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現代河流沉積層序及沉積模式探究
1、引言
對現代河流沉積研究最早起源于19世紀, 但真正對現代河流沉積的廣泛研究興起于20世紀50年代末和60年代初, 特別是20世紀70～80年代召開的第二次國際河流沉積學會議,再次促進了現代河流沉積學的發(fā)展,這一時期發(fā)表了大量的河流沉積學研究成果及著作。幾十年來,通過河流沉積學的研究,人們已歸納出了曲流河、辮狀河及網狀河的沉積模式及其環(huán)境演化模式,河流沉積的二元結構已普遍被接受,雖然這些模式已成為對比和認知古代河流沉積體的一個標準框架,但由于河流沉積的復雜性和多樣性,難以用一種模式囊括古代眾多復雜的河流沉積過程。特別是隨著油田勘探開發(fā)工作的不斷深入,傳統(tǒng)的經典的河流沉積模式已滿足不了油田勘探開發(fā)工作的需求,正如J D Collinson指出的那樣“很多實例的廣泛經驗,比之有限數量高度提煉過的相模式知識,似乎是解釋新例子的更好基礎”。本文即是一個很好的實例,它以嫩江大馬崗沉積體為例,揭示了一種復雜的河流復合沉積模式和沉積層序,為地下河流相地層的識別提供了一個新的可以借鑒的依據。
2、地質概況
嫩江發(fā)源于內蒙古大興安嶺東北端的伊勒呼里山,流經內蒙古、黑龍江兩省區(qū),在黑龍江省肇源縣境內匯入松花江,全長約870km, 流域面積為2.2×108m2 。該流域在地質構造上位于大興安嶺—內蒙古海西褶皺帶東南邊緣松嫩中斷(坳)陷帶的西部(圖1) 。 嫩江上游河段位于大小興安嶺山區(qū),河道大多呈“V”字型,以切割侵蝕為主,屬于典型的山區(qū)河流；中下游河段位于廣闊的松嫩平原區(qū),河道寬闊,呈“U”字型,多蛇曲,以沖積沉積為主,屬于平原河流,大馬崗段處于該河段上。
3、嫩江大馬崗沉積體沉積特征及巖相類型
3. 1 沉積特征
通過對大馬崗河流沉積體九個探槽剖面、十九個探坑(圖2)的細致觀察及描述,發(fā)現大馬崗沉積體主要由三種類型沉積物組成：礫質沉積、砂質沉積及泥質沉積,并以泥質沉積為主,按其沉積的巖性、顏色、粒度及沉積構造等特征,將大馬崗沉積體由下至上共劃分為10個層,分別用N10—N1表示[15 ],具體沉積特征如下(圖3)：
N10：黃褐色粗砂質細礫沉積,受探槽剖面限制,在最深探槽處該層厚1.4m仍未見底。其礫石成分混雜、大小不一,分選、磨圓差,最大直徑為14cm,最小為0.2cm,一般2.5～3.0cm。
N9：白灰色或灰白色含粉砂泥或純泥, 厚30～150 cm。具水平層理, 富含植物根。
N8：為褐色粉砂質泥,厚0～190m, 富含植物根及鐵質。在工區(qū)內發(fā)育不全,僅在探槽III及探槽VIII 南部見到,向工區(qū)北部逐漸尖滅。
N7：灰黃色粉砂質細砂與白灰色粉砂質泥互層沉積,厚0～392 cm。細砂單層厚3～4cm,具小型低角度槽狀交錯層理,富含植物根、鐵質及碳屑。粉砂質泥單層厚3～4cm,發(fā)育波狀層理。
N6：黃色中砂質細砂,厚40～470cm。層理發(fā)育,主要發(fā)育的層理類型有：大型低角度槽狀交錯層理、小型低角度槽狀交錯層理、同沉積變形層理及波狀層理等。
