河口入湖的地方,常有一片向湖心伸出的扇形平地,前面是陡坎,后面是平滩。有人把它当成河滩,其实这是湖三角洲,它的内部有三层结构,剖面上看得清清楚楚,倾角与粒度都能量,不需要仪器也能估。
三层结构:顶积近水平、前积倾斜、底积水平
三角洲自下而上是三层:底积层是细粒泥,层面近水平,铺在湖底;前积层是砂与粉砂,向湖心倾斜;顶积层是近水平的砂砾与泥,盖在最上面,厚度可达 3–5 米。三层的粒度依次变粗,颜色依次变浅。
三层之间的界面是角度不整合:前积层以 10–20 度的角度压在底积层上,顶积层又削平前积层的顶部,界面上常留一层砾石。这个下平、中斜、上平的组合,是三角洲最硬的判据。
前积层倾角是判断入湖水深与粒度的尺
前积层的倾角反映水下坡的稳定角。粗粒入湖、坡陡的地方,倾角可达 10–25 度,形成所谓吉尔伯特型三角洲;细粒缓慢堆积,倾角只有 3–5 度,层薄而密。
倾角还随水深变化:水深大,前积层可以发育得厚而陡;水浅,前积层薄而缓。量一组前积层的倾角与厚度,可以粗略反推当时的水深,误差通常在 1–2 米内,前提是前积层没有被后期削平。
向上变粗的序列说明三角洲在向湖心推进
垂向上从底积层的泥,到前积层的粉砂,再到顶积层的砂砾,粒度向上变粗。这不是水流变强,而是三角洲向前推进,把粗粒送到了原来细粒的位置,自己也被后来的沉积埋住。
反过来,如果剖面上粒度向上变细,说明湖泊在扩张,三角洲后退,岸线向陆迁移。同一套层序,粒度的方向就是岸线移动的方向,厚度则给出移动的距离,两者要一起读,单看粒度容易把进积当成湖侵。
湖滨的滩脊与沙坝是另一套判据
湖滨没有河口的地方,波浪把砂推成沿岸的堤,叫滩脊。滩脊高零点五到二米,平行岸线排列,可以有好几道,每一道对应一次高水位,间隔常为几十米,脊间的低洼处积水成细长沼泽。
沙坝把浅水湾与外湖隔开,坝后形成潟湖,沉积变成细粒淤泥与有机质。滩脊是砂、坝后是泥,这一砂一泥的搭配,标出了古岸线的位置,也标出了当时的风浪方向。
关键数据
下列倾角与厚度为常见范围,粗粒入湖的三角洲偏向上限,厚度随入湖泥沙量变化。
- 前积层倾角 5–25 度
- 吉尔伯特型三角洲前积层倾角 10–25 度
- 顶积层坡度通常小于 2 度
- 滩脊高 0.5–2 米
- 三角洲前缘陡坎高 1–10 米
- 滩脊常成 2–5 道平行排列
三层结构在水位快变与强波浪下会被削平
湖面快速下降时,前积层出露并被河流切割,顶积层直接盖在底积层上,中间那层缺失。此时按三层结构判读,会得出错误的水深,误差可达数米,且缺失层的厚度无法直接补回。
强波浪会把前积层顶部削平,把砂重新搬到滩脊上,三角洲变成侵蚀型。本文判断:先看有没有削平面与砾石滞留层,再决定用哪套模式解释,削平面上的砾石磨圆度好,是鉴别侵蚀型的关键。
参考文献
- 中国科学院《中国自然地理》编辑委员会.《中国自然地理·地貌》. 科学出版社, 1980. —— 三角洲地貌。
- 王苏民, 窦鸿身.《中国湖泊志》. 科学出版社, 1998. —— 湖滨与入湖三角洲。
- Gilbert, G. K. Lake Bonneville. U.S. Geological Survey Monograph 1, 1890. —— 吉尔伯特型三角洲。
- Nichols, G. Sedimentology and Stratigraphy, 2nd ed. Wiley-Blackwell, 2009. —— 三角洲层序。