湖泊浅水三角洲是陆源碎屑进入湖盆的重要沉积体系，其顶积层、前积层和底积层几何形态记录了物源供给、河流动力、水位变化及盆地水深等边界条件的综合影响。以往研究多采用“凹形”“凸形”等定性描述，缺少将坡面曲率与沉积过程相联系的定量方法，限制了古水深、古水位和储层构型的精细恢复。针对这一问题，Paulo Joaquim Nota、张宪国、刘华峰等利用沉积数值模拟和数学曲线拟合，系统揭示了上游和下游边界条件对湖泊三角洲生长及斜坡曲率的控制机制。
研究团队基于 Delft3D 建立河流注入静水湖盆的水动力—沉积数值模型，设置相对浅水和深水两类湖盆情景，并综合考虑高、低河流流量，阶段性湖平面升降，不同砂质粒径及砂泥比例。研究从模拟结果中提取三角洲前缘剖面，识别上、下坡折点，定量计算顶积层、前积层和底积层的高度、长度及前积层曲率；同时利用 ClinoClass 1.0 对剖面进行函数拟合和分类。除传统线性、二次、指数、Sigmoid和 Gaussian函数外，研究还引入Weibull、Log-Logistic、Gompertz、Hill、双曲正切和Richards 等六类非对称S型函数，提高了对湖泊三角洲非对称前积层形态的识别精度。
图1.不同水位变化阶段下湖泊三角洲前缘形态、分流河口方向及前积层剖面演化
模拟结果表明，湖平面升降、河流流量、沉积物组成和盆地水深共同控制三角洲几何演化。水位上升和低流量条件更有利于形成近线性顶积层及斜交型前积层；水位下降和高流量条件则促进二次型顶积层和S型前积层发育。三角洲早期通常表现为多分流河口、较宽河口方向角和较快进积速率；随着可容纳空间逐渐被填充，分流河口数量减少，河口方向趋于集中，体系逐步接近准平衡状态。研究进一步指出，盆地水深是控制前积层曲率的关键因素。浅水三角洲前积层凹度更高，S 型剖面比例较大；相对深水三角洲前积层凹度较低，前积层更长、更平缓。沉积物粒度和砂泥比例会调节这一趋势：中砂和高砂质比例更易形成较陡、凹度更强的前积层，而细砂、极细砂和泥质组分增加则有利于形成更长、更平缓的前积层。前积层曲率、分流河口数量和河口方向角均对较小水深差异敏感，说明三角洲斜坡构型能够保存细微的古水深信号。研究团队还将数值模拟结果与现代湖泊三角洲卫星影像、测深资料及古代三角洲地震剖面进行对比，发现Kander、Bregenzer Ach、Goose、Dnipro等现代三角洲以及 Amalfi Coast Regina 扇三角洲、Lake Pannon Mako Trough等古代实例均支持模型认识。该成果建立了从数值模拟、几何参数提取到数学函数分类的定量解释流程，为恢复古水深、古水位、古流量和预测三角洲储层非均质性提供了新方法。
图2.前积层曲率与水深、流量和砂质比例等边界条件的关系
研究成果近期发表在国际沉积学领域重要期刊Sedimentology，获得国家自然科学基金项目“辫状河与曲流河河型转换机制、沉积响应及地震反射模型”（Grant No. 42172144）资助。论文第一作者为Paulo Joaquim Nota，作者团队包括太阳成tyc7111cc深层油气全国重点实验室、山东省油气藏地质重点实验室张宪国、刘华峰、Mohammed Saleh Gaghman，太阳成tyc7111cc非常规油气开发重点实验室Asia Majid，以及美国新墨西哥矿业技术学院Hussein Mubikirwa等。论文通讯作者邮箱为 zhangxianguo@upc.edu.cn。
论文信息：Paulo Joaquim Nota, Xianguo Zhang*, Huafeng Liu, Asia Majid, Hussein Mubikirwa and Mohammed Saleh Gaghman, 2026. How boundary conditions govern lacustrine delta growth and slope curvature: Insights from numerical modelling. Sedimentology, https://doi.org/10.1111/sed.70124
