地球科学概论-湖泊

湖泊地质作用一、湖泊的成因类型•内力地质作用形成的•构造湖构造湖是由地壳构造变动形成的湖盆贮水而成的湖泊•火山湖火山湖是由火山作用而形成的湖盆贮水而形成的，湖盆为火山口•外力地质作用形成的内力地质作用形成的•由地壳构造变动形成的湖盆贮水而成的湖泊•由于局部地壳下凹形成的湖盆，如我国的太湖、鄱阳湖等。这类湖泊的外形不规则，规模较大，湖盆中的沉积物厚度较大•沿地壳运动等产生的断裂下陷而形成的湖盆贮水而成，这类湖盆多呈窄长形，其边缘轮廓较平直，湖水较深。云南滇东的滇池；死海构造湖内力地质作用形成的•火山湖是由火山作用而形成的湖盆贮水而形成的，湖盆为火山口•中朝边境长白头山顶主峰白头山上的天池•火山喷发溢出的熔岩堰塞河流或其它水域，可形成熔岩堰塞湖，五大连池就是因火山熔岩流阻塞了纳漠尔河的支流后形成火山湖外力地质作用形成的•河流截弯取直后被遗弃河道形成的牛轭湖•冰川的刨蚀作用形成的湖盆冰蚀湖•风蚀作用和风积作用形成的风成湖盆积水形成的风成湖•浅海海湾由于沙坝或沙嘴的生长逐渐合拢，把海水隔开来可以形成泻湖•岩溶地区因溶蚀塌落可形成岩溶湖巴丹吉林沙漠的伊和扎格德海子，面积1.5km2，最大水深6.2m二、湖水的运动•湖水由于上下水层温，可以产生对流运动•运动方式有波浪、湖流和浊流等•波浪是由风或不均匀的气压作用造成的•湖流主要是由风引起的，有些湖流受湖泊注入和排出水流的定向水流控制，其流速一般仅为数Cm/s,所产生的动能较弱•浊流是一种载有大量悬浮物质的水下重力流三、湖泊的剥蚀和搬运作用•湖泊的剥蚀作用包括机械冲蚀、磨蚀和化学溶蚀等方式，其中以机械剥蚀为主•湖蚀主要是由波浪运动引起，波浪越大，湖蚀作用越强，它主要发生在湖岸带•大湖的湖岸在湖浪的冲击和磨蚀下可形成湖蚀洞穴、湖蚀凹槽，湖蚀崖等地形。湖蚀崖逐渐后退可形成湖蚀平台•湖蚀的产物以及由入湖河流等各种外力带来的物质（主要是碎屑物）被湖流、岸流、浊流等动力向湖心方向搬运，并在适当部位沉积下来•湖泊可以接纳由地表流水、地下水、风、冰川和火山作用带夹的各种物质以及大量生物繁殖的生物残骸•经过长期的沉积，湖盆可被沉积物填满，湖泊会消失或演变为沼泽•湖泊的沉积作用按其方式可分为机械的、化学的和生物的几种•湖泊沉积作用的方式是受气候制约的，不同气候条件下，沉积方式有一定差异，并反映在沉积作用和沉积物的特点上潮湿气候区•机械沉积作用•化学沉积作用•生物沉积作用湖泊的沉积作用潮湿气候区湖泊的机械沉积作用•沉积于湖泊中的碎屑物质，主要是由地面流水带来的，少量是由湖浪对湖岸的冲蚀产生的•沉积物的数量及特点与周围地形、注入间流的径流量有密切关系•由于径流量有季节性变化，反映在不同季节的沉积数量、粒度、成分和颜色上都有一定的变化•当地面流水流入湖泊后，由于流速下降，使所携带的碎屑物质按颗粒粗细、比重大小而先后沉积下来，因而易于在沿岸一带沉积较粗的砾、砂，并形成湖滩、砂洲、砂坝及砂咀等类似于海岸带所见的各种堆积地形，在河流入湖处也形成湖滨三角洲•较细的粉砂及粘土等则被搬运到湖心堆积下来。一些粒微质轻的物质则漂流到湖心；形成具有明显水平薄层理的泥质沉积物---湖泥•湖泊的碎屑沉积常呈环带状分布潮湿气候区湖泊的化学沉积作用•潮湿气候区，气温较高，水量充沛，化学和生物化学作用显著，元素的活动性也较强，不但组成易溶盐类的元素如CI、S、K、Na、Ca、Mg等元素能呈离子状态被地面流水和地下水带入湖中•一些活动性不强的元素，如Si、Mn、P、Fe、AI等，以及某些微量元素也可以呈胶体或被吸附的状态由各种水体带入湖泊中•通过生物化学方式沉积•以胶体凝聚的方式沉积淡水湖中，因含盐量低，易溶盐类因很难饱和而难以沉淀。