经典地质图集，彻底搞明白河流相！

如果说山川是地球伟岸的骨骼，

那么河流便是地球奔腾的血液。

长江（图源@ Nicci）

波澜壮阔的长江黄河，

宽广神秘的亚马孙河，

奔流不息的尼罗河

.......

黄河（图源@Ludka Szulakowska）

亚马孙河（图源@Peru Resources ）

尼罗河（图源@Reuters）

侵蚀、搬运、沉积，

不同类型的河流塑造了

完全不同的神奇世界！

第

1

章

-什么是河流-

河流是陆地表面上

经常或间歇有水流动的

线形天然水道。

是陆地上最活跃,

最有生气的侵蚀、

搬运和沉积地质营力。

河流沿途接纳众多支流，

并形成复杂的

干支流网络系统，即为水系。

通常可分为

树枝状水系、扇形水系和

格子状水系等。

中国水系分布

树枝状水系是

水系发育中最普遍的一种类型，

干支流呈树枝状。

一般发育在抗侵蚀力较一致

的沉积岩或变质岩地区。

如西江（珠江水系干流之一）

上游接纳柳江、郁江、桂江等支流。

珠江（图源@Sparktour）

扇形水系是干支流组合而成的

流域轮廓形如扇状的水系，

如海河水系。

海河（图源@TCT）

格子状水系由干支流

沿着两组垂直相交的

构造线发育而成，

如闽江水系。

闽江（图源@网易）

不同类型的河流，

在河道的几何形态、

横截面特征、坡度大小、

流量、沉积负载、地理位置、

发育阶段等方面都存在着差别。

按照地形及坡降，

可将河流分为

山区河流和平原河流。

按河流发育阶段，

又可分为幼年期、壮年期、

老年期河流。同一河系，

上游可属幼年期，

中游属壮年期，

下游则属老年期。

根据拉斯特(Rust,1978)

