三角洲的基本结构可以划分为三种:三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。

1、三角洲平原是三角洲的陆上部分,它与河流的分界是从河流大量分叉处开始。包括分支流河道、天然堤、决口扇、沼泽、湖泊和分支间湾等。

2、三角洲前缘是三角洲的水下为主的部分,位于分支流河道的前端,是三角洲最活跃的沉积中心,是三角洲的主体。

3、前三角洲是三角洲体系中分布最广、沉积最厚的地区。其海底地貌为一平缓的斜坡。

简述三角洲的沉积结构

三角洲的沉积结构可分为3个部分:①前三角洲。位于三角洲最外带的水下部分,坡度平缓,主要由粘土和粉砂组成的前积层组。河流入海(湖)后,悬浮沉积物(包括浮游生物,生物碎屑)沉积下来,形成具有水平层理的宽广而平坦的地貌单元。②三角洲前缘。为水下三角洲部分,位于三角洲平原与前三角洲之间。前缘的坡度较陡,由前积层组组成,主要物质是砂、砾石。分选好,多斜层理、交错层理、波状层理与透镜状层理。③三角洲平原。由顶积层组组成。分水上、水下三角洲平原两类。水上部分具河流地貌特征,主要是泛滥平原、天然堤、决口扇、沼泽、洼地等地貌类型;水下三角洲平原,受河、海(湖)动力相互作用,形成河口拦门沙、潮滩等。

三角洲的类型及转变

1.三角洲的类型

三角洲类型繁多,结构复杂,有必要对它们进行某种划分,以便于分析对比。1952 年,萨莫依洛夫(И.В.САМОЙЛОВ)提出了形态成因分类系统,这一分类在俄文文献中影响较大,至今仍在使用,然而这种分类没有按照砂体作为分类标准,不但类型显得混乱,而且在地质上也不便于使用。1969 年,费舍尔(Fisher)主要依据三角洲砂体和沉积相提出了三角洲的地层分类,划分出以河流为主的高建设性三角洲和以盆地作用为主的高破坏性三角洲,在高建设性三角洲中,又分为朵状三角洲和鸟足状三角洲,而在高破坏性三角洲中又分出浪控三角洲和潮控三角洲。这个分类简单明了、容易记忆,因此应用较广。但是,这一分类只注意了一个连续系列的端元类型,而且“高破坏性”类型容易引起误解,因为三角洲都是建设性的,把三角洲的废弃阶段称为破坏型有所不当。

盖洛韦(1975)采用费舍尔(Fisher)关于三角洲划分的基本原则,同样把砂体组合作为三角洲类型划分的主要依据,根据河流、波浪、潮汐作用的相对强度关系来划分三角洲,提出了三角洲的三端元分类方案(图7-2)。三角形三个端元分别代表了以河流、波浪、潮汐作用为主的三角洲类型,包括以河流作用为主的河控三角洲、以波浪作用为主的浪控三角洲和以潮汐作用为主的潮控三角洲。前者属于建设性三角洲,后两者属于破坏性三角洲。除上述河控、浪控和潮控三种极端类型的三角洲之外,在它们之间尚有一系列过渡类型的三角洲,即根据河流、波浪和潮流的相对强度及其所形成的砂体组合,任何三角洲在三角洲图解中都占有相应的位置,各个三角洲在图中的位置互有差异,充分说明了世界上三角洲类型的多样性。这一分类既能容纳大量的三角洲,又能将三角洲的差异区分开来。由于以水动力作用及其产生的砂体作为分类标准,因此适用于古今三角洲的研究和对比。但略有不足的是,这种分类将每个具体的三角洲在三角洲图解中进行定位,定位时的参数是定性的,目前还做不到定量,而且对各典型三角洲之间的众多过渡类型也没有分类名称。

下面重点介绍三种极端类型的三角洲。

(1)河控三角洲

三角洲是陆上河流和海洋两方面因素共同作用形成的,当河流因素比海洋因素强时,即形成河控三角洲。海洋作用弱,河流的泥砂输入量大,其砂体的主轴方向和沉积走向与滨线近于垂直。其平面形态呈长三角形或朵状。

