黄远光, 张昌民, 丁雲, 王绪龙, 瞿建华, 胡慧, 安志渊. (2018)新疆额尔齐斯河边滩砾石定向性特征及其意义* [J]. 古地理学报, 20(2): 263-270
Huang Yuan-Guang, Zhang Chang-Min, Ding Yun, Wang Xu-Long, Qu Jian-Hua, Hu Hui, An Zhi-Yuan. (2018)Orientation of Irtysh River point bar gravels and its significance in Xinjiang[J]. Journal Of Palaeogeography, 20(2): 263-270.   
Doi: 10.7605/gdlxb.2018.02.019
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新疆额尔齐斯河边滩砾石定向性特征及其意义*
黄远光1,2, 张昌民1,2, 丁雲1,2, 王绪龙3, 瞿建华3, 胡慧1,2, 安志渊3
1 长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室, 湖北武汉 430100
2 长江大学地球科学学院,湖北武汉 430100
3 中国石油新疆油田分公司,新疆克拉玛依 834000

第一作者简介 黄远光,男,1992年生,长江大学硕士研究生,主要从事沉积学方面的研究。E-mail: 18062795128@163.com。

收稿日期:2017-07-24
基金资助:*国家科技重大专项(编号: 2016ZX05027-02-007)、国家自然科学基金项目(编号: 41772094)与国家自然科学基金青年基金(编号: 41702116)联合资助
摘要

综合运用玫瑰图以及 Curray的计算方法,对额尔齐斯河某处边滩上的 20个观测点的砾石定向性进行了研究。结果表明,研究区砾石长轴存在定向排列且最优方向和河流流向平行,但是砾石定向性特征还和其他因素有关。颗粒支撑方式对砾石定向性有一定影响,多级颗粒支撑的砾石定向性最好,其次是颗粒支撑的砾石。水动力强弱会影响砾石定向排列,当水动力比较弱时,砾石在流水作用下以滚动的方式被搬运,砾石长轴和河流流向垂直;水动力比较强时,砾石在流水作用下以跳跃方式被搬运并且长轴和流向平行,在这种情况下其所受阻力最小,能够保持稳定状态。砾石粒径也会影响砾石定向性,在水动力比较弱时,小砾石(粒径小于 2cm)长轴和河流流向垂直,大砾石(粒径大于 2cm)和河流流向平行;但是当水动力较强时,砾石粒径大小对颗粒定向性特征的影响就可以忽略不计。因此运用砾石长轴来判断古流向时,要综合考虑研究区的古气候、沉积时的水动力等其他因素,然后确定河流流向和砾石长轴的关系,最后再确定研究区的古流向。

关键词: 新疆; 额尔齐斯河; 砾石定向性; 定量表征; 河流沉积; 古流向
中图分类号:P512.31 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2018)02-0263-08
Orientation of Irtysh River point bar gravels and its significance in Xinjiang
Huang Yuan-Guang1,2, Zhang Chang-Min1,2, Ding Yun1,2, Wang Xu-Long3, Qu Jian-Hua3, Hu Hui1,2, An Zhi-Yuan3
1 Key Laboratory of Oil and Gas Resources and Exploration, Yangtze University, Wuhan 430100, Hubei
2 School of Geosciences,Yangtze University,Wuhan 430100,Hubei
3 PetroChina Xinjiang Oilfield Company,Karamay 834000,Xingjiang

About the first author Huang Yuan-Guang,born in 1992,is a master candidate of sedimentology of Yangtze University. He is mainly engaged in sedimentology.E-mail: 18062795128@163.com.

Fund:[Co-funded by National Science and Technology Major Project(No.2016ZX05027-02-007),National Natural Science Foundation of China(No.41772094)and National Natural Science Foundation of China(No.41702116)]
Abstract

