赣江三角洲的形成条件与沉积特征分析

2017-05-09尹红杰硕良勋王晨晨

速读·中旬 2016年8期

尹红杰++++硕良勋++++王晨晨

摘要：本文通过查阅历史资料，运用地层分析方法研究赣江三角洲形成的区域地质背景，利用遥感方法分析鄱阳湖的湖盆特征，结合赣江与鄱阳湖的水文特征对赣江三角洲的形成条件进行了探究，将赣江三角洲分为三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相与前三角洲沉积亚相，在此基础上对赣江三角洲的沉积特征进行了分析和研究。

关键词：赣江三角洲；鄱阳湖；沉积相；遥感

鄱阳湖是我国第二大湖泊和最大的淡水湖，位于江西省中北部，主要容纳赣江、抚河等五条河流，年吞吐地面径流量约为1500亿m3。赣江是鄱阳湖最大的河流，年径流量约为660亿m3，携带大量泥沙进入鄱阳湖。鄱阳湖盆广坡缓、水体较浅，湖水动力条件弱，进入湖泊的泥沙呈扇状沉积于湖泊中，逐渐形成赣江三角洲。赣江三角洲作为鄱阳湖面积最大的三角洲，在赣江和鄱阳湖水体混合动力的影响下，经常发生前进、后退等变化。这种不稳定性对鄱阳湖的演化、湖区周围人类生活生产活动产生重要影响。因此研究赣江三角洲的沉积特征和演化趋势，不仅对研究鄱阳湖的演化具有重要意义，而且有利于合理安排人类的生产生活活动。

一、区域地质背景

鄱阳湖位于典型的亞热带季风气候区，气候温和湿润，光照时间较长，雨量充沛。春季受来自海洋气流的影响进入春雨期，六月中下旬进入梅雨期，阴雨延绵。夏季和秋季被副热带高压控制，气温升高降雨量减少；冬季受来自北方冷空气的影响，寒冷干燥。由于受气候、地形、河流等因素的影响，鄱阳湖是具有高复杂性水动力结构的湖泊，具吞吐型、季节性、高水湖相、低水河相的特征。

鄱阳湖主要由三部分构成：北部杨家山以北的狭长水道部分为彭蠡泽；中部主要是由构造运动形成的鄱阳湖湖盆；南部则是古鄱阳湖水体向南推进淹没的“枭阳平原”。鄱阳湖南北长约180km，东西平均宽度约为17km，湖岸线长度约为1200km，平均深度约6-7m，容积约300亿m3。

二、赣江三角洲的形成条件

赣江三角洲与传统的深水式三角洲存在很大区别，与传统的深水式三角洲相比，赣江三角洲不存在明显的三角洲“三层结构”，其属于河控浅水式三角洲。这是因为赣江三角洲形成时具有非常有利于三角洲形成的地质背景：盆广坡缓的地形、多变的湖平面和较浅的湖水。

1.盆广坡缓，地形坡度小0.1度

本文运用遥感方法研究了鄱阳湖在1980、1998 和2010 年3 个不同时期的湖盆各地区的海拔高度情况，并以此绘制了鄱阳湖在这三个时期的湖盆数字地形模型（图1）。从图中可以看出近三十年以来鄱阳湖湖盆整体变化不大，总体呈现南部较北部高，东西部高程相近的特征。湖泊北部的狭长水道地区相对于其他地区较低。南部则是由赣江入湖后的卸载作用形成的大面积三角洲沉积，其海拔高于其他地区。但总体来看鄱阳湖湖盆地势平坦，地形梯度变化较小，经测量该湖盆的地形坡度小于0.1°，为赣江浅水三角洲的发育提供了稳定的盆地构造基础。