鸟足状三角洲是以河流作用为主的高建设性三角洲,又称为舌形或长形三角洲。由于海水作用弱,河流的泥砂输入量大,特别是砂泥比值低,悬浮负载多,有较发育的天然堤和较固定的分流河道,同时也可沉积很厚的前三角洲泥。分流河口砂坝也发育,它们向前延伸,形成特征的“指状砂坝”,形似鸟爪(图7-3)。

图7-2 三角洲类型的三端元分类

朵状三角洲的形态像一个向海方向突出的半圆形(图7-4)。与鸟足状三角洲相比,此类三角洲的泥砂输入量相对少一些,砂泥比值较高,海水波浪作用有所加强,但河流输入仍强于波浪和潮汐作用的改造能力。三角洲前缘伸向海洋的指状砂体受到海水冲刷、改造和再分配而形成席状砂层,使三角洲前缘变得较为圆滑而近似于半圆形。

世界上规模较大的河控三角洲有中国黄河三角洲和美国密西西比河三角洲等。

图7-3 密西西比河在入海口形成的牛角花三角洲(大地卫星7号拍摄于2001年)

图7-4 密西西比河全新世朵状三角洲

广义的黄河三角洲,指北至中国天津市、南至废黄河口、西起河南省巩义市以东黄河冲积泛滥地区(图7-5)。狭义的指1855 年以后,黄河在山东利津县以下冲积而成,以利津县为顶点、北到徒骇河口、南到小清河口、主体在东营市境内的呈扇状三角形的地区。由于黄河含砂量高,年输砂量大,而且水深较浅,巨量的黄河泥砂在河口附近大量淤积,填海造陆速度很快,使河道不断向海内延伸,河口侵蚀基准面不断抬高,河床逐年上升,河道比降变缓,泄洪排砂能力逐年降低,导致海岸线不断向海推进,黄河三角洲陆地面积不断扩大,历经150余年,逐渐淤积形成了近代黄河三角洲。

图7-5 2000年5月2日黄河三角洲的遥感影像

近年来,由于黄河入海水砂锐减,导致三角洲河口地区淤积速度减缓,整体呈现侵蚀后退的趋势,在某些地段已经相当严重。例如,孤东是黄河三角洲胜利滩海油田的高产油区,然而,孤东堤前水域8m水深以内,由于得不到黄河来砂的补给,岸滩表现为严重的侵蚀。黄河三角洲这一蚀退现状对我国海岸防护工程造成了严重威胁(陈沈良等,2004;陈小英等,2005)。

密西西比河是世界第四长河,也是北美洲流程最长、流域面积最广、水量最大的河流。现代密西西比河在地球表面勾画出壮观的图案,从太空可以清晰地欣赏到河流蜿蜒流淌的美景(图7-3),形成了典型的鸟足状分支向海外伸展。各支河附近每年都沉积了大量冲积物,因而使三角洲的面积在过去的150年内增加了129km2,是具有发育于分流河口的指状砂体的典型三角洲。然而,近年来,人工大坝、运河和控制潮水的闸门等人为措施对三角洲地区产生了极大影响,它们减少了淡水和沉积物进入三角洲地区,降低了三角洲的建造过程,淡水进入的减少导致盐水入侵,使本来保护三角洲湿地的淡水植物死亡,同时海平面上升更加剧了三角洲的侵蚀。因此,近年来密西西比河三角洲的破坏比建造的速度高。

