洪水沉積講義實用課件

1、第二章第二章 洪水沉積作用洪水沉積作用 一、洪水事件一、洪水事件 二、洪水沉積特點二、洪水沉積特點 三、沖積扇的類型三、沖積扇的類型 四、沖積扇的亞相劃分及特征四、沖積扇的亞相劃分及特征 五、沖積扇的鑒定標(biāo)志五、沖積扇的鑒定標(biāo)志 第一節(jié) 第一節(jié)第一節(jié) 洪水沉積的特點洪水沉積的特點 一、洪水事件一、洪水事件 洪水事件洪水事件是指山區(qū)河流急速而又短暫的一種是指山區(qū)河流急速而又短暫的一種 沉積作用。沉積作用。 具有陣發(fā)性、瞬間性、短暫性、沉積作用快具有陣發(fā)性、瞬間性、短暫性、沉積作用快 速性的特點。速性的特點。 據(jù)統(tǒng)計，山區(qū)河流的流速是平原河流的三倍，據(jù)統(tǒng)計，山區(qū)河流的流速是平原河流的三倍， 搬運能

2、力為搬運能力為36729倍。倍。 近代洪水事件及其沉積作用屢見不鮮：近代洪水事件及其沉積作用屢見不鮮： 二、洪水沉積的特點 1、流體特征 1）高密度塊狀流 2）低密度河道 3）低密度片流 4）表層滲透流 2、沉積類型 1）泥石流沉積 2）泥流 3）河道（充填）沉積 4）篩狀沉積 泥石流泥石流 河道河道 片流片流 表層潛流表層潛流 洪水沉積作用的結(jié)果往往形成洪（沖）積扇。洪水沉積作用的結(jié)果往往形成洪（沖）積扇。 但不同氣候區(qū)域存在較大差異。但不同氣候區(qū)域存在較大差異。 潮濕潮濕-半潮濕氣候：河道從扇頂輻射狀伸展，半潮濕氣候：河道從扇頂輻射狀伸展， 主河道下切，河底在交會點與扇面相交主河道下切，河

3、底在交會點與扇面相交 濕地：辮狀河體系從頂?shù)降兹鏇_刷扇面濕地：辮狀河體系從頂?shù)降兹鏇_刷扇面 旱地：扇頂冰山融水滲入扇體潛流，至扇端旱地：扇頂冰山融水滲入扇體潛流，至扇端 涌出地面涌出地面 1 1、沖積扇特點、沖積扇特點 沖積 扇 是 一 種 自 山 口 順 坡 呈 放 射 狀 的 河 流 形 成 的扇形堆積物。 多 數(shù) 是 由 許 多 扇 體 互 相 銜 接 起 來 形 成 巨 大 的沖積扇體系。 在陸相沉積中， 沖 積 扇 是 粒 度 最 粗 、 分 選 最 差 的 近 源 沉 積 單位. 蘇格蘭西部 沖積扇通常發(fā)育于地勢起伏較大而 且沉積物補(bǔ)給豐富的地區(qū)，因此， 其形成要受到構(gòu)造環(huán)境、

4、氣候條件 和母巖區(qū)巖石性質(zhì)的影響。 很多沖積扇都和正斷層及地塹、半地塹的發(fā) 育有關(guān)系，或是造山期后的、或是與裂谷作 用和早期裂谷作用有關(guān)。而氣候條件則是在 植被不發(fā)育的干旱和半干旱地區(qū)最為有利。 洪積扇的形態(tài)及形成條件洪積扇的形態(tài)及形成條件 沖積扇在空間上是一個沿山口向外伸展的巨大沖積扇在空間上是一個沿山口向外伸展的巨大 錐形沉積體，錐體頂端指向山口，錐底向著平原，其錐形沉積體，錐體頂端指向山口，錐底向著平原，其 延伸長度可達(dá)數(shù)百米至百余公里。延伸長度可達(dá)數(shù)百米至百余公里。 在縱向剖面上，沖積扇呈下凹透鏡狀或呈楔形；在縱向剖面上，沖積扇呈下凹透鏡狀或呈楔形； 橫剖面上呈上凸橫剖面上呈上凸 形，

5、其表面坡度在近形，其表面坡度在近 山口的扇根處可達(dá)山口的扇根處可達(dá)5 10，遠(yuǎn)離山口變緩，遠(yuǎn)離山口變緩， 為為26。 沉積物的厚度沉積物的厚度 變化范圍可從幾米至變化范圍可從幾米至 8000m左右。左右。 沖積扇沉積主要受匯水盆地大小、氣候等多種沖積扇沉積主要受匯水盆地大小、氣候等多種 因素的控制。因素的控制。 扇底扇根扇頭內(nèi)扇亞相 扇中扇中扇中扇中亞相 扇頂扇緣扇端扇緣亞相 常用的沖積扇術(shù)語常用的沖積扇術(shù)語 2、沖積扇類型、沖積扇類型 泥石流沉積為主泥石流沉積為主 河流沉積為主河流沉積為主 1 1）潮濕扇）潮濕扇 潮濕扇分布于年降水量較高 的潮濕氣候區(qū)。潮濕扇主要受 河流作用的控制，泥石流作

