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简答题简述河流相沉积特点和模式(重点是曲流河和辩状河)
  • 河流沉积作用及其水动力学特征
    (一)辫状河沉积作用及其动力学特征
    1.原生构造序列
    辫状河沉积主要由心滩沉积和较薄的洪泛平原组成。其原生构造序列由下至上一般又分为4段
    (1)均匀层理段:一般岩性为块状砂砾岩,局部砾石有迎流叠瓦状构造;
    (2)大波痕层理段:岩性为砂砾岩和砂岩,以槽状交错层理为主,层理规模向上变小;
    (3)小波痕层理段:岩性由中、细砂岩组成,以发育小波痕层理为主,有爬升波痕纹理与之共生;
    〔4)水平纹理和均匀层理段:岩性以泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为特征,主要是旋卷层理与之伴生。上述序列中,第(1)段属于河床滞留沉积;第(2)段和第(3)段是心滩沉积的产物第(4)段代
    表洪泛平原沉积。
    辫状河的沉积作用从冲刷并富集粗粒的滞留物质开始。充填物质包括高流态浅水流条件下所堆积的砂砾,它们形成A型和B型沙波。当水流衰减而水逐渐消失时,细粒沉积物从悬浮状态中沉淀下来,形成层序顶部的细粒层,完成了韵律沉积或向上变细变薄序列。然而这种向上变细的层序顶部的细粒层由于会被洪水冲走而很难保存下来。
    2、心滩沉积作用及其水动力特征
    心滩或称河道沙坝是辫状河特有的沉积微相类型。在辫状河道中,沿主流线两侧形成两个螺旋式前进的双向环流。这种双向环流是由表流和底流构成的连接的螺旋形前进的横向环形水流。表流为发散水流,由中部向两岸流动,并冲刷侵蚀两岸;底流由两岸向河流中心辐聚,并携带沉积物在河床中部堆积下来。遇洪水季节时,这种堆积作用尤为明显,从而形成心滩。
    心滩的上游方向较陡,并遭受浸浊,下游方向较缓,发生沉积作用,可以导致心滩不断地向下游迁移。心滩沉积物粒度较粗,成分复杂,成熟度低。次生环流亦导致心滩发生侧向加积作用,因而形成的沙丘和波纹等各种底形不断迁移,形成由倾斜排列的粗、中砾组成的大型槽状、板状交错层理。在低水位时,下部流动体制常见,形成细粒物质的垂向加积。心滩是向上变细变薄序列。
    在辫状河中有不同的心滩类型:Smith(1983)根据其地貌形态、大小及与河岸的关系,划分出4类,分别称为纵向沙坝、横向沙坝、斜向沙坝和曲流沙坝。
    (二)曲流河沉积作用及其动力学特征
    曲流河是最常见最重要的河流类型,研究程度也最高。Allen(1965,1970)根据现代河流发育的地貌特征提出了曲流河的沉积环境模型。
    1、原生构造序列
    曲流河河道沉积以发育于凸岸的曲流沙坝的侧向加积作用为主,凹岸同时发生侧向侵蚀。洪泛平原沉积发育,并加积在河道沉积之上。由此构成了一个完整的曲流河沉积序列,其中的原生构造细分为6段:(1)下部均匀层理段(2)平行层理段(3)大波痕层理段;(4)小波痕槽状交错层理和爬升波痕纹理段;(5)波状层理和水平纹理段;(6)上部均匀层理和水平纹理段。
    2、边滩沉积(曲流砂坝)
    边滩沉积是曲流河中最主要的沉积单元,又称“点沙坝”或“内弯坝”,是河流侧向迁移和沉积物侧向加积的结果。曲流河具有强烈的螺旋状单向环流,其横向分量在接近水表面处指向凹岸,在接近底部(底流)处指向凸岸。随曲流河弯曲,螺旋的方向也发生改变。因此,在弯曲河道的两侧和底部,其剪切力具有强烈的不对称性。由于水面流速大于接近河床处的流速,因此最大剪切力接近凹岸。高剪切力导致凹岸的侧向侵蚀,由侵蚀作用形成的沉积物则流向凸岸并堆积下来。这样,在河流凸岸沉积成砂质的新月型沙坝—边滩(点沙坝)。
    3.天然堤沉积
    天然堤是曲流河沉积微相类型,是由于河流在洪水期因水位较高,河水携带的细、粉砂级物质沿河床两岸堆积,形成的平行于河床的楔状沙堤。随与河道距离变远,天然堤沉积物的粒度变小,沉积速率降低。
    4、决口扇
    若天然堤不被破坏,河床随沉积物增厚而升高,最终会高出河漫滩,洪水期河水冲决天然堤,部分水流由决口流出主河道,砂、泥物质在决口处堆积成扇形堆积体。即决口扇。决口扇与天然堤共生,沉积物的粒度比天然堤的粗,由细、粉砂岩组成。具小型交错层理、波状交错层理,冲蚀和充填构造常见。决口扇沉积呈砂质舌状向河漫平原方向变薄、尖灭,剖面上呈透镜体。
    5.河漫沉积
    从决口扇流出的水流、越过天然堤的水流以及从支流中流出的水流一同掩没了洪泛平原。这些水流中含有许多悬浮状态的沉积物。缓慢流动的水流沉积出席状粉砂,蓄存的水体形成沼泽沉积。这些沉积物分选良好,有均匀的纹理,出露水面后粉砂与粘土中生成干裂痕。
    6.牛轭湖沉积
    牛轭湖的形成与曲流河有关,每当河流缩短其河道因而增大局部坡度时就会发生截弯取直过程,而使截掉的弯曲河道废弃形成牛轭湖。截弯取直可有两种情况:曲颈取直和串沟取直。牛轭湖在被完全淤塞之前主要沉积粉炒质、粘土质沉积物和有机质。粉砂岩中县交错层理,粘土岩中发育水平层。淡水软体动物和植物残骸可以混在沉积物中。岩休呈透镜体,延伸可达数十千米,厚可达数十米。
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