(2)潮控三角洲

在河流和波浪作用较弱、潮汐作用较强的地区,潮汐作用对三角洲砂体的形成起着控制作用。由于潮汐作用的影响,河流带来的沉积物只能充填在港湾内堆积成小型三角洲,因其外形受港湾控制,故又称港湾三角洲。如果潮汐作用加强,双向的潮汐流和河流洪水的冲刷作用,常将河流带来的沉积物在河口的前方改造成线状潮汐砂坝。这些砂坝平行于潮流方向,在河口的前方成裂指状放射分布,它们充填于潮沟之内或其两侧。一般来讲,潮汐作用强烈的地区不容易形成三角洲。相反,潮汐对已有的三角洲起着侵蚀和破坏作用,可以将砂粒带入海中较远处,而不是在河口附近堆积下来,使河口形成特征的喇叭状,向海方向扩展为较开阔的海湾,即河口湾环境。

由潮汐作用控制形成的三角洲在世界上较为少见。中国的长江在近2000年来,发育为较典型的潮控三角洲(图7-6),恒河-布拉马普特拉河(图7-7)、湄公河等都为潮控三角洲。

图7-6 长江三角洲的发育和砂体分布

长江是亚洲第一长河,长度和水量均为世界第三。全新世最大海侵时,形成了以镇江为顶点的巨大河口湾,此时沉积速率逐渐超过海平面的上升速度,开始了三角洲的发育,自此以来相继形成六期亚三角洲(图7-6),各期亚三角洲的河口坝自西北向东南呈雁行状排列。河口砂坝的产生使河口歧分为南北两个汊道,由于科氏力的影响,涨潮流偏北,落潮流偏南,落潮流与河流径流叠加,共同作用使南汊道逐渐增强,并成为主要行水河道,产生新的河口砂坝。在北汊道由于涨潮流顶托,径流减弱,导致砂泥沉积,使北汊道趋于废弃,河口砂坝并于北岸。南汊道河口坝遵循同样的发育规律,形成新的河口坝和新的汊道。

图7-7 世界最大的三角洲——恒河三角洲

近年来,长江源头自然保护区的建立以及三峡大坝等的修建,对促进经济、社会可持续发展具有重要的作用,然而,随着径流量和河流来砂减少,河流作用将逐渐减弱,潮汐的改造作用将会越来越明显、越来越重要,三角洲的结构将会不可避免地发生进一步变化,这是值得密切关注的问题。

潮流砂脊(tidal sand ridge)群是大陆架浅海大型的海底堆积体,分布于有丰富砂质沉积与强潮流作用的大陆架浅海域。是由2~3节以上的潮流,在砂质海底塑造而成的水下砂脊及脊间沟谷群。沟脊的平面轮廓呈放射状、掌状、鸟爪状等,顶端朝向潮流辐聚或辐散点。潮流三角洲脊沟相间分布的地形格局,反映为韵律强的潮流往复线形冲刷和堆积结果,落潮流将海底沉积物中的黏土等细颗粒成分带至外海,较粗的砂质沉积物堆积在两个强流带之间,故砂脊声呐探测断面呈现为向上微拱曲的层理。由于砂体广泛存在,对现代潮流砂脊的研究对于油气勘探将会具有重要的意义。中国江苏岸外、东海中外陆架等区即广泛分布着辐射状的潮流砂脊(图7-8,图7-9)。

图7-8 东海陆架潮流砂脊分布图

(3)浪控三角洲

浪控三角洲一般有一条或两条主河流入海,分支流不太发育,河流输砂量少,砂泥比值高,而且波浪作用大于河流作用,河流输入的砂泥很快就被波浪作用改造,于是在河口两侧形成一系列平行于海岸分布的海滩砂脊或障壁砂坝,而只在河口处沉积有较多的砂质沉积,形成向海方向突出的河口,形似弓形或鸟嘴形状。如巴西圣弗朗西斯科河三角洲即为典型的鸟嘴形状(图7-10)。

若波浪作用进一步加强,几乎完全克服了河流作用,同时又有单向的强沿岸流,则会使河口偏移,甚至与海岸平行。在河口前面建造成直线型障壁岛或障壁砂坝,挡住河口,形成掩闭型的鸟嘴状三角洲,如非洲西岸的塞内加尔河三角洲(图7-11)。塞内加尔河流入大西洋,是一个较特殊的以波浪作用为主的三角洲。它在圣路易城入海时在西侧外海强劲的高能波浪及单向强沿岸流的联合作用下,砂体分布和排列发生了强烈变化,河流携带泥砂在河口两侧形成了长达70km的砂坝,使河流与外海分开,这一砂坝又被风浪改造成为一系列砂坝-潟湖体系,表现为浪控三角洲的特殊形态。