6、用 相對較弱。 在潮濕扇上，礫巖與砂巖的 成熟度較高，煤和根土巖較發(fā) 育。 沉積特點沉積特點 (1)粗大礫石主要集中于扇根部分，且多為碎屑支撐的塊狀層，礫石磨圓較好，疊瓦 狀排列常見。巖體呈透鏡狀或原始水平層疊覆，偶而夾有平行層或交錯層砂礫巖透 鏡體。 (2)扇中主要為砂巖、砂礫巖和礫巖的互層。河道砂巖、砂礫巖具滯留沉積，槽狀和 板狀交錯層發(fā)育，礫石壩具平行層理及前積型交錯層。 (3)扇端部分主要為辮狀河道砂巖，槽狀和板狀交錯層發(fā)育，礫石壩具平行層理及前 積型交錯層。扇端部分主要為辮狀河道砂巖，槽狀及板狀交錯發(fā)育，局部見有平行 層理和沙紋交錯層。 2 2）干旱扇）干旱扇 干旱扇規(guī)模較小，沉積物

7、多呈紅色。扇體由泥石 流沉積、篩狀沉積、河道沉積和漫流沉積組成。 (1)扇根主要為泥石流成因的雜亂礫巖和碎屑支撐 的礫巖與篩狀沉積。沉積物分選通常較差底部具 侵蝕面，分選相對較好，可以有大型交錯層和疊 瓦狀礫石組構(gòu)。 (2)扇中主要由砂巖與礫巖的互層組成，砂巖與礫 巖之比增大。分選較好的河成交錯層砂巖及砂礫 巖透鏡體增多，沖刷-充填構(gòu)造發(fā)育。 (3)扇端以砂質(zhì)沉積為主，常夾泥質(zhì)和粉砂層。泥 巖具干裂，缺乏植物化石。 A相是副礫巖，為一種高速泥石流產(chǎn)物，砂體延展廣 泛并具有非侵蝕性的基底，缺少層理及各種沉積構(gòu) 造。被解釋成衰減期洪水產(chǎn)物。 半旱地 區(qū)的扇 沉積的 四種礫 巖相： B相屬正礫巖，為

8、坡面徑流（片流）產(chǎn)物、由 若干有、侵蝕底面的單元組成，這種單元由一 個具單一交錯層系的砂質(zhì)礫巖及其上所覆蓋的 正礫巖殘留沉積或具交錯層砂巖組成，整個單 元是一種單向流的產(chǎn)物，最大碎屑粒徑與層厚 間具相關(guān)關(guān)系，是洪水衰減時所沉積的殘留礫 石及砂巖。 C相是含分散礫石的砂巖，礫石是滯留形式產(chǎn) 出的，部分可見向上變細(xì)的粒序，是河流或游 蕩性河流的河道遭受多次改造的產(chǎn)物。 D相常伴有侵蝕沖刷底面，并與砂巖互層。 是河流或游蕩性河流沉積。 3、沖積扇的沉積類型 Buil（1972）在研究很多扇積物之后分 出了四種主要類型：泥石流沉積、片泛 沉積、河道充填沉積、篩狀沉積。 1、泥石流沉積 泥石流的概念：是

9、一種高密度的重力流沉積， 漢普頓（i922）認(rèn)為它是一種沉積物與水的混 合物，是沿著物質(zhì)聚集體內(nèi)的剪切面而運動的。 泥石流（或碎屑流）內(nèi)的碎屑顆粒是由粒間的 泥和水的混合物所支撐的，并在重力作用下進(jìn) 行搬運的，其基質(zhì)的強(qiáng)度大到足以托起和搬運 巨大的巖塊碎屑。 形成泥石流的前提條件：是母巖在風(fēng)化 后能產(chǎn)生大量包括粘土在內(nèi)的細(xì)屑物質(zhì)， 如泥質(zhì)巖一類的母巖就特別有利；其次 是有利于迅速侵蝕、搬運的地勢陡峻的 古地理背景。 沉積特征： 泥石流沉積的分選性很差，小者如粉砂、粘土 級物質(zhì)，大者可為重達(dá)數(shù)噸的漂礫。砂體形態(tài) 呈明顯的葉瓣狀舌狀體，其產(chǎn)出位置主要在河 道與扇面的“交會點”以下，并常覆蓋于片泛

