湖平面变化背景下指状砂坝型浅水三角洲沉积响应过程：基于水槽沉积模拟实验

摘要

指状砂坝型浅水三角洲是由一个或多个河口坝-天然堤-河道组成的指状坝构成，它发育在水体较浅、构造相对稳定、水平面频繁波动的湖(海)盆中。为探究频繁湖水位变化与指状砂坝型浅水三角洲发育的关系及其内部沉积单元的形成过程与响应机制，利用水槽模拟实验正演还原了湖水位频繁升降条件下指状砂坝型三角洲的发育演化过程。实验设计18个期次的洪-枯水期的湖平面周期性变化，耗时108 h,利用3D激光扫描仪进行精准的沉积地貌监测和定量沉积学分析。研究发现：指状砂坝型浅水三角洲自下而上发育底积层-前积层-顶积层；河道、河口坝、天然堤彼此相互关联、相互影响，河道携带沉积物在河口形成河口坝，河口坝淤积叠置并逐渐转化为天然堤，稳固的天然堤降低了河道摆动频率，使得河道能携带沉积物不断向湖区延伸搬运；单一河道的指状砂坝型浅水三角洲发育受控于河道、天然堤及河口坝三者建设关系的动态平衡，水位和流量的周期性旋回加速了这一平衡关系的建立；指状砂坝型浅水三角洲的发育过程中，沉积物主要堆积在河口，河道呈条带状剥蚀，河口两侧泥沙卸载速率不一致导致了河道左右摆动。通过实验数据分析总结出湖水位变化背景下指状砂坝型浅水三角洲的沉积响应过程及其内部单元的动态演化规律，为研究浅水三角洲演化过程及该类油气藏勘探开发提供重要参考。

关键词

浅水三角洲 / 指状砂坝 / 水槽实验 / 沉积演化

基金资助

国家自然科学基金项目(41672119);国家自然科学基金重点项目(42130813)