湖泊地質(zhì)作用

湖泊地質(zhì)作用第一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第十章

湖泊及沼澤的地質(zhì)作用

第二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第一節(jié)湖泊（Lake）概述一、湖泊的成因類型內(nèi)力地質(zhì)作用形成的

外力地質(zhì)作用形成的

第三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日（一）內(nèi)力地質(zhì)作用形成的

由地殼構(gòu)造變動(dòng)形成的湖盆貯水而成的湖泊。形成方式有兩種：由于局部地殼下凹形成的湖盆，如我國的太湖、鄱陽湖等。這類湖泊的外形不規(guī)則，規(guī)模較大，湖盆中的沉積物厚度較大沿地殼運(yùn)動(dòng)等產(chǎn)生的斷裂下陷而形成的湖盆貯水而成，這類湖盆多呈窄長形，其邊緣輪廓較平直，湖水較深。如云南滇東的滇池、死海、貝加爾湖1、構(gòu)造湖第四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日太湖第五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日鄱陽湖第六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日滇池第七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日死海第八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日2、火山湖火山湖是由火山作用形成的火山口貯水湖盆中朝邊境長白山頂主峰白頭山上的天池火山噴發(fā)溢出的熔巖堰塞河流或其它水域，可形成熔巖堰塞湖，五大連池就是因火山熔巖流阻塞了納漠爾河的支流后形成的堰塞湖第九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日長白山天池第十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日五大連池堰塞湖第十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日牡丹江鏡泊湖（堰塞湖）第十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日（二）外力地質(zhì)作用形成的河流截彎取直后被遺棄河道形成的牛軛湖

冰川的刨蝕作用形成的湖盆冰蝕湖、冰磧湖

風(fēng)蝕作用和風(fēng)積作用形成的風(fēng)成湖盆積水形成的風(fēng)成湖

淺海海灣由于沙壩或沙嘴的生長逐漸合攏，把海水隔開來可以形成瀉湖

巖溶地區(qū)因溶蝕塌落可形成巖溶湖

第十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日牛軛湖第十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日冰磧湖第十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日敦煌月牙湖第十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

二、湖水的來源、排泄及其化學(xué)成分1、湖水的來源：湖水主要來自大氣降水、地面流水和地下水，其次是冰川融水和殘留海水。2、湖水的排泄：湖水通過蒸發(fā)、流泄和向地下滲透三種方式而排泄。干旱氣候區(qū)多數(shù)湖泊無出口（稱為不泄水湖或內(nèi)流湖），湖水主要以蒸發(fā)方式排泄。潮濕氣候區(qū)多數(shù)湖泊有出口（稱為泄水湖或外流湖），湖水主要以流泄方式排泄。第十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日3、湖水的化學(xué)成分湖水中含有的大部分元素呈離子、膠體質(zhì)點(diǎn)或氣體狀態(tài)存在。含有的主要離子為HCO3-、SO42-、Cl-、Mg2+、Na+、K+。溶于湖水中的氣體主要為O2及CO2，某些湖中還含有H2S等氣體。潮濕氣侯區(qū)泄水湖的湖水成分中常含較多的Ca（HCO3）2和有機(jī)質(zhì)；干旱氣候區(qū)不泄水湖泊的湖水成分中常含多量的NaCl、Na2SO4等，有機(jī)質(zhì)較少。第十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日據(jù)湖水中含鹽量的多少，可把湖泊分為：含鹽量低于0.3‰的淡水湖；

含鹽量為0.3—1‰的微咸湖；

含鹽量為1—24.7‰的咸水湖；

含鹽量高于24.7‰的鹽湖。一般來說，潮濕氣候區(qū)泄水湖泊常為淡水湖，干旱氣候區(qū)的不泄水湖常為咸水湖或鹽湖。

第二十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日三、湖水的運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)方式：波浪、湖流、濁流等波浪是由風(fēng)或不均勻的氣壓作用造成的。湖流主要是由風(fēng)引起的，有些湖流受湖泊注入和排出水流的定向流動(dòng)控制，其流速一般僅為數(shù)cm/s,所產(chǎn)生的動(dòng)能較弱。濁流是一種載有礫石、泥沙等大量懸浮物質(zhì)的高密度水下重力流，呈整體懸浮搬運(yùn)。見于深水湖盆湖水由于上下水層溫差，可以產(chǎn)生對(duì)流運(yùn)動(dòng)

第二十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日四、湖泊分布特點(diǎn)世界最大的湖泊是原蘇聯(lián)的里海，為咸水湖，面積達(dá)436340km2；世界最深的湖泊是俄羅斯的貝加爾湖，深1640m；最高的湖泊是我國西藏高原的納木錯(cuò)湖，湖面海拔4718m；最低的湖泊是巴勒斯坦、約旦兩國間的死海，它的水面比海平面低395m；最多湖泊的國家是芬蘭，有55000個(gè)湖泊。

