新大普通地质学课件15湖泊和沼泽的地质作用

第十五章湖泊及沼泽的地质作用第十五章湖泊和沼泽的地质作用

湖泊和沼泽的地质作用与国民经济建设和日常生活密切相关。如它们可以遗留给我们石油、煤、盐等矿产资源。湖泊和沼泽是水圈中比较平静的水体，这与河流和地下水等流动水不同，其地质作用过程中以沉积作用为主。第一节湖泊概述和成因湖泊遍布世界各地，占陆地面积的1.8%。它们的大小、形状和深度相差很大，大者如里海（咸水湖），面积达43万km2，小者如长江中下游的一些小湖，面积不到1000m2；湖水深者可达千余米（如俄罗斯的贝加尔湖，水深1741m

），浅者不足1米。我国湖泊众多，湖北省中部大小湖泊达1000多个，为世界上著名的湖区之一。一、湖泊概况湖泊：陆地表面洼地积水形成的比较宽广的水域。现代地质学定义：陆地上洼地积水形成的、水域比较宽广、换流缓慢的水体。

（1）湖水水圈种比较宁静的水，所以在地质过程中以沉积为主。（2）地质时代的湖泊可形成许多有用的矿产资源：煤、石油、盐碱、铁矿、薄层砂岩、灰岩等。（3）现代湖泊是重要的水源（生活用水、工业用水）；提供淡水水产（太湖银鱼、洪泽湖大闸蟹）；调节区域小气候（西湖、玄武湖、巢湖训练水军）。湖泊的特征二、湖水的来源、排泄及其化学成分1、湖水来源：大气降水、地面流水、地下水。2、湖水排泄：蒸发、流泻、渗漏。3、分类：泄水湖、不泄水湖（根据湖泊有无出口）；间歇湖（湖水时有时无）；迁移湖（积水中心定向移动，如罗布泊）。4、化学成分：湖水中的盐：碳酸钠（苏打）→硫酸钠（芒硝）→氯化钠（石盐）、氯化钾（钾盐）→盐岩。各种离子：K、Na、Ca、Mg、Cl各种气体：O2、CO2生物因素：H2S、CH4

湖水的含盐度：不同地区岩性和气候不同，故地下水的成分不同，一般来说，潮湿区泄水湖含盐度低，干旱气候区不泄水湖含盐度高，根据湖水含盐度分。-----0.03‰------1‰---------24.7‰----

淡水湖微咸湖半咸湖-咸水湖盐湖当含盐度达到饱和浓度而有盐类结晶时，称之为盐湖。潮湿地区湖水来源多，多为淡水湖；干旱地区多为不泄水湖，一般为咸水湖，甚至盐湖。三、湖盆的成因形成湖盆的原因比较多，既可由内因(内动力地质作用)造成，也可由外动力地质作用形成。

1.构造运动：世界上的大湖泊的湖盆多与构造运动有关。(1)区域性地壳下沉造成的湖盆---太湖、洞庭湖、鄱阳湖等。规模大，湖中岛屿为地壳沉降前的山峰。(2)断层作用导致局部地壳陷落---云南滇池。较深，长条状。(3)残存洋盆---里海，大陆碰撞；海退后洼地。