2.三角洲类型的转变

在三角洲发育过程中,随着条件的改变,三角洲类型也可以发生改变,现代有这样的实例,古代更为明显。在三角洲发育中沉积速率和地壳沉降速度的相对关系发生变化时,可以引起三角洲类型转变。墨西哥湾盆地北部古近纪—新近纪威尔科克斯组为一套三角洲沉积,成楔形向墨西哥湾盆地延伸。楔形体沉积的早期阶段,沉积速率超过沉降速度,形成河流型三角洲,并迅速前展。随着沉积物的供应量减少,沉积速率降低,前展速度变缓以致稳定,三角洲受到较强的海洋因素作用,发育了受波浪影响的河流型三角洲。最后,沉积物的供应量进一步减小,沉积速率更低,楔形体上部向后收缩,波浪作用增强,形成波浪型三角洲。所以,下威尔科克斯组主要为河流型三角洲,而上威尔科克斯组则以波浪型三角洲为主。

图7-9 中国东部江苏沿岸辐射潮流砂脊

图7-10 巴西圣弗朗西斯科河三角洲

图7-11 塞内加尔河浪控三角洲

随着三角洲的前展,河流延伸,由注入浅水台地到流入深水盆地也可引起三角洲类型的变化。美国得克萨斯州北部和中部的米德兰盆地早宾夕法尼亚世—早二叠世的西斯科组为河流三角洲体系。最初河流注入浅水台地,由于台地宽广平坦,水浅浪小,发育河流型三角洲,其砂体呈指状分布,厚度较薄,河流往往切穿三角洲砂体,到达三角洲下伏沉积层。随着三角洲推进,河流延伸至台地边缘,水深突然增大,由于水深浪大,波浪的改造能力加强,河流带来的沉积物首先形成海底冲积扇,而后形成波浪型三角洲。

三角洲的分类方法

三角洲的分类依照不同方面,有不同的分类方法。

(1)Fisher等(1969)提出了建设性和破坏性三角洲的二分法,强调了河流、波浪和潮汐作用对三角洲共同作用的结果。

(2)Galloway(1975)在收集了30个近代和古代海相三角洲的资料之后提出了以河控、浪控和潮控为端元的三角图解。

(3)Reading(1978)在他主编的《沉积环境和相》中将三角洲划分为河控、河流—波浪相互作用、浪控、河流—波浪—潮汐相互作用以及潮控五大类。

(4)有人根据沉积物的粒度划分为粗粒三角洲和细粒三角洲(Gould,1960;于兴河,1991)。

(5)有人根据受水盆地的类型划分为海相三角洲和湖相三角洲(锅谷淳和宫田一郎,1990)。

(6)另有学者根据注入受水盆地冲积体的不同类型来对三角洲加以概括,如将冲积扇直接注入受水盆地称为扇三角洲(Megowen,Garner,1970;Gal-lowa,1976;Duton,1980;Miall,1984;李思田等,1988),将辫状河注入受水盆地形成的沉积体称为辫状河三角洲(Mepherson,1987;赖志云等,1991)。

(7)Nemec和Steel(1988)在Holmes(1965)研究工作的基础上,根据冲积物物源类型和沉积物特征将三角洲分为二类6种,即冲积三角洲(河流三角洲、辫状河平原三角洲、冲积扇三角洲和碎石锥三角洲)与非冲积扇三角洲(火山碎屑三角洲和熔岩三角洲),该分类扩大了三角洲所包涵的内容和范围。

上述几种分类方案只是众多分类方案中的一小部分,每一种方案都具有各自的优点,适用于某种特定的沉积环境。 Galloway(盖洛韦)提出了三元分类方案。其中有三种极端类型的三角洲:

①河流作用为主的三角洲(河控三角洲)

②波浪作用为主的三角洲(浪控三角洲)

③潮汐作用为主的三角洲(潮控三角洲)

河控三角洲

河流作用为主,平面形态呈长三角形,泥砂输入量大,砂与泥比值低。 天然堤发育好,使分支流河道趋于固定。分支流河口沙坝很发育,它们向前延伸,形成的“指状沙坝”(长轴方向、沉积走向与滨线垂直)。 浪控三角洲

波浪作用大于河流作用,有一条或二条主河流入海,分支流不太发育,输入的泥砂量少,砂与泥比值高,输入的砂泥很快就被波浪作用改造,于是在河口两侧形成一系列平行于海岸分布的海滩沙坝,只在河口处才有较多的沙质堆积,形成向海方突出的河口(鸟嘴状)。巴西圣弗兰西斯科河三角洲为典型实例。

潮控三角洲 低能河流和低能海洋,海岸带比较平坦。潮汐作用强,对河口三角洲沙体作用,结果是,只能堆积成小型三角洲。潮汐双向潮汐流和河流的冲刷作用,常将河流带来的沉积物在河口的前方改造成线状潮汐沙坝。沙坝平行于潮流方向分布,在河口的前方呈裂指状放射分布。如果河流作用再弱,则不形成三角洲,形成海湾。潮汐流将砂带到较远处沉积,使河口形成特征的喇叭形,并向海方向扩展为较开阔的海湾(河口湾)(如杭州湾)。潮控三角洲较少见,有珠江三角洲、越南湄公河三角洲、巴布亚湾三角洲、恒河三角洲。 Galloway的分类方案分出的是极端类型的三角洲,没有说明三端元互相影响的类型。且这三种分类只涉及海相三角洲,而无湖相三角洲。中国学者从中国东部油气勘探的实际出发,在对国内外现代和古代三角洲调研的基础上,结合中国中新生代含油气盆地中三角洲的发育特点将三角洲分为海相三角洲和湖相三角洲。

【1】海相三角洲

海相三角洲的划分主要参照Galloway(1976)的划分标准,同时结合成国栋、薛春汀(1991)对黄河三角洲的研究成果,将海相三角洲划分为河控、浪控、潮控和复合型4个亚类。 河控三角洲(见Galloway三元分类方案) 浪控三角洲(见Galloway三元分类方案) 潮控三角洲(见Galloway三元分类方案) 复合型三角洲 指河流、波浪、潮汐三者中两种或三种作用共同控制三角洲的形态。复合型三角洲的形成是河流、波浪、潮汐中两个或三个共同作用的结果。如河流/波浪相互作用形成了多瑙河三角洲;波浪/潮汐/河流共同作用形成的尼日尔河、湄公河、科珀河三角洲。