10、沉積之上，與片泛沉積有明顯的邊緣界線。 泥石流沉積層理不發(fā)育，呈塊狀構(gòu)造，有時 也可以見到粒序?qū)訕?gòu)造。所含的板條狀或長 條狀礫石常常具有一種垂直的定向性，這也 是高密度重力流的塊狀層的特點。 泥流是泥石流的一種，泥流沉積主要是由砂、 粉砂及泥級物質(zhì)組成，具有雜基支撐結(jié)構(gòu)。 泥石流 +片流 2、片泛沉積 這是一種粘度相對較低的洪水流沉積，分布于 河道下游終端，常過渡為網(wǎng)狀河道砂壩。洪水 流為一種淺的坡面徑流，流水持續(xù)時間很短且 屬高流態(tài)。 片泛沉積由一些分選中等至好的砂和砂礫組成， 含少量的粘土質(zhì)粉砂；多數(shù)為塊狀構(gòu)造，可以 有交錯層出現(xiàn)，但不普遍。產(chǎn)狀常是由單個透 鏡狀砂體組成的巨大板狀體，片泛

11、沉積中常有 更粗的河床充填沉積出現(xiàn)，或常為泥石流沉積 覆蓋。 3、河道充填沉積 是一種充填于暫時性（間歇性）河床中 的沉積，主要見于沖積扇之上部。 河道充填物為低粘度水流形成的礫石與 砂質(zhì)沉積，分選性也差，成層性不好， 層理也不發(fā)育。有時可見礫石呈疊瓦排 列，砂層也偶見交錯層理，體單層厚常 在5-50m之間，厚者也可達(dá)150m以上，其 形態(tài)為透鏡體并呈明顯的下切充填狀。 ( (1)1)河道沉積-河床充填沉積主要由礫、砂沉積物 組成，粒度粗，分選也差。成層性不好，可見交 錯層理。常具明顯的切割-充填構(gòu)造 (3)(3)篩狀沉積-當(dāng)源區(qū)供給沖積扇主要 為礫石而無或極少其他粒級的物質(zhì)時， 在沖積扇的表

12、層便堆積了舌狀礫石層。 扇體表層的礫石層就稱為篩狀沉積。 篩狀沉積主要由次棱角狀的粗大礫石 組成，分選較好，其間充填物較少. 4、篩積物 篩積是指在扇體表層呈舌狀堆積的礫石層， 大都具有顆粒流沉積性質(zhì)，呈顆粒支撐狀，有 少數(shù)是不穩(wěn)定的水流沉積。篩積物粒度粗、滲 透性極好，水流通過時會迅速向下滲漏，并導(dǎo) 致地表水流迅速減小，像篩子一樣讓流水從其 中滲走并阻止了細(xì)粒物質(zhì)的搬運。 篩積的形成與母巖性質(zhì)有很大關(guān)系，即物源 中的泥、粉砂及砂的含量都應(yīng)很少。 篩積物由次棱角狀的粗塊礫石組成，分選較 好，有時分選得相當(dāng)好。充填物主要為滲濾的 砂，具有明顯的雙眾數(shù)特點。砂體無明顯的成 層界線，塊狀構(gòu)造，礫石也

13、很少有疊瓦狀排列。 四四. .亞相劃分亞相劃分 (1)扇根：也稱為扇頭或 扇首，分布于鄰近斷崖處 的沖積扇頂部地帶，其特 征是沉積坡度角最大。主 要為河床充填沉積及泥石 流沉積 （2）扇中：位于沖積扇的中部，以沉積坡度角 較小和辮狀河道發(fā)育為特征。以辮狀分支河道和 漫流沉積為主，砂巖、礫狀砂巖為主。可見平行 層理和交錯層理，河道沖刷-充填構(gòu)造發(fā)育 (3)扇端：也稱扇緣，出現(xiàn)于沖 積扇的前部，地形平緩，沉積坡 度角低，沉積類型以漫流沉積為 主，沉積物較細(xì)，通常由砂巖夾 粉砂巖、粘土巖組成，可見平行 層理、交錯層理、沖刷-充填構(gòu)造 等。 五、沖積扇的五、沖積扇的鑒定標(biāo)志鑒定標(biāo)志 1扇積物是在氧化條

14、件下的沉積產(chǎn)物， 很少有有機(jī)質(zhì)和還原性的沉積物，這是 干燥和半干燥氣候帶的扇積物的典型特 點，故巖石一般帶紅色調(diào)，根據(jù)米勒 (Mliller，1971)等人的研究，在現(xiàn)代 的沖積扇里，其氧化色調(diào)甚至可以保留 到潛水面以下1500英尺的深度。 2、由于扇積物傾向于蒸發(fā)作用，常含有 鹽類沉積物，如石膏、方解石等。碳酸 鹽常堆積在扇體下游的斜坡邊緣帶，因 為這里是地下水的排泄區(qū)，又可能是附 近干鹽湖沉積物中的咸水流動區(qū)。 3扇積物通常為游蕩性河流的河床沉積 或泥石流沉積，或二者兼有之。其中如 篩積物、泥石流沉積則是扇積物的最好 鑒定標(biāo)志。泥石流沉積主要發(fā)育在扇體 的上部，向扇緣逐漸減少。河床切蝕一