In this paper,the rosette diagram and Curray's research method were used to study the orientation of gravels at 20 observation points in the Irtysh River point bar. It was found that the long axis of gravels in the study area had a directional arrangement,and the optimal direction was parallel to the flow direction of Irtysh River. However,the oriention of gravels was also influenced by other factors. Grain support mode affected gravels orientation in some degree,e.g., the multi-size particles supported gravels showed the best oriention,followed by particles support. The strength of water also had an influence on gravels orientation. The long axis of the gravels was perpendicular to the flow direction under the weak hydrodynamic force. When the hydrodynamic force became strong,the long axis of the gravels would be parallel to the flow direction. The orientation characteristics of the gravels are also related to their grain size. If the hydrodynamic force was weak,the long axis of smaller gravels(grain size less than 2cm)was perpendicular to the flow direction and the larger gravels(with grain size greater than 2cm)were parallel to the flow direction. However,when the hydrodynamic force became strong,the influence of the gravels size on orientation characteristics could be negligible. Therefore,when using long axis of gravel to determine the palaeo direction of flow,it is better to take into consideration other factors first,such as palaeoclimate and hydrodynamic force in the study area,and then a more accurate recovery of the relationship between river flow and the long axis of gravels can be obtained. Finally,you can determine the palaeo-flow direction of the study area comprehensively.

Key words: Xinjiang; Irtysh River; gravel orientation; quantitative characterization; fluvial deposits; palaeo-flow direction

非三维等轴砾石(尤其扁平砾石)在流水作用下, 为了保持其最稳定的排列状态会发生定向排列(吴磊伯, 1957; 吴磊伯等, 1958; 吴磊伯和沈淑敏, 1962), 例如河流沉积中砾石叠瓦构造。在河流沉积中, 砾石定向性特征可以用于古流向的恢复, 有些学者在研究中运用砾石定向性判断研究区的古水流向(渠洪杰等, 2009; 张云鹏等, 2012; 陈留勤等, 2013; 彭楠等, 2013)。前人用砾石定向性判断古流向通常需要测量砾石的最大扁平面的倾向和倾角或者长轴的方位角来判定古水流向, 关于砾石最大扁平面和河流流向关系, 地质学家一致认为砾石最大扁平面是向上游倾斜(Johansson, 1965; 曾允孚和夏文杰, 1986; 何幼斌和王文广, 2007; Potter and Pettijohn, 2012), 但关于砾石长轴和河流流向关系却存在争议, 一些地质学家在研究中发现砾石长轴最优方向和河流流向平行(Krumbein, 1940, 1942; Schlee, 1957; 吴磊伯等, 1958; 武安斌, 1977); 另外一些地质学家却在河流沉积中观察到砾石长轴和河流流向垂直(Twenhofe, 1933; Doeglas, 1962; Seminar, 1965; Rust, 1972)。此外邵珠福等(2014)对青岛灵山岛纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造做了研究, 发现砂级颗粒的叠瓦状构造可以用于判断沉积环境, 认为该区的沉积环境为浅水三角洲沉积而不是前人所认为的深水远源浊流沉积。倪良田等(2016)对甘肃敦煌现代边滩砂级颗粒叠瓦构造做了研究, 发现边滩上的砂级颗粒叠瓦状构造明显, 而且类型多样。上述2个对砂级颗粒的叠瓦状构造的研究成果, 拓宽了叠瓦构造理论及应用研究的视野。

在古水流向研究中, 通常需要测量大量的数据来判定古流水方向。尽管在河流沉积中可以用砾石最大扁平面作为判断古流向的工具, 但在油气勘探和野外露头工作中, 砾石最大扁平面倾向数据很难准确获取, 因此在油气田勘探和野外露头的古流向恢复, 通常是测量砾石长轴方位角, 而很少测量砾石最大扁平面的倾向和倾角。前文提到砾石长轴和河流流向关系还存在争议, 因此基于野外对额尔齐斯河边滩砾石定向性的定量研究, 同时结合前人的研究成果, 作者简要阐述河流沉积中砾石定向性特征, 以及运用砾石长轴判断古水流方向时需要注意的问题。

1 概况

额尔齐斯河(图 1)发源于中蒙边境的阿尔泰南山麓, 是中国与哈萨克斯坦国境河流。额尔齐斯河是典型的山区曲流河, 水量补给以季节性融雪和降水为主, 地下水次之, 河流落差较大(杨富程等, 2012), 年降水分布不均匀, 主要集中在5— 7月份(主要是融雪和降雨形成的地表径流), 容易形成洪水, 洪峰一般在5月底至6月初随着气温的递增而出现(李捷等, 2008)。额尔齐斯河流域山区植被良好, 封冻期漫长, 且河床由卵石和基岩组成, 在平枯水期纯净无沙, 仅在洪水期河水因挟少量泥沙呈黄褐色。研究区观测点位于额尔齐斯河边滩(地理坐标: 86.195958E, 47.8635N), 地处额尔齐斯河上游, 在枯水期观测点处于干涸状态; 当洪水到来时, 河床水位升高, 砾石受流水的冲刷和搬运。

