经典地质图集，彻底搞明白河流相！

如果说山川是地球伟岸的骨骼，

那么河流便是地球奔腾的血液。

波澜壮阔的长江黄河，

宽广神秘的亚马孙河，

奔流不息的尼罗河

.......

亚马孙河（图源@Peru Resources ）

侵蚀、搬运、沉积，

不同类型的河流塑造了

完全不同的神奇世界！

01

-什么是河流-

河流是陆地表面上

经常或间歇有水流动的

线形天然水道。

是陆地上最活跃,

最有生气的侵蚀、

搬运和沉积地质营力。

河流沿途接纳众多支流，

并形成复杂的

干支流网络系统，即为水系。

通常可分为

树枝状水系、扇形水系和

格子状水系等。

中国水系分布

树枝状水系是

水系发育中最普遍的一种类型，

干支流呈树枝状。

一般发育在抗侵蚀力较一致

的沉积岩或变质岩地区。

如西江（珠江水系干流之一）

上游接纳柳江、郁江、桂江等支流。

扇形水系是干支流组合而成的

流域轮廓形如扇状的水系，

如海河水系。

格子状水系由干支流

沿着两组垂直相交的

构造线发育而成，

如闽江水系。

不同类型的河流，

在河道的几何形态、

横截面特征、坡度大小、

流量、沉积负载、地理位置、

发育阶段等方面都存在着差别。

按照地形及坡降，

可将河流分为

山区河流和平原河流。

按河流发育阶段，

又可分为幼年期、壮年期、

老年期河流。同一河系，

上游可属幼年期，

中游属壮年期，

下游则属老年期。

根据拉斯特(Rust,1978)

