冲积扇的古地理特征

发布网友 发布时间：2022-07-18 13:57

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好二三四 时间：2022-07-29 13:14

冲积扇上常有弯曲的河流出现，有时改道较多，出现错综的河网；范围较大，有时可达数万平方千米；除近中心处坡度稍大外，总体坡度较小，外围与平原相接，过渡不明显。

特点（1）扇根：分布于邻近断崖处的冲积扇顶部地带，其特征是沉积坡度角最大，常

发育有单一的或２－３个直而深的主河道。主要发育河床充填沉积及泥石流沉积。

（2）扇中：位于冲积扇中部，构成冲积扇的主体，沉积坡度角较小，辫状河道发育，以辫状分支河道及漫流沉积为主，与扇根相比，砂／砾比值大，岩性以砂岩、砾状砂岩为主，可见辫状河流形成的不明显的交错层理和平行层理，河道冲刷－充填构造发育。

（3）扇缘：位于冲积扇上部，地形平缓，以漫流沉积为主，沉积物较细，常由砂岩夹粉砂岩，粘土岩组成，局部见有膏岩层，分选良好，可见平行层理、交错层理、冲刷－充填构造等，粉砂岩－粘土岩中可显示块状层理、水平纹理、变形构造以及干裂、雨痕等暴露构造。

热心网友 时间：2022-07-29 10:22

4. 1. 1 古地理面貌 ( 形态)

在地壳升降强烈地区，由于风化、剥蚀作用较为剧烈，其作用产物被河流携带流出山口时，由于坡降减小、流速变缓而堆积下来形成的扇状体称为冲积扇 ( 图 4. 1) 。冲积环境的形成和发展受到自然地理、气候和地壳升降运动等因素的影响，造山作用越强，地形高差越大，气候越干旱，越有利于冲积扇的发育。

图 4. 1 理想冲积扇的地貌剖面及沉积物分布( 据斯皮林，1974，转引自姜在兴，2003)

冲积扇的外部形态是典型的楔状体。当山脉升降发生在冲积扇形成之前时，由于源区供给大量沉积碎屑而形成山前沉积厚、远离山前沉积减薄的楔形体图 4. 2( A) 。当构造活动趋于稳定时，山前沉积遭受剥蚀，形成邻近山前沉积较薄、远离山前沉积突然增厚的反向楔状体图 4. 2( B) 。冲积扇的内部特征较为复杂，随着源区上升和水系的形成，冲积扇不断向前推进，并在侧向上往返迁移。主河道在洪泛期大致分布在冲积扇轴部，沉积厚度较大，两侧由于漫流而沉积厚度较小，从而在横剖面上呈上凸的透镜状 ( 图 4. 2( C) ) 。

4. 1. 2 岩性及颜色特征

由于母岩性质差异，冲积扇的组成物质粗而杂乱，粒级分布很宽，从泥、砂一直到巨砾。多数冲积扇以砾石沉积为主，砾石间充填砂、粉砂和黏土级的碎屑。扇顶以砾、砂岩为主，至扇缘部分砂、粉砂和黏土含量增多，层厚变薄。在冲积扇沉积中，常见有碳酸盐、硫酸盐等矿物，如方解石、石膏等，它们是与碎屑同时沉积，或是作为地表物质风化结果堆积下来的，故根据盐类矿物的差异，在一定条件下有可能推断出母岩区母岩的性质。

冲积扇是间歇性急流堆积的产物。沉积物质经常暴露地表，遭受不同程度的氧化作用，故缺少还原性的暗色沉积物，砾岩及砂岩颜色复杂，以浅灰、灰绿及灰白色为主，泥质沉积物的颜色一般带有红色，以紫红色及棕红色为主，间有灰绿色 ( 表 4. 1) 。

图 4. 2 冲积扇的几何形态( 据布尔，1972)

表 4. 1 冲积扇各相带沉积特征

续表

( 据薛叔浩，2002)

4. 1. 3 沉积构造特征

冲积扇沉积由于属于间歇性急流成因，故层理发育程度较差或中等。泥石流沉积显示块状层理或不显示层理，细粒泥质沉积物可见薄的水平层理，粗粒碎屑沉积有时亦可见不太明显和不太规则的交错层理，斜层倾向扇缘，倾角为 10° ～ 15°。在垂向上，层理构造表现为流水沉积物与泥质沉积物复杂交互的构造序列。

