扇三角洲流體類型轉(zhuǎn)換及控制因素分析

摘 要 【目的】扇三角洲廣泛發(fā)育于沉積盆地邊緣及內(nèi)部，具有規(guī)模龐大、類型多樣、生儲(chǔ)蓋配置良好等特點(diǎn)，蘊(yùn)藏著巨大的油氣資源勘探潛力。然而，其流體類型轉(zhuǎn)換和控制因素、沉積過程與特征仍尚不清晰。【方法】以青海希里溝扇三角洲為研究對(duì)象，基于野外露頭和探槽剖面的精細(xì)刻畫描述，綜合利用14C測(cè)年、粒度分析等方法，對(duì)希里溝扇三角洲不同時(shí)期沉積物粒度、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造等方面特征進(jìn)行研究。【結(jié)果與結(jié)論】通過野外露頭探槽剖面的精細(xì)刻畫描述共劃分出9類巖相及7種垂向組合序列，識(shí)別出碎屑流、片狀洪流和牽引流共3種流體類型。根據(jù)AMS14C定年標(biāo)定沉積界面、沉積物粒度、結(jié)構(gòu)等方面特征，將希里溝湖三角洲劃分為SI、SII和SIII共3個(gè)階段，其中SI期為碎屑流粗粒沉積期，SII為片狀洪流改造沉積期，SIII期為牽引流改造沉積期。通過沉積物粒度敏感組分分析，在希里溝湖扇三角洲平面識(shí)別出3期朵葉。結(jié)合希里溝三角洲沉積地形坡度和青海湖15 ka以來孢粉濃度變化，證實(shí)了希里溝扇三角洲流體類型轉(zhuǎn)換受控于沉積坡度與氣候的變化，明確了扇三角洲上平原以碎屑流主導(dǎo)，發(fā)育碎屑流主水道、片狀洪流沉積為主要的構(gòu)型單元，扇三角洲下平原以片狀洪流主導(dǎo)，發(fā)育以辮狀水道、辮流壩以及洪漫沉積為主要的構(gòu)型單元，扇三角洲前緣以牽引流主導(dǎo)，發(fā)育以水下分流河道、河口壩以及席狀砂為主要的構(gòu)型單元。

關(guān)鍵詞 扇三角洲；沉積過程；流體類型；氣候變化；控制因素

第一作者簡(jiǎn)介 馮爍，男，1995年出生，碩士研究生，沉積學(xué)及儲(chǔ)層地質(zhì)，E-mail： 314908179@qq.com

通信作者 李順利，男，副教授，博士生導(dǎo)師，石油地質(zhì)學(xué)與沉積學(xué)，E-mail： lishunli@cugb.edu.cn

中圖分類號(hào) P512.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

在扇三角洲概念提出后[1?2]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)供源體系、重力流等方面進(jìn)行了詳細(xì)研究[3?5]。近年來關(guān)于扇三角洲的形成機(jī)制、沉積作用和流體機(jī)制等相關(guān)研究逐漸豐富起來[6?7]，由此開展了一系列的水槽實(shí)驗(yàn)[8?9]，分析氣候和沉積物供給等對(duì)三角洲成因類型的影響。大量學(xué)者針對(duì)扇三角洲展布規(guī)律和影響因素進(jìn)行研究，認(rèn)為其沉積物結(jié)構(gòu)、流動(dòng)機(jī)制以及控制因素復(fù)雜[10?12]，尤其是在扇三角洲沉積垂向序列快速變化和平面展布具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性[13?14]。Gilbert[15?16]在1885年與1900年研究扇三角洲時(shí)提出了三褶結(jié)構(gòu)，不僅改變了早期的認(rèn)識(shí)，也指導(dǎo)了后期各種三角洲的研究。此外，Nemec et al.[17]于1984年建立了粗粒三角洲的12種模式，為粗粒沉積體系形成機(jī)制的研究提供了可借鑒的地質(zhì)模型。

控制扇體流態(tài)轉(zhuǎn)換的因素則是目前關(guān)注的焦點(diǎn)之一，1975年Walker[18]指出沉積體具有碎屑流、片狀洪流、濁流、顆粒流、牽引流以及混合流等多種成因，但這些流體的成因機(jī)制與垂向序列特征仍待明晰[18?19]。2011年袁靜等[20]對(duì)東營(yíng)凹陷沙四上亞段近岸水下扇砂礫巖體粒度概率累積曲線展開研究，提出了碎屑流向牽引流演化的10種概率累積曲線。張?jiān)碌萚21]、劉大衛(wèi)等[22]通過大量的野外勘查表明，地形坡降與沉積物供給方式是造成流體性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變的主要因素。早期關(guān)于粗粒沉積流體性質(zhì)的研究，大多從統(tǒng)計(jì)學(xué)出發(fā)，利用礫巖最大粒徑和單層厚度來定量識(shí)別陡坡扇三角洲沉積物的搬運(yùn)機(jī)制與流體性質(zhì)，1990年Nemec[23]明確指出坡度的差異是引起流態(tài)轉(zhuǎn)換的基本條件。1998年Whipple[24]認(rèn)為陡坡扇體由于坡度較陡導(dǎo)致大礫石無法在坡上保留，會(huì)沿坡滑落，大礫石在前緣地帶大面積分布，以此分析不同扇體類型的流體性質(zhì)與礫石分布的存在差異。除此之外，氣候條件的變化也會(huì)對(duì)扇三角洲的樣式造成影響，例如：干旱型扇三角洲地形隆起明顯，重力流沉積占比大，濕潤(rùn)型扇三角洲地形起伏小，展布面積廣，重力流沉積不發(fā)育[25]。

扇三角洲沉積過程中的流體性質(zhì)變化受多種沉積作用影響。因此，可以結(jié)合其形成背景以及形成條件分析對(duì)應(yīng)的控制因素[26?28]。由于扇三角洲在形成后通常會(huì)受到改造[29?30]，且水流和坡度在扇三角洲形成過程中起到關(guān)鍵的作用[31?34]。因此，研究扇三角洲的沉積演化過程需要考慮氣候變化所產(chǎn)生的水流對(duì)扇三角洲的改造，并且針對(duì)扇三角洲不同地形進(jìn)行分類討論。在研究扇三角洲的控制因素中，氣候變化區(qū)域的短期風(fēng)暴及融雪可以影響其沉積特征，而地形和扇體結(jié)構(gòu)可以影響垂向序列[27，35?36]。

研究通過近現(xiàn)代沉積野外露頭的精細(xì)刻畫、粒度篩析和14C測(cè)年等方法，充分獲取沉積記錄信息，利用巖相劃分和巖相組合等方法劃分扇三角洲流體類型。通過刻畫希里溝扇三角洲不同時(shí)期沉積物結(jié)構(gòu)特征，識(shí)別出碎屑流、片狀洪流和牽引流共3種流體類型。根據(jù)AMS14C定年標(biāo)定沉積界面、沉積物粒度、結(jié)構(gòu)等方面特征，將希里溝湖三角洲劃分為SI、SII和SIII共3個(gè)階段，并結(jié)合氣候與地貌恢復(fù)，查明扇三角洲流體類型轉(zhuǎn)換的主控因素。明晰現(xiàn)代扇三角洲的流體轉(zhuǎn)換機(jī)制及控制因素，對(duì)于認(rèn)識(shí)現(xiàn)今處在埋藏階段扇三角洲沉積構(gòu)型與規(guī)模預(yù)測(cè)都具有借鑒意義。

1 青海地區(qū)地貌與氣候特征

希里溝湖位于青海省海西州烏蘭縣境內(nèi)的希賽盆地[37]，該盆地為逆沖斷層圍限的山間斷陷盆地[38]。希里溝湖處于青藏高原西北部地區(qū)，位于青海湖正西方向約100 km，湖面積約20 km2，湖平面均海拔約2 930 m（圖1a）。研究區(qū)位于烏蘭縣正南方向7 km處的希里溝湖區(qū)域，現(xiàn)有面積約50 km2，半徑約7.4 km[39]，露頭區(qū)域位于希里溝湖以西的希里溝扇三角洲，其順物源方向地形存在明顯變化（圖1b）且發(fā)育多條NS向的辮狀河和小型河流，辮狀河水道對(duì)剖面進(jìn)行切割形成最深近（3 m）的剖面。研究主要對(duì)探槽與剖面進(jìn)行精細(xì)刻畫和描述。剖面整體可劃分為兩部分，扇三角洲平原和扇三角洲前緣處各一部分，實(shí)測(cè)剖面共計(jì)20個(gè)（圖1c）。由于河流沖刷作用，扇三角洲平原剖面出露厚度為1.0～2.5 m，扇三角洲上平原地區(qū)剖面較厚，最厚可達(dá)2.7 m，沿河流方向，向下厚度逐漸減薄，最薄處厚度僅約0.5 m。相比較其他剖面，希里溝剖面是一個(gè)較為連續(xù)且完整的地質(zhì)剖面。

