红河三角洲沉积相及其形成模式研究

时培兵　褚庆忠　陈小哲　梁武斌　谢启红　邵先杰

(燕山大学石油工程系， 河北 秦皇岛 066004)



红河三角洲沉积相及其形成模式研究

时培兵褚庆忠陈小哲梁武斌谢启红邵先杰

(燕山大学石油工程系， 河北 秦皇岛 066004)

摘要：应用Google Earth 软件对红河三角洲地貌进行取点分析，结合区域地质、沉积背景资料详细研究红河三角洲的沉积相与沉积机制。红河三角洲发育形成典型的三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3层结构，三角洲平原沼泽微相发育，三角洲前缘东北部河口砂坝较为发育。将其形成模式划分为平原分流河道形成阶段、三角洲进积阶段和现代发育阶段，分析三角洲季节性沉积、高密度流体的主要特征。

关键词：红河三角洲； 沉积相； 形成模式； 三角洲前缘； 前三角洲

红河三角洲发育于越南北部，由红河及其支流经沉积作用而形成。三角洲沉积体系沙层发育，是良好的油气储集层，受到广泛关注。目前已有大量关于红河三角洲的表层沉积物、生物多样性及沿海水动力作用的研究成果[1-8]，但涉及到三角洲沉积相及其沉积特征的研究较少。本次研究主要基于各类文献，采用遥感卫星技术对红河三角洲进行沉积相带划分及分析，以期对该区三角洲形成演变提供理论参考。

1区域地质概况

红河发源于我国云南省中部，全长约1 200 km，流域面积约3.81×104km2，流域地处20°N至25.5°N间。红河属典型的热带河流，雨季时径流量高达2 300 m3s，年平均径流量约750 m3s,年输沙量1.3亿t。因为河流流经热带红土区，水中溶有红土颗粒，水体呈红色，故名红河。

红河三角洲是东南亚的第4大三角洲，分布于地理坐标105°52′E至106°50′E以及20°5′N至21°8′N之间的区域，呈朵状向北部湾展开(见图1)，纵向长150 km(垂直于海岸线方向)。三角洲被山脉包围，位于北西 — 南东向新近纪沉积盆地中，红河断裂系统控制了红河的排放区域及三角洲发育走向。平原地势低平，属于南亚热带季风气候，常年高温多雨，年均降水量在1 500 mm以上，河流密布。

图1　红河三角洲卫星图

2沉积相特征分析

采用Google Earth 软件对红河三角洲进行取点分析，绘制出其海拔等值线图(见图2)。参考取心资料[2]，结合区域沉积背景及砂体展布特征，将其划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3个亚相。

2.1三角洲平原亚相

由Google Earth软件测量数据分析，三角洲平原坡降小于0.001，地势低平，平均海拔为3 m。整个三角洲平原地势表现为东北高、西南低的走向，三角洲平原根部宽度约80 km，纵向长度150 km。三角洲平原发育有平原分流河道、泛滥平原、沼泽和澙湖微相。

图2　红河三角洲海拔等值线图

2.1.1平原分流河道

平原上主要发育Ba Lat和Thai Binh两条支流，两者支流交汇，共同构成网状水系。其中Ba Lat河长145 km，弯曲系数达1.3，输送了约65%的径流量；Thai Binh河长143 km，弯曲系数达1.4，输送了约20%的径流量。河流受季节性降雨的影响比较明显，有90%的沉积物在夏季沉积，沉积物质量浓度高达11 kgm3[1]。三角洲中上游河道以中细砂沉积为主，含砾石层，分选性较好，具有一定的磨圆度，发育形成板状交错层理；下游河口流域，坡降低，水速减缓，以细粉砂沉积为主，夹杂红棕色黏土，可见洪水期冲刷痕。河道整体以正粒序为主，局部区域见潮汐作用沉积形成的泥层，含植物碎屑。

2.1.2泛滥平原

泛滥平原主要是由于季节性降雨导致河水溢出而形成。根据取心资料分析[2]，沉积物以粉砂、黏土为主，北部沉积较厚，约为10 m；向南变薄，约1～3 m。发育形成水平层理和交错层理，呈正粒序。该区域植物根系丰富，具有铁质包壳铁锈斑，正是亚热带高温多雨气候特点的反映。从下到上，地层的孔洞减少，生物扰动性降低，木质和植物碎屑增多，表现出典型的进积三角洲特征。

