尹太舉,李宣玥,張昌民,朱永進(jìn),龔福華 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434023)
現(xiàn)代淺水湖盆三角洲沉積砂體形態(tài)特征
——以洞庭湖和鄱陽(yáng)湖為例
尹太舉,李宣玥,張昌民,朱永進(jìn),龔福華 (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,湖北荊州434023)
以Google Earth提供的衛(wèi)星照片平臺(tái)為基礎(chǔ),對(duì)現(xiàn)代洞庭湖和鄱陽(yáng)湖河口沉積進(jìn)行了描述,分析了砂體發(fā)育特征。洞庭湖東、西湖區(qū)環(huán)境差異明顯,發(fā)育5處規(guī)模較大三角洲,三角洲特征各異,其中西洞庭三角洲沉積砂體最為發(fā)育。潘陽(yáng)湖基本東西分隔,以西部湖區(qū)沉積為主,特別是贛江三角洲砂體面積占整個(gè)湖區(qū)面積的7成以上。兩湖中現(xiàn)代淺水三角洲砂體有兩種展布形式,一種是連片展布砂體,主要發(fā)育于西洞庭和西潘陽(yáng)湖中,尤以贛江三角洲最為典型,而另一種以枝狀孤立砂體為特征,以東洞庭草尾-蒿竹河三角洲和潘陽(yáng)湖西河三角洲為代表。前者三角洲平原發(fā)育,砂體連片分布,主體成因?yàn)榉至魃皦?。后者枝狀、條帶狀分布,不具備廣闊的平原相帶,主體是天然堤沉積。通過(guò)對(duì)其成因分析認(rèn)為其形成主要受控于河道推進(jìn)過(guò)程中的沉積穩(wěn)定程度,而這可能與河流的沉積物構(gòu)成及水量相關(guān)。
淺水三角洲;現(xiàn)代沉積;砂體形態(tài);洞庭湖;鄱陽(yáng)湖
現(xiàn)代沉積調(diào)查是認(rèn)識(shí)沉積特征、建立沉積模式的最基本、最有效的方法,長(zhǎng)期以來(lái)一直受到沉積學(xué)家的重視,在沉積學(xué)發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。對(duì)密西西比等三角洲的觀察,奠定了三角洲沉積的基礎(chǔ)[1,2]。Gilbert[3]通過(guò)湖盆沉積調(diào)查提出了三角洲三層結(jié)構(gòu);而 Miall[4]通過(guò)對(duì)現(xiàn)代河流沉積的調(diào)查,形成了建模結(jié)構(gòu)分析法,成為沉積學(xué)研究中的一個(gè)里程碑。隨著技術(shù)的發(fā)育和研究的需要,現(xiàn)代沉積調(diào)查又顯示了新的特點(diǎn)。一是調(diào)查的精度不斷增大,以期為建立儲(chǔ)層地質(zhì)知識(shí)庫(kù)提供有效的參考,如張昌民[5]在長(zhǎng)江荊江段,于興河等[6]在岱海,吳勝和等[7]在松花江的調(diào)查;二是新技術(shù),包括計(jì)算機(jī)處理技術(shù)[8]、地表雷達(dá)[9]和三維虛擬技術(shù)[10]的應(yīng)用,為進(jìn)一步挖掘露頭信息提供了依據(jù);三是隨著遙感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的衛(wèi)星圖像資料在研究中得以應(yīng)用并發(fā)揮了重要作用[11,12]。
淺水三角洲是一類(lèi)發(fā)育于水體較淺和構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的臺(tái)地、陸表?;虻匦纹骄彙⒄w沉降緩慢的坳陷湖盆中的三角洲[13]??碧綐I(yè)已證實(shí)此類(lèi)沉積在我國(guó)中新生帶地層發(fā)育廣泛且油氣賦存量巨大。然而不同地區(qū)、不同時(shí)代的淺水湖盆三角洲特征多有差異,特別是砂體形態(tài)差別較大。如何把握砂體形態(tài),適用不同的砂體展布模式預(yù)測(cè)儲(chǔ)層展布,嚴(yán)重制約了勘探開(kāi)發(fā)。以Google Earth平臺(tái)提供的衛(wèi)星照片為基礎(chǔ),通過(guò)現(xiàn)代沉積調(diào)查分析,形成砂體展布模式,則可為地下儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供很好的參考。