第二十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日西藏納木錯(cuò)湖第二十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日我國最大的淡水湖是鄱陽湖，洪水期湖面積為5160km2，枯水期湖面積為2780km2；我國最大的咸水湖是青海湖，面積約4450km2

河成湖多分布于東部地區(qū)；冰成湖主要發(fā)育于青藏高原；巖溶湖多分布于西南部巖溶發(fā)育地區(qū)；風(fēng)成湖多分布于西北和內(nèi)蒙的干旱氣候區(qū)等。青藏高原是我國湖泊面積最大的省區(qū)。

第二十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)湖泊的地質(zhì)作用

一、湖泊的剝蝕和搬運(yùn)作用湖泊的剝蝕作用包括機(jī)械沖蝕、磨蝕和化學(xué)溶蝕等方式，其中以機(jī)械剝蝕為主湖蝕主要是由波浪運(yùn)動(dòng)引起，波浪越大，湖蝕作用越強(qiáng)，它主要發(fā)生在湖岸帶大湖的湖岸在湖浪的沖擊和磨蝕下可形成湖蝕洞穴、湖蝕凹槽，湖蝕崖等地形。湖蝕崖逐漸后退可形成湖蝕平臺(tái)第二十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日湖蝕的產(chǎn)物以及由入湖河流等各種外力帶來的物質(zhì)（主要是碎屑物）被湖流、岸流、濁流等動(dòng)力向湖心方向搬運(yùn)，并在適當(dāng)部位沉積下來

第二十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日二、潮濕氣候區(qū)湖泊的沉積作用

分為：機(jī)械的、化學(xué)的和生物的沉積作用（一）機(jī)械沉積作用沉積于湖泊中的碎屑物質(zhì)，主要是由地面流水帶來的，少量是由湖浪對(duì)湖岸的沖蝕產(chǎn)生的。沉積物的數(shù)量及特點(diǎn)與周圍地形、注入水流的徑流量有密切關(guān)系第二十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)?shù)孛媪魉魅牒春?，由于流速下降，使所攜帶的碎屑物質(zhì)按顆粒粗細(xì)、比重大小而先后沉積下來，在沿岸一帶沉積較粗的礫、砂，并形成湖灘、砂洲、砂壩及砂咀等堆積地形，在河流入湖處也形成湖濱三角洲；較細(xì)的粉砂及粘土等則被搬運(yùn)到湖心堆積下來。一些粒微質(zhì)輕的物質(zhì)則漂流到湖心；形成具有明顯水平薄層理的泥質(zhì)沉積物---湖泥。第二十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日湖泊的碎屑沉積常呈環(huán)帶狀分布的特點(diǎn)湖濱和近河口沉積—湖心沉積，由粗碎屑物質(zhì)→細(xì)的碎屑物質(zhì)，即砂礫巖→砂巖→粉砂泥巖→泥巖。湖濱—深湖底，由氧化環(huán)境→還原環(huán)境；沉積物顏色由淺（淺灰）→深（深灰、灰黑色）第二十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第三十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第三十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日（二）化學(xué)沉積作用潮濕氣候區(qū)，氣溫較高，水量充沛，化學(xué)和生物化學(xué)作用顯著，元素的活動(dòng)性也較強(qiáng)，組成鹽類的易溶元素，如CI、S、K、Na、Ca、Mg等能呈離子狀態(tài)被地面流水和地下水帶入湖中。一些活動(dòng)性不強(qiáng)的元素，如Si、Mn、P、Fe、AI等，以及某些微量元素也可以呈膠體狀態(tài)由各種水體帶入湖泊中。第三十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日各種化合物的沉積方式有：

1、以化學(xué)或生物化學(xué)方式沉積

碳酸鈣的沉積：

當(dāng)重碳酸鈣［Ca（HCO3）2］溶液被帶入湖后，在適當(dāng)?shù)臏囟取毫l件下，并因生物吸收了水中的CO2，使碳酸鈣過飽和而沉積下來。Ca（HCO3）2→CO2↑＋CaCO3↓＋H2O

重碳酸鈣第三十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

重碳酸鈣與生物遺體所分解出的氫氧化銨［NH4（OH）］等發(fā)生反應(yīng)，也會(huì)使一部分碳酸鈣沉淀下來：

Ca(HCO3)2+2NH4(OH)→CaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O

鐵的沉積：

當(dāng)以Fe（HCO3）2形式進(jìn)入湖水時(shí)，則因生物化學(xué)作用而形成氫氧化鐵，其反應(yīng)過程如下：4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑氫氧化鐵（湖鐵礦）第三十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