2.鄱阳湖水体浅且频繁动荡，湖水涨缩，水深旋回变化

鄱阳湖湖底很平缓，经测量总体坡度约为0.1°，水体较浅，平均水深6.4m左右，北部古赣江水道部分水深较大，但对湖盆总体坡度影响不大。作为鄱阳湖主要补给水源的五大河均位于亚热带季风气候区，受降水季节变化的影响，3-7月份径流量大，湖泊水体夏秋季节急剧扩张；10月至次年3月径流量较小，冬季到来年春季水体收缩，湖泊水体动荡不稳。通过鄱阳湖丰水期、枯水期沉积环境变化的遥感图发现，洪水期湖泊水域面积可达4647km2，而枯水期面积仅有150km2，出现“洪水一片，枯水一线”、“高水是湖，低水似河”的自然景观。

三、赣江三角洲沉积特征

国内外学者通过对各区域多种类型的浅水三角洲进行了广泛的研究后，认为浅水三角洲与传统的深水型三角洲有明显的区别，且对浅水三角洲的研究应从水体动力学、砂体形态、三角洲平面展布特征等方面入手，并依据河道分叉和湖水覆盖情况将浅水三角洲沉积分为上三角洲平原、下三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲4个沉积亚相。但笔者经过分析赣江三角洲沉积特征后认为：上三角洲平原相与下三角洲平原相沉积构造相似度较高，应合并论述；前三角洲相与湖相沉积高度一致，可放在湖相沉积中研究，不再论述。本文将在此分类的基础上研究赣江三角洲的沉积特征。

1.三角洲平原亚相

三角洲平原是指从河流入湖口分为大量小河道开始一直到湖泊常年低水位线之间的，主要是由河流卸载作用形成的倒三角状的沉积体。与一般三角洲不同，赣江三角洲平原厚度薄、展布广、受河流作用影响强烈。本文中我们将三角洲平原亚相细分为分流河道沉积微相、天然堤沉积微相、决口扇沉积微相和分流间湾沉积微相。

（1）分流河道沉积微相：

赣江三角洲分流河道微相主要由氧化环境下形成的浅黄色中砂组成，洪水期可含粒度较小的砾石滞留沉积。河道沉积物为河流长距离搬运而来，沉积物的分选性和磨圆度都较好，成分成熟度较高，稳定组分含量高，可含有一定的重矿物。从平面上来看，其粒度从三角洲向湖方向逐渐变小，粒度较其他沉积微相粗，平均厚度约为50cm-1m；垂向剖面则显示粗粒沉积物与细粒沉积物交替出现的韵律性构造（图2）。其成因是：洪水期河流作用强烈，河流流量大、流速快，此时可将大量的粗粒物质携带至三角洲沉积，形成厚层的粗粒沉积物；枯水期河流流量小，河流难以搬运大量的粗粒物质，仅有少量的细粒物沉积。洪水期与枯水期交替出现和沉积就形成了韵律性的构造。

（2）天然堤沉积微相。枯水期河水可以通过三角洲平原中的分流河道注入湖中，但到了洪水期分流河道泄水量不足以满足河流过水量的需求，因此部分河水溢出河道。在河水溢出河道后流速减缓，河水负载能力减弱，沉积物发生卸载。由于大部分的卸载作用发生在分流河道两侧，因此分流河道两侧在经历多次的洪水期后逐渐增高，最终演变为天然堤沉积微相，天然堤枯水期露出水面，洪水期被淹没。由于水动力较弱，天然堤沉积物较分流河道细，主要由泥质物与砂质物互层组成（图3）。天然堤水源和阳光充足，常暴露于地表环境，植被繁茂，常见植物根茎化石，但动物化石较少。

（3）决口扇沉积微相。河水进入三角洲平原后，坡度变缓，流速降低，但流量并未减少，因此在分流河道的薄弱地段河水冲决天然堤，形成扇状的沉积体，称为决口扇。决口扇平面上呈扇形，厚度由扇根向扇缘变薄。决口扇沉积物粒径在2.0-3.1φ，沉积物粒度较河道沉积细，但比天然堤粒度粗。跳跃组分可达50%-90%，自扇根向扇缘减少；滚动组分小于3%；悬浮组分为20%-30%左右（图），主要分布在山体的上部和边缘水动力较弱的部分。决口扇沉积成层性较差，常见滑塌等变形构造或重荷模构造。

