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        干旱地區(qū)分支河流體系沉積特征——以疏勒河分支河流體系為例

        2021-11-03 11:52:46張祥輝張昌民馮文杰徐清海朱銳劉帥黃若鑫
        石油勘探與開(kāi)發(fā) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:疏勒河觀察點(diǎn)辮狀河

        張祥輝,張昌民,馮文杰,徐清海,朱銳,劉帥,黃若鑫

        (長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,武漢 430100)

        0 引言

        分支河流體系(Distributive Fluvial Systems,簡(jiǎn)稱DFS)是指“河流從某一頂點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)入盆地并呈放射狀展布的沉積體系”。最早由Weissmann和Hartley等2010年運(yùn)用谷歌地球(Google Earth)對(duì)全球700余個(gè)現(xiàn)代沉積盆地的河流沉積體系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上提出的,認(rèn)為分支河流體系是一種由沖積扇、河流扇或巨型扇構(gòu)成的、發(fā)育在鄰近山地的常見(jiàn)沖積地貌系統(tǒng)[1-2]。同年,Hartley等[3]進(jìn)一步總結(jié)了分支河流體系的識(shí)別準(zhǔn)則,并強(qiáng)調(diào)分支河流體系上的河道呈分支狀,但不一定同時(shí)都在活動(dòng)[4-5]。盡管有學(xué)者對(duì)分支河流體系概念提出了質(zhì)疑[6-7],但隨著現(xiàn)代地球信息技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)地球表面地貌特征的觀察視野不斷擴(kuò)大,以及河流沉積學(xué)家和地貌學(xué)家對(duì)沖積體系研究的不斷深入,越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始接受并使用分支河流體系這一概念[8-12]。目前,對(duì)于 DFS的研究主要集中在分支河流體系的規(guī)模、特征和分類等方面[13-15]。Weissmann等2013年通過(guò)對(duì)分支河流體系在順源方向上水動(dòng)力強(qiáng)度、沉積物搬運(yùn)速度、沉積物粒徑等的變化提出了DFS的進(jìn)積模式,2015年[5]通過(guò)對(duì)陸相盆地進(jìn)一步地認(rèn)識(shí),將分支河流體系分為4種類型。Davidson等[16]通過(guò)對(duì)現(xiàn)代 DFS沉積環(huán)境的綜合分析,將DFS劃分為 3~4個(gè)不同的相帶。Trendell等[17]根據(jù)各地層組發(fā)育的河道砂體沉積特征,將 DFS中發(fā)育的河道砂體劃分成 11種巖石相類型。Owen[18]利用DFS的觀點(diǎn)展示了莫里森組-鹽洗段沉積體系的平面特征、垂向?qū)有蚝统练e建筑結(jié)構(gòu)特征。由于大量研究主要集中在分支河流體系的規(guī)模、特征和分類等方面,缺少對(duì)現(xiàn)代分支河流體系沉積特征的典型實(shí)例分析,迄今國(guó)內(nèi)罕有針對(duì)分支河流體系平面特征和垂向特征差異的研究報(bào)道。

        現(xiàn)代分支河流體系在中國(guó)西北部干旱地區(qū)廣泛分布[19-22],為明確干旱型分支河流體系各區(qū)帶沉積特征的差異,本文將現(xiàn)代信息技術(shù)(衛(wèi)星遙感技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù))與經(jīng)典沉積學(xué)理論相結(jié)合,分析疏勒河分支河流體系不同區(qū)域地貌特征差異,描述不同部位所發(fā)育的沉積物粒徑差異、礫石定向性差異以及河道類型差異,研究疏勒河現(xiàn)代分支河流體系的沉積相帶分布特征,并構(gòu)建沉積模式。