希賽盆地位于內(nèi)陸高原半干旱高寒氣候區(qū)，受高壓西風(fēng)控制和蒙古—西伯利亞反氣旋影響[38]。根據(jù)劉興起等[40]對(duì)孢粉的研究，認(rèn)為距今15.2～13 ka（SI）處于冰川消退期，初期的寒冷時(shí)期，氣候以涼偏干為主，距今13～10.4 ka（SII）以溫涼偏濕為特征，但波動(dòng)較明顯，距今10.4～8.6 ka（SIII）青海湖周緣地區(qū)氣候變化為溫暖偏干。水流量的變化伴隨著氣候的改變，也就造成了季節(jié)性洪水中所攜帶的沉積物通量不同。

2 扇三角洲巖相劃分與搬運(yùn)機(jī)制

2.1 巖相劃分

粗粒沉積流體類型多樣、粒徑變化大、沉積構(gòu)造特征不明顯，使得常規(guī)巖相劃分方案無法準(zhǔn)確地反映成因，因此根據(jù)Miall所提出的巖相劃分標(biāo)準(zhǔn)[41?42]，對(duì)本地區(qū)的巖相進(jìn)行劃分（圖2），共識(shí)別出9 類巖相。

（1） 礫質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相（Gmg）。巨礫和粗礫巖呈漂浮狀，在細(xì)礫巖與砂級(jí)顆粒之中，作為雜基的細(xì)礫巖與砂級(jí)顆粒石要比漂浮狀礫石低兩個(gè)粒度級(jí)及以上，即巨礫、粗礫為漂礫，細(xì)礫及其以下粒級(jí)碎屑為雜基，且砂級(jí)顆粒所占比重較小。該巖相多呈厚層狀出現(xiàn)于水道的底部。礫石大小混雜，粒度范圍分布較廣，基本上覆蓋中粗砂—巨礫之間的各個(gè)范圍且分選較差，磨圓呈次棱角狀—棱角狀是其典型的識(shí)別標(biāo)志。由于粒度涵蓋范圍很廣，各種粒徑顆粒都會(huì)出現(xiàn)，砂質(zhì)及細(xì)礫對(duì)巨礫和粗粒顆粒之間的空間進(jìn)行充填導(dǎo)致顆粒之間孔隙度較小，物性較差，非均質(zhì)性較強(qiáng)，又由于其成因及發(fā)育位置不同存在正韻律與反韻律兩種類型，為典型重力流成因巖相。

（2） 砂質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相（Gms）。中、細(xì)礫巖漂浮在砂質(zhì)雜基之中，整體呈塊狀構(gòu)造，礫石多為次棱角狀，彼此之間不接觸，垂向粒序變化不明顯，礫石雜亂堆積，可見大量高角度排列的礫石。其主要成因?yàn)殛嚢l(fā)性洪水所導(dǎo)致礫石懸浮搬運(yùn)，后沉積物進(jìn)行高度聚集。該巖相屬于高密度砂質(zhì)碎屑流產(chǎn)物，是重力流成因的一種。

（3） 多級(jí)顆粒支撐礫巖相（Gcm）。顆粒支撐結(jié)構(gòu)，粗礫石、中礫石和細(xì)礫石共同構(gòu)成支撐骨架，礫石分選極差，雜亂堆積，基質(zhì)含量有所降低，各個(gè)粒度級(jí)別的顆粒逐級(jí)充填，是重力流發(fā)育后期向片狀洪流過渡的產(chǎn)物。

（4） 疊瓦狀礫巖相（Gi）。中、粗礫巖組成，礫石分選中等、磨圓差，礫石間充填砂質(zhì)雜基。整體呈正粒序，底部多發(fā)育沖刷面，礫石呈高角度疊瓦狀定向排列，礫石最大扁平面的傾向指示上游。該巖相是河道底部持續(xù)定向水流作用下的產(chǎn)物，為高流態(tài)牽引流成因。

（5） 槽狀交錯(cuò)層理礫巖相（Gt）。巖性以中細(xì)礫巖為主，礫石分選中等、磨圓中等偏差，次棱角狀。礫石順紋層面排列，彼此相交并相切構(gòu)成槽狀，一般具正粒序。該巖相是河道遷移改道過程中，床砂底形遷移的產(chǎn)物，為高流態(tài)牽引流成因。

（6） 粒序?qū)永淼[巖相（Gg）。底部出露中、粗礫巖，向上遞變?yōu)橹小⒓?xì)礫巖、含礫粗砂巖，礫石分選較差，整體具正粒序，可見中厚層塊狀礫巖，內(nèi)部夾薄層條帶砂巖。該巖相是水流強(qiáng)度減弱的過程中，沉積物重力分異卸載所產(chǎn)生，其為片狀洪流沉積的典型識(shí)別標(biāo)志。

（7） 槽狀交錯(cuò)層理砂巖相（St）。該巖相是在高能水流條件下所形成，反映水道快速下切、遷移并充填的產(chǎn)物，分選磨圓較好的中、粗粒砂巖在牽引流的作用下發(fā)生侵蝕切割，所形成的槽狀交錯(cuò)層理是其主要的識(shí)別標(biāo)志。

（8） 平行層理砂巖相（Sh）。紋層面平行且密集出現(xiàn)是識(shí)別平行層理砂巖相的典型特征。以分選磨圓較好的中、細(xì)砂巖為主，該巖相指示單向水流且具有水淺流急高能流態(tài)的特征。

（9） 塊狀層理泥巖相（M）。剖面可見灰色、深灰色泥巖，無明顯沉積構(gòu)造，多呈塊狀堆積，受陣發(fā)性洪水影響，偶見巨礫存在。

2.2 巖相組合

野外露頭觀察與研究識(shí)別出的9種巖相僅反映了短期沉積過程，而巖相組合則能更為全面地體現(xiàn)沉積環(huán)境的特征。基于巖相組合特征分析，本次總結(jié)了7種垂向序列組合，不同的垂向組合代表不同的沉積水動(dòng)力條件及垂向沉積演化過程（圖3）。

（1） FA-1巖相組合（Gcm-Gmg-Gcm）。該組合由多級(jí)顆粒支撐礫巖相和礫石支撐漂浮礫巖相構(gòu)成。底部為塊狀厚層粗礫巖和巨礫巖，礫石大小混雜，高角度雜亂排列，見大量直立礫石，為多級(jí)顆粒支撐。向上過渡為礫石支撐漂浮礫巖相，粗礫石漂浮在細(xì)礫巖中，傾角相對(duì)減小。自下而上整體表現(xiàn)為塊狀，頂部為多級(jí)顆粒支撐礫巖相，代表扇三角洲上平原主碎屑水道或扇三角洲下平原部分支水道疊置，水動(dòng)力條件較高，搬運(yùn)能力強(qiáng)，流體密度高，沉積速率較快。

（2） FA-2巖相組合（Gms-Gg-Gms-Gg）。垂向上表現(xiàn)為正粒序，下部為砂質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相，礫石以中、粗礫石為主，雜基含量較高，為塊狀構(gòu)造；向上突變?yōu)橥?jí)顆粒支撐礫巖相，礫石以中、細(xì)礫石為主，分選中等、磨圓較差，雜基含量極低。該巖相由碎屑水道沉積和篩積物構(gòu)成，從重力流過渡到片狀洪流，主要在扇三角洲上平原出露。

（3） FA-3巖相組合（Gcm-Gms-Gi）。此巖相由多級(jí)顆粒支撐礫巖相、砂質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相和疊瓦狀礫巖相組成。底部Gcm巖相與FA-1相比礫石粒度相對(duì)減小，礫石角度降低，反映此時(shí)水動(dòng)力條件有一定程度減低。向上過渡為砂質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相，雜基含量高。頂部發(fā)育疊瓦狀礫巖相，以中、粗礫巖為主，礫石高角度疊瓦狀定向排列，局部見直立礫石，反映此時(shí)流體密度降低，開始向牽引流轉(zhuǎn)變。FA-3巖相組合垂向上呈先正后反的粒序特征，反映扇三角洲下平原分支水道和辮流壩組合。

（4） FA-4巖相組合（Gcm-Gi-Gt）。此組合位于扇三角洲下平原與扇三角洲前緣交匯處，底部混雜堆積，上部疊瓦狀排列。主要代表扇三角洲下平原外側(cè)碎屑水道和分支辮狀水道沉積。巖性以中、細(xì)礫石為主，底部多粗粒，分選磨圓較差，砂質(zhì)支撐，偶可見直立礫石。礫石排列定向性明顯，底部為片狀洪流，向上為富礫質(zhì)碎屑流，再向上過渡為牽引流沉積。自下而上分別發(fā)育多級(jí)顆粒支撐礫巖相、疊瓦狀礫巖相、槽狀交錯(cuò)層理礫巖相。

（5） FA-5巖相組合（Gcm-Gi-St）。此種巖相組合類型為扇三角洲上平原外側(cè)的分支辮流水道沉積，巖性以中、粗礫石為主，大小混雜，礫質(zhì)支撐，塊狀構(gòu)造（圖3）。底部為片狀洪流沉積，向上逐漸變?yōu)轭w粒流，頂部過渡為穩(wěn)定牽引流沉積，可見明顯的槽狀交錯(cuò)層理。自下而上分別發(fā)育多級(jí)顆粒支撐礫巖相、疊瓦狀礫巖相、槽狀交錯(cuò)層理砂巖相。

