Les processus physiques de transport et de dépôt des sédiments par un écoulement unidirectionnel confiné ne se produisent que dans un environnement fluvial. Les propriétés physiques résultant de ces processus fournissent des critères uniques pour la reconnaissance des dépôts fluviaux. Les propriétés physiques caractéristiques comprennent (1) la texture de surface, (2) la forme des particules, (3) la texture, (4) le tissu, (5) les structures sédimentaires, (6) le litage, (7) la séquence des structures, du litage et des textures, (8) les surfaces d’affouillement et (9) les motifs géométriques locaux et régionaux. D’autres aspects, notamment la minéralogie, les clastes et fragments détritiques, le caractère physique des sédiments associés, ainsi que la faune et la flore, peuvent aider à l’identification des environnements fluviaux.
Les dépôts de barres ponctuelles résultant de la migration des chenaux sont le type de corps gréseux fluviaux le plus couramment conservé. Ces caractéristiques géomorphiques sont presque universelles dans tous les cours d’eau à méandres, et elles contrôlent le dépôt clastique. La séquence courante d’unités sédimentaires à lit croisé de type feston, laminé par le courant et ondulé s’est développée en réponse à l’écoulement sur des barres ponctuelles. D’autres types de corps sableux fluviaux, tels que ceux déposés dans les éventails alluviaux, les cours d’eau tressés et les distributions deltaïques, présentent de nombreuses caractéristiques fluviales, mais ils n’ont pas la séquence de structures sédimentaires liée au dépôt par barres ponctuelles.
Les courants unidirectionnels produisent des distributions granulométriques caractéristiques, qui suggèrent une prédominance des modes de transport des particules par saltation et suspension. Le transport par courant produit des particules de forme elliptique avec des surfaces lisses. Des clastes d’argile détritiques sont souvent préservés, dont beaucoup sont altérés en concrétions argilo-ferrugineuses. Les minéraux chimiquement stables dans une eau fraîche, oxydante et légèrement acide sont généralement caractéristiques, comme la kaolinite, le feldspath et le fer ferrique. L’absence d’autres minéraux tels que la calcite, la glauconite et les composés de fer ferreux est significative.
La géométrie externe des dépôts fluviaux est probablement l’attribut physique le moins caractéristique. Les affleurements individuels peuvent ne pas montrer de chenaux, et les corps de sable fluviaux peuvent être d’un type de couverture. Les limites des chenaux, cependant, montrent des pincements abrupts, généralement à quelques centaines de pieds près. Les tendances des corps sableux en relation avec les indicateurs de paléocourant et de pente fournissent des preuves solides pour l’identification des environnements fluviaux.