15、充填沉積也主要出現(xiàn)在扇頂附近。 5由于扇體的大多數(shù)模式都是傾向于產(chǎn) 生片狀砂體(如泥流)，故常呈塊狀構(gòu)造， 無層理顯示。 6同其它沉積環(huán)境相比，在沖積扇剖面 中各種沉積層(如片泛，篩積物和泥石流 等)的搬運沉積的水力學(xué)條件是很不相同 的，因而表現(xiàn)出它們在厚度上、碎屑粒 度上和分選性上變化很大。 7在CM圖上，主要有兩種特殊類型，一種是代 表片汜沉積與暫時水流的河床充填物的彎曲圖 象，這是最 常見的，另 一種是大體 平行C；M 線的直線式 圖象；它代 表了泥石流 沉積。 8沖積扇與河漫灘或湖泊等其它沉積環(huán)境 的沉積物常呈超復(fù)接觸或舌狀交錯接觸。 沉積物主體部分是長寬比約為5-20的板片 狀體。

16、9沖積扇的水流模式呈輻射狀，古流水方 向的數(shù)據(jù)能表明其輻向水流的特征。 幾何形態(tài)幾何形態(tài) 幾何形態(tài)特征與盆地的構(gòu)造演化和經(jīng)受的作幾何形態(tài)特征與盆地的構(gòu)造演化和經(jīng)受的作 用營力有關(guān)。用營力有關(guān)。 (1)(1)盆地下沉幅度大，扇體推進(jìn)慢，沉盆地下沉幅度大，扇體推進(jìn)慢，沉 積厚度大，形態(tài)呈楔狀體；積厚度大，形態(tài)呈楔狀體； 盆地下沉幅度小，扇體推進(jìn)快，沉積盆地下沉幅度小，扇體推進(jìn)快，沉積 厚度小，呈分布廣泛的席狀。厚度小，呈分布廣泛的席狀。 (2)(2)碎屑流發(fā)育的扇體多呈厚的楔狀體，碎屑流發(fā)育的扇體多呈厚的楔狀體， 河流作用強(qiáng)的扇體則以席狀形態(tài)為特征。河流作用強(qiáng)的扇體則以席狀形態(tài)為特征。 人有了知識

17、，就會具備各種分析能力， 明辨是非的能力。 所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀， 古人說“書中自有黃金屋。 ”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識， 培養(yǎng)邏輯思維能力； 通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平， 培養(yǎng)文學(xué)情趣； 通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴(kuò)大自己的知識面。 有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操， 給我們巨大的精神力量， 鼓舞我們前進(jìn)。 第一節(jié)第一節(jié) 洪水沉積的特點洪水沉積的特點 一、洪水事件一、洪水事件 洪水事件洪水事件是指山區(qū)河流急速而又短暫的一種是指山區(qū)河流急速而又短暫的一種 沉積作用。沉積作用。 具有陣發(fā)性、瞬間性、短暫性、沉積作用快具有陣發(fā)性、瞬間性、短暫性、沉積作用快 速性的

18、特點。速性的特點。 據(jù)統(tǒng)計，山區(qū)河流的流速是平原河流的三倍，據(jù)統(tǒng)計，山區(qū)河流的流速是平原河流的三倍， 搬運能力為搬運能力為36729倍。倍。 洪積扇的形態(tài)及形成條件洪積扇的形態(tài)及形成條件 沖積扇在空間上是一個沿山口向外伸展的巨大沖積扇在空間上是一個沿山口向外伸展的巨大 錐形沉積體，錐體頂端指向山口，錐底向著平原，其錐形沉積體，錐體頂端指向山口，錐底向著平原，其 延伸長度可達(dá)數(shù)百米至百余公里。延伸長度可達(dá)數(shù)百米至百余公里。 A相是副礫巖，為一種高速泥石流產(chǎn)物，砂體延展廣 泛并具有非侵蝕性的基底，缺少層理及各種沉積構(gòu) 造。被解釋成衰減期洪水產(chǎn)物。 半旱地 區(qū)的扇 沉積的 四種礫 巖相： 3、河道充填沉積 是一種充填于暫時性（間歇性）河床中 的沉積，主要見于沖積扇之上部。 河道充填物為低粘度水流形成的礫石與 砂質(zhì)沉積，分選性也差，成層性不好， 層理也不發(fā)育。有時可見礫石呈疊瓦排 列，砂層也偶見交錯層理，體單層