湖泊及沼泽的地质作用

1、第十五章湖泊和沼泽的地质作用 1 .概述一、湖泊概况湖泊一一陆地上的积水洼地。湖泊在其开展过程中，常因淤积转变为沼泽。湖+沼总面积占全球大陆面各的4.1%虽然面积不大，但是陆地上重要的沉积盆地，可形成许多重要的沉积盆 地，可形成许多重要的沉积矿产，如煤、石油、食盐、烧碱及各种盐类。所 以研究湖泊、沼泽的地质作用是有实际价值的。再有湖水可以直接为人类提供水源。湖泊的沉积物类型与气候有较大的关系，因此可以通过地层中湖泊沉积 的特点了解古地理和古气候情况。世界上湖泊最多的是北欧的芬兰一一湖国5万54个面积33万多。最大的湖泊是苏联的里海咸水湖；苏必利湖淡水湖4 3 6 3 40 平方公里。最深的湖泊

2、是苏联的贝加尔湖1620米。最高的湖泊我国青藏高原上的纳本湖，湖面海拨 4718米。最低的湖是巴勒斯坦、约旦交界的死海，湖面-395米。我国湖面、泊众多，2万多个，主要分布在青藏高原和东部平原。面积最大的湖是青海湖4583km咸水湖。面积最大的淡水湖是鄱阳湖。二、湖泊成因湖泊湖盆 可同时形成也可先有湖盆后有积水I水体 r1.湖盆的形成内动力地质作用形成外动力地质作用形成 内动力地质作用形成的湖盆1构造湖：由于地壳的构造动力使局部地段下陷形成向斜盆地断层洼地：形态狭长，深，上加子湖、玄武湖、滇池2火山湖：火山口为盆地形，积水成湖，白头山天池。火山熔岩阻塞河流：五大莲池。 外动力地质作用形成湖盆

3、所有外动力地质作用都可形成湖盆，规模小、水浅、湖盆周围可保存一 些相应的外动力地质作用的地形和沉积物。1河成湖：河流截弯取直，牛轭湖。河漫滩上洼地在海水泛滥后暂时性的湖。 2冰蚀湖：冰川地区尤其是大陆冰川地无，是由于冰的刨蚀作用在岩性 软的地段形成洼地。冰融后成湖。3海成湖：泻湖。4风蚀湖：水浅，易成为盐咸湖。5溶蚀湖：地面溶蚀洼地地下溶洞的坍陷。自然界的湖盆成因往往不是单一的，而是多种地质作用的结果，例如：世界 上最大的淡水湖群， 发育在北美美国与加拿大交界处 ，由五大著名湖 泊组成：苏必利湖、伊利、安大概湖、密执安湖。 原先是构造运动形成的构造湖，而后又经过冰川的刨蚀作用改造而成。 由于湖

4、盆成因不同，各类湖泊的分布反映了地质条件和自然地理情况。我国：冰蚀湖：青藏高原、山岳冰川河成湖：东部平原地区湖北 。溶蚀湖：西南，岩溶发育的地方。风成湖：西北、内蒙、干旱区。2. 湖水的来源、排泄、化学成分 ： 湖水来源：1大气降水2地表水3地下水4冰雪融水，残留海水湖水来源与湖盆所处的地形有关： 地势高山顶火山湖主要是大气降水的补给。 低洼处地下水补给潜水、泉水 。温湿区一一河水。寒冷地区冰雪融水。 湖水的排泄蒸发、渗透、流泄三种方式向外排泄，有些湖泊有较固定的泄水口。 泄水湖外流湖一一具有泄水出口，温、湿区常见。不泄水湖内流湖一一无泄水出口，干旱区常见。 当湖水补给?排泄时，才能成为固定的

5、湖泊。 间歇湖一一雨季水充足时成湖，干旱时枯槁。 湖水的化学成分：根据湖中含盐量不同划代为淡水湖0.3%微咸湖0.3 1%咸水湖1-24.7%盐湖24.7%碱湖：自然碱为主，方解石、白云石。 苦湖：芒硝，石膏为主硫酸盐类。盐湖：食盐氯化物。硼砂湖：硼砂硼酸盐类。咸水湖：同一湖水中的化学成分不是永远不变的，可以 随自然条件的改变，而发生变化。.,丄蒸发 流入量亠,丄淡水湖 ， 咸水湖河水冲淡湖水的化学成分与湖盆的岩性，注入湖的水成分有关，与气候土壤亦有一定 影响。潮湿地区干旱区淡水湖咸水、微咸水湖泄水湖不泄水湖C a(HCO3)2Nacl.Na2SO4有机质多有机质少三、湖水的能量一机械能量弱：