N5：灰褐色粉砂質泥,厚94～254cm ,富含植物根、鐵質、鈣質及碳屑,局部見鈣質結核及團塊。
N4：灰黃色粉砂質細砂與黃灰色粉砂質泥薄互層沉積,厚30～204cm。單砂層厚2～8cm,泥質層單層厚3～4 cm；砂層內具波狀層理,富含碳屑及植物根。
N3：黃灰色泥質粉砂,厚0～210cm,發(fā)育波狀層理,富含植物根、碳屑及鈣質結核。
N2：黃色細砂質粉砂,厚20～204cm,發(fā)育小型槽狀交錯層理,富含植物根、鐵質及鈣質。
N1：灰黑色粉砂質泥,厚10～298cm,富含植物根,近地表已被土壤化。
3. 2 巖相類型
巖相指在一定條件下形成的巖石類型及其沉積構造的綜合,相當于沉積能量單元,按照Miall [3, 16]提出的河流相巖相分類方案,結合大馬崗河流沉積體的沉積特征,在大馬崗嫩江現代沉積體內共劃分出16種巖相類型, 即：塊狀層理細礫相(Gm )、大型低角度槽狀交錯層理細砂相(St1)、小型低角度槽狀交錯層理相(St2)、同沉積變形層理細砂相(Ssd)、小型高角度槽狀交錯層理粉砂相(Ft)、平行層理細砂相(Sh)、板狀交錯層理細砂相(Sp )、反向交錯層理細砂相(Stcb)、波狀交錯層理細砂相(Shcs)、波狀層理細砂相(Sw )、薄層狀粉沙質泥與細沙互層相(Sm )、微波狀層理粉砂相(Fw )、塊狀層理泥質粉沙相(Fm )、水平層理泥相(Fsc)； 塊狀層理粉沙質泥相(Mm ) 及土壤層相(Mpr), 各巖相具體特征見表1，其分布特征如下。
表1 嫩江大馬崗河流沉積體巖相類型及其特征
序號 巖相代碼 巖 相 巖 性 沉積構造 沉積環(huán)境
1 Gm 塊狀層理細礫相 粗砂質細礫 塊狀層理,顆粒支撐,疊瓦狀構造 辮狀河礫質壩
2 St1 大型低角度槽狀交錯層理細砂相 中砂質細砂 大型低角度槽狀交錯層理 曲流河點壩
3 St2 小型低角度槽狀交錯層理細砂相 中砂質細砂 小型低角度槽狀交錯層理 曲流河點壩
4 Ft 小型高角度槽狀交錯層理粉砂相 細砂質粉砂 小型高角度槽狀交錯層理 曲流河決口扇
5 Ssd 同沉積變形層理細砂相 細砂 同沉積變形層理 曲流河點壩
6 Sh 平行層理細砂相 中砂質細砂 平行層理 曲流河點壩
7 Sp 板狀交錯層理細砂相 細砂 板狀交錯層理 曲流河點壩
8 Stcb 反向交錯層理細砂相 細砂 反向交錯層理 曲流河點壩
9 Shcs 波狀交錯層理細砂相 細砂 波狀交錯層理 曲流河點壩及天然堤
10 Sw 波狀層理細砂相 細砂 波狀層理 曲流河點壩上部及天然堤
11 Sm 薄層狀粉砂質泥與細砂互層相 粉砂質泥及粉砂質細砂 紋理狀至塊狀 曲流河點壩上部及天然堤
12 Fw 微波狀層理粉砂相 粉砂 微波狀層理 曲流河決口扇
13 Fm 塊狀層理泥質粉砂相 泥質粉砂 塊狀或不顯層理 曲流河漫灘
14 Fsc 水平層理泥相 粘泥 水平層理 辮狀河河間沼澤
15 Mm 塊狀層理粉砂質泥相 粉砂質泥 塊狀或不顯層理 曲流河漫灘及辮狀河溢岸
16 Mpr 土壤層相 粉砂質泥 植物根 曲流河洪泛沉積土壤化
(1) 塊狀層理細礫相(Gm)
在研究區(qū)分布廣泛,位于嫩江大馬崗河流沉積體的最下部,主要由礫石及充填于礫間的粗砂組成。礫石大小不一,成分混雜,分選差, 呈次棱角狀,最大礫石直徑14cm , 一般為1～115 cm；礫石呈迭瓦狀排列。