【2】湖相三角洲

受水盆地为湖泊时形成的三角洲,分为扇三角洲、辫状河三角洲和吉尔伯特型三角洲。断陷湖盆和拗陷湖盆均有长、短轴之分,扇三角洲和辫状河三角洲一般发育于盆地的短轴方向,而吉尔伯特型三角洲一般发育在盆地的长轴方向。 扇三角洲 冲积扇直接入湖形成扇三角洲,它一般发育于断陷盆地的陡坡,可细分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。扇三角洲平原与冲积扇中的沉积特征相似,扇三角洲前缘类似于海相河控三角洲前缘的沉积特点,但其岩性较粗,相带范围较窄。我国中新生代盆地中发育有许多扇三角洲,如辽河西部断陷下第三系的双台子扇三角洲(李应暹,1985),松辽盆地白垩系的英台扇三角洲(李彦芳,1993)。 辫状河三角洲 辫状河直接入湖形成辫状河三角洲。它是在半干旱—半潮湿的气候条件下,在离物源区稍远的地形坡度较大的湖盆短轴滨岸地带,由辫状河携带沉积物入湖形成的。分流河道、河口砂坝、远端砂坝和前三角洲泥构成它的主体。我国内蒙岱海发育有典型的辫状河三角洲,如元子沟三角洲及步量河三角洲(王德发等,1991)。古代辫状河三角洲更加发育,如松辽盆地中生代断陷中的辫状河三角洲(李彦芳,1993)。 吉尔伯特型三角洲 曲流河从大型湖泊的长轴方向入湖形成的三角洲就是吉尔伯特型三角洲,亦即经典的曲流河三角洲。由于水体较深或波浪作用较强,曲流河携带的大量碎屑物在河口形成朵叶状、鸟足状或席状三角洲。由于这类三角洲的研究起源于吉尔伯特(Gilbert,1895,1890)对波尼维尔湖(LakeBonneville)Provo三角洲、Fork三角洲和Logan三角洲的描述,并据此提出了前积层、顶积层和底积层的概念以及三角洲的三层结构模式,因而称这类三角洲为吉尔伯特型三角洲。由它建立的模式为广大的三角洲学者所熟悉并一直沿用至今。典型的例子还有美国加利福尼亚小硫溪盆地中的曲流河三角洲。我国松辽盆地白垩系地层中曲流三角洲也相当发育,裘亦楠(1980)对此三角洲有相当深入的分析。此类三角洲蕴藏的油气十分丰富。

三角洲的主要类型有尖头状三角洲、扇形三角洲和鸟足状三角洲。

①尖头状三角洲,如中国的长江三角洲;

②扇状三角洲,如非洲的尼罗河三角洲;

③鸟足状三角洲,如美国密西西比河三角洲。 扇形 形成于入海河流含沙量高、河道分汊并经常改道、口外海滨水深较浅的河口区,由泥沙均匀地向海堆积而成,如中国黄河、滦河三角洲。在海水浅波浪作用较强能将伸出河口的沙嘴冲刷夷平的地区,常形成弧形扇状三角洲。中国黄河三角洲就是在弱潮、多沙条件下形成的扇形三角洲。它的特点是:河流入海泥沙多,三角洲上河道变迁频繁,有时分几股入海。泥沙在河口迅速淤积,形成大的河口沙嘴,沙嘴延伸至一定程度,因比降减小,水流不畅而改道,在新的河口又迅速形成新的沙嘴。而老河口断流后,又受波浪与海流作用,沙嘴逐渐被蚀后退,形成扇状轮廓。直至其上再有新河道流经时,这段岸线才又迅速向前推进。因此,随着河口的不断变迁,三角洲海岸是交替向前推进的,并在海滨分布许多沙嘴,使三角洲岸线路略具齿状。 舌形 形成于入海河流含沙量较高、汊道众多的河口区,其河口沙坝经波浪改造连接而成,如苏联勒拿河三角洲。 弓形 发育于入海河流含沙量不多、有潮汐作用的河口区,由河口附近沙体堆积为向海凸的弓形,如非洲尼日尔河三角洲。 鸟足形 形成于入海河流含沙量较高、河流作用占优势的河口区。所堆积构成的沙嘴,平面形态似鸟足而得名,以美国密西西比河三角洲最为典型。

在波浪作用较弱的河口区,河流分叉为几股同时入海,各叉流的泥沙堆积量均超过波浪的侵蚀量,泥沙沿各叉道堆积延伸,形成长条形大沙嘴伸入海中,使三角洲外形呈鸟足状。由于这种叉道比较稳定,两侧常发育天然堤,天然堤又起着约束水流的作用,使叉流能够继续向海伸长。天然堤一旦被洪水冲积,就会产生新的叉流。美国密西西比河三角洲就是一个典型的鸟足形三角洲。在注入湖泊的河口,也常见有鸟足形三角洲。如我国的鄱阳湖、滇池等湖泊沿岸发育有许多大小不一的鸟足形三角洲。 尖嘴形 发育于入海河流含沙量不多,波浪作用较强的河口区,由主流河口堆积成突出于海中形成,如埃及尼罗河三角洲。 河口湾形 发育于潮汐作用和波浪作用强烈的喇叭状河口区,由河口湾被河流泥沙充填而成,如南亚恒河三角洲。

