河控三角洲的沉积环境与沉积模式

2025-04-02 23:09:46
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河控三角洲是最常见的三角洲类型,其厚度巨大、面积广泛,故称之为建设性三角洲。在地质历史中能保存下来和识别出的三角洲,多属此种类型。

三角洲是一个包括多种沉积环境的沉积体系,所谓沉积体系指在成因上有联系的几种沉积环境的统一体。三角洲可以划分为三种沉积亚环境:三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲(图7-11)。

图7-11 三角洲的沉积环境立体图

(据香农,1971;转引自孙永传和李蕙生,1986)

1.三角洲平原

三角洲平原是三角洲陆上为主的部分,它与河流体系的分界是从河流大量分叉处开始的。三角洲平原包括分支流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分支间湾等。其中最主要的是分支流河道砂沉积与沼泽的泥炭或褐煤沉积。二者的共生是三角洲平原沉积的典型特征。

分支流河道沉积 分支流河道是三角洲平原的格架部分,形成三角洲的大量泥砂都是通过它们搬运至三角洲前缘的河口处沉积下来。分支流河道沉积具有一般河道沉积的特征,即以砂质沉积为主,及向上逐渐变细的层序特征(二元结构)。一般底部为中-细粒砂,常含泥砾、植物干茎等残留沉积物。向上变为粉砂、泥质粉砂及粉砂质泥等。砂质层具有槽状或板状交错层理和波状交错层理,其规模向上变小。其底界与下伏岩层常呈冲刷侵蚀接触。

天然堤沉积 三角洲平原的天然堤与河流的天然堤相似。它们位于分支流河道的两旁,向河道方向一侧较陡,向外一侧较缓。由洪水期携带泥砂漫出河道淤积而成。以粉砂和粉砂质黏土为主,而且,由河道向两侧变细和变薄。水平层理和波状交错层理发育。水流波痕、植屑、植茎、植根和潜穴等较常见,有时见有雨痕和干裂等暴露构造。

决口扇沉积 由于三角洲的天然堤稳定性较差,故它们在河流中下游更为发育,而且有的面积较大。

沼泽和泥沼沉积 沼泽沉积在三角洲平原上分布最广,约占三角洲平原面积的90%。它们具有一般沼泽所具有的特征。这种沼泽的表面接近于平均高潮面,是一个周期性被水淹没的低洼地区,其水体性质主要为淡水或半咸水。这种沼泽中植物繁茂,均为芦苇及其他草本植物,为一停滞的弱还原或还原环境。其岩性主要为暗色有机质泥岩、泥炭或褐煤沉积。常见的有块状层理和水平层理。

分支间湾沉积 分支间湾位于分支流河道之间的(水下)凹陷地区,常与海域或湖连通。岩性主要为泥岩,夹少量透镜状的粉砂岩和细砂岩。水平层理发育,生物扰动强烈,偶见海相化石。当三角洲向海方向推进时,在分支流间湾地区可形成泥岩楔。这种泥岩楔在层序上往往向下渐变为前三角洲泥岩,向上逐渐变为富含有机质的沼泽沉积。

图7-12 密西西比河三角洲西南分支流河口的三角洲前缘沉积环境

(据J.M.Coleman&S.M.Gagliano,1965;转引自曾允孚和夏文杰,1986)

2.三角洲前缘

它是三角洲水下为主的部分,介于三角洲平原与前三角洲之间,位于分支流河道的前端(河口部位)。三角洲前缘是三角洲最活跃的沉积中心。从河流带来的砂、泥沉积物在河口与海洋结合的部位,就迅速地堆积。由于受到河流、波浪和潮汐的反复作用,砂泥经冲刷、簸扬和再分布,形成分选较好、质地较纯的砂质沉积集中带。这种砂体可构成良好的储集层。三角洲前缘可分为:分支流河口沙坝、远沙坝、前缘席状砂、水下分支流河道和水下天然堤等(图7-12)。

分支流河口沙坝沉积 分支流河口沙坝是由河流带来的砂泥物质在河口处因流速降低堆积而成的。其岩性主要由砂和粉砂组成,一般分选较好,质地较纯净,呈中层至厚层状;发育有楔状交错层理或“S”形前积纹理和水平层理;偶见水流波痕和波浪波痕等层面构造。

远沙坝沉积 远沙坝位于河口沙坝前较远的部位。沉积物较河口沙坝细,主要由粉砂和少量黏土组成,以水平层理为主,但亦有波状交错层理和脉状-波状-透镜状层理。

前缘席状砂沉积 前缘席状砂是由于三角洲前缘的河口沙坝经海水冲刷作用使之再行分布于其侧翼而形成的薄而面积大的砂层。这种砂层分选好,质地较纯净,可成为极好的储集层。

3.前三角洲

前三角洲位于三角洲前缘的前方(图7-12),它是三角洲体系中分布最广、沉积最厚的地区。前三角洲的海底地貌为一平缓的斜坡。主要由暗灰色黏土和粉砂质黏土组成。主要为水平层理和块状层理,发育有生物扰动构造,含广盐度的化石,如介形虫、双壳类等。

前三角洲的暗色泥质沉积物富含有机质,而且,其沉积速度和埋藏速度较快,故有利于有机质转化为油气,可成为良好的生油层。

综上所述,三角洲沉积体系在平面上由陆地向海方为三角洲平原(三角洲的陆上部分,主要由分支河流和沼泽组成)→三角洲前缘(三角洲的水下部分,主要由河口沙坝和远沙坝组成)→前三角洲环境(厚层泥质沉积)。这三种环境平面上大致呈环带状分布。由于沉积环境的变化,其沉积物和生物特征也发生规律性的变化:从三角洲平原到前三角洲其粒度由粗变细;植物碎屑和陆上生物化石减少,而海相生物化石增多;多种类型的交错层理变为较单一的水平层理。