04第四章海陆过渡环境及其相模式

第四章海陆过渡环境及其相模式概述过渡环境主要包括三角洲和河口湾环境,位于海陆之间的过渡地带.过渡环境的最大特征是:含盐度往往不正常,以及同时受到大陆上的河流及海洋的波浪和潮汐作用的影响.主要特征:(1)大陆和海洋的生物群共生,生物群分异度较低,丰度较高,含丰富的广盐度的生物,如双壳类和腹足类等.(2)在沉积物特征方面,除了大量发育有河流携带的陆源碎屑沉积物外,有时因水体咸化而形成一些化学沉积,水流作用和波浪作用形成的沉积构造共生;(3)由于河流携带大量陆源沉积物在入海口处大量沉积,因此沉积速度较快,可形成厚度巨大的三角洲沉积体系.第一节三角洲沉积环境及相模式三角洲位于海陆之间的过渡地带，是海陆过渡环境的重要组成部分。三角洲:在河流入海（湖）盆地的河口区，由于坡度减缓，流速降低，水流扩散，将携带的砂泥在河口附近堆积下来，形成平面上略似顶尖朝向陆地的三角形沉积体。三角洲的形成与发育影响三角洲形成和发育的主要因素河流的流速、泄水量、搬运泥砂量；泄水和蓄水的相对密度；沉积介质（河流、波浪、潮汐、海流）类型和强度；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。三角洲的发育过程1、河口砂坝和河道分叉的形成河流入海的河口区，水流展宽和潮流的顶托作用使流速骤减，河流底负载下沉而堆积成水下浅滩。浅滩淤高、增大、露出水面，形成新月型河口砂坝。水流从砂坝顶端分成两股，形成两个分支河道（分流河道），并向外侧扩展。分支河道向前发展，在河口处又会出现新的次一级河口砂坝。这一过程不断重复，就形成了一个喇叭形向海延伸的多叉道何网系统，三角洲的雏形就随之形成了。三角洲的发育过程分支流的分叉和河口砂坝的形成(据R.J.Russell,1967)2、决口扇的形成与三角洲的延伸分支河道不断向海延伸，河床坡度减小，流速减缓，河床淤高。坡度下降至一定程度，泄流不畅，洪水期洪流冲决天然堤，呈散流倾泻于滨海平原或叉道间海湾，流速骤减，沉积物逐渐淤积而呈决口扇滩，从而使三角洲在平面上（横向上）逐渐扩大。河水冲决天然堤后，取道于较大坡度的新河床入海。旧河道淤塞，泥砂供应断绝，加之海浪的改造和侵蚀，使原来的三角洲废弃，而在其旁侧新河道入海处，新的三角洲开始发育成长。随着时间的推移，三角洲的废弃和发育相互转化，交替出现，结果各三角洲彼此连接和部分叠合，形成三角洲复合体。三角洲的发育过程河流名称陆上面积（万km2）每年向海推进（m）长江2.2840黄河12.2300～400（沉积厚度12cm）伏尔加河1.8289密西西比河2.991多瑙河0.427世界上一些大河流的三角洲增长速度三角洲的发育过程三角洲形成的控制因素（1）河流的作用——建设性作用（2）河水密度与蓄水体（海（湖）水）密度的差异河水密度蓄水体密度重力流河水密度＝蓄水体密度湖泊三角洲河水密度蓄水体密度海洋三角洲(3)盆地水动力条件——弱,有利(4)河口区水底地形——缓,有利(5)构造运动——稳定,有利三角洲的主要类型1.按河流作用与海洋作用的强弱关系建设性三角洲（阶段）、破坏性三角洲（阶段）三角洲的主要类型2.W.E.Galloway(1975)的分类：河控三角洲（鸟足状、朵状）浪控三角洲(弓形)潮控三角洲(河口坝)三角洲的主要类型1河控三角洲平面形态:长三角洲形或朵状.沉积物特征:河流的泥砂输入量大,且砂泥比值大,悬浮负载多.微相特征:天然堤发育,分流河道趋于稳定.分流支河口砂坝发育,呈现指状砂坝,砂体的主轴方向和沉积走向与滨线近于垂直.俄罗斯勒那河的三角洲三角洲的主要类型(2)浪控三角洲波浪作用占主要的，一般有一条或两条主河流入海，分支流不太发育；河流输入海的泥砂量少，砂泥比高；河流输入的泥砂很快被浪改造，形成了平行于海岸分布的海滩沙坝；而在河口处才有较多的砂质堆积，形成了向海方向突出的河口，形似弓形或鸟嘴状。三角洲的主要类型（3）潮控三角洲潮汐作用较强的地区，由于潮汐作用的影响，河流带来的沉积物，只能堆积成小型的三角洲。