图 1 新疆额尔斯河边滩砾石观测点位置(左图来源谷歌地球, 右图来源于李定枝(1999); 有修改)
A、B、C为测量点的相对位置Fig.1 Location of gravel observation points in Irtysh River point bar in Xinjiang(The left comes from Google Earth, and the right is modified from Li (1999))

2 研究方法

在研究区选取了20个观测点(图 2), 每个观测点大小约为60cm× 80cm, 选取的砾石数目为40~80, 统计砾石长轴的方位角、长轴大小以及砾石颗粒间的接触关系, 然后运用Curray(1956)提出的研究方法对所测数据进行处理: 运用式(1.1)计算出的θ 值就是相对应观测点砾石长轴方位角的主方向; 运用式(1.2)计算出的L值是砾石长轴方位角合向量的大小, L值越大, 表明颗粒定向性越好。运用式(2)对计算结果进行随机性假设检验分析, 计算出P值越小就表明L值和θ 值越准确。研究区20个观测点的计算结果如表 1所示。

其中θ i为每一个观测点中所选取的相对应的第i个砾石长轴的方位角(在处理数据时, 实际上将每一个观测点砾石长轴看作一个单位向量, 其大小为1, 单位向量方向为相对应颗粒长轴的方位角), 在测量时, 为了后期处理数据方便, θ i大小为0~180。θ 为对应观测点砾石长轴的最优方向, 也就是说在砾石被搬运过程中, 其长轴方位角为θ 值的概率最大。L为对应观测点所有分向量的合向量大小, L值越大表明观测点砾石长轴在空间上分布越集中, 也就是说L值越大, 砾石定向性越好。n为每个观测点所测量的砾石数目, P为在随机条件下得出的合向量大小比L还大的概率, P值越小就表明计算出的结果越准确。

图 2 新疆额尔齐斯河边滩砾石定向性特征图
观测点1-11(图A), 观测点12-15(图C), 观测点12-20(图B); 其中观测点12、16、19为多级颗粒支撑, 观测点1-11、13、18、20为颗粒支撑, 观测点14、15、17为杂基支撑; 玫瑰图中L为Curray计算方法的合向量大小, L值越大表明对应观测点定向性越好; θ 为对应观测点砾石长轴的主方向; N为对应观测点所测量的砾石数目Fig.2 Orientation pattern of gravel in Irtysh River point bar in Xinjiang

表 1 新疆额尔齐斯河边滩观测点砾石定向性结果统计 Table1 Statistical results of gravel orientation at observation points in Irtysh River point bar in Xinjiang

以砾石长轴方位角10° 为步长, 统计每个测样点在各区间的砾石数目, 得到每个观测点中各方位角区间的频数(ni), 再用每个区间的频数(ni)占总频数(N)的比率即为每个视倾角区间的频率(Xi)(表 2)。根据表 2的统计结果, 绘制每个观测点中各视倾角区间的频率玫瑰图(图 2), 玫瑰图中方位角区间小扇形半径值越大、小扇形分布越集中就表明观测点砾石定向性越好。

表 2 新疆额尔齐斯河边滩砾石定向性数据统计(以观测点1数据为例) Table2 Gravel orientation data in Irtysh River point bar in Xinjiang(Take the observation point 1 data as an example)

在观测点的选取上要注意颗粒的大小和密度的均匀性, 从而能够保证颗粒大小和密度对砾石定向性的影响能够被评估。在可能的情况下, 在比较颗粒大小和密度对砾石定向性的影响时, 取样时需要要选在同一河道内。判断砾石长轴和流水方向的关系的方法是合向量方向和河流流向夹角小于30° 表示长轴和河流流向平行, 夹角在30° ~60° 表示长轴和河流流向斜交, 夹角在60° ~90° 之间表示河流流向和长轴垂直。

3 结果

研究区选取20个观测点中, 对应的玫瑰图主要以单峰模式和双峰模式为主(图 2), 这表明观测点处砾石长轴在空间上分布很集中, 砾石定向性很好; 玫瑰图上显示观测点砾石长轴最优方向和河流流向平行。