（4）分流间湾沉积微相。分流间湾是被分流河道和天然堤分割的平坦洼地，其沉积物源于河流泛滥时河水的携带物，主要成分是稳定性较高的粘土类矿物，例如云母等。沉积物粒度较细，主要构成是悬浮组分，缺少跳跃和滚动组分，显示较弱的水动力条件，分选性也较差。沉积构造主要是泥质物组成的块状构造，若分流间湾下部为废弃河道，则垂向剖面具河流沉积特征的“二元结构”：底部为粒度较粗的河床滞留沉积，上部为相对较细的河漫沉积。分流间湾在洪水期沉没于水下，枯水期则暴露于地表，因此常发育泥裂等暴露构造。常见淡水生动植物化石。

2.三角洲前缘沉积亚相

赣江三角洲前缘是三角洲常年低水位与浪基面之间的部分，其长期处于水下，受河流与湖泊作用双重影响，发育了一套具有湖泊与河流双重特色的水下沉积。沉积微相包括分流河道微相、水下天然堤微相、水下决口扇微相与湖湾微相等单元。

（1）水下分流河道与天然堤沉积微相。三角洲前缘的水下分流河道与天然堤位于湖泊低水位与浪基面之间，由于长期处于水下，同时受湖泊和河流水动力的双重影响，水下分流河道与水下天然堤沉积微相高度相似。与平原相的分流河道与天然地相比沉积物粒度较细，以泥质物沉积为主，其在概率图上的粗截点位置一般在1.0-2.0φ之间，较陆上沉积相明显变细，反映了三角洲前缘水动力情况变弱的特征。

（2）水下决口扇微相。水下决口扇是洪水期水下天然堤被河水冲破形成的扇状沉积体。其沉积物较三角洲平原决口扇细，规模相对也较小，主要成分为泥质沉积，粒度特征中跳躍组分占45%-55%，中值在2-3之间。垂向沉积特征为：下部是静水环境下湖相沉积的青灰色粘土，见水平层理；中部为淡黄色中细砂岩或粉细砂岩，含薄层透镜状黑色粘土；上部多为棕黄色纱质粘土（图4）。这一沉积特征显示了赣江三角洲向湖中推进的特征。

（3）水下分流间湾沉积微相。水下分流间湾是被湖水淹没的分流间湾洼地。与平原相分流间湾相比，因湖水水动力较弱，长期处于静水环境，以泥质沉积物为主，悬浮组分大于96%，跳跃组分含量小于1%，滚动组分也极少。但靠近水动力较强部位跳跃和滚动组分相应增加。粒径中值一般为7.5φ。垂向剖面底部为缺氧环境下沉积的灰黑色、黑色淤泥；中部为灰白-棕黄色相间的杂色粘土；顶部为灰白-淡黄色粘土，夹薄层粉砂，常见铁锈斑纹，植物根茎发育（图5），反映了其处于氧化一还原的过渡环境。

图5 水下分流间湾沉积微相

四、总结

本文通过对赣江三角洲进行研究，现得出以下结论：

（1）鄱阳湖盆地构造稳定，具有强烈的河流作用、微弱的湖泊作用、盆广坡缓的地形、湿润多雨的气候、充足的物源供给、多变的湖平面和较浅的湖水等诸多特征，为赣江三角洲的形成与发展提供了有利的条件。

（2）赣江三角洲横向发育上三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相与前三角洲沉积亚相，其中三角洲平原亚相又可分为上三角洲平原相与下三角洲平原相。

（3）赣江三角洲沉积特征为：平原相主要受河流作用影响，沉积物粒度粗，以砂质物为主；三角洲前缘以泥质和细粉砂质沉积物为主；三角洲前缘则是湖相泥岩和河流沉积的泥质物为主。同一沉积相内粒度特征是：河道沉积粒度粗，跳跃组分多；天然地和决口扇次之；分流间湾沉积物粒度最细，悬浮组分含量为主。

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