常常将沉积物改造成线状潮汐沙坝。沙坝平行于潮流方向，在河口的前方呈裂指状放射分布。一般来说，潮汐作用强的地区，不易形成三角洲。潮汐作用对已有的三角洲起侵蚀和破坏作用，并将砂粒带入海中，不是在河口堆积下来，使河口形成喇叭形，并向海方向扩展为较开阔的海湾，即河口湾环境。恒河三角洲三角洲的主要类型河控浪控潮控形态长状-朵状弓形河口湾-不规则河道类型直的-弯曲的河流曲流河分流直张开的-弯曲的河流总成份砂质至混合质砂质可变格架相河沙及支流河口沙坝，三角洲前缘席状砂海岸障壁和海滩脊砂河口湾充填和潮汐砂坝格架走向平行于沉积斜坡平行于沉积走向平行于沉积斜坡不同类型三角洲的主要沉积特征三角洲的亚相类型及特征三角洲平原亚相三角洲前缘亚相前三角洲亚相一、三角洲平原亚相：水面以上至分流河口，相当于河流相在三角洲上的延续。包括：分流河道、天然堤、决口扇、沼泽、分流间湾。三角洲平原沉积特征：砂质沉积与泥炭、褐煤共生是该亚相的重要特征。分支河道和沼泽微相构成该亚相主体，——与一般河流的重要区别。三角洲的亚相类型及特征三角洲平原亚相1分支流河道沉积分流河道又叫分支河道．是三角洲平原中的格架部分，形成三角洲的大量泥砂都是通过它们搬运至河口处沉积下来的。分流河道沉积以砂质沉积为主，以及向上逐渐变细的层序特征。但它们比中、上游河流沉积的粒度细，分选变好。一般底部为中一细粒砂，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锗层理和波状交错层理，而且其规模向上变小：其底界与下伏岩层常呈侵蚀冲刷接触。由于分流河道位置较固定，而且较直，所以曲流砂坝一般不发育。分流河道砂体的形态在平面为长形，有时分叉；在横剖面上呈对称的透镜状。砂体常沉陷于下伏的泥岩层内，其中部最厚和最粗，向两端变薄和变细。三角洲平原亚相2．天然堤三角洲平原的天然堤位于分流河道的两旁，向河道方向一侧较陡，向外一侧较缓。这种天然堤是由洪水期携带泥砂的洪水漫出淤积而成。天然堤在三角洲平原的上部发育较好，但向下游方向其高度、宽度、粒度和稳固性都逐渐变小。其粒度比河流沉积细，而比沼泽沉积粗，以粉砂和粉砂质粘土为主，由河道向两侧变细和变薄，水平纹理和较状交错纹理发育，水较波痕、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成因的构造。三角洲平原亚相3．决口扇三角洲决口扇与河流的决口扇沉积亦很相似，但由于这种天然堤稳定性较差，较比河流中、下游的决口扇更为发育，而且有的面积较大。4．沼泽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％。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，其中常夹洪水沉积的薄层粉砂岩。常见有块状均匀层理和水平纹理，生物扰动作用强烈，有时见有潜穴。常含植屑、炭屑、植根、介形虫和服足类以及菱铁矿等。三角洲平原亚相5．分流间湾分较间湾为主要分流河道中间的凹陷地区，常与海相连通。岩性主要为泥岩，中夹少量透镜状的粉砂岩和细沙岩。岩石中水平纹理发育，生物扰动作用强烈，偶见海相化石。当三角洲向海方向推进时、在主要分流间湾地区可形成一泥岩楔。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。二、三角洲前缘亚相:海（湖）平面以下，浪基面以上，三角洲沉积的主体相带•水下分流河道•水下天然堤•水下分流间湾•分流河口砂坝•远砂坝•前缘席状砂三角洲的亚相类型及特征1.水下分流河道——陆上分流河道在水下的延伸部分向海方向，河道加宽，深度减小，分叉增多,较平原的分流河道沉积物细，以砂、粉砂为主；不规则小型交错层理，波状层理及冲刷—充填构造；砂体垂直流向剖面上呈透镜状，周围是细粒沉积物。2.水下天然堤微相天然堤的水下延伸,退潮时可部分地出露水面成为砂坪.