洞庭湖位于湖南省境內(nèi),湖水較淺。湖區(qū)北與江漢平原相接,東、南、西三面為環(huán)湖丘陵,呈碟形。水濫時(shí)河湖相連,水退時(shí)河叉密布。按地理位置可為東、南、西3個(gè)湖區(qū),磊石山以北為東洞庭湖,東南面為南洞庭湖,赤山島西北面為西洞庭湖。全湖由四水尾閭、荊南四口分流洪道以及東、南、西洞庭湖構(gòu)成。洞庭湖接納湘、資、沅、澧四水和荊南四口以及洈水、汩羅江、新墻河等周邊中、小河流來(lái)水來(lái)沙,經(jīng)調(diào)蓄后由東北城陵磯泄入長(zhǎng)江 (圖1(a))。
圖1 洞庭湖現(xiàn)代河口沉積分布特征
洞庭湖區(qū)西部為NNE向斷裂控制的塊斷梯次隆起,中部塊斷向南掀斜,東部受NNE向斷裂控制的塊斷沉降,南部為一近NW向斷裂控制的差異沉降帶。西洞庭湖因地殼隆起萎縮解體正走向消亡。東洞庭湖和南洞庭湖因處2個(gè)負(fù)向構(gòu)造復(fù)合部位,沉降較深[14]。
洞庭湖發(fā)育湘江、資水、沅江、澧水等四水水系,松滋口、太平口、調(diào)弦口 (1958年堵閉)、藉池口等四口水系及汩羅江、新墻河等水系,在各水系的入湖處形成了大小、規(guī)模、形態(tài)各異的入湖三角洲,其中主要有5處三角洲發(fā)育規(guī)模較大。
1)草尾-蒿竹河三角洲 源于藕池東支分支來(lái)水、來(lái)砂在茅草街匯合后分為南北兩支,北支草尾河入東洞庭湖后河道沒(méi)有分叉,較為彎曲,形成了伸長(zhǎng)狀的三角洲。南支蒿竹河,沿南洞庭湖北岸東流在磊石山一帶匯入湘江,向北入東洞庭湖。此處2個(gè)三角洲,發(fā)育于南、東洞庭湖兩個(gè)受水湖盆盆地之間,外形為半環(huán)形,以舌形向湖延伸,不同時(shí)期三角洲顯示了不同的形態(tài)特點(diǎn)。另外在兩支中間部位,發(fā)育的小型河道也形成了伸長(zhǎng)狀的三角洲,但規(guī)模較小,河道較為順直。
2)藕池河?xùn)|支三角洲 由于沱江下段淤塞,藕池東支自胡子口開(kāi)始分汊并形成分流河道,發(fā)育的三角洲發(fā)育不僅受控于藕池東支入湖水流含沙量、輸沙量,還與湖水位頂托強(qiáng)度、風(fēng)浪對(duì)湖泊底質(zhì)再懸浮作用,以及湘江水流的抑制等影響因素密切相關(guān)。多因素共同作用導(dǎo)致三角洲平面呈弧形。目前藕池河?xùn)|支三角洲前緣正逐漸向君山靠近,與草尾-蒿竹河三角洲前緣連成一體。
3)沅江三角洲 沅江自西向東入西洞庭湖,在距入湖口12.5km處河道變寬,發(fā)育了大量心灘。在坡頭附近小型分流汊道沿西洞庭湖左右兩岸延伸,發(fā)育伸長(zhǎng)形縱向砂壩,使其主流向陸方向凹進(jìn),呈現(xiàn)溺谷特征。距澧水洪道三角洲的前緣僅約12.5km,造成沅江入湖水流受澧水洪道來(lái)水和西洞庭湖水體的頂托,其三角洲發(fā)育只能沿湖岸延伸,形成三角洲兩側(cè)的長(zhǎng)條形砂壩。
4)澧水洪道三角洲 澧水入湖前與四口水系西部的水系相匯后一部分注入西洞庭湖,一部分沿湖東行,匯積了四口水系中部的水量后在南洞庭入湖。洪道含沙量高,輸沙量大,三角洲擴(kuò)展迅速。沉積特點(diǎn)是先在湖泊的濱岸帶形成邊灘,以及入湖口形成心灘,然后逐漸擴(kuò)大,直至充滿湖泊的左右兩側(cè),并不斷向南推進(jìn)。
