長(zhǎng)江三角洲沉積相及其成因模式分析

喬雨朋　邵先杰　接敬濤　陳小哲　謝啟紅　張 珉

(燕山大學(xué)石油工程系， 河北 秦皇島 066004)

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長(zhǎng)江三角洲沉積相及其成因模式分析

喬雨朋邵先杰接敬濤陳小哲謝啟紅張 珉

(燕山大學(xué)石油工程系， 河北 秦皇島 066004)

摘要：長(zhǎng)江三角洲由于受到河流、波浪、潮汐等多種因素的控制，發(fā)育了其特有的港灣狀形態(tài)以及沉積特征，利用Google earth軟件對(duì)長(zhǎng)江三角洲不同地域的水體深度進(jìn)行提取，將提取水體深度與實(shí)際地圖相疊合繪制了現(xiàn)代長(zhǎng)江三角洲水深等值線圖，并進(jìn)一步劃分沉積微相，分析了各個(gè)微相的沉積特征及沉積機(jī)制與沉積模式。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江三角洲； Google earth； 沉積相； 沉積模式

長(zhǎng)江三角洲是我國(guó)第一大河流。長(zhǎng)江在入?？谔幮纬傻娜侵?，由于受到河水、波浪、潮汐等多因素的共同作用，具有特有的形態(tài)與沉積特征。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代沉積調(diào)查研究又有了更高層次的手段。以Google earth軟件為基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代河流、三角洲的沉積調(diào)查越來(lái)越得到關(guān)注，其分析得到的砂體展布形態(tài)為地下儲(chǔ)層預(yù)測(cè)提供了良好的參考[1]。對(duì)長(zhǎng)江三角洲的研究已接近百年歷史。19世紀(jì)70年代，Mosseman就研究過(guò)長(zhǎng)江三角洲。20世紀(jì)70年代，我國(guó)同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)系三角洲研究室開(kāi)展了開(kāi)創(chuàng)性的研究工作，對(duì)長(zhǎng)江三角洲自陸向海的沉積相進(jìn)行了劃分[2]。1979年，李從先等人將長(zhǎng)江三角洲劃分為三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲及其伴生相[3]。1982年，許世遠(yuǎn)等人對(duì)長(zhǎng)江三角洲的沉積相進(jìn)行了系列總結(jié)，探討了其沉積模式[4]。1991年，陳中原等人根據(jù)長(zhǎng)江口外海底表層600多個(gè)沉積物樣品的粒度、礦物及其分布特征的研究，結(jié)合鉆孔、柱狀樣及其表層樣品中微體古生物、地球化學(xué)等分析資料，將其劃分為3個(gè)沉積相帶，即三角洲前緣相、前三角洲相和三角洲 — 陸架過(guò)渡相[5]。本次研究利用Google earth軟件對(duì)長(zhǎng)江三角洲不同位置的水體深度進(jìn)行提取，繪制水深等線圖，結(jié)合前人對(duì)長(zhǎng)江三角洲表面沉積物的提取及其沉積特征分析劃分沉積微相。長(zhǎng)江口是典型的潮汐河口，長(zhǎng)江三角洲也是典型潮汐影響下的三角洲，進(jìn)一步研究長(zhǎng)江三角洲對(duì)認(rèn)識(shí)此類型三角洲具有重大意義。

1區(qū)域地質(zhì)概況

長(zhǎng)江是我國(guó)第一大河流，全長(zhǎng)共6 300 km，經(jīng)由上海市流入東海，年流量可達(dá)9 450億m3，年平均輸沙量約4.66億t，每年約有30%～50%的長(zhǎng)江入海泥沙沉積在三角洲前緣[6]，在入?？谔幮纬梢幌盗泻涌谏皦?。由于在長(zhǎng)江口以外受到東海、黃海2個(gè)潮波系統(tǒng)的影響，潮汐、潮流作用明顯，長(zhǎng)江口平均潮差約2.5 m，潮流流速約1.5～3.0 kn，最大可達(dá)6.0 kn[7]。表層沉積物有細(xì)砂、粉砂質(zhì)砂、黏土質(zhì)粉砂及粉砂質(zhì)黏土沉積等。海陸相生物混合是其典型的生物組合特征，存在有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)及棘皮動(dòng)物等生物[3,5,7]。

2研究方法及數(shù)據(jù)采集

地質(zhì)學(xué)家以及河流地貌學(xué)家很早就已經(jīng)注意到了遙感技術(shù)在地質(zhì)與地貌研究中的重要性[8-9]。利用衛(wèi)星遙感技術(shù)可以全面表征河流、三角洲及海洋的幾何形態(tài)、水體深度，為長(zhǎng)江三角洲水深等值線的繪制及進(jìn)一步沉積微相的研究提供便利。

