尼罗河现代三角洲沉积特征解剖

谢启红　邵先杰　乔雨朋　接敬涛　张 珉　时培兵

(燕山大学石油工程系， 河北 秦皇岛 066004)



尼罗河现代三角洲沉积特征解剖

谢启红邵先杰乔雨朋接敬涛张 珉时培兵

(燕山大学石油工程系， 河北 秦皇岛 066004)

摘要：通过Google Earth软件将尼罗河三角洲沉积数字化，编制尼罗河现代三角洲地貌图，解剖三角洲各沉积亚相及微相单元特征。尼罗河三角洲沉积受近海地形、河流、波浪等因素控制，平面上呈朵状，三角洲平原和三角洲前缘发育有水下漫滩、席状砂，前缘河口砂坝未发育。

关键词：尼罗河三角洲； 沉积特征； 朵状三角洲； 波浪作用

三角洲沉积体系砂层发育充分，是良好的油气储集层。据统计，全球三角洲沉积体系蕴藏的油气地质储量占油气总储量的65%[1]。现有三角洲沉积模式及沉积相特征研究成果中[2-3]，多是通过露头资料并借助岩心等方法来研究砂体的空间分布。各类研究中相关真实水深、坡降等背景资料不足，对水下砂体的研究不够深入[4]。

有关尼罗河三角洲沉积体系的研究中[5-11]，针对尼罗河三角洲控制因素、相带划分及沉积相方面的研究相对较少。本次研究主要运用Google Earth信息技术，提取尼罗河三角洲的地貌、水深、河流等参数，结合沉积背景，研究尼罗河三角洲的成因机制、沉积相分布特征及其控制因素。

1区域沉积背景

尼罗河三角洲是由发源于非洲东北部布隆迪高原的尼罗河携带泥砂等碎屑物，流经6 000 km后于埃及北部达米埃塔和拉希德市流入地中海，在河口地区形成类似朵状的三角洲(图1)。尼罗河三角洲区域属于典型的地中海气候，以干旱气候特征为主，年降雨量只有100～200 mm，且降雨主要集中在冬季。沿岸潮流作用很弱，潮差仅0.3～0.4 m。受地中海夏秋季西北风影响，波浪周期为9～19 s，波高0.40～0.75 m，波长100～200 m；冬、春两季由于低气压形成风暴，波高可达3 m。

尼罗河三角洲的构造演化阶段可以分为早期阶段和晚期阶段，早期阶段指早二叠世 — 晚白垩世阶段，晚期阶段指晚白垩世 — 现在。表1所示为尼罗河三角洲地层年代层序及岩性。

图1　尼罗河现代三角洲卫星图

(1)早期阶段。沉积地层主要由大陆台地高原沉积物，基底的侏罗纪碳酸盐和蒸发岩，白垩系的硅质碎屑岩和火山岩等组成。沉积地层在这个时期初具雏形，火山作用为有机质的转化提供了热源。

2.3.1 钩虫分布特征 钩虫虫体单纯发现在十二指肠降部共51例(40.80%)，单纯发现在十二指肠球部共48例(38.40%)，发现在十二指肠降部及球部共26 例(20.80%)，均予活检钳钳出虫体，经送检确诊为钩虫，见表2。

图2　尼罗河现代三角洲沉积速率演变图

2尼罗河三角洲沉积特征

尼罗河三角洲的形态和沉积主要受控于河流因素(包括水流量和携沙量)、海洋因素(包括波浪、潮汐、沿岸流)、气候因素和构造因素的影响。本次研究运用Google Earth信息技术对尼罗河三角洲沉积进行数字化分析，即对其进行经纬度、海拔深度取点分析，制作出尼罗河现代三角洲的海拔深度等值线图(图3)。结合现代沉积调查资料分析，认为尼罗河三角洲属于比较典型的朵状三角洲[12]。根据地貌、沉积特征和砂体分布，将尼罗河三角洲划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3个亚相。

