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曲流河沉積
鎖定
曲流河沉積(meandering river deposit)又稱蛇曲河沉積、高彎度河沉積,是指彎度指數2~13,坡降小,河牀穩定,凸岸壩發育,濱河牀沙壩不發育,寬深比較小(<10)的河流的沉積。
- 中文名
- 曲流河沉積
- 外文名
- meandering river deposit
- 別 名
- 蛇曲河沉積
- 涉及學科
- 第四紀與地貌學,古地理學
- 類 型
- 河道、牛軛湖、天然堤等
- 沉積模式
- 以陸源碎屑岩為主
曲流河沉積環境類型
曲流河的主要亞環境類型(即微地貌單元)有河道(包括河牀滯留和邊灘—Point bar)、牛軛湖(Oxbow lake)、天然堤(Natural levee)、決口扇(Crevasse splay)、河漫灘等類型。
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曲流河沉積河道
(1)河牀滯留沉積
又稱河道滯留沉積,它由粗礫岩和底部河牀滯留礫岩組成,是在河流流量最高時短距離搬運的產物。在正常流動情況下,由於流水沖刷與分選作用,細粒物質不斷被帶走,礫石則滯留在河牀底部。這類沉積常位於河流沉積剖面的底部,其特徵明顯,向上顆粒逐漸變細過渡為邊灘沉積。
(2)邊灘
邊灘沉積又稱點砂壩沉積,是蛇曲河流最主要的地貌單元,也是河牀側向遷移作用的必然產物。河水在河道中呈螺旋狀前進,並不斷對外岸(或凹岸)進行沖刷作用,又由於橫向環流將河流中的搬運物帶到內岸(或凸岸)沉積下來,這就形成了以側向加積為主的沉積特徵。開始僅僅形成淺灘(Riffles),隨着河流的不斷側向遷移,淺灘也不斷增長,並在河流內彎部分形成寬闊的邊灘。凹岸水深,則流速大,凸岸則水淺,流速小。底流在側向運動中強度逐漸減弱,因而引起了碎屑的沉積分異作用,使其沉積物具有明顯的特點。在邊灘下部比較靠近河心的部位,沉積較粗的顆粒(以砂粒為主);上部離河心較遠,沉積較細物質。
邊灘的大小和形態是隨着河流的大小和彎曲度而變化,在較小的河流中,邊灘較為簡單,位於河曲的凸岸一側,並平緩地向河道傾斜。在大的河流中,相對較為複雜,主要是在洪水期,當部分河流經過點砂壩表面時,便形成流槽和流槽砂壩,每一個流槽砂壩代表河道在一次洪水期中遷移的結果。
曲流河沉積牛軛湖
牛軛湖的形成與河流截直作用相關聯,而河道的廢棄除了與截直作用有關外,還有衝裂作用:截直又可分為串溝截直與頸項截直。
(1)串溝截直
河道逐漸佔據邊灘上的老窪地(淺槽)而壓縮短期流程的現象稱為串溝截直。在逐漸廢棄的河道中的水流量逐漸減少,沉積了較厚的粉、細砂,這就構成了這種砂多泥少的層序結構特徵。
(2)頸部截直
在曲流環最狹窄的頸部突然截斷,形成新的河道後,
被截斷的曲流環的出口和入口很快地被砂淤塞,水流量也很快減為零。隨後便堆積了粉砂、粘土等細粒懸浮沉積物。因此,不同的截直作用所造成的沉積序列不同。
(3)衝裂作用
在彎曲度較大的曲流河中,由於曲流河道反覆不斷地被截斷、廢棄,並堆積了細粒物質。這些堵塞物一般難以被侵蝕掉,而是愈積愈多,到一定階段,它們便將曲流帶封閉起來。這時整個曲流帶由於垂向加積而高出氾濫平原的通常高度,當洪水時期,天然堤一次大的決口就可以使河流發生衝裂作用。
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曲流河沉積天然堤
天然堤沉積也是曲流河的主要特徵之一,它分佈於蛇曲河道兩岸。天然堤是由於洪水期河水漫越河岸,當河水流速降低時,攜帶的大量懸浮物質在岸邊很快沉積下來所形成。其沉積物質比邊灘細,隨着遠離河道,其粒度相應減小。
天然堤在平面上的形態隨河道彎曲呈條帶狀彎曲體,是一種楔形脊狀沉積物。在橫剖面上為不對稱的三角形,向河道一側較陡,向氾濫平原一側平緩。並逐漸向後過渡。天然堤的頂面代表了最大洪水期所達到的水位高度。其岩石的粒度比邊灘要細,但比運離河道的洪泛平原或氾濫平原沉積要粗,垂向上緊靠邊灘沉積之上,沉積構造發育,可見各種小型沙紋層理、不規則的水平紋層、乾裂和植物根等。
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曲流河沉積河漫灘
河漫灘也叫氾濫平原(Overbank,Floodplain)是曲流河系中面積分布最廣的部分。在現代地貌學中,氾濫平原與沖積平原(Alluvial plain)可謂同意詞,但在沉積學中,沖積平原多是指從沖積扇上或辮狀河周圍的平原。因此,河漫灘是在洪水氾濫期間,河水溢出到曲流河兩岸平原中最低窪部分,故又稱河漫灘為氾濫盆地。這裏的沉積物主要是洪水帶來的懸浮載荷,沉積的岩石有泥岩、粉砂岩以及薄層泥質灰巖,是典型的漫積產物。在氣候乾燥地區,可見泥裂構造和鈣質及鐵質結核。在潮濕條件下,植物生長茂盛。進一步可發展成沼澤,形成大量有機物質堆積,甚至出現泥炭層或煤層沉積。
在剖面上,它位於沖積相旋迴的上部,河流的彎度愈大,剖面上代表洪泛平原的細屑沉積愈厚。另外,在泛濫平原中常可形成洪泛(氾濫)盆地或叫河漫湖,它是洪泛平原中的最低部分。其地形平坦,排水性差,因而起着沉積盆地的作用。在洪水期,越岸的水流經過天然提和決口扇沉積了較粗的物質之後,懸浮的細粒物質主要在洪泛盆地中沉積下來。但其沉積速度較慢,一次洪水期的沉積厚度約1~2cm。
曲流河沉積決口扇
在高水位時,過量的洪水沖決天然堤,並在堤岸靠平原方向的斜坡上形成樹枝狀水系的扇狀堆積物,稱之為決口扇。
曲流河沉積垂向沉積層序
①河道底部的滯留沉積;
②邊灘沉積,ε-型板狀交錯層理;
③邊灘頂部或叫壩頂,發育有良好的爬升波痕紋理或小型槽狀交錯層理;
曲流河沉積沉積模式
①以陸源碎屑岩為主。從下到上依次為礫岩、砂岩和泥岩。巖性變化頻繁,極不穩定,上部偶見泥質灰巖薄層。
②沉積構造向上變小,交錯層理類型由大型變到小型,向上逐漸出現波狀和爬升波狀層理,中間夾有水平層理,並可發育泥裂、雨痕等。