[科普中國(guó)]-海岸沉積物

海灘是在海岸地帶由碎屑沉積物堆積而成的乎坦地形。在山區(qū)的入?？诨蚰珟r海烽附近，沉積物主要由礫石組成，這種海灘稱為礫灘。跟石具有較高的磨圓度，扁圓形礫石常具定向性排列，礫石長(zhǎng)軸基本與海岸平行．最大扁平面傾向海洋。主要由砂組成的海灘叫沙灘。在波浪的長(zhǎng)期作用下，砂粒具有良好的分選性和磨圓度．成分單一，不穩(wěn)定礦物少，以石英砂最為常見(jiàn)。沙灘表面具有不對(duì)稱波浪，內(nèi)部具有交錯(cuò)層理。由于沙灘經(jīng)受了波浪的長(zhǎng)期篩選．獨(dú)居石、鋯石、鈦鐵礦、金等重礦物．易富集形成濱海砂礦。1

海灘沉積體系在波浪作用占主導(dǎo)的近岸帶發(fā)育了海灘。海灘(beach)是沿岸分布的疏松沉積物堆積體，其范圍在狹義上是從海蝕崖或沙丘到中均低潮線，但廣義上是延伸到表層波浪對(duì)沉積物的搬運(yùn)作用已很微弱的深度，即永深10一：um處(Komar，1976)，也就是近岸帶的下界。

海灘多呈狹長(zhǎng)狀，可延續(xù)數(shù)百公里，海灘的寬度變化很大，取決于近岸帶及內(nèi)陸架的坡度、沉積物來(lái)源和潮差。潮差小、物質(zhì)來(lái)源貧乏，海灘往往很窄，寬度僅數(shù)米：甚至不足十m；相反則可寬數(shù)公里。海灘是近岸堆積環(huán)境中最廣泛出現(xiàn)的地貌單元，雖可發(fā)育于各個(gè)氣候帶，但低緯度、雨量充沛的環(huán)境較之常年被冰覆蓋的高緯度地帶有利于海灘的發(fā)育。地形陡峭的基巖海岸，若氣候潮濕，則往往在岬角之間分布有小的袋狀海灘(pocket beach)o三角洲、河口灣、潮坪等的邊緣也可發(fā)育有誨灘。2

沉積物的成分和物質(zhì)來(lái)源大多數(shù)海灘沉積物由陸源礦物碎屑——石英、長(zhǎng)石組成，因?yàn)檫@些礦物的物理性質(zhì)較其它礦物穩(wěn)定。石英可能經(jīng)歷了多個(gè)沉積一侵蝕旋迥。長(zhǎng)石常具有多種類型和顏色，因?yàn)閬?lái)源不同。此外，還有少量重礦物，如角閃石、綠簾石、石榴石、磁鐵礦等。 海灘如夏威夷和中美洲西海岸的沉積物可完全來(lái)自火山巖碎屑，主要成分為輝石、橄欖石及黑曜巖、玄武巖巖屑。礦物碎屑為主的海灘沉積物也往往含有一些生物碎屑，如軟體生物的介殼、有孔蟲等。由于風(fēng)暴浪的侵蝕和搬運(yùn)作用，介殼可在前濱大量富集，形成貝殼堤。

組成海灘的物質(zhì)多來(lái)自鄰近陸地，主要為河流自流域內(nèi)搬運(yùn)來(lái)的風(fēng)化產(chǎn)物。海岸侵蝕是海灘物質(zhì)的最直接來(lái)源，許多袋形海灘往往由基巖岬角的侵蝕產(chǎn)物所組成。冰川漂積物是高緯度區(qū)海灘的重要物質(zhì)來(lái)源。另一物源是內(nèi)陸架沉積物的向岸搬運(yùn)，這在全新世海侵時(shí)有特別重要的意義。波浪作用的有效深度是物質(zhì)向岸搬運(yùn)的控制因素，除特大風(fēng)暴外，岫般限于10m深度內(nèi)。