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表1　尼罗河三角洲地层年代层序及岩性

图3　尼罗河三角洲海拔深度等值线图

2.1三角洲平原

三角洲平原地势低平，海拔深度介于0～10 m，平均坡降为0.001，整个平原地区平均海拔高程(相对于平均海平面)为2.8 m。三角洲平原根部宽度65 km，前端呈弧形，长度295 km，平原纵向长度160 km(垂直于海岸方向)，横向最长可达270 km，面积约2.4×104km2，呈朵状。三角洲平原沉积微相主要发育平原分流河道、分流间和澙湖微相。

(2)尼罗河三角洲平面呈朵状，受河流、气候、古构造、波浪等因素影响，其中波浪起主要作用。

(2)晚期阶段。到新生代第三纪中新世时期，尼罗河三角洲基本定型。有学者对更新世沉积物进行14C测试分析后发现：尼罗河三角洲在晚更新世末期由于气候寒冷而使沉积速率偏低，为0.1 cma；到全新世早期气候转暖，物源供应充足，沉积过程开始加快，沉积速率升为0.2～0.3 cma；至全新世中期，沉积速率最高[10]。图2所示为尼罗河现代三角洲沉积速率演变图。在这个时期堆积了一套很厚的沉积物，使得三角洲得以广泛发育[10]。

(2)分流间。三角洲平原分流间主要为季节性降雨所形成的泛滥沉积，沉积物以致密的黏土质和分布不均的粉砂质泥为主。

(3)澙湖。三角洲平原上发育了3个面积较大的澙湖，孟扎拉湖面积约680 km2，步鲁卢斯湖面积约330 km2，伊德库湖面积约230 km2，澙湖平均水深1～2 m。伊德库湖呈半圆月型，属海湾澙湖，布鲁卢斯湖和孟扎拉湖呈长枕状分布，属半封闭澙湖。澙湖的发育与河流作用、外海间波浪作用密切相关，沉积物主要为陆源碎屑物和外海水中的悬浮体。顾家伟等人对澙湖钻孔岩心进行了高分辨率分析和CIC模式研究，得到的澙湖沉积速率为0.22～0.27 cma，低沉积速率表明进入现代三角洲河口的泥砂量极少[10]。澙湖沉积中，沉积物以细砂为主，砂粒磨圆度较好；沉积层较厚，含泥岩夹层，沉积构造以平行层理为主。全新世早期的海平面上升现象可能是导致尼罗河现代三角洲澙湖形成的主要原因。

2.2三角洲前缘

[3] 王华,郑荣才,周祺.鄂尔多斯盆地长北气田山2段三角洲沉积体系和砂体展布特征[J].岩性油气藏，2008,20(2):22-28.

三角洲前缘分布于等值线-30 — 0 m区域。该地区砂滩体广布，纵向宽度约5～12 km。三角洲前缘沉积微相主要发育水下分流河道、漫滩沉积和席状砂，河口砂坝不发育。

(1)水下分流河道。水下分流河道在等值线图上表现为向内陆海拔高值微凸。水下分流河道为平原分流河道水下延伸的部分，分为两种情形：一种是河道在延伸过程中逐渐消失；另一种是在河道前端形成砂坝，河道分岔。水下分流河道比两侧地貌高出约 0.5～2.0 m，垂直海岸线延伸距离约1 km，宽度约50～120 m。根据取心资料，水下分流河道沉积物以细砂为主，发育有板状和槽状层理，层体较厚。

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等值线标注的-30 — -20 m区域为前三角洲，坡降为0.001～0.004，纵向宽度2～4 k m，呈带状分布在席状沙的外侧，地貌上正好处于海底突然变陡的部位。以暗色泥岩为主，夹杂少量粉砂，发育有水平层理。