2.1.3沼泽

发育在平原分流河道间的低洼地区，属滞留还原环境。红河三角洲平原的沼泽类型包括滨岸潮坪沼泽和河漫滩沼泽，以粉砂和黏土为主[3]。受周期性季风和汛期的影响，整体向上发育有砂层、黏土层、砂层，砂层可见3～5 mm的贝壳层，见水平层理和交错层理。红河三角洲平原沼泽大面积发育，推测可能受以下因素影响：(1)气候条件，亚热带季风气候，高温多雨的条件利于沼泽环境发育；(2)水文条件，三角洲平原分流河道下游坡降小，河槽曲率大，水量多，构成网状水系，沼泽覆盖率大；(3)地质地貌，早期的地表沉积以河漫滩相黏土为主[4]，透水能力较弱，为沼泽提供了良好的发育空间。

2.1.4澙湖

澙湖主要是由于堤岛或沙嘴与外海隔开而形成。澙湖面积约210 km2，水深平均2 m，以红褐色泥质粉砂和砂质黏土沉积为主，分选性较差。近陆侧澙湖沉积物为灰色泥质细砂，有机质含量丰富；近海侧澙湖沉积物为红褐色黏土及砂质泥岩[5]。沉积构造上多发育有槽状、板状层理，含大量生物孔穴；临海区域水平层理清晰，反映出了水流流速的变化。

2.2三角洲前缘

三角洲前缘分布于等值线-18～-2 m区域，主要发育有水下分流河道、水下分流间湾、河口砂坝和席状砂微相。

2.2.1水下分流河道

水下分流河道是平原分流河道在海里的延伸部分，等值线向陆地高值凸出：一种是向前延伸逐渐消失；另一种是前端沉积形成河口砂坝，分叉前积。红河三角洲前缘水下分流河道发育，河道宽度80～150 m，平均延伸距离约1 000 m，沉积物以细砂为主，夹杂有黏土。

2.2.2水下分流间湾

水下分流间湾是分流河道之间相对内凹的海湾地区，属于低能量环境。沉积物以黏土为主，含少量细粉砂，呈微红色至褐色，发育形成水平层理、透镜状层理，可见生物介壳和虫孔。在垂向剖面上，表层可见红褐色淤泥；中层粉砂和淤泥交互，呈灰色，夹杂生物壳、植物碎屑；底部以细砂为主。整体由下往上，粒度由粗变细，表现出推进式的层序[6]。

2.2.3河口砂坝

河口砂坝分布于等值线-12～-2 m区域，等值线向海洋凸出。河口砂坝多分布在前缘东北部，最大砂坝纵向长约5 km，面积约8 km2。在西南部区域，因季风作用，河口砂坝不发育，且容易被沿岸流冲刷，分布不稳定。沉积物以细砂和粉砂为主，多发育形成水平、槽状层理，反粒序。当径流与潮流一致时，沉积物相对较粗；径流受顶托作用时，沉积物较细。

2.2.4席状砂

席状砂分布于等值线-18～-10 m区域，呈席状和带状，砂体剖面可见连续性透镜体。宽度为 2～3 km，沉积物以粉砂为主，发育波状层理。在前缘东北部区域，水环境稳定，席状砂有所发育，沉积构造夹杂植物碎屑。在西南部区域，沉积物被迁移、改造，席状砂不发育。

2.3前三角洲

红河携带的高密度流体对前缘冲击引发滑塌、泥质粉砂流等次生流体，经潮汐、沿岸流的改造分配，形成以泥为主的沉积带，分布于等值线-30～-18 m区域，坡降为0.001 6～0.003 0，厚约8 m。沉积构造多发育水平层理，间杂有风暴砂层，逐渐过渡至浅海沉积相。水生物活动频繁，化石、生物遗迹丰富[7]。

3红河三角洲形成模式及特征分析

3.1形成模式

红河三角洲的沉积过程未曾间断，一般认为其沉积相的纵向沉积特征就是横向特征的反映。根据Susumu等人的三角洲平原钻孔取心资料[2]，绘制图3所示红河三角洲沉积序列综合柱状图。将红河三角洲发育演变过程划分为3个阶段：第一阶段为平原分流河道形成阶段，红河三角洲位于被寒武纪和中生代沉积岩山脉包围的沉积盆地中，盆地入口处坡降较大，河流迅速前积，平原分流河道发育、改道与泛滥平原沉积，发育早期的漏斗状三角洲[8]；第二阶段为三角洲进积阶段，全新世后期海平面上升停止，远端大于近端的沉积速率，三角洲前积，浪控作用开始显现，三角洲由漏斗状向平直形态发育；第三阶段为现代三角洲发育阶段，随着最近2 000年来的人类活动，沉积物排放量显著增加，三角洲快速进积，此时浪控作用为主导，沉积物被沿岸流扩散和改造，形成现代朵状地貌[9]。图4所示为红河三角洲演变模式图。