（6） FA-6 巖相組合（Gi-Gcm-Sh-Gcm）。底部為疊瓦狀礫巖相，反映下部水體較強(qiáng)的牽引力，是重力流向片狀洪流過渡的前奏；中部過渡為多級(jí)顆粒支撐礫巖相，塊狀構(gòu)造，弱的反粒序；向上為平行層理砂巖相和多級(jí)顆粒支撐礫巖相，砂巖常呈透鏡狀?yuàn)A于二者之間，是水動(dòng)力條件衰減條件下水道內(nèi)快速卸載的砂質(zhì)洪淤。該巖相多出露在扇三角洲下平原，指示扇三角洲下平原的分支水道沉積。

（7） FA-7巖相組合（M-Gg-M-Gg）。下部為厚層塊狀泥巖或泥質(zhì)粉砂巖，無沉積構(gòu)造，內(nèi)部夾漂浮礫石，礫石大小不一；向上突變?yōu)樾∫?guī)模粒序?qū)永淼[巖相，礫石顆粒漂浮在泥質(zhì)或泥質(zhì)粉砂雜基之中，分選、磨圓較差，中部為塊狀構(gòu)造，底部發(fā)育小型沖刷面，剖面上具頂平底凸的構(gòu)型樣式；該組合頂部為塊狀泥巖，可見植物根系。該組合主要出露在扇三角洲前緣，是短期富泥質(zhì)碎屑流沉積之后，水動(dòng)力迅速降低，細(xì)粒沉積緩慢卸載充填的產(chǎn)物。

2.3 扇三角洲的沉積流體類型劃分

粒度數(shù)據(jù)基于野外露頭粒度篩析法與剖面粒度精細(xì)測(cè)量統(tǒng)計(jì)法所得。為了獲取扇三角洲粗粒沉積體準(zhǔn)確的沉積記錄，將粒度概率累積曲線橫坐標(biāo)擴(kuò)展到更粗的粒徑：Φ∈（-5，4.5）。與傳統(tǒng)粒度分析法Φ∈（0，4.5）有所不同[43?46]，在擴(kuò)展粒度統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，并未改變標(biāo)準(zhǔn)維謝爾圖版在0～4.5 Φ 范圍內(nèi)1.38～1.42的橫縱線段長(zhǎng)度之比，既保留了傳統(tǒng)粒度概率累積曲線的地質(zhì)含義，也可較為明顯地展示粗粒沉積體的粒度特征，將有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)扇三角洲的沉積機(jī)制。將上述沉積物粒度特征按照沉積物形成時(shí)的流體類型進(jìn)行劃分（圖4），可將其流體類型劃分為碎屑流、片狀洪流和牽引流[11，47?48]。

a階段為碎屑流階段，是典型的重力流沉積，具有塑性流體的性質(zhì)；沉積物間利用分散壓力、基質(zhì)強(qiáng)度、浮力等多種方式進(jìn)行支撐；大小不一的砂質(zhì)、礫質(zhì)碎屑與水形成高密度高黏度的混合體，以懸移方式進(jìn)行塊體搬運(yùn)[49]。碎屑流內(nèi)部沉積組分復(fù)雜，典型的識(shí)別特征為礫巖的雜亂堆積，直立礫石大量發(fā)育，塊狀構(gòu)造，交錯(cuò)層理不發(fā)育。典型粒度概率累積曲線為低斜率一段式，一段式反映沉積物的懸浮搬運(yùn)。礫石傾向玫瑰花圖在整個(gè)圓周內(nèi)均有分支，表示礫石傾角角度較高。典型巖相發(fā)育礫石雜基支撐漂浮礫巖相Gmg和多級(jí)顆粒支撐礫巖相Gcm等，其中，多級(jí)顆粒支撐礫巖相Gcm是碎屑流后期的產(chǎn)物，垂向上沉積物已經(jīng)開始出現(xiàn)重力分異。

b階段為碎屑流向片狀洪流的轉(zhuǎn)化階段。沉積形成坡度較陡、搬運(yùn)能力強(qiáng)、水體能量大，從砂級(jí)至巨礫級(jí)均可搬運(yùn)。碎屑流—片狀洪流轉(zhuǎn)化階段沉積粒度以中礫巖為主，最大礫石常出現(xiàn)在上部；塊狀構(gòu)造，沖刷強(qiáng)烈，成層性較差；下部由于流體牽引力較強(qiáng)，可見一些礫石為高角度定向排列，典型巖相以礫石質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相Gmg、砂質(zhì)雜基支撐漂浮礫巖相Gms為主；上部礫石懸浮搬運(yùn)，水體牽引力較弱以重力流為主，礫石分選、磨圓與碎屑流階段對(duì)比較好，垂向上已經(jīng)開始發(fā)生重力分異作用，可見不明顯粒序?qū)永恚l(fā)育巖相以粒序?qū)永淼[巖相Gg為主。典型粒度概率累積曲線兼具低斜率一段式和過渡兩段式特征，一段式反映沉積物懸浮搬運(yùn)，過渡兩段式反映跳躍組分開始出現(xiàn)，但與懸浮組分區(qū)別不明顯。

c階段流體性質(zhì)為片狀洪流，片狀洪流仍具備較高的密度和高切變率，是一種過渡性質(zhì)的沉積物搬運(yùn)方式，內(nèi)部流動(dòng)方式為紊流；隨著慣性力的消失，沉積物發(fā)生重力卸載，典型巖相包括Gt、Gg、Gi。粒序?qū)永硎侵亓α鞒练e后期，沉積物按重力大小分異的特征標(biāo)志；疊瓦狀構(gòu)造反映了牽引流作用加強(qiáng)并開始占主導(dǎo)地位，礫石在順?biāo)髯饔孟露ㄏ蚺帕校沁^渡為牽引流的前奏。礫石傾向玫瑰花圖分支多集中在半個(gè)圓周內(nèi)，同水流方向一致，少量其他方向分支，表明礫石傾角角度高且較為一致，反映了高流態(tài)環(huán)境下重力流和牽引流的雙重作用。典型粒度概率累積曲線為兩段式和寬緩上拱式，既包含了懸浮組分，也開始出現(xiàn)跳躍組分，跳躍組分斜率高，懸浮組分斜率低。

d階段為片狀洪流向牽引流過渡階段，此階段流體既具有片狀洪流的高密度與高切變率的性質(zhì)，又具有牽引流的特點(diǎn)，礫石以滾動(dòng)搬運(yùn)為主，礫石的分選磨圓相對(duì)較好，紋層中礫石可見槽狀分布，典型巖相以疊瓦狀礫巖相為Gi、槽狀交錯(cuò)層理礫巖相Gt和槽狀交錯(cuò)層理砂巖相St為主。受牽引流作用較為明顯。礫石傾向玫瑰花圖較為集中說明水流方向較為一致，存在少量其他方向的分支，反映了水道存在擺動(dòng)現(xiàn)象。粒度概率累積曲線由兩段式向三段式變化，滾動(dòng)、跳躍、懸浮組分均發(fā)育，且組分較為均衡。

e階段流體性質(zhì)為牽引流，牽引流服從牛頓內(nèi)摩擦定律，沉積物在水流的推力下以床砂載荷（推移質(zhì)）形式運(yùn)移，搬運(yùn)能力取決于水流的流速和流量（荷載力），搬運(yùn)方式包括溶解負(fù)載、懸移負(fù)載和床砂負(fù)載。牽引流沉積典型的識(shí)別標(biāo)志是各種層理巖相，如槽狀交錯(cuò)層理砂巖相St、平行層理砂巖相Sh等。礫石傾向玫瑰花圖較為分散，同水流方向存在差異，內(nèi)部分支差異較大，反映了水流的來回改道現(xiàn)象，粒度概率累積曲線多呈三段式，滾動(dòng)、跳躍、懸浮組分均發(fā)育，以跳躍組分為主。