冲积扇的粗碎屑沉积中常见冲刷 － 充填构造，主要发育在扇顶附近。砂质沉积局部可见水流波痕。砾石若有定向排列，则呈向源倾斜，倾角为 30° ～ 40°。泥质表层可发育泥裂、雨痕和流痕等 ( 表 4. 1) 。

4. 1. 4 粒度分布特征

冲积扇砂质沉积物的概率曲线一般分为 3 段: 滚动组分含量为 1% ～30% ，跳跃组分含量为 50% ～60% ，悬浮组分含量为 10% ～30% 。从扇根向扇缘方向，滚动组分和跳跃组分含量降低，悬浮组分含量增高。冲积扇中不同类型沉积物具有不同特征的 C － M 图( 图 4. 3) 。漫流沉积与河床充填沉积在 C － M 图上为一弯曲图形，缺少 RS 段，只有 P －Q － R段图形，说明均匀悬浮沉积对冲积扇来说是不特征的。PQ 段代表冲积扇河床充填沉积，大致与 C = M 线平行，C 与 M 成比例增加，C 与 M 值接近，说明分选好，这一段代表浅的面状水流沉积，即漫流沉积。泥流沉积是一个近似与 C = M 线平行的长条状图形，与帕塞加的浊流沉积 C － M 图接近。不同处在于浊流 C － M 图中线上的样品点，C 是 M 值的 2. 3 ～4. 2 倍; 而泥流 C － M 图中线上各点，C 是 M 值的 40 ～80 倍，这说明泥流比浊流在分选上要差得多，黏度和密度也大得多。

图 4. 3 冲积扇各沉积类型的 C － M 图( 据布尔，1964，转引自姜在兴，2003)

4. 1. 5 结构特征

冲积扇沉积物以含大量砾石为特征。沉积物粒度粗、成熟度低。砾石磨圆一般较差，较大粒径的砾石与较小粒径的砂、泥相互混杂接触。从扇顶至扇缘粒度逐渐变细，分选、磨圆逐渐变好。不同过程形成的沉积物分选性和支撑类型可以不同。Bull ( 1972) 曾对美国迪亚布洛山脉冲积扇的不同类型沉积物的分选性做过定量对比，其中泥石流沉积物的分选最差，在垂向和平面上粒度变化快。泥石流沉积物常显基质支撑结构，筛滤、片流、河床充填沉积主要为碎屑支撑结构。

4. 1. 6 生物化石特征

冲积扇几乎不含动 ( 植) 物化石，也很少含有机质。

4. 1. 7 测井电性特征

冲积扇在自然电位上为分层不明显的块状或带锯齿的块状 ( 图 4. 4) ，扇根中泥石流部分电阻率曲线为参差不齐的锯齿状，通常峰值很高，顶、底多为渐变型，自然电位曲线则呈中幅锯齿状，顶、底界面亦为渐变型; 主河道在电阻率测井曲线上，常表现为带齿边的大幅度曲线，其异常幅度往往是整个冲积扇中的最大者，自然电位曲线的异常幅度也较大，界面曲线形态多为底部突变、顶部渐变型，有时也有顶、底渐变型或钟型。扇中以辫状河沉积为主，在电阻率曲线上扇中辫状河道沉积表现为带齿边的中等幅度箱型或钟型，自然电位测井曲线的形态虽然也呈带齿边的箱型或钟型曲线，但其幅度往往是整个冲积扇上的最大者。一般情况下，测井曲线的界面形态为顶、底突变型或底部突变、顶部渐变型。扇端在测井曲线上，表现为明显的幅度小、偶尔出现薄层砂的小齿峰的低平曲线，或小锯齿指状和尖嘴状，扇端的曲线幅度在冲积扇中是最小的。侧翼漫流沉积测井曲线上为参差不齐的齿状曲线，齿峰多而幅度小，幅度有向上减小的趋势。

图 4. 4 冲积扇各部位的测井曲线特征( 据于兴河，2002)