5)資水三角洲 資水三角洲由資水西支北流進(jìn)入南洞庭湖而成。由于資水含沙量及輸沙量較小、南洞庭湖湖盆萎縮、水位日益升高、湖區(qū)盛行的偏北風(fēng)、風(fēng)浪對(duì)底質(zhì)的再懸浮及淘洗作用等因素,此三角洲總體上呈侵蝕-溺谷型。
1)草尾-蒿竹河三角洲伸長(zhǎng)狀河道型三角洲 草尾-蒿竹河三角洲及其他入東洞庭湖的三角洲特征與其他部位三角洲明顯不同,三角洲沿單河道發(fā)育,在平原部位很少分叉,而在前緣部位則有多個(gè)水下砂壩分隔,形成了以分支河道為主的三角洲形態(tài) (圖1(b))。前緣河道枝狀伸展,延伸較遠(yuǎn)。沉積砂體主要由各期砂壩進(jìn)一步發(fā)育后拼連接的水下天然堤和水下天然堤沼澤化出露水面的天然堤構(gòu)成。天然堤與河道寬度比可達(dá)4~5,表明河道內(nèi)沉積不占主導(dǎo)地位。該區(qū)以河流能量為主,主要沉積由河流控制,波浪對(duì)河流沉積改造很弱,泥砂呈現(xiàn)出長(zhǎng)條形態(tài)沿河道向湖延伸。較低的砂泥比造就天然堤穩(wěn)定發(fā)育于河道側(cè)緣,限制了水流進(jìn)一步擴(kuò)散,使得河道得以保持較強(qiáng)的水動(dòng)力而推進(jìn)較遠(yuǎn)距離。較淺的湖水使得天然堤能夠快速沼澤化出露水面,增大了其對(duì)河道的制約作用。而洪水期的決口中,則造就了新的叉流河道,分流砂壩在河口局部發(fā)育。
2)廢棄湘江三角洲 湘江在南洞庭湖呈現(xiàn)出明顯的吞吐流特征,河水入湖后與北部來(lái)水匯合后向東進(jìn)入東洞庭湖后,發(fā)育的三角洲呈分支砂壩型 (圖1(c)),其特點(diǎn)是前緣砂體連片分布,各期砂體朵狀疊置,表明河流與湖泊共同控制了砂體的形成。在前緣相帶占整個(gè)三角洲的比例相對(duì)較小,遠(yuǎn)小于分支河道型。砂體骨架為分流砂壩,進(jìn)一步分流形成分流壩復(fù)合體,而枯水期出露沼澤化為砂洲、沼澤。三角洲平原原始沉積與地貌上的同期前緣非同期沉積,而是前期前緣沼澤化的結(jié)果,這與通常理解的三角洲平原為同期河道沉積結(jié)果不同。
由于湖水能量較強(qiáng),對(duì)沉積物的改造增強(qiáng),常形成扇形三角洲。河流泥砂在河口快速沉積發(fā)育分流砂壩,砂壩出露水面后互相連接拼合成成較大的砂洲,與河道一同造就了三角洲前緣地貌。河道頻繁變遷沖刷原有砂體并形成新的砂壩,從而使砂壩形態(tài)進(jìn)一步復(fù)雜化。
鄱陽(yáng)湖位于長(zhǎng)江中下游江西省境內(nèi),總面積約3210km2,是一個(gè)典型的吞吐型連河湖。湖泊是在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下贛江古河道不斷擴(kuò)張、長(zhǎng)江洪水位上升時(shí)形成的。水體較淺,平均8.4m;湖水面積變化極大[15],高水位可達(dá)4647km2,而低水位時(shí)僅146km2。贛江三角洲面積1544km2,占整個(gè)湖中沉積面積的7成以上。
鄱陽(yáng)湖周緣可以分為東西2個(gè)沉積區(qū)。湖底自東向西,由南向北傾斜,高程由12m降至湖口處的約1.0m。湖底平坦,平均水深8.4m,最深處25m。灘地高程都在12~18m之間,面積約938km2,有沙灘、泥灘、草洲3種類(lèi)型。沙灘高程較低,草洲最高,主要分布在東、南、西部各河入湖三角洲擴(kuò)散區(qū)。湖中島嶼25處共41個(gè),多數(shù)在中低水位時(shí)表現(xiàn)為灘丘,分為石島、土島、土石島、沙島4種類(lèi)型[16]。面積共103km2,最大的41.6km2,最小的不足0.01km2。
潘陽(yáng)湖周邊主要發(fā)育有贛、修、撫、信、饒5條主要河道,部分小型山區(qū)河流如西河在東部、南部注入。從平面分面看,西部各河口區(qū)的三角洲相對(duì)較為連續(xù);而在東部,特別是山區(qū)河流的三角洲相對(duì)窄小 (圖2 (a))。