3 不同時(shí)期希里溝扇三角洲沉積特征與流體類型

根據(jù)AMS14C測(cè)年確定剖面年代，其中14C測(cè)量的樣品選擇為礫石層間的泥炭沉積（取樣點(diǎn)1～5可見圖5剖面），樣品由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所完成。該結(jié)果經(jīng)過樹輪校正，所用曲線為IntCal13atmosphericcurve，所用程序?yàn)镺xCalv4.2.4BronkRamsey，其測(cè)試數(shù)據(jù)和深度線性相關(guān)性明顯。測(cè)量表層1號(hào)樣品沉積物年齡8.96±0.27 ka，中層上部沉積物2號(hào)和3號(hào)樣品年齡12.23±0.33 ka、12.21±0.53 ka下部4號(hào)樣品年齡13.75±0.61 ka，底層5號(hào)樣品沉積年齡14.56±0.81 ka。測(cè)量得到的年齡數(shù)據(jù)與Yan et al.[50]對(duì)青海湖岸土壤年齡范圍基本一致。按照粒度的垂向序列將希里溝扇三角洲剖面分層三層SI，SII和SIII，假定沉積過程穩(wěn)定，推測(cè)各界面礫石層的沉積年齡。根據(jù)剖面解釋（圖5），同樣可以將該扇三角洲由下向上劃分出三個(gè)階段：SI，SII和SIII。利用巖相、巖相組合、沉積物粒度等劃分來說明扇三角洲等粗粒沉積流體的表現(xiàn)形式與分布規(guī)律，即三角洲發(fā)育階段與沉積流體性質(zhì)的關(guān)聯(lián)[51]。分析SI，SII和SIII希里溝扇三角洲流體性質(zhì)和沉積物發(fā)育及分布特點(diǎn)，綜合分析獲得SI，SII和SIII 時(shí)期的沉積特征，由此區(qū)分不同時(shí)期的扇三角洲沉積主控流體類型。采用粒度篩析法對(duì)野外采集的樣品進(jìn)行處理、稱重以及測(cè)量礫石粒徑（表1），并根據(jù)粒度篩析結(jié)果繪制頻率分布直方圖及粒度頻率曲線。

3.1 碎屑流粗粒沉積

SI期（14.56～13.75 ka）形成一套原始扇三角洲，整體表現(xiàn)為碎屑流沉積特點(diǎn)（圖6）。自下而上中—粗礫含量降低，細(xì)礫—粗砂含量增高，整體表現(xiàn)為粒度減小特征，反映了溫涼偏干氣候條件下季節(jié)性洪水控制的扇三角洲典型沉積序列。垂向上巖相組合可以劃分為FA1-FA2。底部為一套以砂質(zhì)支撐的礫巖，粗礫、巨礫呈漂浮孤立狀分布或高角度雜亂排列，分選極差，磨圓較差。中部為一層粒序?qū)永淼[巖相，雜基含量較低，中礫、細(xì)礫之間呈顆粒接觸，分選和磨圓中等。中上部為連續(xù)的巖相組合，礫石具明顯的沿層分布特征，雜基逐漸降低。頂部可見礫石，以中、細(xì)礫石為主，分選中等，磨圓較差，雜基含量極低。

從空間分布上來說，SI期希里溝扇三角洲上平原主要為砂質(zhì)雜基支撐礫巖和多級(jí)顆粒支撐礫巖，礫石粒徑變化范圍大，排列無規(guī)律，為典型的高密度碎屑流成因，同時(shí)由于該階段所形成的沉積物粒度相對(duì)更粗且砂礫含量更高，說明水流攜砂礫的能力強(qiáng)，間接顯示氣候逐漸溫暖[52]。粒度概率累積曲線為過渡兩段式，以懸浮總體為主。粒度直方圖表現(xiàn)為多峰態(tài)（表1）。扇三角洲下平原—扇三角洲前緣細(xì)粒沉積逐漸發(fā)育，定向構(gòu)造增多，見少量保存下來的槽狀交錯(cuò)層理及平行層理砂巖相，反映SI期扇體遭受過強(qiáng)烈的碎屑流改造。粒度概率累積曲線為明顯的寬緩上拱，S截點(diǎn)為-3.5Φ（圖6），以跳躍和懸浮搬運(yùn)為主，反映該碎屑流（顆粒流）和牽引流轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)。

3.2 片狀洪流改造沉積

SII期（13.75～12.23 ka）在初期形成的扇三角洲基礎(chǔ)上，遭受強(qiáng)烈片狀洪流改造（圖6）。相對(duì)上一期扇體，礫石粒徑總體減小，垂向上雜基含量呈先減少后增大變化趨勢(shì)，礫石變細(xì)，巖相組合特征為FA.3-FA.4（FA.5）。下部為塊狀砂礫質(zhì)支撐的粗礫—巨礫巖，分選差磨圓較好，層內(nèi)礫石表現(xiàn)為正粒序。中部為一套厚約30 cm的多級(jí)顆粒支撐礫巖，呈帶狀分布，雜基含量較低，局部可見礫石呈疊瓦狀排列。頂部主要發(fā)育疊瓦狀排列的中礫巖，分選磨圓較差，礫石傾角小于8°，反映了定向水流的沉積特點(diǎn)。

從空間分布來看，SII期扇三角洲主要受到片狀洪流作用的改造，扇三角洲上平原大范圍沉積砂質(zhì)雜基支撐礫巖，礫石以粗礫—巨礫為主，反映了快速混雜堆積的過程。粒度概率累積曲線為寬緩上拱式，粒度直方圖為雙峰態(tài)（表1）。扇三角洲下平原—前緣礫石粒徑變小，細(xì)礫—粗砂含量增多，扁平礫石定向性逐漸明顯，可見小型槽狀交錯(cuò)層理，反映了碎屑流減弱過渡到牽引流的變化。局部可見巨礫石堆積和沖坑發(fā)育；粒度曲線表現(xiàn)為兩段式（圖6），S截點(diǎn)為-3.8 Φ。

3.3 牽引流改造沉積

SIII 期（12.23～8.96 ka）的扇三角洲主要受牽引流改造（圖6）。底部沖刷面明顯，剖面向上可見保留較為完整的槽狀交錯(cuò)層理。該期發(fā)育的巖相組合為FA.6-FA.7。反映了辮狀水道發(fā)育對(duì)扇三角洲改造的過程，整體向上粒度變細(xì)，內(nèi)部發(fā)育多期小型沖刷面。下部主要是一套雜基為粗砂、分選較差、磨圓較好的中礫—細(xì)礫砂巖，發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理，礫石沿紋層面分布，可見疊瓦狀排列。中上部為一套厚層狀粉砂巖—砂巖，發(fā)育多套薄層細(xì)礫—中礫巖。頂部為塊狀暗色泥巖，經(jīng)受強(qiáng)烈生物改造作用。

從空間分布上說，SIII期希里溝扇三角洲受物源供給減弱的影響，礫石沉積粒徑整體減小，扇三角洲上平原分布范圍縮小，主要發(fā)育碎屑流成因的砂礫質(zhì)支撐礫巖。扇三角洲下平原、扇三角洲前緣細(xì)粒沉積增多，主要為細(xì)礫—粗砂巖和粉砂—泥巖。細(xì)礫—粗砂巖多發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、平行層理，礫石多定向排列，為辮狀河道底部沖刷充填、壩體側(cè)向和順流加積成因。粒度概率累積曲線表現(xiàn)為典型三段式，粒度直方圖為單峰態(tài)（表1），反映了扇三角洲受到高流態(tài)牽引流的改造。

3.4 敏感組分與扇三角洲朵葉期次劃分

環(huán)境敏感粒度組分能夠敏感捕捉沉積環(huán)境的變化[53?54]，由于各朵葉形成過程中所處的環(huán)境不同，其在敏感粒度組分曲線上的響應(yīng)也不同。由于希里溝湖扇三角洲為粗粒沉積，所以選取砂級(jí)顆粒（Φ≥0）作為敏感組分進(jìn)行分析（圖7）。

基于Google Earth 所獲取的現(xiàn)今希里溝湖扇三角洲平面與流體類型及朵葉期次分析（圖7），可在希里溝湖扇三角洲識(shí)別出三期朵葉。其中I期朵葉砂級(jí)沉積物顆粒粒度較粗，敏感組分曲線主峰及次峰較為明顯，主峰分布在0～2Φ，且主、次峰峰值均較高，主、次峰所在區(qū)間粒度平均含量相差中等。反映砂級(jí)顆粒分選性差，該朵葉沉積物形成時(shí)處于較強(qiáng)的水動(dòng)力環(huán)境內(nèi)，混雜大小不同的砂級(jí)顆粒，與水形成高密度高黏度的混合體，符合碎屑流沉積特征，即I期朵葉沉積以碎屑流為主。II期朵葉砂級(jí)沉積物顆粒粒度中等，敏感組分曲線主峰及次峰較為明顯，主峰分布范圍變化較大，且主、次峰峰值與I期朵葉相比較低。反映砂級(jí)顆粒分選中等，該朵葉沉積物形成時(shí)水動(dòng)力環(huán)境持續(xù)改變，水流量變化較大，導(dǎo)致砂級(jí)敏感組分峰值粒度跨度較大，沉積物受到持續(xù)變化的水流進(jìn)行改造，符合片狀洪流沉積特征，即II期朵葉沉積以片狀洪流為主。III期朵葉現(xiàn)今仍保持活躍，該期朵體砂級(jí)敏感組分顆粒粒度較細(xì)，以極細(xì)砂為主。有且僅有一個(gè)主峰，粒度分布范圍較為集中，大于3 Φ，且主峰峰值高，反映了水動(dòng)力條件較為單一，且水動(dòng)力持續(xù)變?nèi)醯某练e環(huán)境，符合牽引流沉積特征，即III期朵葉沉積以牽引流主導(dǎo)。

3.5 希里溝扇三角洲構(gòu)型展布分布特征

目前對(duì)于粗粒砂礫巖的勘探聚焦于內(nèi)部構(gòu)型與展布規(guī)模，因此將扇三角洲流體轉(zhuǎn)換與平面構(gòu)型展布相結(jié)合，對(duì)于油氣的勘探開發(fā)更具有現(xiàn)實(shí)意義。