笔者对每个测样点的计算结果做了假设检验分析(表 1), P值都接近于0, 表明由Curray公式计算出来的L和θ 可靠性强。在20个观测点中, L最大值为94.57, 最小值为40.34, 平均值为60.99。研究区观测点计算出来的L值都比较大, 这表明研究区砾石存在定向排列; 统计的20个观测点中, 有12个观测点的长轴和河流流向平行, 有3个观测点的砾石长轴和河流流向垂直, 有5个观测点的砾石长轴方位角和河流流向斜交。

综合玫瑰图定性分析以及Curray定量计算方法可得出: 研究区砾石定向性很好, 砾石长轴最优方向和河流方向平行。

为了研究砾石定向性特征和颗粒支撑方式间的关系, 在统计时将颗粒的支撑方式分为3种: 多级颗粒支撑(观测点12、16、19)、颗粒支撑(观测点1— 11、13、18、20)、杂基支撑(观测点14、15、17), 其中多级颗粒支撑是大砾石颗粒间的孔隙被小砾石颗粒充填, 颗粒支撑是指砾石颗粒间的孔隙很少, 孔隙中含有或者不含有杂基, 杂基支撑是指砾石颗粒间的孔隙被砂岩或者泥充填。

由表 1知在观测点12、16、19(多级颗粒支撑)中有2个观测点砾石长轴和河流流向平行, 有一个观测点的长轴和河流流向垂直, L最大值为79.74, 最小值为41.67, 平均值为65.49; 在观测点1— 11、13、18、20(颗粒支撑)中, 有8个观测点砾石长轴和河流流向平行, 2个观测点砾石长轴和河流流向垂直, 有4个观测点砾石长轴和河流流向斜交, L最大值为94.56, 最小值为40.33, 平均值为62.01; 在观测点14、15、17(杂基支撑)中, 颗粒长轴和河流流向垂直, L最大值为61.07, 最小值为51.05, 平均值为55.46。3种不同支撑方式砾石定向性特征对比发现: 颗粒支撑方式对砾石定向性特征有一定的影响, 观测点砾石支撑方式为多级颗粒支撑时, 其砾石定向性是最好的; 其次是颗粒支撑, 但其L值波动很大, 这可能和颗粒间的相互作用有关; 杂基支撑砾石定向性稍微差些。

为了研究水动力对砾石定向性的影响, 本文选取了观测点2— 5的结果进行比较, 从观测点2— 5(由图 2知这4个观测点所在位置的坡度差别不是很大, 并且观测点间的距离较小, 外加观测点所在位置的坡度很小, 从而观测点的水深差别也很小, 因此可以忽略坡度和水深对这4个观测点砾石定向性特征的影响)来看, 观测点距河道中心越来越远(图 2), 相对应观测点所受的水动力作用越来越小。砾石支撑方式都是颗粒支撑(排除支撑方式对砾石定向性的影响), 除观测点5(观测点5处砾石长轴为2~5, cm)外, 砾石长轴都大于7.5, cm。在观测点2处, 其L为90.81、长轴最优方向和河流流向夹角为5.49° ; 在观测点3处, 其L为61.95、长轴最优方向和河流流向夹角为10.2° ; 在观测点4处, 其L值大小为54.35、长轴最优方向和河流流向夹角大小为30.79° , 在观测点5处, 其L值大小为55.21、长轴最优方向和河流流向夹角为56.62° 。从观测点2— 5, 观测点离河道中心越来越大, 相应水动力逐渐减弱, 对应的L值逐渐减小, 这表明从观测点2到观测点5砾石长轴在空间上分布是越来越离散, 砾石定向性逐渐变差。长轴最优方向和河流流向夹角越来越大, 这表明随着水动力减弱, 砾石长轴方向逐渐由平行河流流向转变为垂直河流流向。出现这种情况主要是由于砾石的搬运方式发生了改变, 当水动力很强时, 砾石颗粒在强水流作用下, 砾石被搬运的方式主要以跳跃方式为主, 为了减小阻力, 砾石在被跳跃搬运过程中, 长轴通常和流体方向平行, 当水动力作用较弱, 砾石在河床中主要是以滚动方式被搬运, 从而导致砾石长轴和河流流向垂直。其中在观测点5处L值出现了异常, 这是因为观测点5处砾石粒径稍微小些。尤尔斯特隆指出颗粒大小会影响砾石搬运方式, 而砾石定向性特征受砾石搬运方式控制(朱筱敏, 2012), 因此观测点5处出现异常可能是由于观测点5处砾石粒径较小造成的。水动力条件对砾石定向性影响的特征在观测点6— 8以及观测点9、10中都存在, 这进一步佐证了观测点离河岸中心越近, 对应的砾石定向性越好, 砾石长轴方位角和河流流向夹角越小。