贛江水系相當(dāng)發(fā)育,在整個(gè)湖區(qū)分為3個(gè)大的分支,其中南部和中部分支是主體,形成了面積廣闊的三角洲,尤其是三角洲平面延展較廣。上三角洲平原始終處于枯水線之上,沿河延伸達(dá)40km,而下三角洲平原處于枯水線與洪水線之間,延伸10~20km,平均15km左右。南部分支又分為2支,入湖后2個(gè)分支從南、北2個(gè)方向向分支間的湖泊區(qū)及東部進(jìn)積,形成的三角洲整體上較為狹窄,形成的三角洲各河道間為淺灘和淺湖所隔開(kāi)。中部分支與南部分支沉積不同,其沉積朵體整體相對(duì)較為連續(xù),連片性好,而在其南部的分支特征與贛江南部分支特征類(lèi)似,呈狹長(zhǎng)狀。贛江北部分支與修水合并后入湖,形成了大量的砂壩,其后與湖泊出水匯合形成入江水道。水道整體上呈現(xiàn)出曲流河道特征,發(fā)育大量的砂壩。
撫河在入湖前分為南北兩個(gè)分支,其中南部分支注入洞庭湖南部的小湖泊中,發(fā)育了一個(gè)獨(dú)立的三角洲,基本上連片分布,將南部的湖泊切為2個(gè)。而撫河北分支則在洞庭湖南端注入湖泊,形成了較小的三角洲,其末端出水與信江來(lái)水、贛江南支匯合,其后匯合的水體沿湖泊西部水體向北流形成一系列的砂壩。
饒河在潘陽(yáng)湖東南部入湖,進(jìn)入淵陽(yáng)湖東部水體,發(fā)育了小規(guī)模的三角洲。三角洲整體上較為狹窄,呈伸長(zhǎng)狀。其西部分支與信江、贛江南支和撫水匯合后的水體相匯,受西部水體的影響,形成了較寬廣的前緣。而東部分支河道相對(duì)明顯,發(fā)育多條狹長(zhǎng)的分流河道。
西河注入潘陽(yáng)湖東部水體的北端,形成了狹長(zhǎng)狀展布的三角洲,三角洲主體上是狹長(zhǎng)的分流河道及其天然堤,不管是平原和前緣相,其寬度都非常有限。
圖2 潘陽(yáng)湖現(xiàn)代河口沉積分布特征
1)贛江中部分支三角洲 鄱陽(yáng)湖中贛江中部分支三角洲發(fā)育完善,獨(dú)立性較強(qiáng),成為一個(gè)形態(tài)和相帶均完整的三角洲朵體,三角洲的前緣呈朵狀展布 (圖2(b))。河道入湖后,主要發(fā)育了三個(gè)次級(jí)分支,南部分支和北部分支較為發(fā)育,而中部分支發(fā)育相對(duì)較差。南部分支主河道較為順直,在平原部分未見(jiàn)分叉,而在前緣部位分叉明顯,在三角洲前緣河道進(jìn)一步大量分叉,形成一系列的次級(jí)小河道進(jìn)入湖區(qū),分支河道間則為縱向展布的分流砂壩,與洞庭湖不同,此處前緣相帶寬廣,較分支河道型延伸廣。作為沉積骨架,砂壩后期深化復(fù)雜,可能接受后期沉積而出露,進(jìn)一步沼澤化而成沙洲。與分支河道天然堤類(lèi)似,平原骨架并亦非少前緣同期沉積,而是前期前緣沼澤化后的百同期產(chǎn)物。
從外部形態(tài)上看,此處的分流砂壩型淺水三角洲不同于洞庭湖。此處地勢(shì)平緩,湖水更淺,河流能量在河口衰減更快,泥砂更易于在河口直接堆積而成分流砂壩。而河流的頻繁改道,使得分支河道不斷改道或遷移,沖刷前期的分流砂壩,并使砂壩上的泥砂進(jìn)一步向湖方向遷移,入湖處發(fā)育新的分流砂壩,使得三角洲整體不斷向湖推進(jìn)。而在靠岸方向由于湖水變淺或沼澤化,砂壩出露并橫向連片形成沙洲。
