经典地质图集，彻底搞明⽩冲积扇！
当奔腾的河流带着泥沙，
摆脱束缚冲出⼭⾕，
地球上最壮观之⼀的景观
——冲积扇，开始逐渐形成！
新疆塔克拉玛⼲沙漠的冲积扇（图源@NASA）
冲积扇形成之震撼绝不亚于
⼭峰、海洋、河流和湖泊
……
异国他乡的意思伊朗南部冲积扇（图源@NASA）吃松子的好处
埃及东北部冲积扇（图源@NASA）
如此令⼈惊叹的冲积扇究竟是如何形成的？摄影海报
它的沉积⼜有什么显著特征？
冲积扇（图源@WildFilmsIndia）
01
形成与形态
冲积扇(aluvial fan)是指
河流流出峡⾕后，
因突变为宽浅⽔体⽽流速顿减，
所携带的碎屑物在⼭前
堆积成的扇形沉积体。
冲积扇的形成需要有
充⾜的陆源碎屑供应，
以及从⼭区向盆地过渡的
⾼差悬殊的地形突变。
美国加州死亡⾕冲积扇（图源@Marli Miller）
在⼲旱-半⼲旱⽓候区，
植被稀少，物理风化作⽤剧烈。
降⾬量虽少但多为暴⾬，
洪⽔短暂⽽猛烈，
因此在⼭区向内陆盆地或
平原过渡的地形转换地带
多有冲积扇发育。
例如我国西北地区沿
祁连⼭⼀阿尔⾦⼭
—昆仑⼭北麓地带
发育有⼀系列冲积扇。
它们整体延绵数千公⾥，
相互叠接，极为壮观。
阿尔⾦⼭（图源@）
⼲旱-半⼲旱⽓候区是
最有利于冲积扇发育的地区。
⽽在潮湿或半潮湿⽓候区，
搞笑的小故事如果有合适的地质条件及
充分的物质供应也可形成
倪砥规模较⼤的冲积扇。
柯西河（图源@John Pavelka）
例如位于喜马拉雅⼭
南麓热带潮湿⽓候区的柯西河。
由于坡降陡、⽔量充⾜
且流速急，侧向摆动迅速，
仅在近两个多世纪以来，
即从东向西侧移170公⾥，
形成了著名的柯西河冲积扇。
柯西河冲积扇（图源@⽂献沉积环境和沉积相）
发育于⼲旱—半⼲旱⽓候区
的冲积扇称作旱地扇
(arid alluvial-fan)，
⽽在潮湿—亚潮湿⽓候区的
冲积扇可称作湿地扇
（humid alluvial-fan）。
两种扇体平⾯形态
均呈扇状或朵状体，
从⼭⼝向内陆盆地或
冲积平原辐射散开。
旱地扇与湿地扇发育明显
受到地质构造控制。
在强烈差异升降的
活动性断裂带的断陷盆地边缘，
往往分布着⾯积⼴泛和
厚度巨⼤的冲积扇。
法国庇⾥⽜斯⼭冲积扇（图源@Mikenorton）
02
沉积类型
冲积扇沉积物类型⽐较复杂，
包括了粗⼤的砾⽯、砂以及泥质。
各种类型沉积物之间存在着
较规律的组合关系，
主要受⽔流的不同流动机制控制。
理想旱地沉积
冲积扇上⽔流形态既有
⾼粘度洪流的泥⽯流，
也有低粘度的液态流。
这些⽔流在洪⽔期溢出河道，
形成宽⽽浅的⽚状漫流或
席状洪流(sheet flood)。
不同流动形式产⽣了不同沉积物。
根据流动特点可以从
冲积扇区分出四种沉积类型：
泥⽯流沉积、河道沉积、
⽚（漫）流沉积和筛状沉积。
泥⽯流沉积
泥⽯流是由沉积物和⽔
混合在⼀起的⼀种
⾼密度、⾼粘度的流体。
泥⽯流
沉积物含量⼀般⼤于40%的
称作粘性泥⽯流；
⼤于10%，⼩于40%的
称作稀性泥⽯流。
泥⽯流因含有⼤量沉基，
流体强度很⼤，
可以将巨⼤漂砾托起和搬运⾛。
泥⽯流通道及沉积（图源@AZGS）
形成泥⽯流的必要条件是
植被稀少，有突发性的洪⽔
和陡峭的坡度，以及⼤量碎屑
和泥质基质的供应。
泥⽯流具有强⼤的侵蚀作⽤，
在⽔道中央和两侧
因剪切⼒不⾜以克服沉积物强度，
箭士柳白猿可形成刚性的中央塞
(central plug)和天然堤。
喜马拉雅⼭泥⽯流通道（图源@DanHobley ）泥⽯流流速减缓时，
⼤⼩不同的负载同时堆积下来，
形成分选很差的砾、
砂、泥混合沉积物。
泥⽯流沉积（图源@The University of Arizona）
因此泥⽯流沉积相为
⼏乎没有内部构造的块状层，
颗粒⼤⼩混杂，
粒度相差悬殊，
从直径可达数⽶的漂砾到
极细的泥质混杂在⼀起。
加利福尼亚古泥⽯流沉积（图源@Wilson44691）
板状或长条状漂砾
垂直定向排列，
在泥基中漂浮状产出或
突出在层⾯之上等现象，
均为泥⽯流的显著特征。
泥⽯流沉积（图源@zeesstof）
河道沉积
冲积扇上的河道
多分布在冲积扇上半部，
因为在交会点
(⽔道纵剖⾯线与扇⾯的交点)之下，
河⽔易漫出河道形成⽚流。
半旱⼀旱地扇上的河道
多为宽浅的间歇河，
主要的沉积作⽤发⽣在
⾬季短暂的洪⽔期。
间歇河
河道充填物由分选不好的
空间小窝
砾⽯和砂组成透镜层，
成层性较差。砂层具过渡流态和
⾼流态型的平⾏层理和
粗糙的板状及槽状交错层理。
砾⽯多呈叠⽡状排列，
底部为明显的凹槽状
突变接触关系。
河道沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）冲积扇上的河道很不稳定，
经常迁移改道，每次洪⽔期的
⽔系分布都有较⼤变化，
⽼的河道充填沉积物
常被之后的⽚流沉积物覆盖，
因此河道沉积相向上
多过渡为⽚（漫）流沉积相。
河道沉积（图源@Geological Digressions）
⽚（漫）流沉积
⽚流为在洪⽔期漫出河道，
在部分扇⾯或全部扇⾯上
⼤⾯积流动的⼀种席状洪流。
⽔浅流急，为⾼流态的暂时⽔流。
⽚流沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）
⽚流多出现在交会点以下
河道的下游地带。
洪峰过后，⽚流⼜迅速变为
辫状河道及沙坝。
⽚流沉积（图源@Geological Digressions）
⽚流沉积物主要由
分选较好的砂层组成，
并常具⼩型透镜状
砾⽯夹层和冲刷构造。
⽚流沉积砾⽯夹层
筛状沉积
当洪⽔携带的沉积物
古代汉服缺少细粒物质(粉砂和泥)时，
便形成由砾⽯组成的沉积体。
筛状沉积（图源@Ji-Elle）
由于砾⽯层具有
极⾼的孔隙和渗透性，
在紧靠交会点的下⾯，
⽔流⼤量从砾⽯层渗到地下，
同时将携带的细碎屑
填积在⼤砾⽯间的孔隙内。
形成的具双众数粒度分布特征的
砂砾⽯沉积，即为筛状沉积。
