第2章冲积扇相

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1、第二章冲积扇相第一节冲积扇概述一、冲积扇的形态和形成条件（一）概念冲积扇是陆上氧化条件下由山区河流所携带的粗粒沉积物在山谷出口处堆积而形成的扇形沉积体。具体地说，在干旱气候条件下的地壳升降运动较强烈的地区，风化、剥蚀作用强烈，其形成的产物被暂时性流水（雨水或洪水）或山区河流带走。当水流流出山口时，由于坡度急剧变缓，水流向四方散开，流速骤减，碎屑物质大量沉积，形成锥形或扇形粗碎屑堆积体，称为洪积锥或洪积扇。它具有山区河流冲积成因的特点，故又称为冲积扇。（二）形态冲积扇从山口向下游方向呈放射状顺坡展开，在平面上呈近三角形的扇

2、状。横剖面上为凸透镜状，纵剖面呈顶面下凹的透镜状或楔状。扇根处坡度可达20～30°，而扇端仅为1°，大部分扇面坡度为5～10°。沉积物的平均粒度与扇面坡度有正相关关系。从扇根到扇端，扇面坡度随沉积物平均粒度减小按指数关系下降。（三）形成条件1.造山运动是形成巨厚的大型冲积扇的重要条件山脉的形成导致母岩区剥蚀作用的增强和河流能量的提高，有利于碎屑物质的大量搬运和沉积，造成大型冲积扇的形成。2.干旱或半干旱气候条件是形成冲积扇的又一重要条件这种气候条件下植被不发育，物理风化强烈，形成大量粗碎屑物质。同时这种条件下的季节性暴雨

3、或高山积雪在夏季的融化可导致间歇性河流或洪水的形成。间歇性水流携带碎屑物质流出山口，因流速骤减而沉积形成冲积扇。3.地形坡度的突变也是形成冲积扇的重要因素山区间歇河流流出山口，由于坡度突然变缓，使流速骤然降低，碎屑物质沿山麓大量沉积。4.物源区的母岩性质影响着冲积扇的大小和形态若母岩区为泥质岩，形成的冲积扇大而陡，面积可比母岩区为砂岩的大一倍。5.冲积扇的保存条件需要长期相对沉降的构造条件，否则将遭受侵蚀而破坏。二、冲积扇的沉积作用冲积扇上可能出现的搬运和沉积作用有两种基本类型：牵引流（河流）搬运和沉积作用、陆上重力流（

4、泥石流）搬运和沉积作用。前者包括河道沉积、片流沉积、筛状沉积。（一）河道沉积1.河道沉积的形成当冲积扇堆积到一定程度，坡度稍微变缓，下次洪水来时便在扇表面下切冲刷出许多放射状河道，所携带的沉积物在这些暂时性河床中沉积下来，就形成了冲积扇上的河道沉积。河水卸下的大量沉积物在河道中形成砂坝并堵塞河道，迫使河道在洪水期改道、分叉，在冲积扇表面切割出新的河道，形成网状河流水系。2.沉积特点冲积扇上的河道沉积主要由粗粒的砂、砾沉积物组成，一般颗粒支撑，分选差。具有发育的底冲刷现象。砾石呈叠瓦状排列。砂岩、细砾岩中有时可见大型交错层

5、理、平行层理。在扇体上部河道沉积物粒度粗，单层厚度大，交错层理不发育。向下坡方向粒度逐渐变细，成层性也逐渐变好，交错层理发育。（二）片流（漫流）沉积1.概念洪水漫出河道，由于流速和水深骤减，携带的沉积物在扇的交切点以下部分呈席状或片状沉积下来，在扇体表面形成分选性较高的薄层砂砾质沉积，称为漫流沉积或片流沉积。2.特征漫流沉积物（砂砾层）具有交错层理或呈块状，也可出现细的纹层，单层砂体呈透镜状。一系列漫流沉积的透镜体组合，形成复合的巨大板状沉积体，一般分布在扇的中部或端部，构成冲积扇的主体。美国加利福尼亚州帕诺切溪古冲积扇

6、上的片流沉积砂体的分布面积达200mile2。（三）筛状沉积又称筛积，发育在冲积扇环境中，是冲积扇最富特色的沉积，但并不常见。关于其成因，许多研究者认为当源区供给沉积扇主要为砾石而无或极少其它粒级的物质时，在冲积扇的表面便堆积了舌状砾石层，形成砾石支撑的筛状沉积。筛状沉积的砾石多为棱角状～次棱角状，分选较好，少见叠瓦构造，渗透性极好。砾石间的孔隙被后期渗滤近来的细粒砂级沉积物充填。因此，筛状沉积物的粒度分布具有双众数，也就是具有两个粒度集中段。筛状沉积的形成需要物源区提供单一的砾石级沉积物，并且要求母岩应是坚硬的结晶岩类

7、，如石英岩之类的岩石。筛状沉积一般发育在冲积扇中部。（四）泥石流沉积1.概念泥石流是一种高密度的沉积物重力流。很早就有人注意到冲积扇上的泥石流沉积作用。当水流携带的砾石和泥沙沉积物达到足够量时，就形成了密度大，呈可塑状态的流体，称为泥石流。泥石流可整体搬运数吨乃至数十吨的粗碎屑物质。现代泥石流常连根拔起树木，毁坏房屋，携带卷裹汽车等大型物体，足见其搬运能力巨大。2.泥石流的形成条件泥石流的形成与源区母岩性质密切相关。当源区母岩风化后，除产生粗碎屑物外还形成大量粘土细粒物质时，有利于泥石流的产生；在有大量火山碎屑物质或冰碛

8、物的半干旱地区最容易形成泥石流。在雨季这些松散的沉积物通过滑坡、滑塌进入河道转变成泥石流顺坡流出山口在冲积扇上沉积，形成杂基支撑或杂基填隙的泥质砾岩。3.沉积特征泥石流常发育在扇体的上部，最大特点是砾、砂、泥混杂，分选磨圆都差，大者为可达数吨以上的漂砾，小者可至粉砂、粘土。后者含量常为10～30%。当流体以砂—粉砂—