6、总的说来，湖泊中的水体处于较宁静的状态，运动缓慢而微弱，产生的机械动力小。湖水有类似于海水的波浪、潮汐、湖流、蚀流。波浪一一较海水规模小得多，水深20米，不受波浪的影响。潮汐仅距海近的湖湖水受海水潮流的影响较大。湖流一一也有水平、垂直、动力弱。浊流一一风浪影响小，入湖河流小，因此浊流规模小。二化学能量强：湖水中溶有一些气体 02 H2S,电解质HCO3、 SO4沉积物来源：湖蚀岸边碎裂屑I风运物 沉积物特征：1湖岸一一湖心，机械沉积的碎屑物，有空间分异现象，平面上呈同心带状。、Fe+等。具有较强的化学活性，溶解或 分解一些元素。假设河流带入FeSOFeS0+2HS FeS? J +2HO+SO

7、三生物能量强，湖水宁静，尤其淡水湖泊适合各种生物的生存， 湖中生活有各种动、植、微生物，他们的新陈代谢，可以改变湖水的化学性 质PH EH值，生物死之后遗体也是沉积物的直接来源。 2 .湖泊的地质作用湖泊机械动力小，因此剥蚀搬运作用弱，其作用与海岸相似。湖蚀洞一一湖蚀凹槽一一湖蚀崖一一波切台只是规模比海水小得多。湖泊地质作用以沉积作用为主，湖泊的沉积作用类型过程及沉积物的特征与 气候有很大关系。因此，按气候区讲述沉积作用一、潮湿气候区湖泊的沉积作用一机械沉积作用r河流带入湖岸相对动力强：波浪、潮汐影响。有类似于海岸的堆积现象，湖滩、 砂咀、砂坝、湖滨三角洲。主要是一些砂的沉积。少数砾石。湖心：

8、水体宁静，主要是粉砂、泥的沉积。湖湖面2气候的季节性变化对湖水机械沉积有较大的影响。年层 冬季：枯水期，颗粒细，颜色深、层薄。云 夏季：洪水期，颗粒粗，颜色浅，层厚常年周期性反复沉积，形成无数年层叠加，称纹层。二潮湿区湖泊的演化潮湿区湖泊机械沉积作用兴盛，因此，湖内不断接受沉积，但湖泊的搬 运能力弱很少被搬运出湖外。这便使得湖面积逐渐减小-水浅一沼泽。例如：我国现代第二大淡水湖一一洞庭湖，原为第一大淡水湖，就是由 于泥砂的不断淤积，面积逐渐缩小。1941年S=5000平方公里1980年S=2820平方公里数流入洞庭湖的河流很多，每年带入并在湖中沉积的泥砂达1.3亿立方米， 加高湖底2厘米。三化

9、学沉积作用潮湿气候区水量充足，尤其在温湿、湿热的地区有着强烈的化学风化作 用。岩石各种组分被分解的彻底，除了易溶和较易溶元素如K、Na Ce等可成为不溶盐类溶解于水中外，较难溶的元素象Fe、Mn Ai、Si等也可呈离子式胶体形式。这些金属阳离子在一定条件下可沉积下来，形成沉积矿床。Fe(OH)3 胶体酸性降低Fe(OH)3 J褐铁矿电性中和4Fe(HCO3)2+O2+2H2O生物作用4Fe(HCO)3 J +8CO2f分解氧化湖铁矿褐铁矿湖铁矿常呈块状，透镜状、分布在湖泊浅水地带及河流入湖口附近，与铁矿只生的还不Mn矿、铝土矿。女口：江苏太湖的现代沉积中，有这种铁锰矿床产出。山西鲁平第三纪地层

10、中保存有这种矿。在生物繁盛的地区，湖底一些有机质腐烂分解放出CO、HS形成了复原环境促使了一些化学反响，发生化学沉积作用，例如：F eHCO2+2H2S FeS J +3HO+C砂 +COT黄铁矿FeSO+2HS FeSj +2HO+SO黄铁矿四生物沉积作用潮湿地区的淡水湖泊中，适合大量的生物存在。各种植物浮水、沉水、浅水、深水各类动物底、爬、游泳、浮游大量低等菌类遗髓为生物沉积作用提供了丰富的物质来源，成为一些非常有用的沉积物。缺氧 H 2 S1. 腐泥：低等菌 厌氧细菌分解藻类沥青质+湖泥腐泥胶冻状C:4 0 - 5 0 %D:3 4 - 4 4 %H:6 7%ND: 1500米深处十、占

11、大庆石油腐泥50 C_200C* 石油4000 米物理化学变化200 C4. 泥炭：大量高等植物死后堆积 缺氧.细菌复杂的生物化学作用泥炭 + CO 2 + CH 4含碳 6 0%棕褐、褐黑色泥炭咼温咼压煤但腐泥形成煤的过程中，湖泊一般己转化为沼泽5. 硅藻土：在气候较冷的淡水湖泊中，常生长有大量硅藻，死之后 堆积可形成硅藻土。生物沉积作用兴盛的湖泊，由于生物沉积的不断淤积淤积.水浅.沼泽.干旱气候区湖泊的沉积作用气候枯燥，流入湖中水量小带入碎屑物质少，仅在洪水期可带入泥沙入 湖，这里机械沉积作用弱，化学沉积作用相对较强。同时，干旱区，湖水含 盐度大，不利于生物生存，生物沉积作用弱。一化学沉积

