河流入海或入湖,流速骤减,砂泥在河口堆成一个向前伸的体。这个体在剖面上有明确的三层:顶积、前积、底积。三层倾角不同,叠在一起就是三角洲的骨架,比任何单一岩性都可靠。
顶积层近水平,是河口的延续
顶积层位于三角洲顶部,接近水平,倾角多在 5 度 以内。沉积以砂岩、粉砂岩为主,夹薄层泥,常见分流河道砂体与沼泽泥炭。它是河流系统向海延伸的部分,岩性与河流相接近。
顶积层厚度不大,通常 数米 至 数十米,横向变化快。分流河道把砂带到这里,改道后废弃河道被泥充填,形成砂泥交错的面貌。判顶积层要看它是否覆盖在前积层之上,接触面近水平。
前积层倾角最陡,是三角洲前缘
前积层是三角洲向海推进的主体,倾角 10–25 度,Gilbert 型三角洲可达 30 度。沉积以粉砂与细砂为主,夹泥质条带,单层厚 10–50 厘米,层理平行于斜坡面。倾角是三层里最硬的一条判据,肉眼即可量。
前积层的坡度决定三角洲类型。坡度陡、物质粗,形成 Gilbert 型三层结构;坡度缓、波浪强,前积层被改造成席状砂,三层变得模糊。判读先量倾角,再看三层是否齐全。
底积层近水平,是前三角洲泥
底积层位于最下方,近水平,倾角多在 2 度 以下,以泥岩与粉砂质泥岩为主,含浮游生物与少量底栖化石。它是细粒物质越过前缘后缓慢沉降的产物,厚 2–10 米,分布广,是三层里最容易识别的一层。
底积层向上过渡为前积层,粒度变粗,倾角变陡,这个转折点就是三角洲前缘的位置。剖面上找到一个由平变陡的界面,往往就找到了三层结构的底界,往上再量倾角即可。
三层叠置形成向上变粗的进积序列
三层的倾角自上而下由平变陡再变平,粒序则由细变粗。三角洲推进时,前积层不断覆盖底积层,顶积层又覆盖前积层,垂向上形成下细上粗的序列。这与河流相的下粗上细正好相反,是区分两者的关键。序列方向一反,环境判断就要改。
进积序列厚度可达 数十米 至 数百米,取决于水深与物源供给。厚层进积序列在图上表现为相带向海迁移,岸线不断前移,这正是海退的标志之一,也是编图时最好用的一条。
关键数据
下列倾角与厚度取自 Gilbert 型三角洲的经典剖面,波浪型与潮汐型三角洲的数值明显偏小。
- 顶积层倾角小于 5 度
- 前积层倾角 10–25 度
- Gilbert 型前积层可达 30 度
- 顶积层厚 数米 至 数十米
- 进积序列厚 数十米 至 数百米
- 前积层以粉砂与细砂为主
- 底积层以泥岩为主
波浪与潮汐改造之后,三层结构就残了
波浪会把前积层削平,改造成沿岸沙坝;潮汐切开河口,形成潮道砂体。两种改造都会让三层结构残缺,此时按倾角判读会失败,只能改用砂体形态与生物组合。
湖泊三角洲与海洋三角洲结构相似,区别在生物与盐度。湖相三角洲缺海相化石,前积层中可见淡水介形虫。三层结构只说明进积,不说明水体咸淡,此为本文判断。
参考文献
- 姜在兴 主编.《沉积学》(第二版). 石油工业出版社, 2010.
- 赵澄林, 朱筱敏 主编.《沉积岩石学》(第三版). 石油工业出版社, 2001.
- 里丁 H.G. 主编,周明鉴 等译.《沉积环境与相》. 科学出版社, 1985.