(2) 大型低角度槽狀交錯層理細砂相(St1)
此巖相在大馬崗沉積體中部比較發(fā)育,厚1～115m不等,是構成該沉積體內曲流河點壩的主要巖相類型之一。主要由分選較好的中細砂構成,發(fā)育大型低角度槽狀交錯層理,其紋層傾角小于10°,一般5～7°,層系厚度5～14cm, 紋層主要由碎屑顆粒的粒度粗細不同而顯現出來。此巖相內富含炭化植物根及鐵質。
(3) 小型低角度槽狀交錯層理細砂相(St2)
發(fā)育于大馬崗沉積體點壩中部,其不同于巖相St1的特點是槽狀交錯層理的規(guī)模較小,層系厚度3～4cm, 剖面上層系延伸長度20～90cm, 此巖相常與同沉積變形層理巖相交互出現,砂層內富含植物根、鐵質及炭屑。
(4) 小型高角度槽狀交錯層理粉砂相(Ft)
在大馬崗沉積體上部比較發(fā)育,主要由細砂質粉砂組成,其槽狀交錯層理的層系厚度3～40cm,層系在剖面上延伸長度約20～50cm,紋層傾角一般在15～20°,砂層內富含炭屑。
(5) 同沉積變形層理細砂相(Ssd)
發(fā)育于大馬崗沉積體內點壩砂體的中下部,由細砂組成,內部紋層變形呈揉皺狀與層系界面相交,層系厚度小,多為6～8cm, 在紋層面上鐵質比較富集。
(6) 平行層理細砂相(Sh)
僅在大馬崗沉積體西部探槽剖面上見到,分布范圍較小, 由中－細砂組成,紋層近于水平。
(7) 板狀交錯層理細砂相(Sp)
主要發(fā)育于沉積體內點壩砂體的下部,且常見有平行層理與其伴生,由細砂組成,交錯層與層系界面平行,內部紋層以一定角度與層系界面相交,其紋層傾向相反,呈低角度“人”字型,層系厚度多為4～5cm, 在層系的紋層面上,鐵質比較富集,沿紋層面分布。
(8) 反向交錯層理細砂相(Stcb)
在大馬崗沉積體內不多見,僅在研究區(qū)西部橫探槽剖面上見到。其特征是相鄰層系中紋層的傾斜方向相反,呈羽狀。層系厚度多在50cm以上,兩組對稱相反的層系,厚度相近,在橫剖面上其延伸范圍約10m, 紋層傾角小于30°。巖性主要為細砂,分選較好。薛培華(1991) 在拒馬河定興點壩現代沉積中也發(fā)現了此類巖相,并認為是在水流方向急劇改變的條件下沉積作用的結果,分布于曲流的轉彎處。
(9) 波狀交錯層理細砂相(Shcs)
在大馬崗沉積體西部曲流河點壩頂部及天然堤中比較發(fā)育,主要由細砂組成,厚度50～120cm, 層系厚度10～20cm, 層系界面呈微波狀起伏,紋層傾角一般在5～10°,局部與水平層理混雜,砂層內富含鐵質及植物根,鐵質多沿層面分布。
(10) 波狀層理細砂相(Sw)
發(fā)育于大馬崗沉積體的上部及下部,其巖相為細砂,波狀紋層厚3～5cm, 砂層內富含鐵質及炭屑,該巖相厚約3～10cm, 在研究區(qū)內分布較穩(wěn)定。
(11) 薄層狀粉砂質泥與細砂互層相(Sm)
在大馬崗沉積體的上部及下部均比較發(fā)育,包括如下2種類型。1) 黃灰色粉砂質泥與細砂薄層互層,主要出現于大馬崗沉積體上部曲流河天然堤薄的互層沉積物中,是水流周期性越岸沉積而成,以兩種形式出現,一種是砂薄泥厚,單砂層厚一般2～3cm, 粉砂質泥厚一般4～5cm, 構成4～5個小韻律；另一種是砂厚泥薄,單砂層厚8～10cm, 粉砂質泥單層厚2～3cm, 砂層內具微波狀層理,砂層及泥層厚度穩(wěn)定,連續(xù)分布,富含鐵質、植物根及炭屑。2) 白灰色粉砂質泥與細砂互層,在大馬崗沉積體下部辮狀河溢岸沉積物中比較發(fā)育,在研究區(qū)分布范圍較窄,僅見于南部, 其特點是白灰色粉砂質泥與細砂呈薄的互層,單砂層厚約5～6cm, 泥質層單層厚約4～5cm , 砂層內富含鐵質、少量植物根及炭屑。