图3　红河三角洲沉积序列综合柱状图

图4　红河三角洲演变模式图

3.2特征

红河三角洲沉积体系具有多种沉积环境和沉积相带，基于其地表形态、水动力特征，又可划分为河控、浪控、潮控沉积体系，因此形成了其独特的沉积模式与朵状形态。由于红河三角洲东北区域山脉阻挡，阻碍了三角洲发育，未能发育成典型的朵状形态。

红河上游环境遭到破坏，水体泥沙含量高，水体密度高于海水密度。所形成的高密度流体能量也较大，对前缘沉积不断冲刷，引发次生流体，流体携带的泥沙经潮汐、沿岸流改造而扩散，最终在前缘相、前三角洲相沉积下来。

红河流域属于季风气候，水流量集中在雨季，雨季水流输送了90%的沉积物。该流域的沉积过程具有明显的季节性：在洪水期，红河流量大，流速高，底床沉积物易于再次悬浮并对河床产生明显的冲刷作用；洪水期过后，流速降低，泥沙等沉积物又开始沉积。

4结语

通过本次研究得到以下认识：

(1)根据红河三角洲的等值线特征、沉积环境、砂体展布特征，可将其沉积体系划分为三角洲平原、三角洲前缘、前三角洲亚相。

(2)红河三角洲平原为亚热带季候区，高温多雨，坡降低，沼泽微相有所发育；三角洲前缘东北部河道有所发育，水环境稳定，河口砂坝发育较充分。

(3)人类采伐森林的行为对红河上游环境造成破坏，使沉积负载携带量加大，是红河三角洲发育朵状形态最主要的因素。

参考文献

[1] 宋兵,李杰,XUAN P D,等.越南红河水下三角洲北区表层沉积物类型以及分布特征初探[J].海洋通报,2009,28(6):79-82.

[2] SUSUMU T,KAZUAKI H,YOSHIKI S,et al.Sedimentary Facies Radiocarbon Dates of the Nam Dinh-1 Core from the Song Hong Delta,Vietnam[J].Journal of Asian Earth Science,2003,21(5):503-513.

[3] 李冬,徐强,王永凤,等. 南海晚中新世 — 上新世红河沉积体系研究[J]. 沉积学报,2013,31(2):32-35.

[4] 李中乔,吴莹,李珍,等.越南红河水下三角洲表层沉积物中有机物分布及来源分析[J].海洋与湖沼,2013,44(4):578-582.

[5] MAREN D S V. Water and Sediment Dynamics in the Red River Mouth and Adjacent Coastal Zone[J]. Journal of Asian Earth Science,2007,29(4):508-522.

[6] 王英民,徐强,吕明,等.南海西北部晚中新世的红河海底扇[J]. 中国科学,2011,56(10):781-787.

[7] VAN D G,BOELS J,DUC D,et al. Acoustical Facies Analysis at the Ba Lat Delta Front Red River Delta[J]. Journal of Asian Earth Science,2007,29(3):533-544.

[8] DUONG D B,AKIRA K,THANH N T,et al. Identification of Aquifersystem in the Whole Red River Delta[J].Geosciedces Journal,2011,15(3):323-338.

[9] 于兴河,李胜利,李顺利. 三角洲沉积结构-成因分类与编图方法[J]. 沉积学报,2013,31(5): 783-794.

Sedimentary Facies and Formation Model of Honghe River Delta

SHIPeibingCHUQingzhongCHENXiaozheLIANGWubinXIEQihongSHAOXianjie

(Department of Petroleum Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao Hebei 066004, China )

Abstract:This paper uses Google Earth software to take langforms of the Honghe river delta, and the sedimentary facies and sedimentary model are studied combining with regional geological and deposition setting. The study shows that: the red river delta develops three layer structures including delta plain, delta front and pro delta; the marsh micro facies is developed in delta plain, and the sand bares micro facies are developed in the northeast of pro delta; the formation model can be divided into three stages including the formation of plain distributary channel stage, the delta progradation stage, modern development stage. This paper also analyzed its seasonal sedimentary and high density fluid characteristics.

Key words:Honghe river delta; sedimentary facies; formation model; delta front; prodelta

收稿日期：2015-08-10

基金项目：国家科技重大专项“煤层气臧储渗空间特征与渗流机理研究”(2011ZX05038-001)

作者简介：时培兵(1990 — )，男，燕山大学在读硕士研究生，研究方向为油藏描述与油藏工程。

中图分类号：P618

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)02-0018-04