若扇根部位泥质含量很高，会使渗透率大为降低，扇中因泥质减少而导致渗透率增高，自然电位幅度随之增大，会出现漏斗形反旋回的特点 ( 图 4. 5) 。

4. 1. 8 地震反射特征

由于冲积扇的物质组成比周围冲积平原的物质要粗，埋藏过程中，砂、泥压实的差异，导致在地震剖面上表现为沉积盆地边缘处紧贴山根呈楔状或透镜体形态。由于冲积扇沉积体系以剥蚀充填为主，沉积厚度、面积相对较大，在纵贯扇体的地震剖面上扇体为楔形反射，在横切扇根或扇中的地震剖面上为宽缓的丘形反射，内部杂乱或无反射。振幅强弱多变，连续性中—差 ( 图 4. 6) ，走向地震剖面上呈丘状或背斜形态。大型冲积扇的地震响应一般为较大面积的杂乱反射。

图 4. 5 陆上冲积扇粗碎屑岩的电性特征( 据李丕龙，2003)

图 4. 6 惠民凹陷临南洼陷 crossline58 冲积扇地震相特征

4. 1. 9 垂向沉积序列

当沉积物堆积速度小于盆地的沉降速度时，发生向源区的退积作用，扇端沉积覆于扇中沉积之上，扇中沉积覆于扇根沉积之上，形成下粗上细的正旋回层序 ( 图 4. 7) 。在沉积物堆积速度大于盆地沉降速度时，发生向盆地方向的进积作用，会形成下细上粗的进积反旋回沉积层序。

4. 1. 10 冲积扇的相模式及岩相古地理特征

张继易 ( 1980) 结合露头剖面及现代沉积的考察，建立了冲积扇的沉积模式，并细分了内部沉积相的组成及各自特征 ( 图 4. 8) 。

图 4. 7 冲积扇的沉积序列( 据孙永传等，1986)

图 4. 8 冲积扇环境示意( 据张继易，1980)

扇根分布在邻近冲积扇顶部地带的断崖处，其特点是沉积坡度角最大，发育有单一的或 2 ～3 个直而深的主河道。沉积物主要由分选差、无组构的混杂砾岩或具有叠瓦状的砾岩、砂岩组成，一般呈块状构造，无层理特征，主要为泥石流和河道充填沉积组成。

扇中位于冲积扇中部，为其主要组成部分，沉积物分选性较扇根要好，但仍然较差，具有中到较低沉积坡度角，辫状河道发育。主要由砂岩、含砾砂岩和砾岩组成，常以筛积物形式出现，砾石碎屑多呈叠瓦状排列，河道冲刷充填构造发育。

扇端出现在冲积扇的趾部，地形平缓，沉积物主要是砂岩和含砾砂岩，有时细粒沉积物发育，局部可见膏盐层，砂岩中除见交错层理、冲刷充填构造外，可发育变形构造和暴露构造。

冲积扇在横向上，向源区方向与残积相、坡积相邻接，向沉积区常与沉积平原组合或风成 － 干盐湖沉积相接 ( 图 4. 9) ，与河流或湖泊、沼泽沉积呈超覆或舌状交错接触，有时也可直接与滨海 ( 湖) 平原共生，甚至有些扇体可以直接进入湖泊或海盆地的安静水体，形成水下扇或扇三角洲。

图 4. 9 冲积扇及其相邻沉积环境的横剖面示意( 据尼尔森，1969，转引自张金亮，2008)

济阳坳陷晚侏罗世三台期的古地理格局基本以冲积环境为主，区内被 NW 向孤西、罗西、车西、阳信、石村和滋镇断层分为 5 个洼陷。由于早 － 中侏罗世末期隆坳相间的古地理格局及 NW 向断层的重新活动，控制了晚侏罗世盆地的充填，物源主要来自湖盆的长轴方向，在 NW 向孤西断层的两侧以及湖盆的长轴方向发育有一系列冲积扇 － 河流 － 三角洲沉积体系 ( 图 4. 10) ，沉积中心已经向早、中侏罗世时的沉积中心的东北方向移动。

图 4. 10 济阳坳陷晚侏罗世三台期岩相古地理图( 据徐振中等，2007)