m。在垂向上为下细上粗。层理发育,有韵律层理和交错层理。

C.前三角洲沉积:

分布最广。主要为青灰、灰黑色粉砂质粘土或粘土质粉砂,水平层理,富含有机质。

5、三角洲沉积与油气关系


三角洲的沉积特征

三角洲与油气有着密切的关系。一个具有远景的油气田,必须具备几项地质条件:生油岩、储油岩、盖层、圈闭等。

(1)生油层:

前三角洲的暗色泥岩可作为良好的生油层。河流不仅为三角洲沉积带来大量的泥砂,而且带来了大量的有机物质。这些有机质随着悬浮的泥质一起在前三角洲地区沉积下来,它们为湖盆或海盆中的生物提供了丰富的营养,促使生物得以大量繁殖、生长。前三角洲的泥岩中含有丰富陆源的及原地生物形成的有机物质。另外,在浪基面以下,为还原或弱还原环境。三角洲的沉积和埋藏都比较迅速,有利于有机质的保存和转化。

(2)储油岩:

砂岩是良好的储油岩。河控三角洲的河口沙坝、前缘席状沙、分支流河道沙;浪控三角洲中的海滩沙、障壁沙等。主要储集层是三角洲前缘砂岩和与三角洲破坏密切共生的海岸砂岩。例如,墨西哥沿岸盆地第三系下威尔科克斯群中已知的油气田主要分布在一个相对狭窄的三角洲前缘砂分布的地带内。

(3)盖层:

沼泽、分支间湾、陆棚和前三角洲等泥岩为盖层。在三角洲体系中,生油层、储油层、盖层共同构成了良好的生储盖组合。

(4)圈闭:

储油砂岩(席状砂、分支河道砂)多呈透镜体状,容易形成岩性油藏,这种圈闭大多是在沉积中形成的,其形成时间较早,有利于油气的聚集和形成,如墨西哥湾中、新生代油气田即与此有关。

6、三角洲和冲积扇的异同


冲积扇

冲积扇是河流出谷口时,由于流速突然减慢,其携带物质铺散沉积下来而形成的扇形堆积物,扇顶伸向谷口,立体形态大致呈半埋藏的锥形,地势表现为由扇顶向扇沿逐渐下降。

相同之处:

三角洲和冲积扇都属于河流堆积地貌,两者水网特征相似。在正常情况下,一般是各支流汇入主流,但在三角洲和冲积扇地区则为主河流补给*分岔的支流。随着水流速度的逐渐降低,沉积物都具有明显的分选特征,颗粒大、比重大的先沉积,颗粒小、比重小的后沉积。

不同之处:

1.在河流中所处的位置不同:

三角洲位于河流汇入湖泊或注入海洋的地方(河口),如长江三角洲、珠江三角洲等;冲积扇则位于山区和平原或高原的交界处。例如,黄河在流经地势第二、三阶梯分界线——太行山脉处,形成了一个大型的冲积扇;而在汇入渤海的入海口处,形成了黄河三角洲。前者位于河流的中下游,后者则位于入海口。

2.地势和形态不同:

三角洲地势低平,河网密布,多为良好的农耕地区。但也因地势太低,排水不畅因而成为涝洼地。冲积扇呈半锥体状,与三角洲相比整体地势较高,有一定的坡度。

3.沉积物的颗粒粗细不同:

一般来说,三角洲位于河流的末端,河水携带泥沙的能力弱,搬运物质颗粒细小。冲积扇堆积物粒径变化很大,在一些冲积扇顶部可能有比小卡车还大的巨石,1公尺左右的砾石可被冲到扇缘,大砾石与黏土也可在同一处堆积中出现。总体上看,三角洲沉积物颗粒要小于冲积扇。

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