(12) 微波狀層理粉砂相(Fw)
發(fā)育于大馬崗沉積體的上部,主要由細砂質粉砂組成, 紋層具微波狀層理,含植物根及少量鐵質。巖相厚度20～60cm 不等,在全區(qū)分布比較廣泛。
(13) 塊狀層理泥質粉砂相(Fm)
發(fā)育于大馬崗沉積體上部,厚度為42～50cm 不等, 在研究區(qū)分布較為廣泛,主要由泥質粉砂組成,紋層不顯,內含植物根及巖屑,偶見鈣質結核。
(14) 水平層理泥相(Fsc)
發(fā)育于大馬崗沉積體下部,厚度20～80cm 不等,主要由白灰色含粉砂泥組成,紋層與層系界面平行,在全區(qū)分布較為廣泛。
(15) 塊狀層理粉砂質泥相(Mm)
主要分布于大馬崗沉積體的中部,由黃灰色粉砂質泥組成,紋層不顯,厚度120～133cm, 是構成大馬崗沉積體的一種主要巖相,富含植物根、鐵質及炭屑。(16)土壤層相(Mpr)
分布于大馬崗沉積體的最頂部,在全區(qū)均有分布,主要由深灰色粉砂質泥組成,已被土壤化,富含植物根。
上述不同巖相組合構成了大馬崗沉積體3種不同的垂向沉積層序,反映了不同的沉積環(huán)境。塊狀層理細礫(Gm) 、水平層理泥(Fsc)及薄層狀粉砂質泥與細砂互層(Sm) 構成了大馬崗沉積體的下部垂向沉積層序,代表一次水流由強到弱形成的一個完整的沉積旋回,為辮狀河心灘(底部礫石層) 及辮狀河溢岸沉積。中部層序巖相類型較多,且其縱、橫向變化大,主要由低角度槽狀交錯層理細砂(St1 , St2) 、同沉積變形層理細砂(Scd) 、波狀交錯層理細砂(Shcs) 與塊狀層理泥質粉砂(Fm)構成,局部可見平行層理細砂(Ssd)及反向交錯層理細砂(Stcb),垂向上呈明顯的由粗到細的正旋回,層序底部無明顯沖刷面,與下伏層序呈突變接觸。此套層序的巖相及其組合特征反映是一個完整的曲流河沉積層序, 下部細砂為曲流河點壩沉積,上部泥質粉砂為曲流河漫灘沉積而成。上部垂向沉積層序則主要由薄層狀粉砂質泥與細砂互層(Sm)、塊狀層理泥質粉砂(Fm)、微波狀層理粉砂(Fw)及土壤層(Mpr)構成,其巖相組合特征反映這是一套弱水流條件下的沉積層序,是曲流河溢岸沉積形成,其中粉砂質泥與細砂互層相(Sm)為天然堤沉積,微波狀層理粉砂相(Fw)為決口扇沉積。
可見,嫩江大馬崗河流沉積體內巖相類型多樣,且?guī)r相分布縱橫向變化較大,圖4是大馬崗露頭探槽剖面Ⅴ所觀察到的巖相及其分布特征。
圖4 大馬崗露頭探槽剖面V 巖相類型分布圖
4、沉積環(huán)境
通過對現代嫩江大馬崗河流沉積體九個解剖探槽剖面的精細觀察,結合淺鉆井、測井以及室內的分析化驗資料,從地貌特征、沉積物類型、沉積構造、粒度分布、測井曲線形態(tài)等,將現代嫩江大馬崗河流沉積劃分出辮狀河流沉積相和曲流河沉積相. 辮狀河流沉積相進一步劃分出礫質壩、河間沼澤、溢岸3 種沉積微相；曲流河進一步劃分出點壩、天然堤、決口扇和河漫灘4 種沉積微相.