雖然，最初的物源來(lái)自河流、冰川或向岸搬運(yùn)，但海灘物質(zhì)的最終供獻(xiàn)者還是沿岸流的縱向搬運(yùn)?？v向(沿岸)搬運(yùn)的距離可達(dá)數(shù)百公里。如有基巖岬角，則往往使沿岸搬運(yùn)中斷，這時(shí)，沉積物則進(jìn)人海底溝谷向外濱搬運(yùn)。3

沉積物的結(jié)構(gòu)海灘沉積物的粒度變化很大，可從粉砂到巨礫，以砂為主：但每一海灘窄其特征的粒度范圍。 控制海灘沉積物平均粒徑的因素有三： (”來(lái)源物質(zhì)的粒度；(2)波能強(qiáng)度；《3)海灘坡度。

海灘環(huán)境可簸選出與其動(dòng)力條件相適應(yīng)的粒度，但最粗部分不會(huì)比來(lái)源物質(zhì)的最大·粒度粗。若物源區(qū)不能供給與其水動(dòng)力條件相適應(yīng)的粒度的物質(zhì)，則海灘不可能發(fā)育。

波能的強(qiáng)弱控制著海灘沉積物結(jié)構(gòu)的橫向和縱向變化。在橫向方向上，粗的顆粒多分布于破波帶，由此向岸、向海粒度均變細(xì)(表2—5)，向海變細(xì)的程度較向陸的要大得多。前濱為砂及少量礫石；濱面為砂—粉砂的互層，反映了正常天氣與風(fēng)暴天氣的交替。前濱的沖洗帶上部的沉積物較下部的粗，因?yàn)榛亓鬏^沖流弱，只能搬運(yùn)較細(xì)的顆粒。前濱中部；沉積物可比后濱的粗0．3q5。強(qiáng)波浪的高能海灘沉積粗顆粒，開(kāi)闊海灘較之隱蔽海灘粒度粗。斜射波較垂直入射波形成較強(qiáng)沿岸流，能將細(xì)顆粒帶走，殘留下較粗組分。同一海灘由于各部分的波能強(qiáng)弱不同，沉積物的粒度亦不同。岬角處經(jīng)常發(fā)育礫石灘，而岬角間的地段則為砂灘。

通常，海灘沉積物具有好的分選性。當(dāng)只有一種物源時(shí)，分選系數(shù)的變化趨勢(shì)與粒度的相同。但當(dāng)有兩個(gè)或多個(gè)物源時(shí)，如混合物的平均粒徑介于來(lái)源物質(zhì)的眾數(shù)之間時(shí)分選就不好；如與其中的一種相近，則分選為中等。

海灘沉積物常顯示負(fù)偏態(tài)，可能因?yàn)榧?xì)粒組分被簸選定了，或者是加入了粗粒的陸源、生物碎屑。如為后種情況，則會(huì)出現(xiàn)雙嶧態(tài)，分選程度降低。

Vishei(1969)“”發(fā)現(xiàn)，粒度概率圖上的三至四條直線段反映了砂的不同搬運(yùn)方式(懸移、躍移及推移。前濱沉積物以躍移為主，惟侈、懸移很次要。躍移部分又分為二個(gè)線段，Visher解釋為沖流和回流作用的結(jié)果。如介殼碎屑很富集，則推移組分的含量增高。 2

沉積構(gòu)造海水、風(fēng)、生物的作用使海灘沉積物產(chǎn)生多種沉積構(gòu)造。由于海灘剖面各個(gè)帶的動(dòng)力條件有差異，故各具有所特征的沉積構(gòu)造。2

后濱后濱的主要營(yíng)力為風(fēng)，常見(jiàn)的表面構(gòu)造是具有大波痕指數(shù)的鳳成波痕。由于風(fēng)向常變，可出現(xiàn)多組干涉波痕。層理構(gòu)造為與后濱表面平行的薄平行層理，是由向岸風(fēng)、大潮或風(fēng)暴形成的越過(guò)灘肩的沖越流生成的，稱為后濱層理。蟹的鉆孔大量出現(xiàn)。2