12、干旱气候区大多是无泄水口的咸水湖，同时这相地区的化学风化作用 不彻底，咸水湖中的盐分以易溶盐类为主。N a、K、C a、M g、的氯化物 硫酸盐、碳酸盐等N aCl、K Cl、NaOH CaCO CaSQ MgSO。在强烈的蒸发作用下，湖水含盐度逐渐增大，最终到达盐份的过饱和 而发生盐类结晶沉淀。这就是干旱区化学沉积的主要类型。不同的湖水中假设含的盐类成分不同， 沉积物也不同，但通常同一湖水中， 含有多种盐类份，这样有不断蒸发的作用下，各盐类是按照溶解度的大小， 相继结晶沉淀下来的，当然溶解度小的最先沉积，而溶解度大的最后沉积。因此在这样湖泊中化学沉积有阶段性，不同阶段可有其相应的盐类结晶 沉

13、淀。1. 沉积的阶段性1碳酸盐沉积阶段湖水蒸发的最阶段，溶解度最小的碳酸盐首先发生过饱和结晶沉淀。Ca Mg N a - KCaC3 Mg、CaC32 NaCO 10HCNaCO NaHGO2HOKCO3石灰岩 白云岩苏打天然碱碱湖2 。硫酸盐沉积阶段：碳酸盐结晶析出后，湖水继续蒸发进一步咸化，这时，溶解度更大的 硫酸盐类，开始结晶沉淀。C aSO 2H2O石膏N aSO 10H2O 芒硝苦湖3氯化物阶段湖水一步浓缩，溶解度很大的氯化物也不可发生沉淀，这是盐类沉积 的最后阶段。NaCL食盐沉积物4 KCL钾盐 KCI MgCL 6H 2 O光卤石盐湖假设湖水中含有硼酸盐时，同时可沉淀出硼砂：N

14、 比30 10HO 2.湖泊的沉积剖面沉积的阶段性在垂直剖面上，有水平分带现象。盐湖沉积后常被沙覆盖，成为埋藏的湖积矿床。泻湖沉积泻湖一一砂咀、砂坝伸长并连接，构成滨海障壁，在靠陆地一方形成一个与 外海半隔绝的浅水域。半隔绝泻湖特征“1.通过砂咀砂坝的缺口与海沟通。 2.涨潮时沟通落潮时隔绝。海相环境：与陆地湖泊不同，海水水体宁静泻湖中水的含盐度很不正常，有淡化泻湖与咸化泻湖之分： 淡化泻湖潮湿地区， 由于大量降雨， 湖水逐渐淡化含盐度降低 水的淡化是从表层开始的，当与外海沟通时，含盐度大的海水注入湖底。导 致了湖水上轻下重，上下无对流。这就给湖底中心形成缺氧闭塞的环境，产 生大量H2S,底栖

15、生物无法生存逐渐绝迹，湖面上大量深浮动物死之后沉入湖 底，并在复原中分解为有机质，最终成为黑色粘土沉积3 .沼泽的地质作用一、 . 概述一沼泽陆地上被水充分湿润， 并有大量喜湿性植物生长及有机质堆积的地带。 我国沼泽分布广，面积达11万平方公里。沼泽主要分布在湿润气候地区， 不管寒带、温带、热带都有。二沼泽成因1 湖泊沼泽比，潮湿区、泥砂淤积、生物沉积物淤积。2. 河流泛滥沼泽化三角洲 河幔滩3 海岸沼泽化泻湖，海湾淤塞 潮坪区的潮上带、泥沼广布4. 泉水涌出的沼泽化终年潮湿5. 积水地的沼泽化6. 森林和草地沼泽化二、沉积作用及矿产 沼泽中只有处于相对静止状态的小规模的水体，地质作用实质上只

16、有沉 积作用，而且主要是生物沉积作用。两大类 :1. 低等菌藻类-腐泥一石油-油质岩2. 高等植物泥碳煤一 . 沼泽成煤 先决条件：大量植物高等植物具有本质素、纤维素繁盛。地史中成煤期一植物繁盛有关：C-P抱子、裸子植物J棵子植物R被子植物植物死之堆积后至转化为煤，可分为三个主要阶段大量高等植物遗体堆积本质互、纤维素氧化、分解、合成厌氧细菌作用腐植酸及腐植酸盐较多水份+泥砂+矿物质f泥炭+H 2ST + CO 2T + CH 41一些元素在此过程中逸出H、O,而另一些元素C,相对聚集，含量加 泥炭中：C 60%泥炭用途很广：焦油、沥青、石腊、草酸等工业原料；医疗、农业肥料。我国泥炭分布主要在平原地区，最厚的可达 7.6米，四川的公潘草地, 目前仍有大量现代泥炭的堆积。泥炭稠泥状，含一定水份，在泥炭堆积的过程中，伴随有地壳的缓慢下 降，就会形成较厚的泥炭层。地