        1 區(qū)域背景

        疏勒河分支河流體系位于甘肅省西北部[23],河西走廊西部[24],東經(jīng) 96°6′—97°24′、北緯 39°56′—40°36′(見(jiàn)圖1),發(fā)源于祁連山脈的疏勒南山,是祁連山西段匯水面積最大的一條河流[25],常年有水,全長(zhǎng) 620 km。疏勒河穿越照壁山峽谷后,呈放射狀展布進(jìn)入阿爾金斷裂北側(cè)的河西走廊平原(見(jiàn)圖 1)。與疏勒河分支河流體系相關(guān)的地貌包括礫石平原帶與綠洲細(xì)土平原帶(見(jiàn)圖1a)。沿DFS頂點(diǎn)往下35~45 km范圍內(nèi)主要為礫石平原帶,坡度為1.05%,地貌特征以平緩戈壁為主(見(jiàn)圖1b)。扇體北部為寬12~20 km的綠洲細(xì)土平原,坡度為0.51%,地勢(shì)低平,沼澤洼地廣布,由于地下水溢出,細(xì)土平原帶末端形成一條南北向溝谷,切割深度約10 m(見(jiàn)圖1c)。

        疏勒河分支河流體系地處內(nèi)陸,氣候干燥,降雨量少,蒸發(fā)量大,晝夜溫差大,日照時(shí)間長(zhǎng)[26]。年降水量主要集中在6—9月份,年平均降水量為39.9 mm,蒸發(fā)量為2 486 mm,全年日照時(shí)數(shù)為3 246.7 h[27]。年平均氣溫為9.4 ℃,月平均最高氣溫為23.1 ℃,月平均最低氣溫為-9.4 ℃,極端最高氣溫為43.6 ℃,極端最低氣溫為-28.5 ℃,年平均無(wú)霜期142 d,屬典型的溫帶干旱性氣候[26-27]。

        2 實(shí)測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

        運(yùn)用衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)字高程數(shù)據(jù)以及無(wú)人機(jī)航拍等資料,對(duì)分支河流體系的地貌特征、河道樣式、展布范圍進(jìn)行測(cè)量和統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表 1)。其中地貌特征的變化以及河流形態(tài)的變化主要運(yùn)用谷歌地球衛(wèi)星影像進(jìn)行比較。頂點(diǎn)到末端坡度的變化、平均河道寬度的變化以及泛濫平原與河道比的變化主要運(yùn)用雷達(dá)數(shù)字高程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。河道寬度為最外側(cè)堤岸之間的距離,與河流軸線成90°角度測(cè)量,包括砂壩和心灘。

        表1 疏勒河分支河流體系不同區(qū)帶相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

        以沉積學(xué)理論為指導(dǎo),對(duì)野外現(xiàn)代沉積剖面進(jìn)行實(shí)地勘測(cè),通過(guò)測(cè)量礫石的粒徑、定向性、磨圓度等參數(shù)(見(jiàn)表2),對(duì)不同位置沉積物的變化特征進(jìn)行精細(xì)描述。運(yùn)用無(wú)人機(jī)航拍等技術(shù),在衛(wèi)星影像的基礎(chǔ)上,對(duì)不同區(qū)域河流變化形態(tài)進(jìn)行精度刻畫(huà)。測(cè)量過(guò)程中,礫石粒徑和定向性的刻畫(huà)采用黃遠(yuǎn)光等[28]提出的礫石定向性定量表征方法,粒徑大小通過(guò)礫石的長(zhǎng)扁軸粒徑來(lái)確定[29];礫石定向性運(yùn)用礫石長(zhǎng)軸相對(duì)視傾角玫瑰花圖來(lái)衡量,包括玫瑰花圖中任意相鄰 3個(gè)小扇形半徑定向性的最大值(a)和小扇形半徑偏離程度(σ)。磨圓度通過(guò)Tao等[30]2018年提出的棱角狀、次棱角狀、次棱—次圓狀、次圓狀和圓狀 5種磨圓度級(jí)別作為劃分依據(jù)。在研究區(qū)共包括 8個(gè)觀察點(diǎn)(p1—p8),其中包括2個(gè)無(wú)人機(jī)航拍點(diǎn)(p2、p8)和5個(gè)礫石分析點(diǎn)(p1—p5),共統(tǒng)計(jì) 1 932個(gè)礫石粒徑數(shù)據(jù)、1 322個(gè)礫石定向性數(shù)據(jù)(見(jiàn)表2)。

        表2 疏勒河分支河流體系礫石分析數(shù)據(jù)