4.1辮狀河礫質壩沉積微相
礫質辮狀河流河道遷移頻繁,河床寬而淺[1],沉積了廣泛的礫質沉積物。該礫質沉積物位于現代嫩江大馬崗河流沉積體的底部,主要由黃褐色的礫石及粗沙組成,厚度約5m。其主要特征為:礫石成分復雜,以巖漿巖及變質巖礫石為主；礫石體積分數為50%～60%,分選差,最大直徑為14.0cm, 最小為0.2cm,一般在2.5～3.0cm,磨圓差,為次棱角狀；礫石排列呈疊瓦狀,最大傾斜面方向NE40°,整體上層理不明顯,局部略顯平行層理,垂向上具較明顯的正韻律。礫質壩沉積物以推移組分和跳躍組分為主,見圖5(a) ,推移組分的質量分數為50%～60 %,跳躍組分的質量分數為35%～45%,懸浮組分質量分數小于10 %。組分分異不明顯,分選差,推移總體傾角為25°～35°,跳躍總體傾角為20°～30°,懸浮總體傾角為15°～25°,粗細截點都偏粗,粗截點φ為-1～1, 細截點φ為2.0～2.5 , 反映洪水期水流能量高的環(huán)境特點。電測曲線為較光滑的箱形曲線。
圖5 現代嫩江大馬崗段河流沉積概率曲線
4.2辮狀河河間沼澤沉積微相
辮狀河河間沼澤沉積物為灰白色質純粘泥或灰白色含粉沙粘泥,粘土的體積分數一般大于80%,粉沙體積分數多小于20 %；發(fā)育水平層理；富含植物根,植物根被氧化成褐色,并呈不規(guī)則的細條紋垂直于層面。粒度概率曲線上顯示沉積物主要由懸浮組分組成,反映水體相對穩(wěn)定。電測曲線為低平曲線。
4.3辮狀河溢岸沉積微相
辮狀河溢岸沉積物由褐色粉沙質泥及灰黃色粉沙質細沙與灰黃色粉沙質泥近等厚互層組成。泥質沉積物中發(fā)育塊狀層理,富含植物根及鐵質；粒度概率曲線顯示沉積物主要由懸浮組分組成,見圖5(b)。其中粘土質量分數為55%～70%,粉沙質量分數為30%～45%,一般缺乏推移和跳躍組分。沙質沉積物中發(fā)育波狀層理,單層厚3～4cm, 富含植物根及鐵質,鐵質呈斑點狀,局部呈條帶狀,富含炭屑；粒度概率曲線顯示沉積物由跳躍總體和懸浮總體組成,其中跳躍總體質量分數為50%～60%,主要為細沙,懸浮總體質量分數為40%～50%。上述特征表明,溢岸沉積物是較弱水流環(huán)境懸浮沉積為主的產物。電測曲線為指狀曲線。
4.4曲流河點壩沉積微相
點壩是曲流河中最主要的沉積單元,是河床側向遷移和沉積物側向加積的產物,發(fā)育在凸岸一側的河道中,為向河道微微傾斜的沙質淺灘。點壩沉積物為黃色中沙質細沙,向上逐漸變?yōu)榧毶?具明顯正韻律,在垂向上由3 個側積沙層疊覆構成,單個側積沙層厚度6～8cm。在點壩沉積物中發(fā)育了多種類型的層理：大型低角度槽狀交錯層理；小型低角度槽狀交錯層理；波狀交錯層理；反向交錯層理[2] ；板狀交錯層理； 同沉積變形層理等。
表2 為現代嫩江大馬崗河流沉積粒度參數特征
表2 為現代嫩江大馬崗河流幾種沉積微相的粒度參數值。由圖2 (c) , (d) 和表1 可見,點壩沉積物以跳躍組分為主,懸浮組分少,缺乏滾動搬運組分,反映水流能量為弱—中等. 點壩上部跳躍總體質量分數為85 %～93 % , 懸浮總體質量分數為7 %～15 % , 細截點φ為2. 3～2. 5 , 標準偏差σ1 為0. 90～2. 10 , 表明分選中等至較差. 點壩下部推移總體質量分數為5 %～8 % , 粗截點φ在1 左右,細截點φ在2. 2～2. 5 , 標準偏差σ1 為1. 80～3. 30 , 分選較差至差. 點壩垂向上由下至上分
選變好,說明由下部向上部水流能量具有明顯減弱的趨勢. 電測線呈現箱形或圣誕樹形.