希里溝湖扇三角洲由山口向河流下游方向呈放射狀散開，平面形態(tài)為扇狀（圖8），由于從扇三角洲平原到扇三角洲前緣流體性質(zhì)逐漸從碎屑流過渡為片狀洪流，最終為牽引流的流體類型轉(zhuǎn)化特征，將其與前人對(duì)希里溝湖扇三角洲構(gòu)型單元特征相結(jié)合[39]，進(jìn)而分析其展布規(guī)律。

扇三角洲上平原發(fā)育以碎屑流主水道和片狀洪流沉積主的構(gòu)型單元，整體表現(xiàn)為碎屑流沉積特點(diǎn)。粒度自下向上整體表現(xiàn)為中—粗礫含量逐漸降低，細(xì)礫—粗砂含量逐漸增加，粒度逐漸減小。發(fā)育的垂向序列以FA1、FA2為主，在平面上表現(xiàn)為碎屑流主水道孤立發(fā)育于片狀洪流沉積。垂向上表現(xiàn)為多期碎屑水道的疊置。由于扇三角洲上平原坡度較陡且碎屑流攜帶沉積物能力較強(qiáng)，碎屑流主水道搬運(yùn)的粗粒沉積物與片狀洪流沉積攜帶的細(xì)粒沉積混合形成高密度的混合物，導(dǎo)致流體黏度較大，形成內(nèi)部塊狀沉積及分異差，平面上表現(xiàn)為碎屑流主水道在扇三角洲上平原擺動(dòng)較小，水道寬度相對(duì)變寬。

扇三角洲下平原發(fā)育以辮狀水道、辮流壩以及洪漫沉積為主要構(gòu)型單元，整體表現(xiàn)以片狀洪流沉積為特點(diǎn)。其垂向序列發(fā)育以FA3、FA4和FA5為主，構(gòu)型單元在剖面上同期次表現(xiàn)為辮流壩發(fā)育于兩個(gè)辮狀水道之間，不同期次垂向上道壩切割頻繁。受控于坡度逐漸變緩以及氣候所導(dǎo)致物源供給強(qiáng)度的變化，流體類型由扇三角洲上平原的碎屑流逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺詈榱鞒练e，其辮流水道水動(dòng)力變?nèi)酰练e物被搬運(yùn)的速度相對(duì)降低，粗粒物質(zhì)受垂向分異作用影響先行沉積，以至于水道分流的頻率較高。

扇三角洲前緣發(fā)育以水下分流河道、河口壩以及席狀砂為主要構(gòu)型單元，整體表現(xiàn)以牽引流沉積為特點(diǎn)。其垂向序列發(fā)育以FA6和FA7為主，構(gòu)型單元在剖面上表現(xiàn)為河口壩發(fā)育在兩個(gè)水下分流河道間。由于扇三角洲前緣坡度最為平緩，沉積物供給強(qiáng)度最弱，流體類型由扇三角洲下平原的片狀洪流逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳练e，且水下分流河道攜帶沉積物能力弱，沉積物輸送環(huán)境由陸上變?yōu)樗拢艿讲ɡ俗饔玫挠绊懀练e物被搬運(yùn)的速度發(fā)生變化導(dǎo)致沉積物卸載，對(duì)后續(xù)搬運(yùn)的沉積物形成阻擋，繼而形成河口壩在水下分流河道間的展布樣式。

4 扇三角洲流體類型轉(zhuǎn)換主控因素

4.1 地形變化

地形坡度對(duì)沉積時(shí)的水動(dòng)力條件具有決定性作用[55]。基于對(duì)研究區(qū)內(nèi)20個(gè)野外剖面觀察點(diǎn)的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，其結(jié)果如表2所示，可較為明顯地觀察出，沉積物厚度變化所導(dǎo)致的沉積剖面坡度（γ）可忽略不計(jì)，即使用現(xiàn)今坡度（α）數(shù)據(jù)對(duì)底形坡度（β）進(jìn)行論證。利用DEM（Digital ElevationModel）數(shù)據(jù)恢復(fù)現(xiàn)今地貌，每間隔90 m統(tǒng)計(jì)海拔高度并以此計(jì)算現(xiàn)今扇三角洲扇面坡度（α）變化（圖9a）。

希里溝扇三角洲上平原坡度最陡（gt;3.0°），扇三角洲下平原坡度中等（3.0～1.5°），扇三角洲前緣坡度最緩（lt;1.5°），其扇面最大坡差可達(dá)4.2°，其中扇三角洲上平原與下平原坡度差最大，約1.5°，扇三角洲下平原與前緣坡差約0.6°。沖積扇具相同趨勢(shì)[11]，但坡度大小以及順物源方向的變化不如希里溝扇三角洲劇烈，扇根地形坡度最大（3.0°～2.5°），扇中坡度2.5°～1.5°，扇端坡度lt;1.0°，扇面最大坡差不超過2.0°。綜上，自扇三角洲上平原至扇三角洲前緣，地形坡度不斷減緩，扇三角洲上平原與下平原（或者說扇三角洲下平原上部）差異最大，扇三角洲下平原（或說扇三角洲下平原下部）與扇三角洲前緣坡度差異不大，隨距離的增加，坡度變化越小。

根據(jù)順物源方向剖面的沉積特征、地形坡度變化以及搬運(yùn)機(jī)制進(jìn)行對(duì)比（圖9b），不難發(fā)現(xiàn)隨著沉積物從物源區(qū)向卸載區(qū)的逐步搬運(yùn)，砂礫巖沉積的沉積特征具有明顯的變化，且這種變化具有流變學(xué)的規(guī)律，體現(xiàn)了搬運(yùn)機(jī)制變化的過程。沉積物從三角洲上平原以碎屑流主水道、片狀洪流構(gòu)型單元為主，沉積物以混雜堆積的礫巖為特點(diǎn)，逐漸過渡為三角洲下平原發(fā)育以辮狀水道、辮流壩以及洪漫沉積構(gòu)型單元為主，沉積物以細(xì)礫—粗砂為主且扁平礫石定向性明顯為特點(diǎn)，最終變?yōu)槿侵耷熬壈l(fā)育以水下分流河道、河口壩以及席狀砂構(gòu)型單元為主，沉積物顆粒以細(xì)礫—粗砂巖和粉砂—泥巖組合為特征，且沉積物分選、磨圓程度和層理發(fā)育程度漸好。從扇三角洲上平原至扇三角洲前緣是一個(gè)地形坡度不斷減緩、洪水能量不斷被消耗的過程，二者之間的耦合使流體性質(zhì)從碎屑流向片狀洪流過渡最終演變?yōu)闋恳鳌?/p>

4.2 氣候變化

氣候的不同造就了不同地區(qū)扇三角洲沉積特征的差異[56?58]。基于孢粉和沉積物粒度等分析，在不同氣候下，總結(jié)粗粒沉積流體的表現(xiàn)形式與分布規(guī)律，即將氣候與沉積流體性質(zhì)相關(guān)聯(lián)[51]。在涼偏干氣候高水流量、溫涼偏濕中水流量和溫暖偏干低水流量三種氣候下，分析辨析植被、降水和沉積物供給強(qiáng)度等方面的差異，由此說明氣候?qū)ι热侵薨l(fā)育的控制作用。根據(jù)對(duì)希里溝湖扇三角洲20個(gè)野外剖面觀察點(diǎn)實(shí)際測(cè)量得到SI、SII、SIII時(shí)期平均沉積厚度分別為0.74 m、0.67 m、0.51 m。將各階段沉積物厚度與14C定年數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行計(jì)算，可得沉積物供給強(qiáng)度：SI 時(shí)期0.91 m/kagt;SII 時(shí)期0.44 m/kagt;SIII 時(shí)期0.15 m/ka。

SI期（距今14.56～13.75 ka），處于I花粉帶內(nèi)（圖10），該階段花粉濃度、溫度和濕度均有所增加且發(fā)育的喬木植物以寒溫性暗針葉林的云、冷杉為主，反映氣候總體涼偏干，但與上一周期相比較其溫度增高使冰川開始融化[59]，期間14.56～14.1 ka 為暖濕期[40]，青海湖平面上升[50]，研究區(qū)內(nèi)水流量較高，持續(xù)的較高水流量剝蝕增加了物源區(qū)被侵蝕程度，且碎屑流主水道和片狀洪流具有輸送大量沉積物的能力；同時(shí)，該時(shí)期的氣候特征易于產(chǎn)生季節(jié)性降水所引起的洪水[7]。巖相方面，在扇三角洲上平原處礫石粒徑變化范圍較大，無明顯規(guī)律。粒度頻率曲線為馬鞍峰形態(tài)，巖相發(fā)育Gms、Gmg等巖相，具明顯的碎屑流特征。

