歷史地質/三角洲

一個三角洲是由辮狀河流和沉積物形成的扇形地貌,當河流流入更大的水體時,如海洋或湖泊。如果讀者在繼續閱讀之前已經閱讀了關於河流的文章,將會有所幫助。
當河流流入更大的水體時,水流分散並失去能量,因此河流會傾倒其沉積負載:自然地,它會首先丟擲最重的沉積物,在那裡能量最高,逐漸更輕的沉積物被帶到更遠的海洋或湖泊中。
這意味著河流將不斷地用沉積物堵塞自己的河道,導致它扇形地擴充套件成一個分流河網路,其間散佈著沙洲。這個過程與產生辮狀河流的機制類似(如之前關於河流的文章中所討論的),以及在山區河流分散到沙漠中時產生沖積扇的機制(如關於沙漠的文章中所討論的)。
三角洲剖面將呈現出扁平的頂積層沉積物,然後是前積層,這些沉積物傾斜進入湖泊或海洋;然後是沉積在海洋或湖泊底部的水平底積層。隨著時間的推移,三角洲將向湖泊或海洋中推移,形成一個特徵性的沉積夾層,較粗的頂積層覆蓋在傾斜的前積層上,較粗的頂積層覆蓋在較細的底積層上。
由於三角洲的分流河將不斷地在其路徑上傾倒沉積物,因此河流和沉積沙洲的模式不會是靜止的,而是會移動和改變,在頂積層中產生複雜的沉積模式。
事實上,如果時間足夠長,整條河流的流向都可能發生變化,因為三角洲會淤積。例如,密西西比河河口在過去幾千年中已知發生過多次移動,而只有美國陸軍工程兵團不懈的努力才使密西西比河的水流仍然透過密西西比河三角洲流入大海。
三角洲可以分為淡水三角洲和鹹水三角洲,取決於它們是流入湖泊還是海洋。關於三角洲,我們幾乎所有要說的內容都同樣適用於鹹水三角洲和淡水三角洲。但是,它們的動力學存在一個顯著差異。在鹹水三角洲,河流的鹽度不會像它流入的海洋那麼高,因此河水密度比海水低,因此會沿著海面流動,在水平層面上與海水混合,導致混合速度和水流消散速度比淡水三角洲慢。實際結果是,淡水三角洲的前積層的傾斜角度要大得多(相對於水平線高達 25°),而鹹水三角洲的前積層的傾斜角度僅為水平線幾度。
鹹水三角洲可以根據其動力學進一步分為潮汐主導型、波浪主導型或河流主導型,具體取決於影響其形態的主要因素。
- 河流主導型三角洲,如密西西比河三角洲,擁有向海洋延伸的較長分流河道。
- 潮汐主導型三角洲在近海有與潮汐方向平行的長沙洲。在內陸,在三角洲的主體中,它們有潮灘:由潮汐作用沉積的泥床。這些沉積物表現出由潮汐流產生的交錯層理:由於潮汐在兩個方向上流動,它們將呈現出魚骨狀交錯層理,這是一種獨特的沉積模式,其中交錯層的集合在相反的方向上傾斜。
- 在波浪主導型三角洲中,沿岸漂移(平行於海岸的洋流)將沉積物塗抹在三角洲的表面,因此我們不會看到潮汐主導型三角洲中發現的潮汐沙洲,而是得到一組與分流河方向垂直的障壁島。
如果河流只是最近才從透過三角洲傾倒沉積物轉變而來,那麼很明顯三角洲以前曾經是三角洲:它不僅在形態和位置上看起來像一個三角洲,而且航拍照片還顯示了河流及其分流河的以前河道。
但是那些被埋藏起來,然後被石化的古代三角洲呢?好吧,在這種情況下,它們看起來就像石化的三角洲。也許我們只能觀察到這樣一個三角洲的一部分,因此整個三角洲的地形可能無法看到,但我們仍然可以觀察到沉積物中可見的模式。
因此,在觀察岩石的垂直剖面時,我們應該期望看到較粗的水平層狀頂積層,由於河流和沙洲的移動而形成的複雜沉積模式,覆蓋在傾斜的前積層上,覆蓋在較細的水平層狀底積層上。這是一個非常典型的沉積模式,其他過程無法產生。
從水平方向觀察,我們期望看到陸地和海洋沉積物相互交織的複雜模式,這反映了三角洲邊緣複雜參差不齊的形狀。
當我們發現化石時,它們將反映它們沉積的沉積物的性質:因此,我們期望在頂積層中看到陸地植物和動物,以及海洋鳥類等動物的化石足跡。在底積層中,我們肯定可以找到一些被洋流帶到海中的陸地植物和動物的遺骸:但我們預計這些沉積物中的化石將以水生化石和海洋蠕蟲的洞穴等遺蹟化石為主;當然,我們無法在這些沉積物中找到化石足跡。
根據三角洲的型別,可能會提供進一步的指示:例如,如果是潮汐主導型,那麼在頂積層中,我們將找到顯示出潮灘特徵的魚骨狀交錯層理的泥岩,我們將在關於近岸沉積物的文章中進一步討論這一現象。