河流沉积体系

一般，曲流河多发育在冲积平原上，其河道呈明显的弯曲形态，发育了一系列的深潭和浅滩;从凹岸侵蚀下来的物质被搬运、堆积在下一个河曲段的浅滩上，形成曲流砂坝;当河道弯曲度很高时，常出现截弯取直现象并形成牛轭湖;河道的河床坡度较小，沉积物搬运量比较稳定。曲流河道一般出现在河流的中、下游地区。

由河道充填沉积、河道边缘沉积和泛滥盆地沉积等三部分沉积物(沉积相)组成。其中，河道充填沉积是河流沉积最特征的组成部分，它们的正确鉴定是解释河流沉积体系的关键。曲流河沉积类型进一步细分如下 ：

河道充填沉积河道处于活动阶段的充填物。它主要由河道底沉积和曲流砂坝沉积组成。当洪水期一部分河水直接切割、穿过曲流砂坝表面时，将发育流槽和流槽坝沉积。河道底是河流所搬运的最粗粒物质的堆积场所。

(1)河道底沉积。由移动的水下砂丘所形成的砂质沉积物，以中至大型的槽状交错层理为特征。其最下部紧靠河流侵蚀面之上，堆积了一些只经过局部搬运的漂流树木、大泥砾、生物遗体、泥炭碎块以及粗粒底负载砾石和粗砂等物质。这些堆积物，称为河道滞留沉积。

(2) 曲流砂坝沉积。曲流河沉积的最主要组成部分，它是在曲流河的凸岸处由沉积物的侧向加积所造成的，逐次覆盖在河道底沉积物之上。一个完整的曲流砂坝沉积，其厚度可以和河道的深度相当，并具有粒度向上变细的特点，变化范围可由砾石、粗砂直到细砂、粉砂。下部和中部曲流砂坝的沉积物较粗，以中到大型槽状交错层理为特征。上部曲流砂坝的沉积物以细粒为主，发育板状交错层理，攀升波痕层理以及波痕交错层理等沉积构造。

河道边缘沉积包括天然堤和决口扇沉积。天然堤分布于河道两岸，它高于河道并分隔泛滥盆地，是在洪水期由洪水中携带的沉积物在河道两岸堆积而成的。靠河道一侧，沉积物颗粒较粗，厚度较大。靠泛滥盆地一侧，沉积物颗粒较细，厚度较薄。总体上以细砂和粉砂为主，夹有一些粘土。洪水期天然堤决口导致部分河水挟带悬浮负载和底负载物进入泛滥盆地，形成扇状堆积物，称为决口扇。决口扇沉积物的内部构造，是多期洪泛、浅水水流及快速堆积的反映，表现为波痕交错层理，攀升波痕层理，板状、波状及槽状交错层理以及冲刷—充填构造等。

泛滥盆地沉积通常由泛滥平原、岸后沼泽及湖泊沉积组成。①泛滥平原。地势稍高，平时未覆水，只在洪泛时接受沉积物。②岸后沼泽。地势较低，大体与地下水位相当，是植物遗体堆积和保存的有利场所。③湖泊。地势更低。泛滥盆地沉积是全部河流沉积物中最细的部分，以细粉砂和粘土为主。由于沉积速度小，生物扰动构造、原生水平纹层构造常受到不同程度破坏。

曲流河模式的垂向层序(图2)，底部为一冲刷面，其上是具水平层状或大型交错层状的粗砂或含砾砂的河道底及下部曲流砂坝沉积; 向上渐变为曲流砂坝顶部的小型交错层状细砂; 再向上被垂向加积的河岸和泛滥盆地沉积物所覆盖。可以说，在冲刷面以上是一个典型的向上变细层序。随着粒度的变细，交错层理的规模也由大变小，层理类型由大型交错层理过渡到小型交错层理、攀升波痕层理以至水平层理。

曲流河发育过程中，由于反复地经历截弯取直和废弃作用，河道两侧不断地被细粒的粉砂和粘土物质所充填，这些细粒沉积物限制了河道的侧向迁移，可使整个曲流河由于淤积而变得高出泛滥盆地。这种环境可以保持到突然性的天然堤决口。这时，整个河道突然改道流过泛滥盆地的低处，造成河流袭夺现象。旧的河道废弃后，砂质沉积的狭长条带将逐渐被细粒的泛滥盆地沉积物所覆盖，使原先的泛滥盆地沉积物之上出现新的河道沉积。当具有不断下沉的构造条件时，这种过程可重复多次，其结果，整个曲流河沉积体系可达到相当大的厚度。许多条带状的砂体被泛滥盆地沉积物所环绕，细粒沉积物的总量在整个沉积体系中远远超过砂质沉积物 (图3)。

曲流河沉积体系是重要的含煤沉积体系。聚煤作用发生在岸后沼泽和废弃河道充填沼泽中，岸后沼泽是河流环境中的主要聚煤场所。

辫状河形成于中—陡坡度的地表面，河道弯度不大，但宽度很大，水流绕着心滩不断地分支和重新汇合，使主河道被分成若干次级河道。心滩是辫状河道的主要地貌特征，它们在低水位时暴露，高水位时则被淹没。辫状河洪水期夹带的泥砂量大，河岸常遭受侵蚀，河道迁移快。