SII期（距今13.75～12.23 ka），大部分處于孢粉帶II內(nèi)，孢粉濃度進(jìn)一步提高，總體氣候?yàn)闇貨銎珴瘢撾A段內(nèi)氣候波動(dòng)較大，受新仙女木期（YoungerDryas）干冷氣候的影響[59]，扇體較14.56～13.75 ka階段相比水流量降低，輸送沉積物的通道由碎屑流主水道逐漸演變?yōu)檗p狀水道，但水流量變化較大，低水流量時(shí)期水動(dòng)力較弱，前期所形成的粗粒沉積對(duì)后續(xù)沉積物形成阻擋而形成辮流壩，高水流量時(shí)期物源供給量超過辮狀水道可容納的沉積物導(dǎo)致漫洪沉積較為發(fā)育，這種水流量的變化同樣導(dǎo)致物源區(qū)的侵蝕程度較為嚴(yán)重，沉積物供給較不穩(wěn)定。扇三角洲上平原存在砂礫質(zhì)支撐，礫石粒徑與SI相比較小。粒度頻率曲線特征為單峰，巖相發(fā)育Gcm、Gg等典型片狀洪流巖相。

SIII期（距今12.23～8.96 ka），整體處于孢粉帶III，該階段時(shí)間周期大于S1與SII，該周期內(nèi)花粉濃度、青海湖溫度、濕度均較高，但該周期內(nèi)9.4 ka存在全新世降溫幅度最大的一次冷事件[19，59]，導(dǎo)致該階段以溫暖干旱為特點(diǎn)，水流量減少，沉積物輸送通道由辮狀水道逐漸演化為水下分流河道，受湖平面作用影響河口壩和席狀砂逐漸發(fā)育。該時(shí)期喜冷干的唐松草等植被較為發(fā)育，導(dǎo)致物源區(qū)的侵蝕程度較弱，缺乏沉積物供給，巖相方面，發(fā)育Sh、St等，從扇三角洲上平原至下平原礫石粒徑逐漸遞減且礫石多見定向排列，粒度頻率曲線為雙峰，反映了典型牽引流特征。

由于SI時(shí)期降雨量相對(duì)較多，大量的降雨對(duì)水體稀釋嚴(yán)重，密度降低，扇三角洲上平原受碎屑流—片狀洪流混合搬運(yùn)，高密度的碎屑流在短期內(nèi)密度相對(duì)降低，礫石粒度相對(duì)SIII時(shí)期大。同時(shí)，大量降雨也可引起區(qū)域基準(zhǔn)面上升，使遠(yuǎn)端的分支水道難以下切，形成扇緣濕地和扇緣蓄水沉積區(qū)，沉積大量厚層泥巖。降雨導(dǎo)致河道水動(dòng)力較強(qiáng)，使SI時(shí)期扇三角洲擺動(dòng)效應(yīng)不強(qiáng)烈，河道較為順直（圖10）。SIII時(shí)期降雨稀少，但由于氣候原因，利于植被生長(zhǎng)，能有效地固定河道和發(fā)育成土，水體受稀釋程度小，密度更高，導(dǎo)致沉積物供給不足。從扇三角洲上平原至扇三角洲前緣，沉積物分別經(jīng)歷了碎屑流搬運(yùn)—碎屑流與片狀洪流混合成因搬運(yùn)—片狀洪流搬運(yùn)—片狀洪流牽引流混合搬運(yùn)的過程。干旱的氣候條件下植被不發(fā)育，無法有效成土固土[60]，河道擺動(dòng)更為頻繁，細(xì)粒沉積難以保存[61]。

5 結(jié)論

（1） 共劃分出9種巖相和7種巖相組合，并且針對(duì)沉積特征及沉積序列將扇三角洲沉積的流體類型劃分為三類，即碎屑流、片狀洪流、牽引流。

（2） 將希里溝三角洲沉積形成過程劃分為3個(gè)期次（SI、SII和SIII），并利用巖相、巖相組合、沉積物粒度等明確SI期為碎屑流主控沉積期、SII為片狀洪流主控沉積期和SIII時(shí)期為牽引流主控沉積期。

（3） 在希里溝湖三角洲平面識(shí)別出3期朵葉，分別為I期、II期和III期，并通過敏感組分曲線特征判斷I期朵葉沉積以碎屑流為主，II期朵葉沉積以片狀洪流為主，III期朵葉沉積以牽引流主導(dǎo)。

（4） 扇三角洲上平原以碎屑流主導(dǎo)，發(fā)育碎屑流主水道和片狀洪流沉積為主的構(gòu)型單元；扇三角洲下平原以片狀洪流主導(dǎo)，發(fā)育以辮狀水道、辮流壩以及洪漫沉積為主要構(gòu)型單元；扇三角洲前緣以牽引流主導(dǎo)，發(fā)育以水下分流河道、河口壩以及席狀砂為主的構(gòu)型單元。

（5） 希里溝三角洲從扇三角洲上平原至扇三角洲前緣是一個(gè)地形坡度不斷減緩的變化過程，由于地形坡度的變化，洪水能量不斷被消耗，二者之間的耦合使流體性質(zhì)從碎屑流向片狀洪流過渡最終演變?yōu)闋恳鳎罱K提出坡度對(duì)三角洲流體類型轉(zhuǎn)換具有控制作用。

（6） 揭示了希里溝扇三角洲沉積形成過程不同期次的氣候特點(diǎn)。其中SI為涼偏干氣候高水流量碎屑流建造階段，SII為溫涼偏濕中水流量片狀洪流改造階段，SIII為溫暖偏干低水流量牽引流改造階段。氣候變化造成的沉積物剝蝕與粗粒碎屑的供給差異，間接控制三角洲流體的轉(zhuǎn)化機(jī)制。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］ Holmes A. Principles of physical geology[M]. London： Thomas

Nelson and Sons Ltd. ， 1965.

［2］ Nemec W， Steel R J. Alluvial and coastal conglomerates： Their

significant features and some comments on gravelly mass-flow deposits[

M]//Koster E H， Steel R J. Sedimentology of gravels and

conglomerates. Calgary： Canadian Society of Petroleum Geologists，

1984.

［3］ Colella A， Prior D. Coarse-grained deltas （Special publication 10

of the IAS） [M]. London： John Wiley amp; Sons， 2009. ISBN： 978-

0-632-02894-8

［4］ Galloway W E， Hobday D K. Terrigenous clastic depositional systems：

Applications to petroleum， coal and uranium exploration

[M]. New York： Springer， 1983.

［5］ 高陽，于興河，曾大乾，等. 準(zhǔn)噶爾盆地紅山嘴地區(qū)三疊系克上

組兩類粗粒三角洲的沉積記錄差異及其成因[J]. 古地理學(xué)報(bào)，

2018，20（6）：973-988.［Gao Yang， Yu Xinghe， Zeng Daqian， et

al. Differences in sedimentary records of different coarse-grained

deltas and their genesis in the Triassic Upper Karamay Formation，

Hongshanzui area， Junggar Basin[J]. Journal of Palaeogeography

（Chinese Edition）， 2018， 20（6）： 973-988.］

［6］ Longhitano S G， Sabato L， Tropeano M， et al. Outcrop reservoir

analogous and porosity changes in continental deposits from an

extensional basin： The case study of the Upper Oligocene Sardinia

Graben System， Italy[J]. Marine and Petroleum Geology， 2015，

67： 439-459.

［7］ 譚程鵬，于興河，劉蓓蓓，等. 季節(jié)性河流體系高流態(tài)沉積構(gòu)造

特征：以內(nèi)蒙古岱海湖半灘子河為例[J]. 古地理學(xué)報(bào)，2018，20

（6）：929-940.［Tan Chengpeng， Yu Xinghe， Liu Beibei， et al.

Sedimentary structures formed under upper-flow-regime in seasonal

river system： A case study of Bantanzi River， Daihai Lake，

Inner Mongolia[J]. Journal of Palaeogeography （Chinese Edition），

2018， 20（6）： 929-940.］

［8］ Lisle T E， Iseya F， Ikeda H. Response of a channel with alternate

bars to a decrease in supply of mixed-size bed load： A flume

experiment[J]. Water Resources Research， 1993， 29（11）： 3623-

3629.

［9］ Zhang X F， Wang S Q， Wu X， et al. The development of a laterally

confined laboratory fan delta under sediment supply reduction

[J]. Geomorphology， 2016， 257： 120-133.

［10］ Frankel K L， Dolan J F. Characterizing arid region alluvial fan

surface roughness with airborne laser swath mapping digital

topographic data[J]. Journal of Geophysical Research， 2007， 112

（F2）： F05025.

［11］ 付超，于興河，李順利，等. 氣候變化與粗礫沖積扇的改造過

程的響應(yīng)與其影響因素分析：以岱海湖園子溝—半灘子沖積

扇為例[J]. 第四紀(jì)研究，2019，39（6）：1393-1403.［Fu Chao， Yu

Xinghe， Li Shunli， et al. Reworking process of climatic change

in the coarse-grained alluvial fan and its impact factors analysis：

A case study of Yuanzigou and Bantanzi， Daihai Lake， North

China[J]. Quaternary Sciences， 2019， 39（6）： 1393-1403.］

［12］ 譚程鵬，于興河，李勝利，等. 準(zhǔn)噶爾盆地南緣四棵樹剖面八

道灣組扇三角洲沉積特征[J]. 現(xiàn)代地質(zhì)，2014，28（1）：181-

189.［Tan Chengpeng， Yu Xinghe， Li Shengli， et al. Sedimentary

characteristics of fan delta of the Badaowan Formation， Sikeshu

section， southern Junggar Basin[J]. Geoscience， 2014， 28

（1）： 181-189.］

［13］ 于興河，李順利，譚程鵬，等. 粗粒沉積及其儲(chǔ)層表征的發(fā)展

歷程與熱點(diǎn)問題探討[J]. 古地理學(xué)報(bào)，2018，20（5）：713-736.

