第3章 河流相

第三章河流相

河流是地表水流湖泊、海洋的通道。河流作为重要的地质营力汇集大量的沉积物（包括溶解物质），并将它们搬运到大的湖泊和海洋盆地中去。在一些特定的环境中，如下沉的海岸平原、山间盆地及山前盆地，河流的沉积作用非常活跃。有时，河流沉积会成为这些盆地的主要充填物。河流形成的砂体可能成为油气的有效储层。

第一节河流的类型

一、按地形及坡降分类

可将河流分为山区河流和平原河流。前者地形高差和坡降大，向源区方向侵蚀作用强烈，河岸陡而河谷深，河道直而支流少，水流急而沉积物粗。后者地形高差及坡降小，向源区方向侵蚀停止，侧向侵蚀强烈，河道弯曲而直流多，故平原河流多为弯曲河流。

二、按河流的发育阶段分类

可将河流划分为幼年期、壮年期、老年期，幼年期河流数河流发育的初期阶段，山区河流多属此类；壮年期和老年期河流多属平原河流。在同一条河流中，这三类河流分别位于上游、中游和下游。从沉积的角度看，大量的沉积作用发育在河流的壮年期和老年期。

三、按河流弯度分类

河流弯曲度的概念：是指河流长度与河谷长度之比，通常称为弯度指数。其临界值为1.5,也有人定为1.3，以此临界值和河道的多寡，可将河流划分为平直河、曲流河、辫状河和网状河。

（一）平直河

也叫顺直河，河流弯度指数小于1.5。多属于小型河流，或仅在较大型河流的某一段内存在。河道内凹岸为冲坑（深槽），是冲刷边，沿其发生侵蚀作用；凸岸因加积作用形成砂坝，从而河道可以产生侧向迁移而逐渐向曲流河过渡。

（二）曲流河

又称蛇曲河，单河道，河流弯度指数大于1.5。河道较稳定，宽深比低，一般小于40。天然堤发育。侧向侵蚀和加积作用使河床向凹岸迁移，凸岸形成点砂坝（边滩）。由于河道极度弯曲，常发生河道截弯取直作用。曲流河河道坡度较缓，流量稳定，搬运形式以悬浮负载和混合负载为主，故沉积物较细，一般为砂、泥沉积。

曲流河主要分布于河流的中下游地区，以边滩沉积发育为特征。（三）辫状河

辫状河多河道，河道中有心滩或河中砂岛发育，河道频繁分叉又合并，形状似发辫。河道宽而浅，弯度小。河道坡降大，不稳定，经常改道迁移，故又称为“游荡性河流”。例如恒河的支流科西河，在上两个世纪中向西迁移了170多公里。

由于河流经常改道，辫状河河道砂坝不固定，所以天然堤和河漫滩不发育。由于坡降大，沉积物搬运量大，并以底负载搬运形式为主。这种河流多发育在山区或河流的中上游以及冲积扇上。

（四）网状河

与辫状河不是同义语。

网状河也是多河道，但河道窄而深，顺流向下游呈结网状。目前对网状河认识尚不一致，一般认为网状河指的是在河流中下游三角洲平原地区，由于发洪水期间河水产生决口分流而形成的网状河道。

河道的发育类型受地形坡度、流域岩性、气候条件、构造运动以及河水流量、负载方式等因素的影响。因此，在同一河流的不同河段或同一河流发育过程的早期或晚期，河道在类型可有不同的变化。甚至在同一时期的同一河段，由于水位的变化，河流的类型也有所改变，如在高水位时为曲流河，在低水位时则表现为辫状河。

第二节河流的沉积类型

河流相是河流沉积环境及其沉积特征的综合。不同类型的河流因其沉积环境和沉积特征不同而使沉积相有所差异。总的来说，河流环境包括河床、堤岸、河漫滩和牛轭湖四大部分。

一、河床亚相

河床是河谷中经常流水的部分，即平水期水流所占的最低部分。其横剖面呈槽形，上游较窄，下游较宽。流水的冲刷使河床底部具有明显的冲刷面，构成河流沉积单元的基底。

河床亚相又称河道亚相。其岩石类型以砂岩为主，次为砾岩，碎屑粒度是河流相中最粗的。层理发育，类型丰富。缺少动植物化石，仅见破碎的植物枝、干等残体，岩体形态多为透镜状。

（一）河床滞留沉积

河床中流水的选择性搬运，使细粒物质被悬浮带走，而将上游搬来或就近侧向侵蚀河岸（在辫状河中也可下切侵蚀早期沉积）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，称为河床滞留沉积。

河床滞留沉积的沉积物主要是砾石和粗砂，包括河水对凹岸或河床底部侵蚀时卷起或刮起的泥砾，还可能有被水浸透而沉积下来的树干等植物茎。细砂、粉砂极少。砾石常具有叠瓦状定向排列，倾斜方向指向上游。砾岩很难形成厚层，一般呈透镜状断续分布在河床最底部，向上过渡为边滩或心滩

沉积。

（二）边滩（点（砂）坝）沉积

1.定义

边滩又称为点砂坝或内弯坝，是曲流河中最主要的沉积单元，是河道侧向迁移，河曲形成过程中在河道凸岸形成的侧向加积的砂质沉积体。

2.成因

在曲流河的弯曲河床中，主流线随河床而弯曲。在河床弯曲处水流受惯性作用在凹岸产生壅水，使水位高于凸岸，在河床横断面上，凹岸水体承受的压力大于凸岸，这种压力的不平衡使从凹岸流向凸岸的底流和从凸岸流向凹岸的表流构成了连续螺旋形前进的单支横向环流。表流是强烈下降的辐聚水流，惯性力强，对凹岸具有强烈的冲刷侵蚀作用。底流是辐散水流，它携带由表流对凹岸侧向侵蚀形成的沉积物流向凸岸，并在凸岸沉积下来。随着凹岸的侧向侵蚀加剧和河流的侧向迁移，凸岸出现连续的沉积物侧向加积作用而形成边滩。

3.沉积特征

由于曲流河河床中水流对沉积物的搬运以底负载搬运（滚动和跳跃）方式为主，故边滩沉积的岩性以砂岩（细砂岩、粉砂岩）为主，粘土较少，常含有碳化植物屑。砂岩的成份成熟度和结构成熟度都较低。

边滩沉积的砂岩中单向流水成因的各种层理发育，常见有大型槽状交错层理、板状交错层理，间或有平行层理。上部有各种沙纹层理和小型交错层理。

受河道中水动力条件控制，边滩沉积物下部的粒度较粗，单层厚度较大；向上边滩沉积物粒度逐渐变细，单层厚度减薄。因此，边滩沉积层具有明显的向上变细变薄的F-U层序。

边滩沉积的厚度近似于河床的深度，小型河流边滩的厚度近数米，大型河流的边滩厚度可达30～40m。边滩的宽度决定于河流的大小，从几十米到