三角洲地貌和三角洲堆积物

(一)三角洲的基本概念

在河流与海洋(或湖泊)的汇合处沉积形成的平面上呈三角形的堆积体,通常称为三角洲。如果河流带来的泥沙超过海洋或湖泊的搬运能力,则形成向海(湖)突出的堆积体,平面形态像一个尖顶向陆的三角形,称为三角洲。如果河流、海洋或湖泊的侵蚀作用大于河口区的堆积作用,就形成一个喇叭形的河口,称为三角湾或三角港。

(二)三角洲的形成条件和影响因素

三角洲是由于河口区的堆积作用超过侵蚀作用而形成的,它需要以下几个条件:①河流带来大量泥沙,根据世界上许多三角洲的河流含沙量测定,如河流年输沙量约等于或大于年径流量的1/4,就能形成三角洲;②河口附近的海洋侵蚀搬运能力较小,河流带来的泥沙将沉积下来,有利于三角洲的形成;③口外海滨区水深较浅,坡度平缓,一方面对波浪起消耗作用;另一方面浅滩出露水面,有利于河流泥沙堆积。

三角洲的发育过程是先形成水下三角洲,它是由一系列水下浅滩和河口沙嘴、沙坝等组成。当河流进入广阔的海洋时,河水很快分散,形成较大的水面比降,尤其在洪水期这种现象更为明显,因而在河口前方发生强烈冲刷,形成深坑,并把冲刷的物质带到浅海,形成心滩(图9-23)。如果河流入海处的水下坡度平缓,流速很慢,河流所携带的一部分冲积物便发生沉积,河口两侧形成沙嘴,河口的前方水下斜坡上形成沙坝(图9-24)。沙坝和心滩发育成堆积岛,使河床分汊,三角洲进一步增长。

图9-23 河口洼坑和心滩形成示意图

(据H.B.萨莫依洛夫)

图9-24 河口沙坝

(据H.B.萨莫依洛夫)

在三角洲生长过程中,三角洲外缘不断向海伸展,在三角洲内部则形成许多小海湾和澙湖。澙湖因植物繁殖而成沼泽,或因泥沙填充而成低地,最后与河口沙嘴和堆积岛一起形成三角洲平原。

三角洲岸线向海伸展的速度,各个时期不同,甚至在同一时期,某些地段淤积,而另一些地段侵蚀。长江三角洲从全新世以来平均每年向海推进约40m,在距今6000年前至公元3世纪这段时间内三角洲岸线基本未变,以后逐渐外伸(图9-25),靠杭州湾一段岸线由于受潮流和波浪的侵蚀而不断后退,原先陆地上的玉盘山,今天却在大海之中。

图9-25 历史时期长江三角洲的演变

(转引自《中国自然地理、地貌》,中国科学院《中国自然地理》编辑委员会,科学出版社)

另一种情况河流带来的泥沙量多,潮流和海浪作用很弱,三角洲增长速度快,我国的黄河即属于这种情况。黄河是一条多沙河,中上游每年输出泥沙达16亿t,经河口入海的约有12亿t。这里的潮汐作用很弱,河口潮差通常只有0.8~1.0m,潮区界距河口不过20~30km,潮流界在口门附近,入海的泥沙约有40%在口门附近淤积,河口沙嘴每年以2~3km的速度向海伸展。从1855年黄河改道由利津入海以来,三角洲已向海增长了约50km(图9-26)。

(三)三角洲结构及各沉积层的主要特点

根据三角洲的地貌特征可将其在平面上划分为三角洲平原带、三角洲前缘带和前三角洲带3个单元。

三角洲平原带 为三角洲的陆上部分,主要为河流、牛轭湖、决口扇、湖泊、沼泽和澙湖沉积,往往还有风成沙沉积。

三角洲前缘带 位于水边线以下,围绕三角洲平原带的边缘呈环带状分布,它处于海岸和河流带入的沉积物混合地段,经海洋作用的再改造、再分配,形成比较纯净的沙质沉积,而泥质和有机质较少。