根據薄片鑒定和重礦物分析可知,點壩沉積物的礦物成分主要為長石、石英及巖屑,不同剖面中其體積分數變化不大,其中石英的平均體積分數為22.1 %, 長石的平均體積分數為65.1 %, 巖屑的平均體積分數為10.6 %, 泥質的平均體積分數為2.5 %, 重礦物平均體積分數為0.69 %. 重礦物種數達20 種,以穩(wěn)定性差的重礦物為主,其相對體積分數為68 %, 主要有綠簾石,角閃石和輝石；穩(wěn)定型重礦物的相對體積分數為32 %, 主要為鈦鐵礦、磁鐵礦、白鈦礦和鋯石. 這些重礦物以中～粗粒為主,細粒較少,風化淺,磨圓差,為棱角狀或次棱角狀. 因此,點壩沉積物的成分成熟度及結構成熟度均較低,表明沉積物形成時氣侯較干燥,化學風化作用不強,搬運近,沉積速度較快.
3. 5 曲流河天然堤沉積微相
天然堤沉積物有黃灰色粉沙質泥和灰黃色粉沙質細沙,粒度較點壩沉積物細,其垂向上的突出特點是二者組成薄互層. 單沙層厚4～6 cm, 泥層厚3～4 cm. 單沙層中具有波狀層理,泥層內具斷續(xù)水平層理； 沙層內含有炭屑及植物根,蟲孔發(fā)育,并與層理斜交,蟲孔直徑1～2 cm； 富含鈣質,局部可見鈣質結核,含少量鐵質. 粒度概率曲線顯示沉積物主要由跳躍組分和懸浮組分組成,見圖2(e) . 其中跳躍總體質量分數為68 %～85 %, 懸浮總體質量分數為15 %～32 %, 缺乏推移總體,細截點φ為2. 6～2.8 , 標準偏差σ1 為
1 1. 51～2.90 , 表明分選較差至差. 總體反映了穩(wěn)定水流多次漫溢變化的天然堤環(huán)境特點. 電測曲線呈指狀.
2 3. 6 曲流河河漫灘沉積微相
曲流河河漫灘沉積物分布在河道兩側地勢低平的地帶,由灰褐色粉沙質泥和泥質粉沙組成,常見厚2 ～3 cm 的粉沙質細沙條帶. 粘土的質量分數為40 %～60 %, 粉沙的質量分數為35 %～50 %, 粒度概率曲線顯示沉積物主要由懸浮組分組成,反映曲流河洪水期漫溢水流懸浮沉積的環(huán)境特點. 河漫灘中植物根發(fā)育,并被氧化,呈褐色不規(guī)則條紋狀；含少量炭屑,富含鈣質,局部見白色的直徑為1. 5～2.0 cm 的鈣質結核及團塊,靠近水體一側的沉積物中鈣質結核及團塊的數量明顯增多；常見生物活動遺跡,遺跡呈彎曲蛇狀洞穴,內部充填黃色中沙,洞穴周邊富含鐵質,呈棕褐色；塊狀或不顯層理；縫合線較發(fā)育,寬度1～40 cm. 電測曲線為較低平曲線.
3. 7 曲流河決口扇沉積微相
曲流河決口扇沉積物由黃色細沙質粉沙組成,富含植物根、鐵質及鈣質；發(fā)育小型高角度槽狀交錯層•10 •
理,其特點是層系規(guī)模小,層系橫向延伸10 cm 左右,層系厚度3～4 cm, 紋層傾角多為20°左右,紋層分別由灰白色鈣質粉沙及黃色粉沙組成.
