第十节 河口湾相
一、环境特征
河口湾 (estuary)是被海水淹没的河口，也可以看成是位于河口的海湾。河口湾发育于潮汐作用强烈的海岸河口地区。当海水大规模入侵时，海岸下沉，河流下游的河谷沉溺于海平面之下，在海岸河口区形成了向海扩展的漏斗状或喇叭状的狭长海湾，就称为河口湾或三角港。
河口湾的发育与潮汐作用、河流作用的强弱有密切关系。在强潮汐河口区，其潮差一般大于4m，如果河流规模小，泥沙供应不足，此时的潮汐作用远大于河流作用，有利于河口湾的形成。如我国的钱塘江口属于强潮汐河口，因此发育典型的河口湾 (图5-87)。当中等潮汐河口 (潮差为2~4m，如长江口)和弱潮汐河口 (潮差小于2m，如珠江口)的河流作用大于潮汐作用时，不形成河口湾而发育成为三角洲。
河口湾地区是河流水流与潮汐水流强烈交锋和汇合处。由于河水和海水的密度不同，密度大的海水沿底部侵入河口，致使上、下两层的水流方向相反。河流和潮汐的流量关系决定了水体的分层和混合特性。潮汐作用弱、河流流量占优势时，低密度的淡水位于盐水楔之上，水体呈明显的层状，随着潮汐作用逐渐增强和河流流量减弱，咸淡水垂向的梯度变化逐渐减小，直至最后完全混合而呈现均匀状态，使河口湾地区形成了海陆过渡、咸淡混合的半咸水环境。
河口湾地区的潮流是往返的双向流。涨潮时，潮水顺河口溯河而上，形成河流壅水现象；退潮时，潮流强烈地冲刷河床，引起河口湾的加深和展宽，其结果更有利于潮汐、波浪大规模入侵，使河口湾两岸产生沉积物流，形成河口湾浅滩。由于科里奥利力的影响，河口地区涨落潮流的路线常常不一致，它们往往沿着相距很近但又分离的路线各自流动，故在涨、落潮之间的河口区形成了顺流向展布的冲刷沟 (涨、落潮河谷)和狭长形的线状潮汐沙脊 (图5-88)。较大规模的沙脊高达10~22m, 宽300m, 长达2000m左右。
二、沉积特征
(1)岩性特征：以分选、圆度较好的细砂和泥质沉积为主。砂泥比例取决于潮汐和河流作用的强度以及泥沙的供应状况。在潮汐河口的砂质沉积物中常夹有泥质薄层。这种夹层是由于因强潮流强烈扰动而呈悬浮状态搬运的沉积物，在高、低潮或平潮和停潮时期流速最小时发生沉积所致，它是判别潮汐河口环境沉积的重要标志之一。
(2)沉积构造：河口湾沉积中常发育着各种复杂多样的层理构造。它既有潮汐环境中常见的透镜状层理、脉状层理、波状层理、羽状交错层理，也可见到因河流作用而形成的板状交错层理、槽状交错层理等。
由于河口湾环境的水文状况复杂，常形成各种类型的波痕，如削顶的、修饰的、双脊的、单峰的、对称和不对称的、小型和巨型的波痕等，波痕的走向受到干扰的现象极为普遍。
(3)生物化石：河口湾环境中以含有较多的受限制的或半咸水动物群为特征，常见的有介形虫、腹足类、瓣鳃类等广盐性生物。生物个体由陆向海变多变大。有明显特征的遗迹化石很少，主要为多毛类潜穴，局部见有大量软体动物和棘皮动物遗迹，节肢动物的潜穴为Ophiomorpha (蛇形迹)。生物扰动构造较为发育，由陆向海数量和类型增多，并可见有树干和植物碎片等。
(4)砂体形态：砂体长轴与河口湾轴向平行，且纵向延伸较远，宽度数十米至数百米；垂向剖面上出现细分层现象，并呈现有旋回性。由于河口湾中河谷的多次迁移，可产生多层透镜状砂体，底界具明显的冲刷接触。
三、沉积序列
河口湾的主要沉积单元是潮汐水道、浅滩及潮坪。潮汐水道的水动力条件和沉积特征类似于进潮口，是砂质的沉积场所。潮汐水道的充填序列自下而上通常为：基底冲刷面一含介壳的滞留沉积—大型双向交错层理浅滩砂岩—平行纹层或低角度交错纹层砂岩。细粒河口湾沉积由砂泥薄互层组成 (图5-89)，反映水流强度的周期性变化。具明显特征的层理为透镜状层理、波状层理和压扁层理。
随着河口湾的充填，砂质沉积可因潮水道的迁移扩大面积。沉积序列以潮水道为代表，上面可以为泥炭沼泽沉积覆盖。河口湾沉积局限于古老的河谷之内，它的存在意味着以前曾发生过大幅度的海平面下降，之后又是河口湾的沉没或者海平面的上升。
古代河口湾相与下切谷沉积关系密切。林春明等(2005)根据杭州湾沿海平原大量的钻井和分析化验等资料，研究了下切河谷(钱塘江和太湖下切河谷 )充填物的沉积建造和沉积相 (图5-90)，以及浅层生物气藏分布特征。末次冰期以来，随着海平面变化，杭州湾地区下切河谷演化经历了深切、快速充填和埋藏三个阶段。末次冰盛期，海平面下降的幅度大，增加了河流梯度，加强了下切作用，形成了钱塘江和太湖下切河谷，随后在冰后期被充填和埋藏，下切河谷的两侧为暴露地表的古河间地。根据岩石学、沉积结构和沉积构造特征，本区下切河谷充填沉积物具有向上变细的沉积层序，可以划分为4个沉积相类型：河床滞留沉积物到部分曲流河沉积体系的边滩沉积、河漫滩一河口湾沉积、河口湾—浅海沉积和河口湾沙坝沉积。在河漫滩一河口湾相沉积期间，由于海平面上升，潮流体系、沉积物供给和可容空间条件适合一个潮流沙脊体系的发育，其中的砂质透镜体可能代表了下切河谷内发育的潮流沙脊。河漫滩一河口湾沉积含有浅层生物气。