2.火山活动：(1)火山口湖---火山喷发、塌陷形成凹地成湖。如吉林长白山主峰白头山天池。(2)熔岩堵塞河谷---五大连池(白河堵成头池、二池-------五池)1719--1721，271年前康熙年间。3.河流裁弯取直形成牛轭湖、三角洲湖---长江中下游很多。4.冰川刨蚀作用，规模小成线状或串珠状。如苏比利尔湖（美加交界处）、新疆天池（冰川终碛阻塞山谷成湖）。火山口湖——长白山湖构造湖——俄罗斯的贝加尔湖冰川剥蚀湖——新疆天池断陷湖——赛里木湖5、海成湖：在海水侵蚀作用下形成的湖，如西湖（已淡化）。6、溶蚀湖、陷落湖：石灰岩、岩盐分布区，溶蚀作用下形成的湖。7、风蚀湖：风蚀凹地积水成湖，如甘肃敦煌鸣沙山下的月牙湖。8、堰塞湖：河谷被堵塞而形成的湖。9、人工湖：水库（如北京十三陵、安徽佛子岭等）10、熔岩湖：黑龙江德都县五大连池；镜泊湖等。海成湖—东钱湖堵塞湖——五大连池11、冰盖湖：近年来才发现的一种特殊类型的湖。分布在南极大陆冰川的巨大冰盖之下，为巨大的液态水体，故称为冰盖湖。湖中含微生物。测得冰盖湖的上覆冰盖底界年龄为40万年，表明冰盖湖形成于40万年以前。成因机制尚不清楚。一种推测：巨大冰盖对下伏体产生压力，冰发生化学分解。若成立，则冰盖湖不一定老于上覆冰盖底界年龄。五、我国的湖泊分布特点第三节湖泊的地质作用一、湖水的运动特征

1、机械动力：(为风和日月引力所致)

湖水与海水一样，处于不断运动之中，只是相对河流而言是静止的。大湖水也有波浪、潮汐、湖流、浊流等机械动力，但能量较小，因为湖泊较小。

2、化学动力：湖水中溶有多种气体CO2，H2S和离子(HCO3-，SO42-，Fe2+)，故具有化学活动能力，如Fe2SO4在表层湖水中稳定，到达深水区遇H2S后不稳定，变成FeS2沉淀下来。湖泊中的生物，包括各种动物、植物、微生物，它们的新陈代谢过程可以影响湖水的物化性质(pH值，Eh值)，生物遗体可直接堆积在湖泊中。二、湖泊的剥蚀和搬运作用（远比海浪作用弱）

1、湖水对周围岩石产生冲蚀、磨蚀、化学溶蚀；形成槽、崖、平台。

2、各种物质被湖流带到湖盆，在适宜的地方沉积三、湖泊的沉积作用湖水的各种动力对湖盆的冲蚀作用、湖水的搬运和沉积作用都与海洋地质作用类似，只是规模小得多，湖水是水圈中相对平静的水体，故其地质作用中以沉积作用为主。本节主要介绍湖泊的沉积作用。1、机械沉积作用

(1)湖水机械沉积物主要来源于入湖水带来的物质，其次是湖水波浪冲击湖岸的产物，此外，风、冰川、地下水也可携带一些泥沙入湖。当湖水从浅水区进入深水区时，水动力减小，发生沉积，并存在机械沉积分异作用，即从湖滨到湖心沉积物由粗到细。

(2)从一般意义上来说，湖水机械沉积物较细，以细砂、粉砂、泥为主；分选性好，水平层理发育；湖边见波痕。

(3)潮湿区湖泊，入湖河流多，水势大，碎屑物多，可在河口形成三角洲，甚至形成湖成三角洲平原。2、化学沉积作用

(受气候条件控制)

（1）潮湿气候区雨量充沛，湖泊多为泄水湖含盐度低。潮湿区陆地化学风化、生物风化作用强烈，矿物分解彻底，故不仅K，Na，Ca，Mg等组成的易溶性盐类可呈离子状态搬入湖中，而且Fe，Mn，Al，Si，P等组成的较难溶的化学物也能组成为胶体溶液或离子溶液进入湖水中。前者因溶解度大而继续搬运，后者胶体溶液或离子溶液与湖水相混合，发生各种化学反应，或由于电解质作用，而使这些物质沉淀下来，形成湖泊的Fe，Mn，Al矿床，最常见铁矿床，高岭土矿床。湖铁矿即褐铁矿的形成：化学沉积：含铁岩分解的Fe（OH）3胶体+水中电解质→Fe（OH)3

（2）干旱气候区多为不泄水湖，湖水主要消耗在蒸发上。因此，河流或地下水带来些盐分年复一年地积累在湖中，致使盐度增大，变成咸水湖甚至盐湖。在盐湖中，湖中含盐度达到过饱和时，各种盐类便陆续沉淀下来。这里存在化学沉积分异作用。一般来说，在湖水逐渐咸化过程中，沉积分异系列为：碳酸盐-------->硫酸盐---------->Cl化物(灰岩--白云岩)(石膏)(钠盐---->钾盐)CaCO3CaMg(CO3)2CaSO4.2H2ONaCl