2)西河三角洲 西河三角洲位于西河入湖口,實(shí)質(zhì)上已不是傳統(tǒng)的潘陽(yáng)湖區(qū),而是位于潘陽(yáng)湖中部水道以東的、由一系列小島嶼與潘陽(yáng)湖主體相隔開(kāi)的東部相對(duì)較為獨(dú)立的湖區(qū)。此處三角洲顯示出明顯的分支河道型淺水三角洲 (圖2(c))特點(diǎn)。河道入湖后保持狹長(zhǎng)的水道形態(tài),一直向前延伸,分叉后分流河道間相互分隔明顯。分流河道形態(tài)完整,河道間沒(méi)有明顯的與河道相關(guān)聯(lián)的沉積物將河道相連接。據(jù)出露情況可將其分流河道發(fā)育段劃分為水上和水下兩段,基本上與三角洲平原和三角洲前緣相對(duì)應(yīng),但不同的是三角洲平原部分不是連續(xù)的大面積展布的朵體,而是也呈現(xiàn)出由狹窄河道及其相關(guān)的沉積構(gòu)成的狹窄的條帶狀的特征。從兩段的沉積分布看,分流河道水下段相對(duì)于水上段長(zhǎng)度相對(duì)較短,最長(zhǎng)的一段長(zhǎng)度達(dá)3780m,而相應(yīng)的水上段長(zhǎng)度可達(dá)8600m。而從三角洲的沉積單元的側(cè)向構(gòu)成看,基本上可分為河道 (分流河道)和河道側(cè)緣 (天然堤)兩部分,河道路窄而細(xì),天然堤則相對(duì)較寬。從側(cè)向相帶的寬度變化看,都較為穩(wěn)定,河道寬度從入湖分叉前的約240m,經(jīng)過(guò)約7000m轉(zhuǎn)換為寬度約25~35m寬的小型河道。而堤岸沉積則從最寬的約600m,到前緣約300m左右。
水下段分流河道水道較窄,一般在25~35m之間,寬度變化較小,圍繞水道兩側(cè)的天然堤相對(duì)較寬,沿河道向湖中心方向明顯變窄。從河道前緣外側(cè)出現(xiàn)到河道邊部天然堤出露為水上天然堤,其寬度可達(dá)300~600m。水下天然堤的發(fā)育一般不對(duì)稱(chēng),幾條主要的分支河道中顯示其南側(cè)靠近開(kāi)闊湖盆部分的寬度要較其封閉湖灣部分的寬度大。
水上分流河道段的沉積與水下相似,所不同的,一是其河道相對(duì)較寬,一般在50m以上;二是分流河道外緣的沉積與水下相比相對(duì)較寬,而且可明顯分為3個(gè)帶。其中最靠近河道的是水上天然堤,寬度一般100~250m,最窄處不足50m,也呈現(xiàn)出不對(duì)稱(chēng)的分布特征,在靠近開(kāi)闊湖一側(cè)較封閉的湖灣一側(cè)寬度大。最外層分布于遠(yuǎn)離河道的靠湖部位,寬度在70~250m之間,最寬處達(dá)450m,最窄處則不足50m。而在內(nèi)側(cè)天然堤和外緣的沉積中間,還有一層寬度在50~100m的區(qū)帶。目前從衛(wèi)星圖片上尚不能對(duì)外帶和中間帶的差異進(jìn)行較詳細(xì)的探討,推測(cè)外緣沉積的形成可能與湖水的活動(dòng)有關(guān),研究中暫將其定為沿岸砂壩。
從現(xiàn)代洞庭湖和潘陽(yáng)湖河口三角洲沉積看,兩種類(lèi)型三角洲、兩類(lèi)砂體形態(tài)差異明顯[17]。一類(lèi)是以分流河河道主體的三角洲砂體,一類(lèi)是以分流砂壩為主體的三角洲砂體,兩類(lèi)三角洲在形成機(jī)理、外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)上都明顯不同,成了三角洲的兩種端元的代表。從其外部形態(tài)看,分流河道型三角洲砂體呈現(xiàn)出枝狀、窄條帶狀展布,砂體局限而孤立;而分流砂壩型則主要體現(xiàn)為朵狀、片狀展布,相對(duì)連續(xù),分布廣泛。當(dāng)然兩者也有相同的地方,而其中最主要,而且與通常的三角洲的認(rèn)識(shí)不太一致的就是沉積過(guò)程中河道是沉積物的搬運(yùn)通道,但在兩類(lèi)三角洲中都不是沉積的主要場(chǎng)所。從其形成的沉積構(gòu)成看,分流河道三角洲主要是天然堤相關(guān)的砂體,而分流砂壩型三角洲則主要是分流砂壩。