的划分方案，河流被分为

顺直河、曲流河、

辫状河、网状河四种类型。

（底图源@google.com）

该方案目前最被认可，

其中以曲流河和辫状河分布最广，

而顺直河和网状河较少见。

各类河流（图源@google.com）

02

-曲流河沉积-

作为最常见的河流类型，

曲流河是研究程度

最高的一类河流。

根据次一级环境及其

沉积物特征的不同，

曲流河主要亚环境类型可分为

河床、堤岸、河漫以及

牛轭湖四个主要亚相。

曲流河沉积（图源@google.com）

河床亚相主要包括

河床滞留沉积和

边滩沉积两个微相。

河床中流水的选择性搬运，

使细粒物质被悬浮和带走，

而将上游搬来的或就近

侧向侵蚀河岸形成的砾石等

粗碎屑物质留在河床底部，

集中堆积成不连续的透镜体，

为河床滞留沉积。

边滩（点砂坝、曲流砂坝）

（point bar）沉积是

曲流河中最重要的砂体类型。

河水在前进过程中

不断对外岸进行冲刷，

又由于横向环流将河流中

搬运物带至内岸沉积下来，

形成了以侧向加积为主的沉积特征。

边滩（图源@Jean-Christophe BENOIST ）

边滩下部靠近河心处，

沉积颗粒较粗（以砂粒为主）；

上部远离河心，沉积物较细。

边滩厚度近似于河床深度，

河道宽、弯曲度大，

边滩发育越宽阔，反之亦然。

边滩剖面结构（图源@文献[1]）

堤岸亚相作为河流相的顶层沉积，

垂向上发育在河床沉积的上部。

其岩石粒度较细，

类型简单，以小型交错层理为主。

主要包括的微相为

天然堤和决口扇。

（底图源@google.com）

天然堤（Natural levee）是

由于洪水期河水漫越河岸，

当河水流速降低时，携带的

大量悬浮物质在岸边

很快沉积下来所形成。

天然堤（图源@google.com）

天然堤主要分布于曲流河道两岸，

沉积物粒度细于边滩，

粗于河漫滩，内部主要发育

小波痕交错层理和槽状交错层理等。

顶面代表了最大洪水期

所到达的水位高度。

（图源@文献[2] ）

在高水位时，洪水冲决天然堤，

在堤岸靠平原方向的斜坡上

形成树枝状水系的扇状堆积物，

即决口扇（Crevasse splay）。

决口扇沉剖面上呈透镜体状，

厚度一般从十几厘米到几米，

粒度常比与之相连的堤岸沉积要粗。

决口扇示意图（图源@文献[3] ）

河漫亚相位于天然堤外侧，

地势低洼、平坦，洪水泛滥期间，

水流漫溢天然堤，流速降低，

使河流悬浮沉积物大量堆积。

（图源@google.com）

根据其沉积环境和沉积特征，

河漫亚相可进一步划分为河漫滩、

河漫湖泊和河漫沼泽三个沉积微相。

（底图源@google.com）

其中，河漫滩（floodplain）

作为曲流河沉积体系中重要的部分，

是河床外广阔的滩地，

平水期无水，洪水期被水港没。

河漫滩（floodplain）（图源@google.com）

特点是其沉积物二元结构鲜明，

下部由较粗大的河床冲积物

（主要为粗砂和砾石）组成，

上部由洪水泛滥时沉积的

较细的河漫滩堆积物

（主要是细砂和粘土）组成。

河漫滩平面和剖面结构（底图源@image.baidu.com）

牛轭湖亚相（Oxbow lake）

属废弃河道沉积。

曲流河道在发育过程中，

由于截直作用或冲裂作用，

可以使某一段河道或

整个河道废弃，

从而形成牛轭湖沉积或

废弃河道沉积。

牛轭湖形成

03

-辫状河和网状河沉积-

辫状河（ braided river）

的河道宽而浅，频繁迁移，

游荡不定，也称作游荡性河道。

辫状河（图源@Andrew Cooper ）

辫状河具有的

强烈侵蚀性和快速迁移性，

一旦发生决口，

河道便直接改道，

堤岸沉积和决口扇沉积

很难被保存下来。

辫状河沉积模式（底图源@google.com）

心滩（ mid-channel bar）

是辫状河河道中的

标志性地貌单元。

狭义的心滩是指在正常情况下

（平水季节）露出水面的

河心洲（滩、岛）。

辫状河与心滩（图源@文献[4]）

广义的心滩则是泛指

辫状河河道内的所有

一定规模的正向地貌单元，

即包括河心洲在内的各类砂坝：

纵向砂坝（Longitudinal bar）、

横向砂坝（Transverse bar）、

斜列砂坝（Diagonal bar）。

各类砂坝（图源@riverstyles.com）

网状河（anastomosed river）

是多河道高弯度河流，

一般来说其河道坡度小，

水流能量低，

河流的侧向迁移能力弱。

因此沉积环境较稳定，

各沉积相在垂向上增生、叠加。

网状河（图源@SpringerLink）

就网状河的沉积环境来说

可分为河道沉积和湿地沉积。

网状河沉积（底图源@google.com）

河道沉积沉积物以砂为主，

结构以跳跃组分为主，

构造上具有槽状交错层理，

平面上呈带状、网状，

剖面上砂体厚、窄，

呈多层叠置的透镜状。

河道比较（图源@seddepseq.co.uk）

湿地沉积物以富含

泥炭的粉砂、粘土为主，

类似于沼泽的沉积环境。

整体上网状河具有

“泥包砂”的沉积特征。

参考资料：

[1] Ernenwein, Eileen. (2002). Establishing a method for locating buried Oxbow Lake deposits using electrical conductivity, Sacramento Valley, California [microform] /. 

[2] Cannon, Charles. (2015). Landforms along the Lower Columbia River and the Influence of Humans. 

[3] Burns C E , Mountney N P , Hodgson D M , et al. Anatomy and dimensions of fluvial crevasse-splay deposits: Examples from the Cretaceous Castlegate Sandstone and Neslen Formation, Utah, USA[J]. Sedimentary Geology, 2017, 351(APR.15):21-35.

[4] Schuurman F , Marra W A , Kleinhans M G . Physics-based modeling of large braided sand-bed rivers: Bar pattern formation, dynamics, and sensitivity[J]. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2013, 118(4):2509-2527.

[5]钱宁. 关于河流分类及成因问题的讨论[J]. 地理学报, 1985, 000(001):1.

[6] 朱筱敏. 层序地层学[M]. 石油大学出版社, 2000.

[7] 王良忱, 张金亮. 沉积环境和沉积相[M]. 石油工业出版社, 1996.

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