(3)河口砂坝。分布于等值线-10 — -2 m区域，在海拔深度等值线上表现为向深海凸起的正地貌，呈纺锤状，多位于分流河道的前端。根据分析，尼罗河朵状三角洲前缘的河口砂坝不发育，数量较少，最大的砂坝纵向宽度为0.2 km左右，面积约0.1 km2，砂坝以细砂质沉积物为主。导致河口砂坝不发育的主要原因，可能是三角洲前缘海洋的波浪能量比较强，而致河口卸载的碎屑物很容易被波浪冲刷到水下分流间或更深的部位。

(4)席状砂微相。席状砂分布于等值线-20 — -10 m区域，纵向宽度约1～2 km，呈环海岸线的席状环带分布，坡降为0.01～0.03。大量粉砂和砂沉积物在波浪带受波浪作用而沉积下来，形成一个条带状砂体，砂体较薄(约2 m)。沉积构造以波状层理为主，砂体分选性较好，磨圆度较高。

2.3前三角洲

(2)水下漫滩沉积。三角洲前缘地势较陡，水下分流河道延伸距离较短，携带的碎屑物很快溢出河道，在水下分流河道间沉积，并在波浪的改造下分布于海拔0 — -15 m深处的斜坡部位。沉积物主要为细砂，沉积构造以波状层理和小型交错层理为主，纵向宽度2～6 km，横向上变化较大。

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3沉积特征解剖

根据尼罗河现代三角洲地层钻孔岩心数据[9]，编制了尼罗河三角洲地层综合柱状图(图4)。尼罗河三角洲沉积相发育完整，无明显的地层缺失。从上向下依次发育有三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲。三角洲平原微相以平原分流河道和澙湖为主：分流河道中以细砂为主，发育中型槽状层理，厚度8 m；澙湖沉积从上向下按“砂 — 泥 — 砂”模式沉积而成，以细砂为主，波状层理，总厚度13 m，澙湖泥以暗色泥岩为主，含生物碎屑沉积，厚度7 m。三角洲前缘微相以水下分流河道和席状砂为主。水下分流河道沉积中，以细砂为主，发育有板状和槽状层理，厚度4 m，磨圆度较好，反映了砂粒长期受到河流搬运作用的影响；席状砂以粉砂为主，发育有波状层理，较薄，厚度3 m左右。前三角洲以暗色泥质沉积为主，夹杂生物碎屑，发育有水平层理，厚度5 m左右。

沿陆上平原分流河道(罗塞塔河) — 水下分流河道 — 河口坝 — 席状砂 — 前三角洲作剖面图(图5)，可以看出沉积相在横向、纵向上均有很好的连续性：三角洲平原分流河道的海拔深度0 m，纵向延伸长度约1 km，坡降约0.001；到三角洲前缘处坡降突然增大到0.01，主要为水下分流河道沉积；延伸长度约3 km，在水下分流河道前端出现一个正地貌，与周边高差约2 m，为河口沙坝；砂坝前端坡降增大，达到了0.025，延伸长度约1 km，主要为前缘席状砂；向前地势变缓，坡降0.003，为前三角洲环境，在水深20 m处进入滨浅海环境。

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三角洲砂体形态特征从侧面反映了三角洲的主控因素，且形态会随着主控因素的改变而发生转化。尼罗河现代三角洲形成过程受控于河流、海洋波浪、气候和构造等因素影响。泛滥平原的沉积、干旱气候的风化剥蚀搬运、平原分流河道的发育与消亡等形成了广阔的平原，其中河流携带了大量的泥砂沉积物，在沉积早期起主要作用。河流径流量逐年减少、下游河流径流量剧减的同时也拦截了大量的泥砂，导致河流因素的影响逐步减弱；相反，随着全新世海平面的上升，波浪作用逐渐增强。受地中海夏秋季西北风和冬季低压风暴的影响，波浪频繁且波高较高，不断冲刷、侵蚀海岸，导致河口砂坝和支流间湾不发育，最终形成了现在的朵状地貌。随着平原河道的慢慢退化，同时受人类活动的影响，河流作用越来越弱。现在的尼罗河三角洲不再向地中海延伸，甚至局部沿岸地带出现了后退现象。如果这些问题不能得到解决，那么尼罗河三角洲很可能在若干年后消失。

图4　尼罗河三角洲地层综合柱状图

图5　尼罗河三角洲沉积剖面图

4结语

[1] 周书欣.三角洲沉积体系与油气聚集[J].地质地球化学,1980(7)：27-36.