4 讨论

将玫瑰图定性分析和Curray的定量计算方法结合起来, 发现研究区砾石存在定向排列, 而且研究区砾石长轴和河流流向平行, 这同Krumbein观察洪水沉积中的砾石定向性特征一致(Krumbein, 1940, 1942)。李捷等(2008)指出额尔齐斯河年降水分布不均匀, 主要集中在5— 7月份(主要是融雪和降雨形成的地表径流), 易形成洪水。结合Krumbein(1940, 1942)的研究结果以及研究区的地质背景, 可知研究区砾石长轴之所以和河流流向平行, 是因为研究区在5— 7月份时, 降水量很大, 容易形成洪水, 河道水量增大从而导致研究区被洪水浸没, 洪水带来的砾石在适当条件下在研究区沉积下来, 由于研究区洪水发育, 故在沉积时水动力作用很强。Krumbein(1940)指出流水速度很大时, 砾石在河床上是以跳跃的形式被流水搬运, 并且在跳跃搬运过程中砾石长轴和流水方向平行时, 砾石所受到的阻力是最小的, 因而在这种情况下砾石在被搬运的过程中能够保持最稳定的状态。这解释了研究区砾石长轴为何和河流流向平行。

Richter(1936)在观测冰川融化后形成的小溪流中扁长砾石的运动方式时, 发现扁长砾石在流水的作用下在河床上滚动, 并且砾石长轴和河流流向垂直, 但是随着流水速度增大, 砾石长轴方向就会逐渐发生改变, 长轴方向逐渐和流水方向平行, 也就是说随着流水速度的增大, 砾石长轴的取向也会发生改变。Johansson(1963)在实验条件下研究发现, 当流水速度比较小时, 砾石长轴和流水方向垂直, 是因为扁长砾石在河流底部是以滚动方式被搬运(除非一些静止的颗粒导致颗粒在河流底部旋转)。当流水速度增大时, 砾石长轴会和河流流向平行, 是因为颗粒在这种情况下所受的阻力最小, 其能够保持最稳定的状态。前人在野外和实验条件下都发现流水速度大小对砾石定向性特征有影响:即水流速度较小时, 砾石长轴和河流流向垂直; 水流速度很大时, 砾石长轴和河流流向平行。而作者通过分析对比研究区观测点2— 5的砾石定向性特征, 发现观测点离河道中心越近, 相对应的砾石定向性越好, 砾石长轴和河流流向夹角越小。尽管从观测点2到观测点5有一定的坡度, 但坡度相差不大, 因此基本可以排除坡度对砾石定向性的影响; 在洪水期观测点被流水淹没时, 各观测点的水深有所差异, 但是由于观测点所在位置的坡度比较小, 且观测点间的距离也很小, 从而观测点水流深度相差也不大, 因此水深对砾石定向性的影响也可以忽略。故从观测点2到观测点5水动力的强弱差异是砾石定向性存在差异的主导因素。这和Richter(1936)在野外以及Johansson(1963)在实验条件下所得到的结果相一致。

综上所述, 在河流沉积中, 水动力对砾石定向性有一定的影响:当水动力比较弱时, 砾石在流水作用下以滚动的方式被搬运, 因而砾石长轴和河流流向垂直; 当水动力比较强时, 砾石在流水作用下以跳跃方式被搬运, 在被跳跃搬运过程中, 砾石为了保持最稳定的状态, 减小流水对砾石的阻力, 砾石长轴和河流流向平行。

河流沉积中砾石定向性特征和砾石粒径大小有一定的关系。Unrug(1957)在研究杜纳耶茨河中大砾石定向性时, 发现砾石长轴和河流的流向平行, 并且最大扁平面是向上游倾斜的, 一些小砾石的长轴和河流流向垂直, 小砾石的最大扁平面也是向上游倾斜, 总的来说, 在杜纳耶茨河中砾石长轴和河流流向平行且是向上游倾斜的。Johansson(1965)在野外观察到长轴和河流流向相互平行的颗粒大小一般为2, cm甚至更小; 而当颗粒的长轴粒径大于2, cm时, 颗粒长轴和河流流向相互垂直的数目和相平行的数目相当。Johansson(1963)在实验条件下同样做了长轴的定向性和颗粒大小间关系的研究, 通过实验发现在近水平的河床上的扁长砾石的长轴方向和河流的流向垂直, 除非这些颗粒被静止在河床上的颗粒所阻碍。但是在河床上处于跳跃状态的颗粒长轴则会和河流流向平行。在一定条件下, 粒径比较小的颗粒会离开河床, 因此小颗粒表现为长轴和河流流向相互平行, 大颗粒表现和河流流向垂直。

