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经典三角洲,原来这样理解!

时间:2022-07-06 00:28:59 来源:科普之家 作者:科普中国 栏目:百科 阅读:18

公元前400多年,古希腊学者Herodotus发现尼罗河口的冲积平原平面上呈三角形,与希腊字母“∆"相似,便以∆ (Delta)称之。该名称沿用至今,即三角洲。
尼罗河三角洲(图源@TDC)

三角洲是在河流和聚水盆地的共同作用下形成的一种地质体,根据主导的河口动力学因素可将其分为河控、潮控和浪控三大类。
尼罗河三角洲(图源@CGTN)
多瑙河三角洲(图源@NASA)
陆源物质持续供应,沉积物输运稳定载体和长期稳定沉降的汇水盆地都是形成三角洲的必要条件。这些条件互为消长,构成了千变万化各具特色的三角洲。
三角洲分类(图源@文献[10])
河控三角洲形成时,河流起主导作用。其沉积物供应量增量一般大于可容纳空间增量。因此易发生进积,形成一个由下而上,由前三角洲到三角洲平原的粒度由细变粗的沉积序列。
密西西比河三角洲(河控)(图源@NASA)
潮控三角洲形成于潮差较大、潮汐活动比较活跃的河口地区。潮汐作用的最大特点是它的双向性。在沉积物的构造中会有相当显著的反映。
恒河三角洲(潮控)(图源@ESA)
浪控三角洲发育于陆架宽阔平缓、波浪作用相对较强的河口地区。波浪与河流相碰撞,使水流速骤减,在靠近河口处发生沉积,形成沉积物较粗的砂坝。
Rio Grijalva三角洲(浪控)(图源@NASA)
我国海岸主要位于西太平洋岛弧之后的大陆架盆地边缘。由于大陆地势西高东低,河流多数滚滚东流,携带大量泥沙入海,因此具备形成大型三角洲的良好条件。
(图源@fineart/Frank Ramspott)

1
黄河三角洲

黄河三角洲属于高建设性的河控三角洲。是指黄河入海口携带泥沙在渤海凹陷处沉积形成的冲积平原,由一系列三角洲叶瓣组成。
黄河三角洲(2020年)(图源@wikipedia.org)

由于黄河河道在历史上曾多次变迁,现代黄河三角洲是指1855年黄河改道后,在山东半岛北部形成的以宁海为顶点的三角洲地质体,面积超过5000 km2。
垦利区宁海(图源@map.baidu.com)
黄河三角洲内部结构复杂,形成泥沙主要由黄河自黄土高原运出。其从陆向海洋可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三个亚相。
黄河的历史变迁(图源@wikipedia.org/Stevenliuyi)
三角洲平原多发育平原分支流河道、沼泽、天然堤等沉积。其中分支流河道沉积整体以正粒序为主,沉积速率大,河床淤积快,促使黄河成为著名的地上悬河。
渤海湾南岸钻孔中典型的沉积相及沉积特征(图源@文献[8])
平原分支流河道间的低洼地区常发育沼泽,主要沉积暗色有机质粘土,为弱还原或还原环境,整体向上发育砂层—粘土层—砂层, 常见水平层理、交错层理。
(图源@dyxcb.org)
洪水时期,黄河水溢出河道向两侧泛滥堆积,形成两行沿岸分布的天然堤。沉积物以粉砂为主,近河床侧沉积物较粗,远河床侧逐渐变细,多发育水平、缓坡状层理,岩体呈楔状分布。
天然堤(natural levee)的形成(图源@google.com)
三角洲前缘围绕平原亚相边缘伸向海洋,呈环带分布。常发育水下分流河道、水下分流间湾、河口砂坝等微相。

水下分流河道是陆上分支河道在海里的延伸部分,可以分为:向前延伸逐渐消失和前端沉积形成河口砂坝,分叉前积等。
现代水下分流河道河流类型及划分(图源@文献[9])
河口砂坝发育纵向长度可达几公里,沉积物以细砂、粉砂为主。径流与潮流方向一致,沉积物较粗;径流受潮流顶托,沉积物较细,垂向上具反粒序层理。

黄河三角洲河口沙坝型垂向序列(图源@文献[1])
水下分流间湾指水下分流河道之间相对内凹的海湾地区,偶受波浪和风暴潮影响。沉积物以粘土沉积,含有少量粉砂和细砂,可见生物扰动构造。
黄河三角洲微相简易划分(图源@文献[2])
前三角洲位于浪基面之下的浅海地区,水动力弱, 潮汐作用明显。其沉积物以泥为主,夹风暴沙层,多发育水平层理,生物扰动较为强烈。
前三角洲亚相