(1)尼罗河三角洲沉积相存在明显的三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲三层结构，横向与纵向上连续性较好。三角洲平原和三角洲前缘的水下漫滩、席状砂有所发育，前缘河口沙坝未发育。

(1)平原分流河道。平原分流河道地貌为负地形，可划分为3级：一级主河道2条，分别为罗塞塔河和达米亚德河；二级河道6条，广泛分布于三角洲平原上；三级河道平时没有水，在洪水季节时才有河水溢出流入其中，属于季节性河流。罗塞塔河长约220 km(开罗为起点)，平均宽度约180 m，输砂量约45×106m3；达米亚德河长约230 km，平均宽度约160 m，输砂量约36×106m3。平均水深约2～4 m，宽深比约45～90，河流流速约0.5～5.0 ms，随季节性变化。河流沉积主要以细粒砂岩为主，河流长期搬运作用使得砂粒磨圆度较好。各级河道在三角洲平原上构成了网状，因此尼罗河三角洲也属于网状河三角洲。

参考文献

研究认为尼罗河三角洲是比较典型的朵状三角洲，并据此建立起地质知识库。

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项目材料管理人员，根据材料到货清单、采购合同、材料资质证明、国家验收规范等资料，结合现场实物检查材料是否合格，并填写验收表格。这个环节包括材料自检和材料送检两个方面。

[4] 于兴河,李胜利,李顺利.三角洲沉积的结构：成因分类与编图方法[J].沉积学报,2013,31(5):782-797.

[5] 尹太举,李宣弱.现代浅水湖盆三角洲沉积砂体形态特征：以洞庭湖和鄱阳湖为例[J].石油天然气学报,2012,34(10):1-7.

“我在余庆县白泥镇小学读完一年级后，跟随到余庆县敖溪镇创办“敖溪中学”的父亲来到了敖溪。有一天在外婆的柴房里发现了一本破旧的《封神演义》，被书中充满科幻色彩的生物武器影子故事迷住了。接着，我又读了四大名著以及当时的禁书《苦菜花》“三花”系列小说。到了初中阶段，我对文学更加痴迷，将敖溪中学图书室里所有中外文学方面的书籍都读完。凡是经我手的书，我总是通读一遍，再将喜欢的精读。”

[6] LIES L.The Nile Deep-sea Fan:an Example of Interacting Sedimentation Salt Tectonics,and Inherited Subsalt Paleotopographic Features[G].Marine and Petroleum Geology，2006(23)：297-315.

2336 如图，过⊙O外一点P向⊙O作切线，切点为A,B，点Q为劣弧上一动点，过点Q作⊙O的切线交线段PA,PB于点M,N，直线AQ,BQ交线段PA,PB于点C,D.若求证：

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The Anatomy of Sedimentary Characteristics on the Modern Nile Delta

XIEQihongSHAOXianjieQIAOYupengJIEJingtaoZHANGMinSHIPeibing

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

Abstract:With the help of Google Earth software, the Nile delta was digitalized in this paper for analysis in order to make a geomorphological map and the distribution of sedimentary environment of the modern Nile delta. After that the authors also anatomied the characteristics of sedimentary subfacies and microfacies units of the delta. Controlled by topography, flow of the river, wave factors and so on, the Nile delta was overlooked as a flower; the delta plain, sand sheet and overbank located in delta front are developed well, while the sand bars are not developed in delta front.

Key words:Nile delta; sedimentary characteristics; flower delta; wave action

收稿日期：2015-07-13

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

作者简介：谢启红(1989 — )，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)02-0031-05