沉积物：极细砂、粉砂，少有粘土概率累积曲线:单段或两段型,为单一的悬浮总体组成构造：小型流水层理、流水与波浪共同形成的复杂交错层理，无陆上暴露构造。生物：含水下生物化石。三角洲前缘亚相3.水下分流间湾微相——河道之间水体受限形成的海（湖）湾。较静水沉积物：泥，含洪水期泛滥沉积的粉细砂薄层。构造：水平层理为主生物化石：广盐度生物垂向上：发育在前三角洲泥岩或三角洲前缘砂体之上.三角洲前缘亚相4.分流河口砂坝微相河口处，新月型、朵状、条状等。三角洲最主要的砂体类型。沉积物：中厚层--厚层砂、粉砂。结构：分选较好构造：（向河口）槽状交错层理、砂纹层理；（向海）浪成砂纹层理三角洲前缘亚相5.远砂坝微相——河口砂坝前方靠海的部分，水体较深，近浪基面沉积物：粉砂，含细砂、粘土。构造：韵律层理、波状层理、浪成交错层理、生物扰动构造垂向层序：前三角洲泥质沉积之上，河口砂坝沉积之下。三角洲前缘亚相指状砂坝高建设性三角洲向海推进时，砂质堆积迅速，水下分支河道、水下天然堤、分支河口砂坝、远砂坝可连结结合成指状或鸟爪状砂体——高建设性三角洲前缘亚相特有三角洲前缘亚相三角洲前缘亚相6.三角洲前缘席状砂——河口砂坝受波浪、沿岸流的改造，围绕三角洲前缘呈席状、带状展布。沉积物：分选很好的砂。构造：浪成交错层理、低角度交错层理三角洲前缘亚相三、前三角洲亚相浪基面以下，静水。与正常海（湖）相沉积过渡。沉积物：暗色粘土、粉砂质粘土。构造：水平层理、生物扰动、上部沉积物的滑塌。三角洲前缘亚相垂向层序：在粒度旋回上“细--粗”为一反旋回三角洲沉积序列特征具有潜穴和生物扰动构造,化石少,有时夹有洪水期间所形成的递变层理粉砂岩薄层.泥岩和粉砂岩或极细砂岩互层.沿纹层面分布较细的植屑和炭屑由较纯净的砂岩和粉砂岩组成,沿层面分布有波浪波痕或水流波痕.生物扰动构造发育的泥岩和泥质粉砂岩.有透镜状层理.含碳化植茎和泥砾夹碳质泥岩或煤层,有均匀层理\水平层理\透镜状层理.含大量植物根和植屑化石.三角洲相的鉴别标志岩性：砂岩、粉砂岩、粘土岩。平原亚相常见泥炭或薄煤层。没有或只有极少砾岩和化学岩结构：成熟度较高；由陆向海，碎屑粒度和分选性变细变好构造：板状和槽状交错层理、水平层理、波状和透镜状层理、流水和浪成波痕；冲刷—充填，变形构造、生物扰动生物化石：海生和陆生生物化石混生；原地生长者主要为广盐性生物：瓣腮类、腹足类、介形虫；海生生物化石多出现在层序的下部，向上减少，陆生生物化石向上增多。垂向层序：反旋回砂体形态：平面-朵状、指状；纵剖面-帚状；横剖面-透镜状三角洲相与油气的关系生油条件前三角洲亚相的泥质岩是有效的烃源岩——颜色深，厚度大，分布广，堆积速度快，有机质丰富——水体较深，埋藏后处于还原环境，有利于有机质的保存和向烃类转化。储集条件前缘席状砂、河口砂坝、远砂坝等，具有良好的储集物性。砂体与前三角洲亚相紧密相邻，且位于烃源岩的上方，或被生油岩穿插包围，对接收早期油气，保存孔隙十分有利。三角洲平原亚相分流河道也可形成中小型油气田。盖层条件三角洲平原分流河道间泥质沼泽沉积和海进阶段形成的海相粘土岩，可作为良好的盖层和隔层。岩性圈闭和地层圈闭除了席状砂和分支河道,砂体呈现呈现透镜状产出.第二节河口湾环境一、环境特征发育于潮汐作用强烈的海岸河口地区。当海水大规模入侵时，河流下游的河谷将沉溺于海平面之下，海岸河口区形成了向海扩展的漏斗状或喇叭状的狭长海湾，就称为河口湾或三角港。河口湾的发育与潮汐作用、河流作用的强弱密切相关。潮汐作用＞＞河流作用的河口区，利于河口湾的形成。如我国的钱塘江口发育典型的河口湾。潮汐作用＜河流作用的河口区，不形成河口湾而发育三角洲潮流是往返的双向流。涨潮时——潮水顺河口溯河而上→河流壅水现象；退潮时——潮流强烈地冲刷河床→河口湾加深、展宽→更利于潮汐、波浪大规模入侵，使河口湾两岸产生沉积→河口湾浅滩。由于科氏力的影响，河口地区涨落潮流路线不一致，沿相距很近但又分离的路线各自流动→河口区形成了