利用Google earth軟件，在對(duì)地面有較清晰的識(shí)別之后，在想要測(cè)量的地方添加路徑。在添加路徑項(xiàng)中將海拔高度設(shè)置為貼近海底，讀取不同位置的水體深度，記錄讀取點(diǎn)的經(jīng)緯坐標(biāo)及其深度。將經(jīng)緯坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入繪圖軟件，繪制其水深等值線圖(圖1)。在數(shù)據(jù)讀取過(guò)程中，主要記錄水深的突變處，對(duì)于某些河口壩發(fā)育的地方采用局部加密的方法進(jìn)行控制。根據(jù)上述方法，提取了長(zhǎng)江三角洲地區(qū)270余個(gè)點(diǎn)，作為繪制等值線圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；再將提取點(diǎn)的深度數(shù)據(jù)和實(shí)際地圖疊合，對(duì)等值線邊界進(jìn)行有效控制。從圖2可以看出長(zhǎng)江北支汊河流已經(jīng)廢棄，南支汊河流日益興盛，三角洲主要發(fā)育在南支汊前端。

圖1　長(zhǎng)江三角洲水深等值線圖

3沉積微相研究

利用軟件將實(shí)際地圖與提取的深度點(diǎn)進(jìn)行疊合，對(duì)河道、河口壩邊界進(jìn)行控制，結(jié)合前人對(duì)長(zhǎng)江三角洲表面沉積物的提取研究，劃分沉積微相[10](圖2)。研究結(jié)果表明長(zhǎng)江三角洲發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3個(gè)亞相，其中三角洲前緣最為發(fā)育。

3.1.1平原分流河道微相

平原分流河道為水下分流河道由于兩側(cè)河口壩的堆積漏出水面而逐漸發(fā)育形成的。長(zhǎng)江三角洲北部支汊河道廢棄，南部支汊河流興盛。河口沖刷南岸，在北岸沉積。主河道以細(xì)砂質(zhì)沉積為主，河道側(cè)緣巖性較細(xì)，為粉砂、黏土質(zhì)粉砂沉積。

3.1.2分流間

分流間為平原分流河道的間隔部分，主要由早期河口壩不斷沉積漏出水面形成。

3.2三角洲前緣亞相

3.2.1水下分流河道微相

水下分流河道微相是平原分流河道的水下延伸部分，深度為4～12 m，以細(xì)砂、粉砂質(zhì)沉積為主。北部支汊河道廢棄，南部支汊入海大致分散為4條分流河道。河道之間以河口壩相隔，河道寬度在4.5～10.0 km。由于受到潮汐往復(fù)流作用的影響，水下分流河道內(nèi)部往往存在泥、粉砂組成的薄層理[7]。

3.2.2河口壩微相

長(zhǎng)江三角洲發(fā)育的10余個(gè)河口砂壩是其主要的地貌特征。河口壩呈梭狀、透鏡狀分布在河口，尖部朝向陸地，以細(xì)砂質(zhì)沉積為主，長(zhǎng)度介于2.39～75.80 km，寬度介于2.15～17.69 km，面積介于 5.03～1 185.79 km2，介于北緯31°28′42″ — 30°28′42″，東經(jīng) 121°40′54″ — 122°18′36″，河口壩最為發(fā)育。河口壩的形成主要是由于河水入海受到波浪的阻力作用，加之水體鹽度變大導(dǎo)致沉積物發(fā)生絮凝，從而在河口處沉降形成河口壩。河口壩發(fā)育的區(qū)域是絮凝沉降最有利的地方。河口壩是長(zhǎng)江三角洲典型的地貌特征。

3.2.3席狀砂微相

席狀砂呈席狀和帶狀發(fā)育在三角洲邊緣，其與前三角洲相鄰，主要沉積物為粉砂質(zhì)黏土沉積。根據(jù)沉積微相特征認(rèn)為該地區(qū)席狀砂主要分布在東經(jīng)122°15′49″ — 122°32′7″，北緯31°54′49″ — 30°56′18″，平面上具有較好的連續(xù)性。

3.3前三角洲亞相

前三角洲主要為黏土質(zhì)、粉砂質(zhì)黏土沉積，水平層理，水體深度在20～35 m，處在三角洲斜坡位置，平面上呈條帶狀分布。淺海相屬種大量出現(xiàn)，如棘皮動(dòng)物等[3]。