［Yu Xinghe， Li Shunli， Tan Chengpeng， et al. Coarse-grained

deposits and their reservoir characterizations： A look back to see

forward and hot issues[J]. Journal of Palaeogeography （Chinese

Edition）， 2018， 20（5）： 713-736.］

［14］ 于興河，王德發(fā)，孫志華. 湖泊辮狀河三角洲巖相、層序特征

及儲(chǔ)層地質(zhì)模型：內(nèi)蒙古貸岱海湖現(xiàn)代三角洲沉積考察[J]. 沉

積學(xué)報(bào)，1995，13（1）：48-58.［Yu Xinghe， Wang Defa， Sun Zhihua.

Lithofacies types、vertical profile features and reservoir

geological models of braided deltaic sandbodies in faulted lake

basin： The observation on deposition of modern deltas in Daihai

Lake， Inner Mongolia[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 1995， 13

（1）： 48-58.］

［15］ Gilbert G K. The topographic features of lake shores [M]. US

Government Printing Office， 1885， doi： 10. 1038/034269a0.

［16］ Gilbert G K. Rhythms and geologic time[J]. Science， 1900， 11

（287）： 1001-1012.

［17］ Nemec W， Steel R J. Alluvial and coastal conglomerates： Their

significant features and some comments on gravelly mass-flow

deposits[M]//Koster E H， Steel R J. Sedimentology of gravels

and conglomerates. Calgary： Canadian Society of Petroleum Geologists，

1984.

［18］ Walker R G. Generalized facies models for resedimented

conglomerates of turbidite association[J]. GSA Bulletin， 1975，

86（6）： 737-748.

［19］ 王寧練，姚檀棟，Thompson L G，等. 全新世早期強(qiáng)降溫事件

的古里雅冰芯記錄證據(jù)[J]. 科學(xué)通報(bào)，2002，47（11）：818-823.

［Wang Ninglian， Yao Tandong， Thompson L G， et al. Evidence

for cold events in the Early Holocene from the Guliya ice core，

Tibetan Plateau， China[J]. Science Bulletin， 2002， 47（11）：

818-823.］

［20］ 袁靜，楊學(xué)君，路智勇，等. 東營(yíng)凹陷鹽22 塊沙四上亞段砂礫

巖粒度概率累積曲線特征[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2011，29（5）：815-

824.［Yuan Jing， Yang Xuejun， Lu Zhiyong， et al. Probability

cumulative grain size curves in sandy conglomerate of the upper

Es4 in Yan 22 block， Dongying Depression[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2011， 29（5）： 815-824.］

［21］ 張?jiān)拢o(jì)友亮，高崇龍，等. 沖積扇“顆粒支撐礫巖”的成因和

分布及其油氣地質(zhì)意義[J]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，49（2）：

352-366.［Zhang Yue， Ji Youliang， Gao Chonglong， et al. Genetic

mechanism， distribution and significance for hydrocarbon exploration

of the grain-supported conglomerate in alluvial fans

[J]. Journal of China University of Mining amp; Technology， 2020，

49（2）： 352-366.］

［22］ 劉大衛(wèi)，紀(jì)友亮，高崇龍，等. 辮狀河型沖積扇片流帶特征與

支撐礫巖成因研究：以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣現(xiàn)代白楊河沖積扇

為例[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2020，38（5）：1026-1036.［Liu Dawei， Ji

Youliang， Gao Chonglong， et al. Research on the sheetflow zone

and frame-support conglomerate in a braided-river alluvial fan：

Case study of the modern poplar river alluvial fan， northwestern

Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2020， 38（5）：

1026-1036.］

［23］ Nemec W. Deltas： Remarks on terminology and classification

[M]//Colella A， Rior D B. Coarse-grained deltas. Oxford： The

International Association of Sedimentologists， 1990.

［24］ Whipple K X， Parker G， Paola C， et al. Channel dynamics， sediment

transport， and the slope of alluvial fans： Experimental study

[J]. The Journal of Geology， 1998， 106（6）： 677-694.

［25］ Galloway W E， Hobday D K. Terrigenous clastic depositional

systems： Applications to fossil fuel and groundwater resources

[M]. 2nd ed. Berlin： Springer， 1996.

［26］ DeCelles P G， Gray M B， Ridgway K D， et al. Controls on

synorogenic alluvial-fan architecture， Beartooth conglomerate

（Palaeocene）， Wyoming and Montana[J]. Sedimentology， 1991，

38（4）： 567-590.

［27］ Walk J， Stauch G， Reyers M， et al. Gradients in climate，

geology， and topography affecting coastal alluvial fan morphodynamics

in hyperarid regions： The Atacama perspective[J]. Global

and Planetary Change， 2020， 185： 102994.

［28］ 譚程鵬，于興河，李勝利，等. 準(zhǔn)噶爾盆地南緣八道灣組扇三

角洲露頭基準(zhǔn)面旋回與儲(chǔ)層的響應(yīng)關(guān)系[J]. 中國(guó)地質(zhì)，2014，

41（1）：197-205.［Tan Chengpeng， Yu Xinghe， Li Shengli， et al.

The response relationship between base-level cycle and reservoirs

of fan delta in Badaowan Formation， southern Junggar Basin[

J]. Geology in China， 2014， 41（1）： 197-205.］

［29］ Blair T C， McPherson J G. Processes and forms of alluvial fans

[M]//Parsons A J， Abrahams A D. Geomorphology of desert

environments. Dordrecht： Springer， 2009.

［30］ Harvey A. Dryland alluvial fans[M]//Thomas D S G. Arid zone

geomorphology： Process， form and change in drylands. 3rd ed.

Chichester： John Wiley amp; Sons， Ltd. ， 2011.

［31］ Clevis Q， de Boer P L， Nijman W. Differentiating the effect of

episodic tectonism and eustatic sea-level fluctuations in foreland

basins filled by alluvial fans and axial deltaic systems： Insights

from a three-dimensional stratigraphic forward model[J]. Sedi‐

mentology， 2004， 51（4）： 809-835.

［32］ Pomar F， Del Valle L， Fornós J J， et al. Late Pleistocene dunesourced

alluvial fans in coastal settings： Sedimentary facies and

related processes （Mallorca， western Mediterranean） [J]. Sedimentary

Geology， 2018， 367： 48-68.

［33］ 于興河，瞿建華，譚程鵬，等. 瑪湖凹陷百口泉組扇三角洲礫

巖巖相及成因模式[J]. 新疆石油地質(zhì)，2014，35（6）：619-627.

［Yu Xinghe， Qu Jianhua， Tan Chengpeng， et al. Conglomerate

lithofacies and origin models of fan deltas of Baikouquan Formation

in Mahu Sag， Junggar Basin[J]. Xinjiang Petroleum Geology，

2014， 35（6）： 619-627.］

［34］ 李勝利，李賢兵，晉劍利，等. 斷陷湖泊水下扇類型與分布模

式[J]. 古地理學(xué)報(bào)，2018，20（6）：963-972.［Li Shengli， Li Xianbing，

Jin Jianli， et al. Classification and sedimentary distribution

pattern of subaqueous fan in fault lacustrine environment[J].

Journal of Palaeogeography （Chinese Edition）， 2018， 20（6）：

963-972.］

［35］ Nemec W. Aspects of sediment movement on steep delta slopes

[M]//Colella A， Rior D B. Coarse-grained deltas. Oxford： The

International Association of Sedimentologists， 1990.

［36］ Tan C P， Yu X H， Liu B B， et al. Conglomerate categories in

coarse-grained deltas and their controls on hydrocarbon reservoir

distribution： A case study of the Triassic Baikouquan Formation，

Mahu Depression， NW China[J]. Petroleum Geoscience， 2017，

23（4）： 403-414.

