河流相

河流相一、河流沉积作用过程（一）常见水流流态：层流、紊流、横向环流。

横向环流：是由表面流和底流构成的连续的、螺旋形向前移动的水流。

（二）流水作用：1.侵蚀作用：下切侵蚀、侧方侵蚀。

2.搬运作用：悬移（一般小于0.1mm）、跳跃(向上垂直分力大于颗粒重力)和推移方式搬运。

3.堆积作用：侧向加积（凸岸沉积，凸岸向凹岸迁移）和垂向加积两种类型。

二、河流分类、不同类型河流的基本特点（一）现代河流的类型的划分1、按地形和坡降分类：山区河流：地形高差大，朔源侵蚀强烈、河岸陡、河谷深、河道直、分支少、流速大、沉积物粗。

平原河流：坡降小、侧向侵蚀为主、河道弯曲、支流多、沉积物相对较细。

2、按河道发育阶段分类：幼年河：发育在河流的上游、山区，以侵蚀作用为主，多分支汇合成主流。

壮年河：发育在中游，形成泛滥平原。

老年河：发育在下游，以网状河为主3、按照河道分岔参数和弯曲度分类：分岔参数：小于1为单河道；大于1为多河道。

利用弯度指数和游荡性指数划分：曲流河：S＞2.0，B≈0；顺直河：22.00＞S＞11.33；辫状河(游荡性河)：S＜1.3，B＞0。

弯度指数（S）＝河道长（l）/河谷长的比值（L）；游荡性指数（B）＝2×各河心滩总长/河道长（l）。

按河道的弯曲度和分岔系数（Rust,1978）可分为：平直河、曲流河、辫状河及网状河四种四、不同河流沉积环境和沉积特征1、顺直河：河流弯曲度小，通常仅出现于大型河流某一河段的较短距离内，或属于小型河流，随时间推移将向曲流河发展。

2、曲流河：又称蛇曲河，为单河道，其弯曲度很高，河道较为稳定，宽深比低，一般<40，因河道较为固定，其侧向迁移速度较慢，故泛滥平原和点砂坝（边滩）较为发育。

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。

3、辫状河：为多河道，多次分岔和汇聚构成辫状，河道宽而浅，弯曲度小，宽/深比值>40，心滩较为发育。

河流坡降大，沉积物搬运量大，河道不固定，迁移迅速，故又称“游荡性河”，以底负载搬运为主。

4、网状河：具弯曲的多河道特征，河道窄而深，顺流向下呈网状。

沉积厚度与河道宽度呈比例变化，河道间被半永久性的冲积岛和泛滥平原或湿地所分隔。

河道沉积物搬运方式以悬浮载荷为主。

（一）顺直河、曲流河沉积特征及沉积模式1、曲流河沉积特征：根据环境和沉积物特征，将曲流河相进一步划分为河床、堤岸、河漫、牛轭湖四个亚相。

（1）河床亚相：河床是河谷中经常流水的部分，其横剖面呈槽形，上游宽、下游窄，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，属底层沉积。

包括河床滞留沉积和边滩沉积。

a、河床滞留沉积：形成环境及过程：河床中流水的选择性搬运，使细粒物质被悬浮和带走，而将上游搬运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，集中堆积形成不连续的透镜体。