前濱前濱沖洗帶最特征的表面構(gòu)造是沖流痕。沖流痕是在每一波浪形成的沖流末端堆積的弧形小砂脊，凸面向岸，凹面向海，高度不大于2mmo沖流痕的形態(tài)與沖流的能量有關(guān)，如較弱則形成直脊沖流痕。沖流前緣靠表面張力挾帶碎屑，故組成沖流痕的物質(zhì)富含云母片、貝殼碎屑、海草等粗而比重小的顆粒。沖流痕多發(fā)育在潛水面以上(潛水面以下的灘面往往覆蓋一層水膜，減弱了沖流的表面張力)或干的灘面上。

中、高波能的前濱以向陸傾的沙波交錯(cuò)層為特征，低波能的前濱為沙紋交錯(cuò)層。

坡度較緩的沖洗帶時(shí)常出現(xiàn)低振幅的逆行沙丘交錯(cuò)層理，系快速的回流流過(guò)滲透差的細(xì)砂灘面而形成。較陡的沖洗帶多為與灘面平行的板狀平行層理，但由于波浪入射方向的變化及沖流的沖刷作用，在剖面上層系呈楔形，此即為沖洗交錯(cuò)層理或前濱層理。所謂的雙坡式海灘層理，即由前濱層理和后濱層理組合而成(莊振業(yè)，1983)u8)。另外，前濱層理的單層內(nèi)常出現(xiàn)逆粒序?qū)永?，底部富含?xì)粒重礦物，向上則富集較粗較輕的顆粒，是由回流形成的。

激浪帶的沙壩和溝槽具有復(fù)雜的沉積構(gòu)造。壩脊上單斜交錯(cuò)層理與平行層理交互(圖2—28)。前積層向陸傾的交錯(cuò)層，由高潮時(shí)的低流態(tài)流所形成。潮汐漲、落寸，處于高流態(tài)潮流的薄層水體流過(guò)壩脊又形成平行層理。溝槽內(nèi)可出現(xiàn)疊瓦狀干涉波痕，因?yàn)闇喜鄣自l(fā)育有波浪及向岸流形成的與岸線平行的波痕，但當(dāng)海水經(jīng)溝槽流向裂流通道時(shí)，又在原有波痕上疊加了與岸線垂直的小波痕。溝槽內(nèi)若沉積了泥，當(dāng)沙壩向陸遷移覆蓋了溝槽，泥仍保存在先前波痕的波谷中，則可形成脈狀層理?！虾D2—28 前濱沿岸沙壩的內(nèi)部構(gòu)造(Davis，1972)“，2

內(nèi)濱無(wú)沙壩發(fā)育的破波帶及外激浪帶以片狀流為特征，故形成近于水平的平行層理。有沙壩的內(nèi)濱，層理構(gòu)造在壩的各部分及溝槽內(nèi)是不同的。沙壩向海坡有浪成、流成沙紋交錯(cuò)層理及平行層理，后者稍向海傾，形成于水較淺時(shí)。在壩脊處，以平行層理及大型交錯(cuò)層為主。向岸坡為沙紋交錯(cuò)層和稍向陸傾的平行層理。沙壩之間的溝糟內(nèi)以沿岸流的作用為主，有垂直岸線的流成小波痕、大砂波甚至平行層理。2

濱面正常天氣時(shí)濱面僅受振動(dòng)波的作用，形成對(duì)稱浪成沙紋，但最后往往變?yōu)樯飻_動(dòng)構(gòu)造。風(fēng)暴時(shí)形成丘狀交錯(cuò)層理、平行層理及沙紋交錯(cuò)層理。 在剖面上以生物擾動(dòng)構(gòu)造為主，夾以層理構(gòu)造。2

海灘層序進(jìn)積海岸有利于海灘層序的保存，后退海岸不易保存此層序。

濱面相覆蓋在陸架相之上，向上依次為內(nèi)濱相、前濱相，整個(gè)層序厚數(shù)至十余米。由下至上粒度逐漸變粗，最粗的部分代表破波帶沉積，再向上又稍變細(xì)。濱面相為生物擾動(dòng)構(gòu)造及丘狀交錯(cuò)層理、平行層理、沙紋交錯(cuò)層理。破波帶以向陸傾的沙波交錯(cuò)層及平行層理為特征。激浪帶為向海傾的沙波交錯(cuò)層及平行層理。沖洗帶為稍向海傾的平行層理。其它還有裂流通道沉積、沙壩間的溝槽沉積。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)