        3 研究區(qū)沉積特征

        根據(jù)遙感影像資料分析疏勒河分支河流體系的形態(tài)特征。平面上,疏勒河分支河流體系呈近似對(duì)稱的扇形,扇體半徑為59.6 km,弧長(zhǎng)為128 km,弦長(zhǎng)為113 km,扇頂角為96°,面積為3 660 km2。根據(jù)地貌特征差異、坡度差異以及河流形態(tài)差異將疏勒河分支河流體系劃分為近端、中部和遠(yuǎn)端3個(gè)相帶(見(jiàn)圖2),地貌特征上,近端主要表現(xiàn)為礫石戈壁灘,中部可見(jiàn)沙生植被發(fā)育,遠(yuǎn)端表現(xiàn)為綠洲平原;坡度上,近端坡度大于中部坡度,遠(yuǎn)端坡度最?。ㄒ?jiàn)圖2b);河流形態(tài)上,近端為大型辮狀河,中部為分汊狀辮狀河,遠(yuǎn)端為曲流河。根據(jù)不同相帶發(fā)育的沉積微相類型以及沉積特征差異,進(jìn)而研究現(xiàn)代分支河流體系的沉積相帶分布規(guī)律及其展布模式。

        圖2 疏勒河分支河流體系區(qū)帶劃分及各區(qū)帶坡度變化

        3.1 分支河流體系近端沉積特征

        疏勒河分支河流體系近端位于河流出山口 10 km范圍內(nèi),占扇體總面積的5.87%。該區(qū)地貌特征表現(xiàn)為礫石戈壁灘(見(jiàn)圖 1b、圖 3b),坡度為 1.25%(見(jiàn)圖2b),河流形態(tài)主要以大型辮狀河為主(見(jiàn)圖3),河道寬度約400~500 m。疏勒河分支河流體系近端亞相主要發(fā)育辮狀河道和泛濫平原微相,泛濫平原與辮狀河道之比為 6.64,在該區(qū)主要有 1個(gè)沉積觀察點(diǎn)(見(jiàn)圖 2中p1)以及2個(gè)礫石分析點(diǎn)(見(jiàn)表2中p1-1、p1-2)。

        圖3 疏勒河分支河流體系近端河道樣式

        觀察點(diǎn)1(p1)位置如圖2所示,整個(gè)剖面以礫質(zhì)沉積為主,砂質(zhì)成分含量較少。橫向上河道期次性變化較為明顯,可依據(jù)底部較大礫石的定向排列以及靠近頂部植被的定向生長(zhǎng)進(jìn)行期次性劃分(見(jiàn)圖4a),礫石間接觸緊密,呈順層狀或疊瓦狀排列??梢?jiàn)辮狀河道發(fā)育,局部發(fā)育有高角度下切型板狀交錯(cuò)層理,在底部可見(jiàn)滯留沉積(見(jiàn)圖4b)。礫石經(jīng)過(guò)疏勒河源區(qū)長(zhǎng)距離搬運(yùn),磨圓度較好,呈次圓狀(見(jiàn)圖4c)。垂向上各期次河道表現(xiàn)為明顯的下粗上細(xì)(見(jiàn)圖4d),底部礫石層(見(jiàn)圖4c、圖4d)具有明顯的定向性。

        圖4 疏勒河分支河流體系觀察點(diǎn)1沉積剖面

        通過(guò)對(duì)觀察點(diǎn)1附近的兩個(gè)礫石點(diǎn)(p1-1、p1-2)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)圖5),共測(cè)量328個(gè)粒徑數(shù)據(jù)和249個(gè)定向性數(shù)據(jù)。最小礫石粒徑為1.47 cm,最大粒徑為23.94 cm,平均粒徑為5.18 cm。定向性表現(xiàn)為礫石最大扁平面的傾向在 30°~60°(見(jiàn)表 2、圖 5)。礫石的定向性和磨圓度較好,說(shuō)明疏勒河分支河流體系近端水動(dòng)力條件較強(qiáng),主要以牽引流為主,表現(xiàn)為高能的辮狀河道。