3.4沿岸砂壩

在北部分汊河道的海岸邊發(fā)育沿岸砂壩微相，主要為粉砂質(zhì)沉積，水深3～5 m，是河流攜帶的泥沙經(jīng)海洋波浪、潮汐的回流作用，堆積在岸邊后形成的大小不等的透鏡、土豆?fàn)钌皦巍Ｅc河口壩不同的是其河流作用很弱，故其不具有方向性，形狀也不規(guī)則。

4沉積機(jī)制及其模式分析

4.1沉積機(jī)制分析

長(zhǎng)江三角洲發(fā)育的特有形態(tài)是由河流、海洋、地形等多種因素造成的。由于具有河口灣地質(zhì)背景，長(zhǎng)江口為巨大的喇叭口狀河口灣。長(zhǎng)江入海后被淹沒(méi)在海水之下，由于其自身巨大的攜砂量[11]，加上長(zhǎng)江口海洋、潮汐的頂托作用以及由于水體鹽度、流速變化產(chǎn)生的絮凝沉降作用，致使大量泥沙在入?？谔幊练e。同時(shí)由于較強(qiáng)的河水、潮流能量在沉砂中沖出了溝道，因此在三角洲前緣處發(fā)育大面積的河道與河口壩，其交織共生形成了特有的港灣狀形態(tài)。

長(zhǎng)江三角洲河流與波浪、潮汐共同作用。波浪作用相對(duì)河流作用較強(qiáng)時(shí)，往往形成鳥(niǎo)嘴狀、扇狀三角洲，否則易形成鳥(niǎo)足狀三角洲。當(dāng)然沉積模式還與地勢(shì)、地貌等其他特征有關(guān)[12]。

4.2沉積模式建立

應(yīng)用Google earth軟件沿陸上河道 — 水下分流河道 — 河口壩 — 席狀砂 — 前三角洲作截面，根據(jù)其剖面特征并結(jié)合表層沉積巖性建立長(zhǎng)江三角洲沉積模式(圖3)。長(zhǎng)江三角洲地形獨(dú)特，河流、潮汐作用均較強(qiáng)，在諸多因素共同作用下，形成了其特有的港灣狀形態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

(1)應(yīng)用Google earth軟件對(duì)長(zhǎng)江三角洲不同部位的水體深度進(jìn)行提取，結(jié)合長(zhǎng)江三角洲表層沉積物巖性等沉積特征對(duì)沉積微相進(jìn)行了劃分。

(2)綜合水深等值線及其沉積特征等因素，將長(zhǎng)江三角洲劃分為三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲3個(gè)亞相，并進(jìn)一步細(xì)分了各自的沉積微相，分析了各沉積微相的巖性、發(fā)育位置、水體深度等特征。

(3)在河口灣處，長(zhǎng)江大量攜砂、獨(dú)特的地形條件以及河流、波浪以及潮汐三者的共同作用形成了長(zhǎng)江三角洲特有的港灣狀形態(tài)。

圖3　長(zhǎng)江三角洲沉積模式圖

[1] 尹太舉,李宣玥,張昌民,等.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[J].石油天然氣學(xué)報(bào),2012,34(10):1-7.

[2] 胡剛,畢世普,李張勇.長(zhǎng)江三角洲沉積環(huán)境與演變：進(jìn)展與展望[J].海洋地質(zhì)前沿,2014,30(12):1-8.

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Analysis of Sedimentary Facies and Its Genetic Model of Yangtze River Delta

QIAOYupengSHAOXianjieJIEJingtaoCHENXiaozheXIEQihongZHANGMin

(Department of Petroleum Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao Hebei 066004, China)

Abstract:Yangtze River Delta has its unique shape of harbor and sedimentary features because of the control factors such as rivers, waves and tides. With the increasing of the means on deposition research, the water depth of Yangtze River Delta was extracted using Google Earth software, and the modern water depth map of Yangtze River Delta was drawn compositing with the practical map. The sedimentary microphase diagram was drawn combining with lithology of the surface sediment in this paper. The sedimentary characteristics of each phase were discussed and the deposition mechanism and deposition patterns were analyzed.

Key words:Yangtze River Delta; Google earth; sedimentary facies; deposition pattern

收稿日期：2015-10-23

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”(2011ZX05038)

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)逃昱?1990 — )，男，吉林榆樹(shù)人，燕山大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橛筒孛枋雠c油氣田開(kāi)發(fā)工程。

中圖分類號(hào)：P618

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1980(2016)03-0010-04