Unrug和Johansson得出来的结论之所以不同, 因为他们研究区的水动力条件不同。Unrug(1957)的研究地点选在杜纳耶茨河的最低洪水阶地, 该处的砾石沉积受洪水控制, 水流速度大, 水动力强, 砾石主要以跳跃方式被搬运; Johansson(1965)研究地点选在Jumkil的小溪边, 砾石搬运方式受溪流控制, 水流速度小, 水动力较弱, 砾石在溪流底部以滚动方式被搬运。前文提到河流水动力强弱对砾石定向性特征有一定的影响, 水动力强时砾石长轴和流向平行, 水动力弱时砾石长轴和流向垂直。

在水动力条件较弱时, 砾石大小对砾石定向性有一定的影响, 当砾石长轴很小(小于2, cm), 砾石在河床底部以主要以滚形式被搬运, 从而长轴和流向垂直; 当长轴很大(大于2, cm), 砾石很难被搬运, 在流水的作用下, 砾石为了保持稳定状态长轴会和流水方向平行; 当流水作用很强时砾石大小对砾石定向性的作用几乎可以忽略不计, 因而颗粒在高速流体中主要以跳跃方式被搬运, 砾石长轴和河流流向平行。此外砾石定向性特征还和河床的性质有关, Cailleux发现在砂质河床中, 在研究砂质河床上的砾石定向性时, 发现砾石长轴和河流流向垂直(Cailleux, 1938)。这与对观测点14、15、17(杂基支撑)的结果相一致, 这进一步佐证了颗粒的支撑方式对砾石定向性特征有一定的影响。

5 结论

1)综合运用玫瑰图定性分析以及Curray计算方法定量分析对额尔齐斯河边滩砾石定向性特征做了研究: 研究区砾石长轴玫瑰图主要显示单峰和双峰模式, 砾石定向性比较好; 研究区选取的20个观测点中, L最大值为94.57, 最小值是40.34, 砾石长轴存在定向排列, 且砾石长轴最优方向和河流流向平行。

2)颗粒支撑方式对砾石定向性特征有一定影响, 研究区多级颗粒支撑的砾石定向性最好, L平均值最大, 为65.49; 其次是颗粒支撑的砾石, L平均值为62.02; 杂基支撑L值最小, L平均值为55.46。结合前人结果, 认为颗粒支撑方式对砾石定向性有一定影响。

3)综合研究区的结果和前人研究成果, 发现砾石定向性特征和水动力大小有关, 当水动力比较弱时, 砾石在流水作用下以滚动的方式被搬运, 因而砾石长轴和河流流向垂直; 当水动力比较强时, 砾石在流水作用下以跳跃方式被搬运, 在被跳跃搬运过程中, 砾石为了保持最稳定的状态, 减小搬运过程中所受到的阻力, 砾石长轴和河流流向平行。

4)砾石定向性特征还和砾石粒径大小有一定的关系, 在水动力条件比较弱时, 小砾石(粒径小于2, cm)长轴和河流流向垂直, 大砾石(粒径大于2, cm)和河流流向平行。但是当水动力较强时, 砾石粒径大小对颗粒定向性特征的影响就可以忽略不计。

5)在运用砾石长轴来判断古流向时, 最好用砾石最大扁平面来判断, 如果用砾石长轴来判断古流向时, 需要综合考虑研究区的古气候、沉积时的水动力条件、颗粒支撑方式、砾石颗粒大小等其他因素来确定河流流向和砾石长轴的关系, 然后再来用砾石长轴的最优方向来确认研究区古流水的最优方向。

(责任编辑 郑秀娟; 英文审校 徐 杰)