薄片鑒定結果表明,決口扇沉積物的礦物組成主要為石英、長石及巖屑,不同剖面的樣品其中各成分含量略有差別,其中石英的平均體積分數為25.4 %, 長石的平均體積分數為57.1 %, 巖屑的平均體積分數為16.1 %, 泥質的平均體積分數為2.3 %. 長石多呈次圓狀,石英多呈次棱角狀,碎屑的最大粒徑為0. 33 mm , 多為0. 07～0. 16 mm.
由表1 和圖2(f) 可見,決口扇沉積物以跳躍組分和懸浮組分為主,推移組分很少,其中跳躍總體的質量分數為85 %～90 %, 懸浮總體的質量分數為10 %～15 %, 細截點φ在2. 4～2. 6 之間,標準偏差σ1 為
1. 50～1.89 , 表明分選較差. 在C-M 圖上,決口扇沉積物的樣品點主要集中于P-Q 段,少數在S-R 段, 這兩段均反映沉積物為懸浮搬運為主,S-R 段的最大C 值為0.3 mm, 反映了水流懸浮搬運的最大粒級為中沙～細沙,洪水期水動力條件較強,攜帶大量的中沙至細沙的上層水流沖決天然堤后,水流速度減弱,沙質沉積形成決口扇.
4 垂向沉積層序
現代嫩江大馬崗段河流沉積實際上是由辮狀河沉積和曲流河沉積形成的復合沉積,經歷了礫質辮狀河活躍—廢棄—曲流河活躍這樣一個演化歷程, 形成了總體下粗上細的正旋回沉積層序,見圖3.
4. 1 礫質辮狀河活躍階段
據泥質沉積物年代分析,礫質辮狀河活躍階段距今大約2. 1 ×104 a, 嫩江大馬崗段河流流域地勢高差較大,物源較充足,地形坡降大,辮狀河道寬而淺,分叉游蕩頻繁,水流較急,搬運能力強,沉積了以礫石為主的礫質壩.
4. 2 礫質辮狀河廢棄階段
礫質辮狀河在較大范圍、較短時間內廢棄,其原因可能是構造運動抬升發(fā)生準平原化,造成沉積間斷,也可能是辮狀河道在上游發(fā)生改道遷移,形成了以富含植物根的粘泥為主的河間沼澤沉積. 盡管辮狀主河道已廢棄,但仍有水流或漫流活動,且水流能量有逐漸加強的趨勢,形成了由下向上泥質體積分數逐漸減少而沙質體積分數逐漸增多的溢岸沉積.
4. 3 曲流河活躍階段
在距今約1. 7 ×104 a 前,曲流河開始活躍,沉積了具有明顯正韻律的以中沙質細沙為主的點壩. 該點壩沙體粒度偏細,中粗沙體積分數少,底部無滯流沉積,也無明顯的沖刷面,并缺少反映較強水動力條件下形成的平行層理及大型高角度交錯層理. 說明該時期發(fā)育的曲流河應為低能量曲流河. 在洪水頻發(fā)的過程中,由于側向和垂向加積作用,在點壩之上形成了河漫灘、天然堤及決口扇的垂向有序疊置.
4. 1 曲流河相
4. 1. 1 河床亞相
河床亞相又稱河道亞相, 在嫩江大馬崗河流沉積體內, 河道亞相僅見到發(fā)育良好的點壩沉積微相, 未見到明顯的河床沖刷面。
點壩沉積微相：發(fā)育于大馬崗河流沉積體的中部,是構成大馬崗河流沉積體的砂體富集相帶,主要由St1, St2, Ssd, Sh, Sp , Stcb, Shcs等巖相組成,以含粗砂中砂質細砂沉積為主,向上逐漸變?yōu)榧毶?具明顯的正韻律,發(fā)育大型槽狀交錯層理(照片1)、板狀交錯層理或平行層理等,富含植物根及碳屑,局部可見圓柱形垂直于層面的蟲孔構造。粒度概率曲線以兩段式為主,缺乏推移質,概率曲線的斜率較大,表明分選性較好,躍移質占60% 以上。
在大馬崗河流沉積體內, 發(fā)育1～3 個沉積旋回, 形成了1～3 個不同規(guī)模的側積砂體, 在工區(qū)的東部
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