辫状河沉积也像曲流河一样，包括河道充填沉积、河道边缘沉积和泛滥盆地沉积三种类型，但其特征和发育程度与曲流河有较明显的差别。

图4辫状河道以发育各种类型的河道沙坝为特征。在坝间地区的河道深处，呈透镜状产出底部滞留沉积及一些粗粒底负载沉积物，通常不显示沉积构造，但当水的深度允许形成移动的水下砂丘时，将显示槽状交错层理。河道砂坝根据其地貌形态、大小以及它们与河岸的关系，可细分为侧砂坝、横向砂坝和纵向砂坝 (图4)。①侧砂坝。沿低弯度河道段的边缘发育，原生构造包括面状的和低角度加积的前积层层理。②横向砂坝。垂交水流方向，向下游移动的砂坝，是砂质辫状河中最为典型的一类砂坝。洪水期，沉积物沿着大砂坡平缓的向流面向上运动，尔后堆积到背流面，形成崩落的或板状的交错层;低水位时，横向砂坝将被切割。③纵向砂坝。显示平行于水流方向的长轴，也是辫状河中常见的砂坝类型。洪水期，浅水水流经过砂坝表面，形成大量的水平层，而沿砂坝边缘和下游端则形成低—中等倾角的交错层; 低水位期，砂坝的边缘受到局部冲刷。

由于河道经常发生迁移，因而既没有明显的天然堤发育，也没有很好的泛滥盆地发育。造成泛滥盆地不很发育的另一重要原因是，洪水期河流往往重新利用废弃的河道，而只在主要的洪水期，河水才从它们的主河道体系中溢流到周围的泛滥盆地。其沉积物是一些具小型交错层理和水平层理的粉砂岩和泥岩，常见泥裂、雨痕和生物扰动构造等。

迄今为止，尚未概括出一个典型的辫状河垂直层序模式。或者说，很难用一个统一的模式来表示辫状河的层序特征。由洪水引起的反复的冲刷和充填，使整个河道沉积物的粒度和交错层理的规模由下而上无规律地变化。只有在河道废弃时，沉积物的粒度和交错层理的规模才都向上变小。总的结构型式，可能是一个槽状层理和板状层理的杂乱互层，其中偶尔还夹有波痕交错纹理的互层单元。

图5辫状河流的河道具有宽/深比值比较大的特点，再加上河岸易于侵蚀，河道侧向迁移速度快，因此河道砂体具有侧向连续的趋势，顺古地面坡向呈宽条带状分布，底部冲刷面比较平缓。由于垂向加积的细粒沉积物厚度不大，又易受侵蚀，因而多呈不连续状。在整个辫状河沉积体系中，砂所占比例明显地多于泥，这与曲流河沉积体系形成鲜明对照 (图5)。

一般认为，辫状河沉积体系含煤性较差。

图6网结河是河道在平面上呈 交织网状，河道十分稳定，河道间发育有河心岛或植被岛的河流。其河道坡度小，弯度多变，导致频繁的溢岸洪泛和粉砂、粘土在湿地中的堆积。湿地环境(泥炭沼泽、岸后沼泽和洪水湖)占据了网结河体系的最广大地区(60%～90%)，而河道、天然堤和决口扇的分布则要局限得多(图6)。湿地通常覆水，有稠密的植物生长，并被天然堤沉积所包围。洪水湖靠窄而深的通道与网结河中的某一条相连通，充水和排水与河流水位的涨落相一致。

图7网结河沉积可分别划分为三种与河道有关的相，即河道相、决口扇相和天然堤相; 三种与湿地有关的相，即湖泊相、沼泽相和泥炭沼泽相。①河道相。以厚而窄、多层叠置的线状砂为特征，说明河道是非常稳定的，其沉积物可能主要是垂向上填积的产物。②决口扇相。以席状的砂质沉积物为特征，近端厚度较大，向外逐渐变薄。③天然堤相。由砂质粉砂和粉砂质砂组成，含大量的植物根。④湖泊相。由纹层状粘土和粉砂质粘土组成。⑤沼泽相。由粉砂质泥或泥质粉砂组成，含不同数量的有机碎屑，植物根系穿插扰动现象常见。⑥泥炭沼泽相。以含厚度不大、灰分较高的煤层为特征。且分布范围不广。

加拿大艾伯塔煤田的下白垩统上曼维尔亚群是古代网结河沉积。这里，30m厚的河道砂岩被粉砂岩、页岩、煤和薄的席状砂岩组成的50m厚层序所包围。河道砂岩的宽度小于150m，主要由垂向加积形成。根据测井资料推断的网结河道砂的分布情况如图7所示，其范围为80km×300km。总之，呈网状交织的厚而窄的河道砂及近乎垂直的相的接触面，是网结河沉积最显著的特征。人们对网结河体系与聚煤作用的关系，有不同的见解，有待进一步研究。