2
长江三角洲

长江三角洲是横贯中国中部的大河—长江在入海口处形成的三角洲。
长江三角洲(图源@NASA)
长江口是典型的潮汐河口,长江三角洲也是典型潮汐影响下的三角洲,面积达4万平方千米。
长江(图源@win4000.com)
三角洲顶点在江苏省仪征附近。由顶点向东沿扬州、泰州、海安、栟茶一线为北界;由顶点向东南,沿大茅山、天目山东麓至杭州湾北岸,为其西南界和南界。
(图源@map.baidu.com)
现代长江三角洲顶点位于崇明岛西北附近(现代长江口位于启东嘴和南汇嘴之间)。崇明岛将河流分为南北两支,北支汊道行将废弃,南支汊道日益兴盛。
(图源@map.baidu.com)
现代长江三角洲主要发育三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲 3 个亚相,其中三角洲前缘最为发育。
现代长江三角洲主要部分(南支汊道)(图源@Scenario Journal)
三角洲平原亚相中的平原分流河道为水下分流河道由两侧河口坝堆积露出水面而逐渐发育形成。河口冲刷南岸, 在北岸沉积。主河道以细砂质沉积为主。
长江三角洲沉积微相简易图(图源@文献[4])
三角洲前缘中的水下分流河道微相,是平原分流河道的水下延伸部分,以细砂粉砂质沉积为主。北部河道废弃,南部支汊入海大致分散为4条分流河道。
现代长江三角洲沉积相的发育模式(图源@文献[1])
长江三角洲发育的10多个河口沙坝是其主要的地貌特征。河口沙坝呈梭状、透镜状分布在河口,尖部朝向陆地,以细砂质沉积为主。
崇明岛河口沙坝的沉积序列(图源@文献[1])
前三角洲主要为粘土质、粉砂质粘土沉积,水平层理,水体深度在20~35m,平面上呈条带状分布。浅海相属种大量出现,如棘皮动物等。

3
珠江三角洲

珠江三角洲是由西江三角洲、北江三角洲和相对独立的东江三角洲共同构成的一个多源复合—河潮混控的湾内充填型三角洲。
珠江三角洲(图源@NASA)
三角洲岸线的演进并非简单的自南而北或自上游向下游逐级递进,而是多源复合,南北不同尺度沉积体独立、并行发展成陆,最后复合成现代珠江三角洲。
1973年(上)和2003年(下)的珠江三角洲(图源@NASA)
三角洲平原由分流河道、分流间湾和滨岸沼泽等次一级环境组成。分流河道的沉积特征可以在相当大的范围内变化,一般为砂、砾质的高能沉积。
全新世海侵盛期以来若干阶段每 500 年沉积厚度图(图源@文献[13])
其他相关沉积物粒度都比较小,属于低能沉积。具体情况因地而异,覆盖在三角洲前缘砂体之上。
珠江三角洲平原(图源@中文百科全書)
从水边线到-15m处的弧形区内,是镶嵌在三角洲平原外缘的三角洲前缘。该区水动力条件变化复杂,地形地貌多变,是沉积物堆积最为活跃的地段。
珠江三角洲(图源@google.com)
其次级环境可以划分为前缘浅滩、潮汐河口湾及前缘斜坡等,在地形地貌、沉积特征、水动力条件、微古生物分布等方面均有所反映。

珠江八门入海(图源@blogspot.com)
三角洲前缘沉积以河口沙坝为主,一般为泥质砂,夹含贝壳的粗中粒砂层,块状构造,偶见交错层理。
三角洲中常见交错层理形成
在水深-15m以外的海域,系珠江现代三角洲的前三角洲环境,可划分出两个次一级的地貌单元(水下岸坡和水下平原)。

水下岸坡地形略陡,水动力条件较为复杂。地形、地貌、沉积特征等,均有别于经典的前三角洲环境,沉积类型为泥质砂或砾砂,分布很不均匀。
珠江三角洲现代沉积环境及其沉积特征一览表(图源@文献[1])
水下岸坡之外,为一大片水下平原。严格说来,它已不属于三角洲沉积体系范畴。但其细颗粒组分,仍多少受三角洲沉积体系扩散的影响。
珠江三角洲(图源@map.baidu.com)

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CGTN、NASA、ESA、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等

来源:桔灯勘探

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