岩性及沉积构造：砾石以粗碎屑物质为主，砂、粉砂极少，砾石成分复杂，源区砾石居多，常呈叠瓦状排列。

b、边滩沉积：曲流河中主要的沉积单元，是河床侧向迁移和沉积物侧向加积的结果。

凹岸水体承受的压力以及水位高于凸岸，形成了连续螺旋形前进的单向环流，表流是辐聚水流，惯性力强，强烈侵蚀凹岸；底流是辐散水流，能量降低，沉积物在凸岸堆积形成边滩。

搬运方式：边滩中沉积物的搬运以底负载搬运（滚动和跳跃）为主。

岩性：岩性以砂岩为主，成分成熟度较低，常含大量来自凹岸早期沉积的泥砾。

垂向上：自下而上常出现由粗变细的粒度特征。

沉积构造：主要为水流波痕成因的大、中型槽状或板状交错层理、平行层理等。

曲流河边滩块状砂体及其上泛滥平原的粉砂岩、泥岩，构成一个向上变细的正向半韵律。

（2）堤岸亚相：指河道两侧的沉积，属顶层沉积，岩石类型简单，粒度较细。

包括天然堤、决口扇沉积。

a、天然堤沉积：河流在洪水期因水位较高，河水携带的粉砂、粘土物质沿河床两岸堆积，形成平行河床的沉积物，称天然堤。

天然堤垂向序列及主要特征：岩性：主要由粉砂岩与泥岩的薄互层组成。

沉积构造：发育沙纹层理、水平层理等，可见泥裂、雨痕、植物根系、虫迹、钙质结核、包卷层理等。

b、决口扇沉积：形成过程：洪水期河水冲决天然堤，部分水流由决口流向河漫滩，砂、泥物质在决口处堆积形成扇形沉积体，称为决口扇。

岩性：主要由细砂岩、粉砂岩组成，粒度比天然堤稍粗。

沉积构造：有时可见粒序性或沙纹层理、滑塌变形构造，常见底冲刷构造等。

剖面形态：在剖面上呈透镜状，向河漫平原方向变薄、尖灭。

（3）河漫亚相：位于天然堤外侧，地势低洼而平坦，洪水泛滥期间，水流漫溢天然堤，流速降低，河流悬浮沉积物大量堆积，又称泛滥平原。

包括河漫滩、河漫湖泊、河漫沼泽等沉积。

a、河漫滩沉积：河床外侧河谷底部较平坦的部分，平水期无水，洪水期河水漫溢河床淹没平坦的谷底形成河漫滩。

岩性：以粉砂岩为主，发育少量泥岩沉积构造：可见沙文层理、水平层理等、裂、雨痕等。

b、河漫湖泊沉积：成因：平原区的弯曲河流中，当河床因天然堤的围限和本身的沉积作用而逐渐抬高时，河床往往在一个比河岸两侧地形高的“冲脊”上流动（悬河），洪水漫溢，河间低地积水形成河漫湖泊。

岩性：主要为粉砂岩及泥岩（细）沉积构造：发育波状纹层、水平层理，可见钙质结核、植物根系等（低能）。

c、河漫（岸后）沼泽沉积：在潮湿气候条件下，河间低洼积水处植物生长茂盛，植物死亡后有机质得以大量保存，形成沼泽。

主要为粉砂岩、泥岩及泥炭（煤层）沉积。

（4）牛轭湖亚相：弯曲河流的截弯取直作用使被截掉的弯曲河道废弃，形成牛轭湖。

截弯取直包括串沟取直和颈项取直两种类型，其剖面结构有所差异。

环境类型主要岩性与粒度沉积构造特征垂向层序特征形态特征河床滞留沉积以粗砾岩和含砾粗砂岩为主，中、细砂岩较少1.砾岩定向排列，可呈叠瓦状，最大扁平面倾向上游；2.底部具冲刷面；33.下部常为块状，中、上部可发育大型槽状、板状交错层理1.具不太明显的正韵律结构；2.向上过渡为边滩或牛轭湖充填沉积1.剖面上常呈透镜状；2.平面上条带状边滩 1.粒度变化范围大；2.主要由含砾、砂及粉砂等组成；3.可分为粗粒边滩和细粒边滩1.下部具大型槽状或（ε型）板状交错层理，中上部为小型槽状交错层理或爬升波痕纹理，顶部有时出现水平层理；2.常见再作用面1.典型的正韵律结构2.底部为河床滞留沉积，顶部过渡为天然堤；1.剖面上为板状砂体；2.平面上为椭圆或弧形堤岸天然堤 1.主要为薄层粉砂岩和泥岩；2.二者常呈薄互层状1.发育小型流水砂纹交错层理或爬升层理和水平层理；2.上部泥岩中可见植物和生物扰动构造1.砂、泥薄互层；2.底部与边滩过渡接触，顶面与漫滩细粒沉积突变接触1.剖面上为楔形；2.平面上呈条带状决口扇以细砂岩、粉砂岩为主，粗砂岩1.主要为小型交错层理，局部发育中型交错层理；2.常见冲刷、充填构造1.常见反韵律；2.局部冲刷比较明显，侧向延伸有限舌状、透镜状牛轭湖主要为细粒的粉砂岩和泥岩1.发育水平层理；2.泥岩中常具块状构造1.一般无韵律结构；2.底部与河床滞留沉积呈快速过渡接触1.剖面上被边滩砂所包围；2.平面上呈弧形、半圆形河漫滩主要为粉砂岩和泥岩 1.发育水平层理；2.常具块状构造；3.生物扰动构造一般无韵律结构板状牛轭湖主要接受粉砂岩及泥岩沉积，见小型交错层理及水平层理。