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
[1] 陈留勤, 郭福生, 梁伟. 2013. 江西抚崇盆地上白垩统河口组砾石统计特征及其地质意义. 现代地质, 27(3): 568-576.
[Chen L Q, Guo F S, Liang W. 2013. Gravel fabric characteristics of the Upper Cretaceous Hekou Formation in Fuzhou-Chongren Basin, Jiangxi and the geological significance. Geoscience, 27(3): 568-576] [文内引用:1]
[2] 何幼斌, 王文广. 2007. 沉积岩与沉积相. 北京: 石油工业出版社, 40-41.
[He Y B, Wang W G. 2007. Sedimentary Rocks and Sedimentary Facies. Beijing: Petroleum Industry Press, 40-41] [文内引用:1]
[3] 李定枝. 1999. 额尔齐斯河流域水文特性. 水文, (3): 54-50.
[Li D Z. 1999. The hydrological characteristics of Irtysh River Basin. Journal of China Hydrology, (3): 54-50] [文内引用:1]
[4] 李捷, 夏自强, 郭利丹. 2008. 额尔齐斯河流域气候特征及变化趋势分析. 河海大学学报(自然科学版), 36(3): 311-315.
[Li J, Xia Z Q, Guo L D. 2008. Characteristics and trends of change in the climate of the Irtysh River Basin. Journal of Hohai University(Natural Science Edition), 36(3): 311-315] [文内引用:1]
[5] 倪良田, 钟建华, 李勇. 2016. 甘肃敦煌现代边滩砂级颗粒叠瓦构造研究. 沉积学报, 34(2): 207-221.
[Ni L T, Zhong J H, Li Y. 2016. Study on the imbrication of sand -scale particles in modern point bar in Dunhuang city, Gansu. Acta Sedimentologica Sinica, 34(2): 207-221] [文内引用:1]
[6] 彭楠, 柳永清, 旷红伟, 陆军. 2013. 北祁连—北山地区早白垩世盆地物源分析: 来自古水流、砾石组分、砂岩组分和碎屑锆石年龄的证据. 地质通报, 32(2): 456-475.
[Peng N, Liu Y Q, Kuang H W, Chen J. 2013. The provenance of Lower Cretacous basin in the Qilian Mountain-Beishan area: Evidence from paleocurrents, gravels, sand stone compositions and detrital zircon geochronology. Geological Bulletin of China, 32(2): 456-475] [文内引用:1]
[7] 渠洪杰, 胡健民, 崔建军, 武国利, 田蜜, 施炜, 赵陕兰. 2009. 大巴山构造带东段秭归盆地侏罗纪沉积充填过程及其构造演化. 地质学报, 83(9): 1255-1268.
[Qu H J, Hu J M, Cu J J, Wu G L, Tian M, Shi W, Zhao S L. 2009. Jurassic sedimentary filling process of Zigui Basin in the Eastern Section of Daba Mountain Tectonic Belt and its structural evolution. Acta Geologica Sinica, 83(9): 1255-1268] [文内引用:1]
[8] 邵珠福, 钟建华, 李勇, 毛毳, 刘圣鑫, 倪良田, 田媛, 刘云田, 催新颖. 2014. 青岛灵山岛纹层控制的砂级颗粒支撑叠瓦构造的发现及其意义. 中国科学: 地球科学, 44(8): 1761-1776.
[Shao Z F, Zhong J H, Li Y, Mao C, Liu S X, Ni L T, Tian Y, Liu Y T, Cui X Y. 2014. Characteristics and sedimentary processes of lamina-controlled sand -particle imbricate structure in depositson Lingshan Island , Qingdao, China. Science China: Earth Sciences, 44(8): 1761-1776] [文内引用:1]
[9] 吴磊伯. 1957. 砾石定向测量的意义与方法. 中国地质, (12): 3-8.
[Wu L B. 1957. The significance and method of gravel orientation measurement. Geology in China, (12): 3-8] [文内引用:1]
[10] 吴磊伯, 沈淑敏. 1962. 海滨砾石组构分析的一个实例. 地质学报, 42(4): 3-11.
[Wu L B, Shen S M. 1962. A example of fabric analysis of seaside gravel. Acta Geologica Sinica, 42(4): 3-11] [文内引用:1]
[11] 吴磊伯, 马胜云, 沈淑敏. 1958. 砾石排列方位的分析并论述长沙等地白沙井砾石层的沉积构造. 地质学报, 38(2): 59-89.
[Wu L B, Ma S Y, Shen S M. 1958. Gravel arrangement and analysis of the sedimentary structure of the Baisha mud gravel layer in Changsha and other places. Acta Geologica Sinica, 38(2): 59-89] [文内引用:2]
[12] 武安斌. 1977. 兰州许家滩—雁滩河漫滩砾石的沉积组构分析. 兰州大学学报(自科版), (3): 122-128.