        圖5 疏勒河分支河流體系觀察點(diǎn)1附近不同位置(p1-1、p1-2)礫石定向性與粒徑特征

        觀察點(diǎn) 1附近的河道間泛濫平原較為發(fā)育(見(jiàn)圖3),在泛濫平原上可見(jiàn)廢棄的河道(見(jiàn)圖6a)。通過(guò)對(duì)泛濫平原對(duì)應(yīng)位置平面以及垂向的解析發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)代沉積的垂向剖面上,近端泛濫平原主要表現(xiàn)為薄泥層(見(jiàn)圖6b),平面上主要表現(xiàn)為泛白的泥皮(見(jiàn)圖6c),并且在近端靠近出山口位置,河道之間的泛濫平原位置沉積有零星的礫石(見(jiàn)圖6c),這些礫石主要由洪水期從河道沖出(片流)。由于近端水動(dòng)力較強(qiáng),通過(guò)將現(xiàn)代沉積的泛濫平原與觀察點(diǎn) 1的大剖面對(duì)比(見(jiàn)圖6a),由于下一期洪水的沖刷作用,薄質(zhì)泥層在區(qū)域大剖面上難以保存。

        圖6 疏勒河分支河流體系近端現(xiàn)今河流間沉積特征

        3.2 分支河流體系中部沉積特征

        疏勒河分支河流體系中部位于近端以下30 km范圍內(nèi),占扇體總面積46.25%,該區(qū)帶地貌特征主要表現(xiàn)為戈壁灘、有沙生植被發(fā)育(見(jiàn)圖7b),坡度為0.94%(見(jiàn)圖2b)。由于上游河流的分汊和下滲,河流寬度相對(duì)較窄,為100~200 m,河流形態(tài)主要以高度分汊的辮狀河為主(見(jiàn)圖7a)。中部主要發(fā)育有辮狀河道、泛濫平原和風(fēng)成沙丘等微相,泛濫平原與辮狀河道比為15.29,風(fēng)成沙丘規(guī)模較小,主要發(fā)育在靠近遠(yuǎn)端區(qū)域(見(jiàn)圖7c)。在該區(qū)主要有3個(gè)沉積觀察點(diǎn)(見(jiàn)圖2的p2、p3、p4)和對(duì)應(yīng)的3個(gè)礫石分析點(diǎn)(見(jiàn)表2的p2-1、p3-1、p4-1)。

        圖7 疏勒河分支河流體系中部河道樣式

        觀察點(diǎn)2(p2)河道分汊嚴(yán)重(見(jiàn)圖2a),泛濫平原廣泛發(fā)育(見(jiàn)圖7a)。受分汊和下滲的影響,水動(dòng)力條件減弱,支流河道水體干涸,只有主河道才有水體流動(dòng)(見(jiàn)圖7b),心灘由近端的礫質(zhì)灘向砂質(zhì)灘過(guò)渡(見(jiàn)圖7c)。礫石分析顯示該點(diǎn)礫石主要為次圓狀,最小礫石粒徑為1.04 cm,最大粒徑為14.45 cm,平均粒徑為3.85 cm;礫石長(zhǎng)軸傾向?yàn)?20°~150°,具有一定定向性(見(jiàn)表2)。

        觀察點(diǎn)3(p3)靠近分支河流體系邊緣(見(jiàn)圖2a),泛濫平原較為發(fā)育,與觀察點(diǎn) 2相比兩者都處于中部相帶靠上的位置,由于觀察點(diǎn) 2位于疏勒河主要的徑流,水動(dòng)力條件較強(qiáng),與觀察點(diǎn) 3相比沉積物粒徑較粗。在觀察點(diǎn)3共統(tǒng)計(jì)347個(gè)粒徑數(shù)據(jù)和276個(gè)定向性數(shù)據(jù)。最小礫石粒徑為0.60 cm,最大粒徑為6.87 cm,平均粒徑為2.04 cm(見(jiàn)表2)。礫石最大扁平面的傾向?yàn)?0°~150°。觀察點(diǎn)3附近河道之間的位置,泛濫平原比近端更加發(fā)育(見(jiàn)表1、圖8a)。與近端相比植被覆蓋度較高(見(jiàn)圖8b),在現(xiàn)代沉積的垂向剖面可見(jiàn)植物根莖(見(jiàn)圖8c)。由于靠近中部,水動(dòng)力條件減弱,在泛濫平原沉積的區(qū)域,細(xì)粒沉積得以保存,與近端相比,泛濫平原沉積變厚(見(jiàn)圖6b、圖8c)。