只有Fe、Mn、Al的氧化物及部分碳酸钙可以沉淀下来。1．碳酸钙的沉积Ca(HCO3)2→CO2↑+CaCO3↓+H2O(重碳酸钙过饱和而沉淀)Ca（HCO3）2+2NH4（OH）→CaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O(重碳酸钙与铵盐反映而沉淀)2．铁的沉积胶体状态的氧化铁水化物和重碳酸铁被带入湖中，因环境变化而沉淀，形成褐铁矿，菱铁矿和黄铁矿为主的沉积物。滨湖浅水区赤铁矿和褐铁矿沉积（氧化环境）：胶体①胶体状态氧化铁——→鲕状赤铁矿（肾状、钟乳状、致密块状褐铁矿）凝聚②Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑褐铁矿菱铁矿多沉积于氧化作用较弱的沼泽化湖湾（弱氧化环境）细菌作用Fe(HCO3)2——→FeCO3↓+H2O+CO2↑（菱铁矿）黄铁矿形成于缺氧条件下的湖底（还原环境）：Fe(HCO3)2+2H2S→FeS2↓+3H2O+CO2↑+CO↑（黄铁矿）FeSO4+2H2S→FeS2↓+2H2O+SO23．锰、铝的沉积胶体状态的氢氧化铝、氧化锰在滨湖地带因腐殖质作用而沉积。潮湿气候区湖泊的生物沉积作用•生长在湖滨的乔木及浅水中的草本植物以及生活在淡水或微咸水中的漂浮生物、游泳生物和底栖生物•这些生物死亡后，它们的遗体大量堆积在湖底，与泥质沉积物等混杂在一起,成为富含有机质的沉积层。这种沉积层却是形成煤、石油、油页岩等可燃有机矿产的原始物质动物死亡细菌作用还原环境腐泥（富含碳的有机物质与泥质的混合体）一定温压，有机质化合烃类（hydrocarbon）（碳氢化合物）复杂的物理化学变化石油(petroleumoil)运移、聚集油气藏（oilandgasaccumulation）沼泽的地质作用一、沼泽的成因1．湖泊的沼泽化2．陆地沼泽化①河流的河漫滩、阶地、泛滥平原、三角洲等地因汛期被水淹没或泉水溢流而长期滞水沼泽化；②滨海地区海水浸漫滞水而沼泽化。二、沼泽的沉积作用沼泽的沉积作用以生物沉积作用为主。植物死亡→煤植物尸体被埋藏菌解作用还原环境腐殖质分解、H、O挥发泥炭（59%）压实、脱水、胶结、碳化褐煤（69%）脱腐殖酸烟煤（82%）温压作用无烟煤（95%）泥炭化作用成煤作用干旱气候区•在干旱气候区的湖泊中化学沉积作用占显著地位•碎屑沉积物主要由地面流水带入，多为粉沙和粘土质物质，它们沉积在湖心部位•生物作用较弱，在其湖泊中生物的沉积作用居极次要地位湖泊的沉积作用干旱气候区湖泊的化学沉积作用•由地面流水和地下水搬运至湖中的物质以易溶盐类为主，如K、Na、Ca、Mg的氯化物、硫酸盐、碳酸盐等。随着湖水的不断蒸发，湖水的含盐度会逐渐加大，可演变为咸水湖或盐湖•在盐湖中，由于水分不断蒸发，湖水浓缩，使某些盐类达到过饱和状态，盐类便可析出沉淀在湖底形成盐层•如果气候继续变干，加上湖泊的机械沉积作用，湖水会逐渐变浅以至干涸，形成季节性有水的干盐湖•每当旱季，湖水蒸发、盐类结晶沉淀，形成一定厚度的盐层；洪水来时带入的泥沙覆于盐层之上，如此反复，便形成盐湖沉积中盐与泥质互层的特点•盐类从溶液中结晶出来的顺序与其溶解度有关•盐湖沉积分为四个阶段：碳酸盐阶段；硫酸盐阶段；氯化物阶段；沙下湖阶段