連片狀淺水砂體發(fā)育于分流砂壩型三角洲。砂體外形呈朵狀或葉片狀,朵體發(fā)育集中,基本上呈現(xiàn)片狀分布,整體沉積相對(duì)較為連續(xù),河道呈現(xiàn)出辮狀特點(diǎn),各朵體之間部位會(huì)發(fā)育分流間灣沉積。朵體中發(fā)育的主體是分流砂壩,其分布面積相對(duì)較大,厚度也相對(duì)較大,而河道則主要是供砂通道。河道一般分叉較多,形成多級(jí)分叉連片狀態(tài),因而水流顯得非常分散,沒(méi)有集中的狹長(zhǎng)狀的水道或者單個(gè)分流水道延伸不是很遠(yuǎn)。從相帶上看,三角洲平原和前緣的特征較為清楚,而且前緣相帶相對(duì)平原相帶寬度較小,三角洲平原沉積發(fā)育,基本上占據(jù)了三角洲的3/4以上面積,而前緣相帶不甚發(fā)育。單朵體前緣相帶主要的沉積組成有分流砂壩和分流河道,分流砂壩由沉積的正底形上的砂體形成,而分流河道為負(fù)底形沉積地貌單元。三角洲平原的構(gòu)成與前緣類(lèi)似,不同的是平原部位的沉積已出露水面,可能有植被發(fā)育,此外平原部位的河道也相對(duì)較為固定、連續(xù),特別是更近湖岸區(qū)。三角洲平原主體沉積主要發(fā)育兩個(gè)部位。在分流河道內(nèi)部,分流砂壩的邊緣堆積導(dǎo)致部分河道淤塞連片從而形成真正的河口砂壩,砂壩可沼澤化出露而成砂洲,河口區(qū)可能發(fā)育一個(gè)或多個(gè)砂洲。分流河道外緣部位,前期處于邊緣的分流砂壩不斷接受沉積,淤塞側(cè)緣河水外泄通道連片而成水下天然堤。隨河流向湖推進(jìn),堤岸逐漸加高,露出水面沼澤化而成天然堤。
枝狀砂體主要發(fā)育于分流河道型淺水三角洲。主體砂體為天然堤,砂體呈現(xiàn)出明顯的樹(shù)枝狀、分叉狀,朵體窄而細(xì),朵間不連通或通過(guò)決口水道連通。主要地貌單元是天然堤,分流河道相對(duì)天然堤較為狹窄。根據(jù)天然堤因出露情況而分為水下和水上,水上天然堤植被繁茂,具明顯的沼澤化特征,水下天然堤處于水下,無(wú)植被發(fā)育。水下天然堤延伸較短,在天然堤的盡頭發(fā)育有小型砂壩,有時(shí)連續(xù),但多不太連續(xù)。天然堤寬度變化不大,單側(cè)堤岸寬/河寬比3~5,最大可達(dá)10以上,水上水下寬度差異不明顯。
對(duì)于三角洲砂體的形態(tài),前人有較多的討論,特別基于河流、波浪和潮汐對(duì)沉積控制所決定的砂體形態(tài)分布,一直是識(shí)別不同類(lèi)型三角洲的標(biāo)志性的特征,也是對(duì)其砂體進(jìn)行預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)[18]。然而對(duì)于淺水三角洲來(lái)講,其本身處于較淺的湖盆中,波浪影響較小,不受潮汐影響,因而其形成更多地受控于河流和入湖環(huán)境的影響,而不是外部水體的影響。
一般認(rèn)為,粗粒沉積物由于其內(nèi)部較弱的黏結(jié)性而具有較弱的抗沖刷性,因而此類(lèi)砂體在沉積過(guò)程中往往易于連片,形成大面積砂體,象辮狀河及辮狀三角洲都是此類(lèi)特征;而在實(shí)驗(yàn)室模擬中,往往造成砂體較為連片分布特征,也是由于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一般采用的是較粗的沉積顆粒組成或難于形成細(xì)粒層。而細(xì)粒沉積物則由于其形成的泥質(zhì)沉積抗沖蝕性強(qiáng)而較易于保存,從而形成較為穩(wěn)定的河床進(jìn)而造成砂體的局限分布,相對(duì)于辮狀河,曲流河的砂體分布正是這一因素的結(jié)果。
而對(duì)于洞庭湖和潘陽(yáng)湖現(xiàn)代沉積的分析還表明,連片砂體的三角洲一般具有較大的流域面積和較大的供砂量,而相對(duì)應(yīng)地枝狀三角洲則多是小型道或季節(jié)性供水更為明顯的河道。如洞庭湖的連片三角洲出現(xiàn)于主要供水的沅江等西部三角洲,而潘陽(yáng)湖則是出現(xiàn)于贛江河口。而作為枝狀三角洲,則都發(fā)育于不具主體地位的小型河道河口。