⑸曲流河沉积的垂向模式：曲流河沉积的典型垂向层序由沃克等(1976)提出，这个标准模式由下至上可划分为四个沉积单元。

2、曲流河沉积的垂向模式自下而上划分为四个沉积单元：（1）第一沉积单元：为块状含砾砂岩或砾岩，属河床底部滞留沉积，与下伏层呈冲刷侵蚀接触，底部具明显的冲刷面，粗砂岩中含泥砾，可见有不清晰的大型槽状交错层理；（2）第二沉积单元：为具大型槽状交错层理的中、细砂岩，层理规模向上逐渐变小，中夹具水平层理的细砂岩，沿层面可发育剥离线理，为点砂坝（心滩）沉积；（3）第三沉积单元：为粉细砂岩组成，发育有小型槽状交错层理和上攀沙文层理，为点砂坝（或边滩）顶部沉积；（4）第四沉积单元：主要由断续波状交错层理的粉砂岩和水平纹理的粉砂质泥岩及块状泥岩组成，块状泥岩中常发育有泥裂、钙质结核或植物根系，属天然堤和泛滥盆地沉积。

上述曲流河的理想层序由下至上，粒度由粗变细，层理规模由大变小，层理类型由大型槽状交错层理变为小型交错层理、上攀沙文层理、水平层理，底部具冲刷面，从而构成了一个典型的间断性正韵律或正旋回。

韵律的下段为河床滞留沉积和边滩沉积组成，称为底层沉积；韵律的上端由堤岸亚相和河漫亚相组成，主要是大量细粒悬浮物质在洪水期垂向加积的结果，称为顶层沉积。

底层沉积和顶层沉积的垂向叠置，构成了河流沉积所谓的“二元结构”（河流沉积的一个“阶”）。

（二）辫状河沉积特征及沉积模式：1、辫状河沉积特征：辫状河最大的特点是心滩发育，而边滩不发育；同时，由于河道迁移迅速，稳定性差，因此天然堤、决口扇很难保存；由于河道弯曲度低，河道废弃不会形成牛轭湖。

多河道，多次分叉和汇聚构成辫状。

河道宽而浅，弯曲度小，其宽/深比值>40，弯度指数<1.5，河道砂坝（心滩）发育。

河流坡降大，河道不固定，迁移迅速，亦称“游荡性河”。

（1）河床亚相：a、河床滞留沉积b、心滩沉积：因辫状河弯曲度较低，在主流线两侧形成两个螺旋式前进的对称环流，这种环流是由表流和底流构成的连续的螺旋形前进的横向环形水流，表流为发散水流，由中部向两岸流动，并侵蚀两岸，底流由两岸向河流中心辐聚，并携带沉积物在河床中部堆积，形成心滩。

形成过程：心滩的上游方向较陡，沉积物粒度较粗，沉积物较粗，并遭受侵蚀作用；而下游方向比较平缓，主要发生沉积作用；上游的不断侵蚀和下游的不断沉积导致心滩不断向下游迁移。

组成：心滩沉积物一般较粗，成分复杂，成熟度较低，主要为砾石和粗砂。

层理：发育巨型或大型的槽状交错层理、板状交错层理、楔状交错层理等。

形状：透镜状，底冲刷发育。

曲线：牵引总体为主。

（2）河漫亚相河漫平原：以粉砂岩、泥岩沉积为主，发育沙文层理及水平层理。

2、辫状河沉积的垂向模式A. 滞留沉积砾岩,具大型槽状交错层理,底部为大型冲刷面；B. 具平行层理、小型槽状交错层理及爬升波痕纹理的细砂岩；C. 具大型槽状交错层和板状交错层理的中砂岩；D和F. 具水平层理的细砂和泥质沉积，泥层中发育暴露成因的干裂构造。

辫状河与曲流河垂向模式差异：与曲流河相比，辫状河在垂向层序上具有以下特点：（1）岩性结构差异：（1）河流二元结构的底层沉积发育良好，而顶层沉积不发育或厚度较小；（2）底层沉积的粒度粗，砂砾岩发育；（3）由河道迁移形成的各种层理类型较为发育，如巨型-大型的槽状交错层理、板状交错层理等。

（2）沉积微相构成差异：辫状河最大的特点是心滩发育，而边滩不发育；同时，由于河道迁移迅速，稳定性差，因此天然堤、决口扇很难保存；由于河道弯曲度低，河道废弃不会形成牛轭湖。