退潮后的滩面或一块砂岩层面上,常留一排排整齐的波纹,手指顺着摸过去,有的两侧一样缓,有的一边缓一边陡。多数人统称水波痕。两类波纹其实来自两种水流:波浪来回荡,单向流只朝一头走,形态各自留了记号。
剖面两侧坡度相近是波浪,一侧陡一侧缓是流水
先顺垂直波脊的方向切一条剖面看坡度。波浪往复形成的振荡波痕两侧近对称,波峰尖、波谷圆,两侧坡度都在 5–15 度上下;单向水流形成的流水波痕明显不对称,迎水侧缓、背水侧陡,陡坡常 20–30 度。
缓坡的水平长度常是陡坡的 2 倍以上,这个比例比单量角度好记。两侧坡度相近是振荡波痕,一侧陡一侧缓是流水波痕,切剖面时要垂直波脊,斜切会把不对称看成对称。
波脊直而分叉的是波浪,弯成舌状的是流水
第二处看平面上的脊线。振荡波痕的波脊较直、常分叉又并合,沿走向可追数米至数十米,脊线大体平行岸线;流水波痕的波脊弯曲,呈舌状或新月形,一段段错开,脊线垂直流向、随流速变化而分叉成舌形。
干涉波痕是两组方向斜交的波纹叠在一起,格状外观容易误判成不对称。先找一组连续、可追索的主脊,再判断它属于直脊还是舌状脊,比在交切处反复量坡度稳当。
内部前积细层单向倾斜,才把流向钉死
最硬的一条在波纹内部。切开波痕,流水波痕的背水侧留一组单向倾斜的前积细层,细层倾向即下游方向;振荡波痕的细层常双向倾斜,断面上成人字形,两侧交替叠置,不指向单一方向。表面波脊可能被后来水流削过,内部细层不会。
波痕规模也帮忙:波长常见 5–30 厘米,波高 0.5–3 厘米,流水波痕多偏这一范围的下限,波浪波痕在浅水可更长。定古流向要读内部前积细层,不能只看表面陡坡,表面被改造后指向会反过来。
风成沙纹粗粒在脊,软变形会把对称掰歪
容易混进来的是风成沙纹与软沉积变形。风成沙纹也略不对称,但规模小、波长常 1–10 厘米,粗颗粒反而集中在波峰,且出现在沙丘迎风坡而非水下层面;软沉积变形把原本对称的波纹压歪、拉斜,细层随之不连续。
波脊被后来水流削平后,表面坡度失去意义,此时只能靠内部细层定成因。把波长、波高、脊线形态与内部细层四项记齐,比盯着一条剖面反复判断可靠。
关键数据
下列数值为常见范围,随水深、流速与压实程度变动。记录时写明波长、波高、两侧坡度与内部细层倾向,只写一层波纹,事后既无法复核,也无法与邻区剖面的流向对比。
- 振荡波痕两侧坡度多 5–15 度,剖面近对称。
- 流水波痕陡坡常 20–30 度,缓坡多 5–15 度。
- 波长常见 5–30 厘米,波高 0.5–3 厘米。
- 风成沙纹波长常 1–10 厘米,粗粒集中在波峰。
- 波脊可沿走向追数米至数十米,大体平行岸线。
- 振荡波痕内部细层双向倾斜,流水波痕单向倾斜。
边界
斜切剖面会把对称波痕看成不对称,也会把真倾角读小;成岩压实使波高变小、波脊变钝,老岩层里的波痕常比新滩面上的平缓。仅凭表面坡度定类型,在变形或压实强的岩层里最容易出错。
水位变化可在同一层面留下几期方向不同的波痕,后期水流还会把前一期削去一半。本文判断:定水流方向只在内部前积细层保存完好、波脊未被明显改造的波痕上成立,改造过的只记形态与波长。
参考文献
- 冯增昭.《沉积岩石学》. 石油工业出版社. —— 波痕类型与内部前积构造。
- 赵澄林, 朱筱敏.《沉积岩石学》. 石油工业出版社. —— 流水波痕、振荡波痕与古流向。
- 王颖, 朱大奎.《海岸地貌学》. 高等教育出版社. —— 波浪作用下的浅水床面形态。