從成因角度看,洞庭湖和鄱陽(yáng)湖湖的分流砂壩型連片淺水三角洲砂體沉積與已有淺水三角洲砂體成因認(rèn)識(shí)有所不同。一般地認(rèn)為三角洲的前緣和平原部位分流河道的作用較強(qiáng),是主要的沉積區(qū)域和沉積部位,形成較好的分流河道砂體,而鄱陽(yáng)湖和洞庭湖現(xiàn)代淺水三角洲調(diào)查表明分流砂壩是主要的沉積場(chǎng)所和沉積砂體,分流河道,不管是前緣還是平原都是過(guò)砂的通道,沉積量,尤其是砂質(zhì)的沉積量可能非常有限,厚度可能會(huì)遠(yuǎn)較分流砂壩小,在廢棄時(shí)可能會(huì)充填湖相泥。而且分流河道的形態(tài)并非如所描述的狹長(zhǎng)河道,而多是呈現(xiàn)出片狀的特征,特別是前緣部位分流河道完全是片流的狀態(tài)。此外,在平原部位,其沉積物,特別砂體沉積物,可能主要是繼承和保留了前期處于前緣部位時(shí)的沉積物,這些沉積物經(jīng)河道的改造而成,而非在平原階段新沉積的沉積物。如平原上的砂質(zhì)沉積,主要是前緣的分流砂壩保留下來(lái)而成,形態(tài)可能受后期河道的改造,但基本的物質(zhì)是前期前緣期形成的,后期出露水面而成,而其間部位上后期的河流所攜砂泥填充,進(jìn)而形成分布面積更大的沉積體。
分支河道型三角洲形成過(guò)程主要與河道的推進(jìn)方式和過(guò)程有關(guān)。對(duì)于此類(lèi)三角洲中最有特色的是河道口向湖推進(jìn)過(guò)程中河道的穩(wěn)定性,河道一直能夠得以保持并不斷地向前推進(jìn),這就需要其河道側(cè)緣的沉積能夠得到較好的保存,并且能夠?qū)⒑拥谰窒拊谄渲?。而從洞庭湖此?lèi)三角洲前緣部分的增長(zhǎng)方式看,盡管其發(fā)育的模式是分流河道的樣式,但其前緣的最初形態(tài)與分流砂壩型的類(lèi)似,都是先發(fā)育一系列的小型分流砂壩,而不同的是在后期發(fā)育過(guò)程中,處于河道前緣的分流砂壩被沖蝕不能保存,而處于河道側(cè)的分流砂壩則得以保留并不斷增大,分流砂壩間也被后期的細(xì)粒沉積進(jìn)一步填上,形成連續(xù)的水下天然堤沉積。當(dāng)天然堤的高度達(dá)到一定程度后便出露水面,并有植物生長(zhǎng)得以進(jìn)一步的固化而形成天然堤,此時(shí)河道更為穩(wěn)定,很少有沉積物超過(guò)天然堤在堤外沉積,其后的沉積演化特征與河流沉積相類(lèi)似。而要形成這種穩(wěn)定的河道、平穩(wěn)的進(jìn)積,一般要求有相對(duì)比較平坦的湖底地形、相對(duì)較細(xì)的沉積物供給和較小的砂泥供給比。
1)現(xiàn)代洞庭湖、鄱陽(yáng)湖中識(shí)別出分流砂壩型和分流河道型兩類(lèi)砂體形態(tài)特征差異明顯的淺水湖盆三角洲砂體。
2)分流河道型淺水三角洲骨架砂體為分流河道及其天然堤,砂體窄小,連續(xù)性差,其形成主要與其形成過(guò)程中河道穩(wěn)定推進(jìn)相關(guān)。
3)分流砂壩型淺水湖盆三角洲盡管三角洲平原廣布,但骨架砂體為分流砂壩,砂體相對(duì)寬大,連續(xù)性好,其形成與河道分流之后砂壩的大量形成及合并作用相關(guān),砂體主要形成于前緣環(huán)境。
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Sandbody Shape of Modern Shallow Lake Basin Delta Sediments——By Taking Dongting Lake and Poyang Lake for Example
YIN Tai-ju,LI Xuan-yue,ZHANG Chang-min,ZHU Yong-jin,GONG Fu-hua(First Author’s Address:College of Geosciences,Yangtze University,Jingzhou434023,Hubei,China)