［37］ 鄒文明. 高海拔灌區(qū)強(qiáng)淋洗法改良重鹽堿土試驗(yàn)研究：以柴

達(dá)木盆地希賽灌區(qū)為例[D]. 南昌：東華理工大學(xué)，2016.［Zou

Wenming. A research on improving saline soil by intensive

leaching method in the high altitude irrigation area： The Xisai irrigation

area in Qaidam Basin as an example[D]. Nanchang：

East China University of Technology， 2016.］

［38］ 呂順昌. 青海湖和希里溝湖“湖泊碳庫效應(yīng)”研究[D]. 西寧：

青海師范大學(xué)，2018.［Lü Shunchang. Study on \"lake 14C reservoir

effect\" in Qinghai Lake and Xiligou Lake[D]. Xining： Qinghai

Normal University， 2018.］

［39］ 孫洪偉，周新茂，李順利，等. 點(diǎn)物源扇三角洲的巖相與構(gòu)型

特征：以希里溝湖現(xiàn)代扇三角洲為例[J]. 沉積與特提斯地質(zhì)，

2023，43（4）：722-733.［Sun Hongwei， Zhou Xinmao， Li Shunli，

et al. Sedimentary facies and architecture of point-provenance

fan deltas： A case study of modern lacus fan delta in the Xiligou

Lake[J]. Sedimentary Geology and Tethyan Geology， 2023，43

（4）：722-733.］

［40］ 劉興起，沈吉，王蘇民，等. 青海湖16 ka 以來的花粉記錄及其

古氣候古環(huán)境演化[J]. 科學(xué)通報(bào)，2002，47（17）：1351-1355.

［Liu Xingqi， Shen Ji， Wang Sumin， et al. A 16000-year pollen

record of Qinghai Lake and its paleo-climate and paleoenvironment[

J]. Chinese Science Bulletin， 2002， 47（17）： 1351-1355.］

［41］ Miall A D. Architectural-element analysis： A new method of facies

analysis applied to fluvial deposits[J]. Earth-Science Reviews，

1985， 22（4）： 261-308.

［42］ Miall A D. Architectural elements and bounding surfaces in fluvial

deposits： Anatomy of the Kayenta Formation （Lower Jurassic），

southwest Colorado[J]. Sedimentary Geology， 1988， 55（3/

4）： 233-240， 247-262.

［43］ 袁紅旗，王蕾，于英華，等. 沉積學(xué)粒度分析方法綜述[J]. 吉林

大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2019，49（2）：380-393.［Yuan Hongqi，

Wang Lei， Yu Yinghua， et al. Review of sedimentary grain size

analysis methods[J]. Journal of Jilin University （Earth Science

Edition）， 2019， 49（2）： 380-393.］

［44］ 冉敬，杜谷，潘忠習(xí). 沉積物粒度分析方法的比較[J]. 巖礦測(cè)

試，2011，30（6）：669-676.［Ran Jing， Du Gu， Pan Zhongxi.

Study on methods for particle size analysis of sediment samples

[J]. Rock and Mineral Analysis， 2011， 30（6）： 669-676.］

［45］ 程鵬，高抒，李徐生. 激光粒度儀測(cè)試結(jié)果及其與沉降法、篩

析法的比較[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2001，19（3）：449-455.［Cheng

Peng， Gao Shu， Li Xusheng. Evaluation of a wide range laser

particle size analyses and comparison with pipette and sieving

methods[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2001， 19（3）：

449-455.］

［46］ 陳秀法，馮秀麗，劉冬雁，等. 激光粒度分析與傳統(tǒng)粒度分析

方法相關(guān)對(duì)比[J]. 青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，32（4）：608-614.

［Chen Xiufa， Feng Xiuli， Liu Dongyan， et al. Correlaion comparison

between laser method and pipette-sieve method of grain

size[J]. Journal of Ocean University of Qingdao， 2002， 32（4）：

608-614.］

［47］ Song F， Su N N， Kong X W， et al. Sedimentary characteristics of

humid alluvial fan and its control on hydrocarbon accumulation：

A case study on the northern margin of the Junggar Basin， west

China[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2020，

187： 106729.

［48］ Yu H C， Qiu K F， Pang Y， et al. Early Carboniferous extension

regime in South Tianshan： Constraints from alluvial fan of

Bashisuogong Formation in Sepabayi area in Xinjiang， China[J].

Geological Journal， 2020， 55（4）： 2902-2914.

［49］ 于興河. 碎屑巖系油氣儲(chǔ)層沉積學(xué)[M]. 2 版. 北京：石油工業(yè)

出版社，2008.［Yu Xinghe. Clastic petroleum reservoir sedimentology[

M]. 2nd ed. Beijing： Petroleum Industry Press，

2008.］

［50］ Yan D D， Wünnemann B， Zhang Y Z， et al. Response of lakecatchment

processes to Holocene climate variability： Evidences

from the NE Tibetan Plateau[J]. Quaternary Science Reviews，

2018， 201： 261-279.

［51］ 馮爍，于興河，李順利，等. 內(nèi)蒙古岱海元子溝沖積扇內(nèi)部構(gòu)

型特征及分布規(guī)律[J]. 東北石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，45（5）：31-

40，116.［Feng Shuo， Yu Xinghe， Li Shunli， et al. Architectural

characteristics and distribution patterns of alluvial fans in Yuanzigou，

Daihai， Inner Mongolia[J]. Journal of Northeast Petroleum

University， 2021， 45（5）： 31-40， 116.］

［52］ 李勝利，于興河，姜濤，等. 河流辮—曲轉(zhuǎn)換特點(diǎn)與廢棄河道

模式[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2017，35（1）： 1-9.［Li Shengli， Yu Xinghe，

Jiang Tao， et al. Meander-braided transition features and abandoned

channel patterns in fluvial environment[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2017， 35（1）： 1-9.］

［53］ 李明濤，于興河，李順利，等. 環(huán)境敏感粒度組分在識(shí)別三角

洲朵葉期次中的應(yīng)用[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，

45（11）：3853-3865.［Li Mingtao， Yu Xinghe， Li Shunli， et al.

Application of environmentally sensitive grain-size populations

in identification of formation orders of delta lobes[J]. Journal of

Central South University （Science and Technology）， 2014， 45

（11）： 3853-3865.］

［54］ Boulay S， Colin C， Trentesaux A， et al. Mineralogy and sedimentology

of Pleistocene sediment in the South China Sea （ODP

Site 1144）[J]. Proc ODP Sci Results， 2003， 184（2）： 1-21.

［55］ 譚程鵬，于興河，李勝利，等. 辮狀河—曲流河轉(zhuǎn)換模式探討：

以準(zhǔn)噶爾盆地南緣頭屯河組露頭為例[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2014，32

（3）：450-458.［Tan Chengpeng， Yu Xinghe， Li Shengli， et al.

Discussion on the model of braided river transform to meandering

river： As an example of Toutunhe Formation in southern

Junggar Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2014， 32（3）：

450-458.］

［56］ 解習(xí)農(nóng)，孫永傳，鄧新華，等. 扇三角洲序列樣式及其控制因

素：以伊通地塹為例[J]. 地球科學(xué)：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，

18（6）：749-756.［Xie Xinong， Sun Yongchuan， Deng Xinhua， et

al. Patterns of fan delta sequence and their controlled parameters

[J]. Earth Science： Journal of China University of Geosciences，

1993， 18（6）： 749-756.］

［57］ 屈童，高崗，徐新德，等. 三角洲—淺海沉積體系陸源有機(jī)質(zhì)

分布控制因素[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2020，38（3）：648-660.［Qu Tong，

Gao Gang， Xu Xinde， et al. Control factors of terrestrial organic

matter distribution in deltashallow sea sedimentary system[J].

Acta Sedimentologica Sinica， 2020， 38（3）： 648-660.］

［58］ 張曉飛，李繼軍，張學(xué)斌，等. 渤海灣西北岸中更新世中期以

來的氣候環(huán)境和沉積環(huán)境演變[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，2021，95（6）：

1868-1888.［Zhang Xiaofei， Li Jijun， Zhang Xuebin， et al. Evolution

of the climate and sedimentary environment since the Middle

Pleistocene on the northwestern coast of the Bohai Bay[J].

Acta Geologica Sinica， 2021， 95（6）： 1868-1888.］

［59］ 沈吉，劉興起，Matsumoto R，等. 晚冰期以來青海湖沉積物多

指標(biāo)高分辨率的古氣候演化[J]. 中國(guó)科學(xué)（D輯）：地球科學(xué)，

2004，34（6）：582-589.［Shen Ji， Liu Xingqi， Matsumoto R， et

al. A high-resolution climatic change since the late glacial age

inferred from multi-proxy of sediments in Qinghai Lake[J].

Science China （Seri. D）： Earth Sciences， 2004， 34（6）： 582-589.］

［60］ 鄒志文，郭華軍，牛志杰，等. 河控型扇三角洲沉積特征及控

制因素：以準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷上烏爾禾組為例[J]. 古地理學(xué)

報(bào)，2021，23（4）：756-770.［Zou Zhiwen， Guo Huajun， Niu Zhijie，

et al. Sedimentary characteristics and controlling factors of

river-dominated fan delta： A case study from the Upper Urho

Formation in Mahu Sag of Junggar Basin[J]. Journal of Palaeogeography

（Chinese Edition）， 2021， 23（4）： 756-770.］

［61］ 趙晨帆，于興河，付超，等. 曲流河三角洲—辮狀河三角洲控

制因素及演化過程探討[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2019，37（4）：768-784.

［Zhao Chenfan， Yu Xinghe， Fu Chao， et al. Control factors and

evolution progress of depositional system transition from meandering

river delta to braided river delta： Case study of Shan2

member to He8 member， Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2019， 37（4）： 768-784.］