KCl(主要受溶解度大小影响，还受介质性质、生物作用影响)

平面牛眼状：从湖滨向湖心，同心环状。如柴达木盆地。剖面上：从下往上成层状。不一定完整，有时偏牛眼状。(3)湖岩分带：a.湖浅而小者：碎屑相分带（砾岩-粗砂岩-砂岩-细砂岩-粉砂岩-泥页岩；b.湖深而大者：碎屑相-化学相分带（碎屑岩-化学岩即砾岩-粗砂岩-砂岩-细砂岩-粉砂岩-泥页岩-灰岩-石膏-盐矿岩）。3、生物沉积作用潮湿区的湖泊中生长有极为丰富的生物。当大量的低等生物(浮游生物，主要为藻类和菌类)尸体和湖泥一起堆积于湖底，经过分解蛋白质、脂肪、碳水化合物-厌氧细菌作用、分解脂肪酸、氨基酸醇-形成腐泥(胶冻状粘泥)、腐泥掩埋后，经成岩作用形成腐泥煤、油页岩和石油（60-120℃）-天然气（200℃）

第三节沼泽及其地质作用一、沼泽的概念及其成因陆地表面过分湿润，嗜湿性植物大量生长，并有有机质大量堆积的地方。沼泽地区地面排水条件差，潜水面位于地面附近。沼泽为陆地面积的2.3%。当年红军过草地---松潘草地，2700km2。沼泽成因多种多样，较主要的是，地表水体边缘或附近沼泽化，如海岸、湖岸低洼区，水分充足，生长大量嗜湿性植物，逐渐演变为沼泽。

二、沼泽的沉积作用沼泽地区生长着大量嗜湿性植物，死亡后不断堆积起来，并被泥砂等掩埋，处于氧气不足环境中，经细菌作用(分解作用)形成泥炭，进一步分解形成褐煤、烟煤、无烟煤。煤用作燃料及炼钢的原料(焦炭)之一。列宁称煤是工业的粮食，即黑色的金子。

沼泽的形成途径：（1）浅水湖泊的沼泽化机械沉积作用→三角洲→向湖心扩大→湖底填高→湖水变浅→湖泊缩小→变为沼泽。（看下页图示）（2）河流泛滥地的沼泽化河漫滩或三角洲的低洼地带由于积水难以排除而形成沼泽。如黄河口至天津一带的渤海海滨沼泽。（3）海岸带的沼泽化因泻湖或海湾被淤塞；湖水浸漫到沿海的低平地区；滨海区局部地壳上升海水积留而逐渐形成沼泽。（4）泉水涌出地的沼泽化泉水涌出的地方因地面终年潮湿而成沼泽。（5）积水地段的沼泽化在地下水位极浅的地段，排水不良的广阔平地以及局部低洼的地方，大气降水难以排除，因而地面长期积水形成沼泽。

（6）森林和草地的沼泽化森林地带地面有大量枯枝落叶，地面水难以下渗，且蒸发不畅，造成地表潮湿；尤其是在低洼潮湿的森林地区，地下常有终年不化的冻土层，造成地表潮湿，促使地面转变成沼泽。

在草原地区，草原植物繁殖快，形成厚实的覆盖层，氧和水难以进入土壤，土壤中出现大量腐植酸并在生长大量喜湿植物，如芦苇等，它们吸蓄水分，增加湿度，形成沼泽。低等植物（主要是藻类）遗体中的脂肪、蛋白质等有机质在缺氧环境下，经厌氧细菌分解形成腐胶质（含水很高的絮状胶体物质）→它与粘土和粉砂混合并经过脱水变致密后，即成为腐泥→腐泥经过成岩作用可转变成油页岩；而更为大量高等植物遗体中的纤维素及木质素等物质，在在厌氧细菌参预下，经过氧化、分解、合成等复杂过程转化为多水的腐植酸及腐植酸盐→它们与沼泽中