        圖8 疏勒河分支河流體系中部現(xiàn)今河流間沉積特征

        觀察點(diǎn)4(p4)以礫質(zhì)沉積為主(見(jiàn)圖2a、圖9a),可見(jiàn)透鏡狀砂體發(fā)育(見(jiàn)圖 9a、圖 9b)。垂向上,礫石具有明顯的定向性,呈疊瓦狀排列,底層粗粒沉積較為發(fā)育,厚度較大,約0.8 m,頂層的細(xì)粒砂質(zhì)沉積物厚度較小,約0.2 m,表現(xiàn)為明顯的河道沉積。通過(guò)與該點(diǎn)現(xiàn)代河流形態(tài)特征類比,透鏡狀砂體可能為河道上小的心灘壩(見(jiàn)圖 9b、圖 9c)。礫石分析顯示該點(diǎn)礫石主要為次圓狀,最小礫石粒徑為0.97 cm,最大粒徑為5.72 cm,平均粒徑為2.43 cm;礫石長(zhǎng)軸傾向?yàn)?90°~150°(見(jiàn)圖 10 的 p4-1)。

        圖9 疏勒河分支河流體系觀察點(diǎn)4沉積剖面

        圖10 疏勒河分支河流體系觀察點(diǎn)2、3、4對(duì)應(yīng)位置(p2-1、p3-1、p4-1)礫石定向性與粒徑特征

        與近端相比,中部沉積物粒徑總體變細(xì),泛濫平原分布更加廣泛;在面積開(kāi)闊地形平坦區(qū)域,風(fēng)對(duì)沉積物的改造十分明顯,局部地區(qū)可形成風(fēng)成沙丘(見(jiàn)圖7c);由于分汊和下滲的影響,部分河流在旱季干涸,表現(xiàn)為暫時(shí)性河道沉積;并且在分支河流體系的中部常會(huì)形成廢棄的朵體,這些廢棄的朵體并不表明沒(méi)有河道發(fā)育,只是與現(xiàn)今河流不在同一時(shí)期。

        3.3 分支河流體系遠(yuǎn)端沉積特征

        疏勒河分支河流體系遠(yuǎn)端位于中部以下15 km范圍內(nèi),占扇體總面積47.88%,該區(qū)帶植被覆蓋率較高,地貌特征表現(xiàn)為綠洲平原,坡度為0.51%(見(jiàn)圖2b),河道寬度較窄,為80~100 m。由于坡度減小,水體流動(dòng)平緩,該區(qū)河流形態(tài)主要由辮狀河向曲流河轉(zhuǎn)變(見(jiàn)圖 11a),在末端表現(xiàn)為曲流河(見(jiàn)圖 11b)。在泉線(spring line)以下的遠(yuǎn)端亞相,主要發(fā)育有辮狀河道、曲流河道、泛濫平原、沙丘、沼澤和小湖泊(ponds)等微相(見(jiàn)圖11a)。在遠(yuǎn)端共有4個(gè)沉積觀察點(diǎn)(見(jiàn)圖2的p5、p6、p7、p8)和1個(gè)礫石分析點(diǎn)(見(jiàn)表2的p5-1)。

        圖11 疏勒河分支河流體系遠(yuǎn)端河道樣式

        觀察點(diǎn)5(p5)剖面自下而上礫石層逐漸變薄,透鏡狀砂層逐漸變厚,呈條帶狀(見(jiàn)圖2a、圖12a)。頂層細(xì)粒砂質(zhì)沉積物厚度與底層礫質(zhì)沉積物厚度相近,表明河道形態(tài)開(kāi)始由辮狀河向曲流河轉(zhuǎn)變。礫石分析表明該點(diǎn)礫石呈次圓狀,最大礫石粒徑為4.06 cm,最小礫石粒徑為0.30 cm,平均粒徑為0.90 cm(見(jiàn)表2),礫石長(zhǎng)扁軸方向在 70°~160°范圍變化、定向性模糊(見(jiàn)圖13的p5-1)。