图9-26 黄河三角洲古岸线和古河道变迁图

(转引自《中国自然地理、地貌》,中国科学院《中国自然地理》编辑委员会,科学出版社)

前三角洲带 位于浪基面以下三角洲前缘的向海一方。沉积物富含有机质和泥质,它是河流搬运来的细小粘土悬浮物质和胶体溶液在海底沉积而成的,含海相化石。

从三角洲沉积物的剖面结构来看,自上而下可分为顶积层、前积层和底积层3层(图9-27)。

顶积层 包括陆上和水下两部分。相当于河口段的沉积,是冲积、湖积和沼泽堆积的交互沉积。以砂、粉砂为主,间夹粘土及泥炭。有明显的水平层理、交错层理。沉积物横向和纵向变化大。

前积层 它是水下三角洲斜坡部分的堆积物。岩性以粉砂、粘土为主,有时二者呈互层状。砂的含量减少,有机质含量增多,具有较薄的斜层理和波状层理。以含海相生物化石为主。

底积层 多为悬移的物质沉积于三角洲的最前端。主要由粘土、亚粘土组成。具有微薄的水平层理。海相生物占绝对优势,是良好的生油层。

图9-27 一个三角洲体的剖面结构示意图

A—顶积层;B—前积层;C—底积层

(四)三角洲的主要类型

按河流输沙量由多至少,海岸动力冲蚀由弱至强顺序,可把三角洲的形态划分为4种类型:鸟足状三角洲、扇形三角洲、尖头形三角洲和岛屿形三角洲。

1.鸟足状三角洲

在潮流作用、沿岸的海流和波浪作用都微弱的河口区,河流挟沙量较高并分成几股汊河入海,各汊河口泥沙迅速堆积构成向海伸出较长的沙嘴,平面形态很像鸟足,因此得名。密西西比河三角洲是典型的鸟足状三角洲(图9-28)。

图9-28 鸟足状三角洲

2.扇形三角洲

在入海河流含沙量高,河道分汊并经常改道,口外海水较浅等条件下,多形成扇形三角洲。大量泥沙通过各条汊河带到河口堆积,由于汊河很多并常改道,使整个三角洲岸线大致均匀地向海增长。这类三角洲比较多见,如我国黄河三角洲(图9-29),俄罗斯的伏尔加河三角洲和埃及尼罗河三角洲。

图9-29 黄河三角洲

3.尖头形三角洲

河流流入海洋或湖泊时,只有一条主河道,没有汊流或者虽有汊流但规模不大,因而在主河道河口两侧堆积成沙嘴,向海中突出形成尖头形三角洲。意大利的台伯河三角洲(图9-30)和西班牙的埃布罗河三角洲都是这种类型。如果波浪作用方向与海岸斜交而河流泥沙较少,或者岸边海水较深则形成掩闭的三角洲,如非洲南部的奥兰治河三角洲。

4.岛屿形三角洲

河流含沙量不多而有潮汐作用的河口区,泥沙堆积成许多向海伸延的垄状沙滩和沙坝,沙坝之间为冲蚀的潮汐水道。星罗棋布的沙洲和沙岛以及纵横交错的汊河构成三角洲的主体,故称岛屿形三角洲。恒河三角洲是典型的岛屿形三角洲。

地貌学及第四纪地质学基础

除了以上几种典型的三角洲外,还有介于两种三角洲类型之间的过渡类型三角洲。例如我国长江三角洲就属于这种类型,从大的轮廓看,长江三角洲河口北部有启东沙嘴,南部有南汇沙嘴并向海突出,形似一尖头形三角洲,但在河口区有许多沙岛和浅滩,河道分汊,又像岛屿形三角洲(图9-31)。

图9-31 长江三角洲