[Wu A B. 1977. Sedimentary organization analysis of gravel in Xujiatan-Yantan River floodplain in Lanzhou. Journal of Lanzhou University(Natural Science Edition), (3): 122-128] [文内引用:1]
[13] 杨富程, 夏自强, 黄峰. 2012. 额尔齐斯河流域降水变化特征. 河海大学学报(自然科学版), 40(4): 432-437.
[Yang F C, Xia Z Q, Huang F. 2012. Variation characteristics of precipitation over Irtysh River Basin. Journal of Hohai University(Natural Science Edition), 40(4): 432-437] [文内引用:1]
[14] 曾允孚, 夏文杰. 1986. 沉积岩石学. 北京: 地质出版社, 17-31.
[Zeng Y F, Xia W J. 1986. Sedimentary Petrology. Beijing: Geological Publishing House, 17-31] [文内引用:1]
[15] 张云鹏, 任建业, 赵学钦, 汤艳, 王珊, 杨承志. 2012. 黑龙江东部林口地区下白垩统穆棱组砾岩的成因及其意义. 地质通报, 31(10): 1731-1738.
[Zhang Y P, Ren J Y, Zhao X Q, Tang Y, Wang S, Yang C Z. 2012. Genesis and significance of conglomerate in Lower Cretaceous Muling Formation of Linkou area, Heilongjiang Province. Geological Bulletin of China, 31(10): 1731-1738] [文内引用:1]
[16] 朱筱敏. 2012. 沉积岩石学. 北京: 石油工业出版社, 21-22.
[Zhu X M. 2012. Sedimentary Petrology. Beijing: Petroleum Industry Press, 21-22] [文内引用:1]
[17] Cailleux A. 1938. La Disposition individuelle des galets dans les formations détritiques: Rev. géographie phys. et géologie dynamique. Société de Géographie Physique, 16(9): 74-92. [文内引用:1]
[18] Curray J R. 1956. The analysis of two-dimensional orientation data. The Journal of Geology, 64(2): 117-131. [文内引用:1]
[19] Doeglas D J. 1962. The structure of sedimentary deposits of braided rivers. Sedimentology, 1(3): 167-190. [文内引用:1]
[20] Hjulström F. 1936. Einige morphologische Beobachtungen im südöstlichen Storsjögebiet in Jämtland , Schweden. Geografiska Annaler, 348-362. [文内引用:1]
[21] Johansson C E. 1963. Orientation of pebbles in running water. A laboratory study. Geog. Annaler, 45(2/3): 85-112. [文内引用:1]
[22] Johansson C E. 1965. Structural studies of sedimentary deposits. Geologiska Föreningen I Stockholm Förhand lingar: 3-61. [文内引用:3]
[23] Krumbein W C. 1940. Flood gravel of San Gabriel Canyon, California. Geological Society of America Bulletin, 51(5): 639-676. [文内引用:2]
[24] Krumbein W C. 1942. Flood deposits of Arroyo Seco, Los Angeles County, California. Geological Society of America Bulletin, 53(9): 1355-1402. [文内引用:2]
[25] Potter P E, Pettijohn F J. 2012. Paleocurrents and basin analysis. Springer Science & Business Media, 36-41. [文内引用:1]
[26] Richter K. 1936. Gefügestudien im Engebrae, Fondalsbrae und ihren Vorland sedimenten. Borntraeger, 6-9. [文内引用:2]
[27] Rust B R. 1972. Pebble orientation in fluvial sediments. Journal of Sedimentary Research, 42(2): 384-388. [文内引用:1]
[28] Schlee J. 1957. Fluvial gravel fabric. Journal of Sedimentary Research, 27(2): 162-176. [文内引用:1]
[29] Seminar S P. 1965 Gravel fabric in Wolf run. Sedimentology, 4(4): 273-283. [文内引用:1]
[30] Twenhofel W H. 1933. Treatise on sedimentation. The Journal of Physical Chemistry, 37(2): 261-262. [文内引用:1]
[31] Unrug R. 1957. Recent transport and sedimentation of gravels in the Dunajec valley(western Carpathians). Acta Geologica Polonica, 7(2): 217-257. [文内引用:1]