        圖12 疏勒河分支河流體系遠(yuǎn)端各觀察點(diǎn)剖面特征

        觀察點(diǎn)6(p6)主要表現(xiàn)為較厚的砂層,頂部發(fā)育有一套黏土層(見(jiàn)圖2a、圖12b)。剖面可見(jiàn)蟲(chóng)跡和植物根跡等孔隙,有鈣質(zhì)層發(fā)育,表現(xiàn)為堤岸沉積(見(jiàn)圖 12b)。在該點(diǎn)附近河床上可見(jiàn)一些小礫石遮擋形成的障礙痕(見(jiàn)圖13的p6)。

        圖13 疏勒河分支河流體系遠(yuǎn)端礫石定向性與粒徑分布及地表特征

        觀察點(diǎn)7(p7)上部砂體呈槽狀展布,底部為一套礫石層,層理類型主要為槽狀交錯(cuò)層理。垂向上,自下而上整體表現(xiàn)為正韻律(見(jiàn)圖2a、圖12c)。在該點(diǎn)附近地勢(shì)低洼處可見(jiàn)一些滯水洼地和小湖泊發(fā)育(見(jiàn)圖 13的 p7)。

        觀察點(diǎn)8(p8)位于分支河流體系末端,頂部為一大套細(xì)、粉砂級(jí)沉積物,高于河床近10 m(見(jiàn)圖2a、圖 12d),在剖面底部可見(jiàn)河床滯留沉積,底部有明顯的沖刷界面(見(jiàn)圖 12e)。根據(jù)無(wú)人機(jī)航拍影像可觀察到河流的截彎取直作用(見(jiàn)圖13的p8)。

        與近端和中部相比,遠(yuǎn)端沉積物粒徑明顯變細(xì)。由于水動(dòng)力條件減弱,發(fā)育有沼澤、曲流河和小湖泊等微相。在疏勒河分支河流體系的末端礫質(zhì)沉積物發(fā)育較少,主要以泥質(zhì)和砂質(zhì)沉積為主,代表了河道廢棄階段曲流河的沉積特征。

        4 討論

        隨著對(duì)陸相含油氣盆地研究的不斷深入,分支河流體系的研究為陸相含油氣盆地沉積模式提供了新的思路。通過(guò)對(duì)比疏勒河分支河流體系從頂點(diǎn)到末端不同位置大尺度的變化特征,包括順源方向坡度的變化、河流寬度的變化、泛濫平原與河道比的變化以及河流形態(tài)的變化,進(jìn)而對(duì)沉積體系進(jìn)行整體分析。近端主要為山麓高地向山前平原過(guò)渡階段,坡度最大,河流擺脫頂點(diǎn)上兩側(cè)地形的控制,表現(xiàn)為大型辮狀河,河流寬度較大,泛濫平原與河道比值較小,主要發(fā)育辮狀河道和泛濫平原等微相(見(jiàn)表3);中部坡度相比近端較小,受上游河流分汊和下滲的影響,河流寬度變窄,泛濫平原廣泛發(fā)育,河流表現(xiàn)為高度分汊的辮狀河,主要發(fā)育辮狀河道、泛濫平原和風(fēng)成沙丘等微相(見(jiàn)表3);遠(yuǎn)端,由于接近走廊盆地沉降中心,坡度最緩,水體流動(dòng)受阻,滯水洼地和小湖泊等地貌單元廣泛發(fā)育,河流形態(tài)表現(xiàn)為由辮狀河向曲流河過(guò)渡,主要發(fā)育辮狀河道、曲流河道、泛濫平原、風(fēng)成沙丘以及沼澤和湖泊等微相(見(jiàn)表 3)。通過(guò)研究分支河流體系上不同相帶河流形態(tài)由大型辮狀河到分汊狀辮狀河到曲流河這一連續(xù)性的變化,在分支河流體系沉積模式上,可以顯示出比單個(gè)河道相模式范圍更大的沉積體系特征。