The deposition of river mouths in modern Dongting Lake and Poyang Lake were described based on satellite images provided by Google Earth,and the characteristics of sandstone development were analyzed.There existed great differences in the deposit between West and East Dongting Lake and 5bigger deltas were developed,their characteristics were different,sandbodies were greatly grown in the west Dongting Dalta.Poyang Lake was separated from the east to west and the deposit was dominated in the west,and the Ganjiang Delta took the 70percent of the total sandstone deposit.There were two kinds of distributive types of modern shallow delta sand-bodies,one was the continuous sandstone,which was mainly grown in the West Dongting Lake and West Poyang Lake,Ganjiang Delta was a typical one;and the other was isolated lace belt sandstone,represented by the Caowei-Haozhu Delta in Tongting Lake and Xihe Delta in Poyang Lake.The continuous sand-bodies are composed of mouth bar sandstone and wide delta plain.The isolated sandbodies are composed of levee sandstone and a narrow delta plain.The formation of sand-bodies is controlled by the stabilization during river propagation,it possibly related with the grain size of sediments and water content.
shallow water delta;modern sediment;sandstone shape;Dongting Lake;Poyang Lake
TE121.3
A
1000-9752(2012)10-0001-07
2012-05-29
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (41072087,41172106);國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng) (2011ZX05010-002-005)。
尹太舉 (1971-),男,1995年江漢石油學(xué)院畢業(yè),博士,教授,現(xiàn)主要從事油田開(kāi)發(fā)地質(zhì)和沉積學(xué)教學(xué)及研究工作。
[編輯] 宋換新