的划分方案，河流被分为

顺直河、曲流河、

辫状河、网状河四种类型。

该方案目前最被认可，

其中以曲流河和辫状河分布最广，

而顺直河和网状河较少见。

第

2

章

-曲流河沉积-

作为最常见的河流类型，

曲流河是研究程度

最高的一类河流。

曲流河（图源@Aman Godara ）

根据次一级环境及其

沉积物特征的不同，

曲流河主要亚环境类型可分为

河床、堤岸、河漫以及

牛轭湖四个主要亚相。

曲流河沉积

河床亚相主要包括

河床滞留沉积和

边滩沉积两个微相。

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，

集中堆积成不连续的透镜体，

为河床滞留沉积。

边滩（点砂坝、曲流砂坝）

（point bar）沉积是

曲流河中最重要的砂体类型。

河水在前进过程中

不断对外岸进行冲刷，

又由于横向环流将河流中

搬运物带至内岸沉积下来，

形成了以侧向加积为主的沉积特征。

边滩（图源@Jean-Christophe BENOIST ）

边滩下部靠近河心处，

沉积颗粒较粗（以砂粒为主）；

上部远离河心，沉积物较细。

边滩厚度近似于河床深度，

河道宽、弯曲度大，

边滩发育越宽阔，反之亦然。

边滩剖面结构（图源@文献[1]）

堤岸亚相作为河流相的顶层沉积，

垂向上发育在河床沉积的上部。

其岩石粒度较细，

类型简单，以小型交错层理为主。

主要包括的微相为

天然堤和决口扇。

天然堤（Natural levee）是

由于洪水期河水漫越河岸，

当河水流速降低时，携带的

大量悬浮物质在岸边

很快沉积下来所形成。

天然堤主要分布于曲流河道两岸，

沉积物粒度细于边滩，

粗于河漫滩，内部主要发育

小波痕交错层理和槽状交错层理等。

顶面代表了最大洪水期

所到达的水位高度。

（图源@文献[2] ）

在高水位时，洪水冲决天然堤，

在堤岸靠平原方向的斜坡上

形成树枝状水系的扇状堆积物，

即决口扇（Crevasse splay）。

决口扇沉剖面上呈透镜体状，

厚度一般从十几厘米到几米，

粒度常比与之相连的堤岸沉积要粗。

决口扇示意图（图源@文献[3] ）

河漫亚相位于天然堤外侧，

地势低洼、平坦，洪水泛滥期间，

水流漫溢天然堤，流速降低，

使河流悬浮沉积物大量堆积。

根据其沉积环境和沉积特征，

河漫亚相可进一步划分为河漫滩、

河漫湖泊和河漫沼泽三个沉积微相。

其中，河漫滩（floodplain）

作为曲流河沉积体系中重要的部分，

是河床外广阔的滩地，

平水期无水，洪水期被水港没。

河漫滩（floodplain）

特点是其沉积物二元结构鲜明，

下部由较粗大的河床冲积物

（主要为粗砂和砾石）组成，

上部由洪水泛滥时沉积的

较细的河漫滩堆积物

（主要是细砂和粘土）组成。

河漫滩平面和剖面结构

牛轭湖亚相（Oxbow lake）

属废弃河道沉积。

曲流河道在发育过程中，

由于截直作用或冲裂作用，

可以使某一段河道或

整个河道废弃，

从而形成牛轭湖沉积或

废弃河道沉积。

牛轭湖的形成

第

3

章

-辫状河和网状河沉积-

辫状河（ braided river）

的河道宽而浅，频繁迁移，

游荡不定，也称作游荡性河道。

辫状河（图源@Andrew Cooper ）

辫状河具有的

强烈侵蚀性和快速迁移性，

一旦发生决口，

河道便直接改道，

堤岸沉积和决口扇沉积

很难被保存下来。

辫状河沉积

心滩（ mid-channel bar）

是辫状河河道中的

标志性地貌单元。

狭义的心滩是指在正常情况下

（平水季节）露出水面的

河心洲（滩、岛）。

辫状河与心滩（图源@文献[4]）

广义的心滩则是泛指

辫状河河道内的所有

一定规模的正向地貌单元，

即包括河心洲在内的各类砂坝：

纵向砂坝（Longitudinal bar）、

横向砂坝（Transverse bar）、

斜列砂坝（Diagonal bar）。

各类砂坝

网状河（anastomosed river）

是多河道高弯度河流，

一般来说其河道坡度小，

水流能量低，

河流的侧向迁移能力弱。

因此沉积环境较稳定，

各沉积相在垂向上增生、叠加。

网状河（图源@SpringerLink）

就网状河的沉积环境来说

可分为河道沉积和湿地沉积。

网状河沉积

河道沉积沉积物以砂为主，

结构以跳跃组分为主，

构造上具有槽状交错层理，

平面上呈带状、网状，

剖面上砂体厚、窄，

呈多层叠置的透镜状。

河道比较

湿地沉积物以富含

泥炭的粉砂、粘土为主，

类似于沼泽的沉积环境。

整体上网状河具有

“泥包砂”的沉积特征。

参考资料：

[1] Ernenwein, Eileen. (2002). Establishing a method for locating buried Oxbow Lake deposits using electrical conductivity, Sacramento Valley, California [microform] /. 

[2] Cannon, Charles. (2015). Landforms along the Lower Columbia River and the Influence of Humans. 

[3] Burns C E , Mountney N P , Hodgson D M , et al. Anatomy and dimensions of fluvial crevasse-splay deposits: Examples from the Cretaceous Castlegate Sandstone and Neslen Formation, Utah, USA[J]. Sedimentary Geology, 2017, 351(APR.15):21-35.

[4] Schuurman F , Marra W A , Kleinhans M G . Physics-based modeling of large braided sand-bed rivers: Bar pattern formation, dynamics, and sensitivity[J]. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 2013, 118(4):2509-2527.

[5]钱宁. 关于河流分类及成因问题的讨论[J]. 地理学报, 1985, 000(001):1.

[6] 朱筱敏. 层序地层学[M]. 石油大学出版社, 2000.

[7] 王良忱, 张金亮. 沉积环境和沉积相[M]. 石油工业出版社, 1996.

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