        表3 疏勒河分支河流體系各相帶發(fā)育的沉積特征差異與沉積微相類型

        在分支河流體系大尺度觀察的基礎(chǔ)上,對(duì)不同位置河道沉積特征進(jìn)行精細(xì)描述(見(jiàn)圖14),近端河道為礫質(zhì)辮狀河床,水動(dòng)力條件以牽引流為主,水流主要來(lái)自源區(qū)冰雪融水。粒徑較粗,主要為中—巨礫,礫石具有明顯的定向性,砂質(zhì)含量較少,分選較差,表現(xiàn)為高能水環(huán)境[31];中部河道也主要為礫質(zhì)河床,可見(jiàn)小型透鏡狀砂體發(fā)育,礫石粒徑以細(xì)—中礫為主,砂質(zhì)含量增高,分選中等,具有一定定向性,表現(xiàn)為高能水環(huán)境向低能水環(huán)境過(guò)渡(見(jiàn)圖14)。中部由于分汊和下滲,水動(dòng)力條件減弱,部分支流河道在旱季干涸,表現(xiàn)為暫時(shí)河道,疏勒河分支河流體系暫時(shí)性河道主要受降雨的影響,在6—9月份降水充沛,疏勒河徑流流量較大,攜帶的泥質(zhì)含量較高,暫時(shí)性河道有水體流動(dòng)。但隨著旱季很快來(lái)臨,這些暫時(shí)性河道迅速干涸,在河道表層形成一層泥皮(見(jiàn)圖7b),隨著下次洪水期的到來(lái),細(xì)薄的泥皮被沖往下游,在類比地下研究中暫時(shí)性河道發(fā)育的泥皮很難保存下來(lái);遠(yuǎn)端,河流開(kāi)始由辮狀河向曲流河轉(zhuǎn)變,沉積物主要以砂質(zhì)為主,由于受坡降的影響,該區(qū)帶小湖泊較為發(fā)育,在靠近活動(dòng)朵體邊緣,邊灘沉積較發(fā)育,砂體呈槽狀。在該相帶最末端河流表現(xiàn)為曲流河,可見(jiàn)底部滯留沉積發(fā)育,表現(xiàn)為低能水環(huán)境(見(jiàn)圖14)。從近端到遠(yuǎn)端由粗礫的辮狀河到細(xì)粒的曲流河,屬于DFS內(nèi)部沉積體系的遞減,而不是因?yàn)榘l(fā)育辮狀河、曲流河兩個(gè)沉積體系產(chǎn)生的粒徑差異(見(jiàn)圖14)。

        圖14 疏勒河分支河流體系沉積模式

        5 結(jié)論

        疏勒河分支河流體系近端坡度大于中部坡度,遠(yuǎn)端坡度最小。河道沿分支河流體系頂點(diǎn)向下呈放射狀展布,受分汊和下滲影響,河道寬度逐漸減小,泛濫平原面積增大。近端地貌特征表現(xiàn)為以礫質(zhì)戈壁灘為主,中部可見(jiàn)沙生植被發(fā)育,遠(yuǎn)端主要表現(xiàn)為綠洲地帶。疏勒河分支河流體系在河流形態(tài)變化上,近端河流擺脫源區(qū)兩側(cè)地形的控制表現(xiàn)為大型辮狀河,中部河流形態(tài)主要表現(xiàn)為高度分汊的分汊狀辮狀河,在中部到遠(yuǎn)端的過(guò)渡區(qū)域河流形態(tài)由辮狀河向曲流河過(guò)渡,遠(yuǎn)端河流形態(tài)主要表現(xiàn)為曲流河。疏勒河分支河流體系在沉積特征變化上,近端礫石定向性較好,礫石以中—巨礫為主,次圓狀;中部礫石主要以細(xì)—中礫為主,磨圓度和定向性也較好;遠(yuǎn)端主要以砂質(zhì)沉積為主,礫石含量較少,呈圓狀,定向性模糊。疏勒河分支河流體系在沉積模式整體變化上,砂體展布規(guī)律表現(xiàn)為遠(yuǎn)端砂體含量最大,近端含量最小。近端和中部主要以辮狀河沉積為主,遠(yuǎn)端以曲流河沉積為主,發(fā)育大量的廢棄河道、牛軛湖、以及湖泊和沼澤等相帶。

        符號(hào)注釋:

        a——任意相鄰 3個(gè)小扇形半徑定向性的最大值,%;bin——扇狀圖角度間距,(°);gmax——粒徑最大值,mm;gmin——粒徑最小值,mm;n——樣本數(shù),個(gè);α——野外剖面坡度,%;αavg——礫石定向性平均坡度,(°);σ——小扇形半徑偏離程度,無(wú)因次。

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