在弱氧化環(huán)境下，造鐵細(xì)菌往往吸取了重碳酸鐵[Fe(HCO3)2]中的CO2，導(dǎo)致菱鐵礦（FeCO3）的沉積：

Fe(HCO3)2

FeCO3↓+H2O+CO2

細(xì)菌作用

菱鐵礦

深水湖底由于生物遺體分解產(chǎn)生H2S的聚集，形成還原環(huán)境，導(dǎo)致黃鐵礦沉積

Fe(HCO3)2+2H2S→FeS2↓+3H2O+CO2+CO↑錳、鋁的沉積：一般認(rèn)為與腐殖質(zhì)的作用有關(guān)第三十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

2、以膠體凝聚的方式沉積呈膠體狀態(tài)的氧化鐵進(jìn)入湖泊后，因湖水pH值與河水不同，或因電荷中和導(dǎo)致膠體凝聚而沉積，形成鮞狀的赤鐵礦或腎狀、鐘乳狀、致密塊狀的褐鐵礦。

第三十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日（三）生物沉積作用生長在湖濱的喬木及淺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、底棲生物和低等的菌類這些生物死亡后，它們的遺體大量堆積在湖底，與泥質(zhì)沉積物等混雜在一起,成為富含有機(jī)質(zhì)的沉積層。這種沉積層卻是形成煤、石油、油頁巖等可燃有機(jī)礦產(chǎn)的原始物質(zhì)第三十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第三十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

堆積在湖底的生物遺體，在缺氧和富含H2S的還原環(huán)境下，經(jīng)過細(xì)菌的分解作用，使富含脂肪和蛋白質(zhì)的有機(jī)質(zhì)遺體分解成富含碳的有機(jī)物質(zhì)，并與泥質(zhì)混合形成腐泥，埋藏于深處并被大量沉積物覆蓋的厚層腐泥，在還原條件下，經(jīng)細(xì)菌的分解，和在地溫（一般認(rèn)為約50-200℃或＜300℃）及壓力約為3×107Pa左右的環(huán)境下，有機(jī)質(zhì)逐漸分解和合成為碳?xì)浠衔铮N類），之后經(jīng)歷了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，可轉(zhuǎn)化為石油和天然氣。第三十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日石油與天然氣的成因理論

生油理論碳化物說

宇宙說高溫生成說有機(jī)成因說生油理論第四十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日地球形成之初溫度很高碳、鐵呈液態(tài)Fe+C---FemCn1．碳化物說第四十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日地球冷球之后，碳化鐵保存在地球深處如果地表水沿地殼裂隙向下滲透，與碳化鐵作用，生成烴3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m第四十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日烴類不斷聚集油田形成了烴類上升到地殼巖石中第四十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日宇宙之中有許多烴類物質(zhì)地球呈熔融狀態(tài)時(shí)，烴被包含在它的氣圈中2．宇宙說第四十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日烴被巖漿吸收，凝結(jié)于地殼中而成石油地球冷凝第四十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日3．高溫生成說150公里的上地幔溫度超過1200C°、壓力5000MPa，由于FeO及Fe3O4參與H2O、CO2還原而成烴類第四十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日無機(jī)成因?qū)W說認(rèn)為：石油不是由有機(jī)質(zhì)形成的第四十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

有機(jī)成因說有機(jī)成因說主張油氣是在地質(zhì)歷史上由分散在沉積巖中的動(dòng)物、植物有機(jī)體轉(zhuǎn)化而成。

已經(jīng)證實(shí)，絕大多數(shù)油氣田都分布在沉積巖中；極少數(shù)巖漿巖和變質(zhì)巖中的油藏也同附近生油巖有關(guān)，是油氣側(cè)向和垂向運(yùn)移聚集的結(jié)果。至于基性巖漿中只含有0.5%碳，并且至今尚未證明它們能否形成碳?xì)浠衔铩Ｋ?，指?dǎo)世界油氣勘探實(shí)踐的，是現(xiàn)代石油有機(jī)生成學(xué)說。第四十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日三、干旱氣候區(qū)湖泊的沉積作用

碎屑沉積物主要由地面流水帶入，多為粉沙和粘土質(zhì)物質(zhì)，它們沉積在湖心部位，洪水季節(jié)可帶入較粗的碎屑物質(zhì)生物作用較弱，在其湖泊中生物的沉積作用居極次要地位在干旱氣候區(qū)的湖泊中化學(xué)沉積作用占顯著地位第四十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第五十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日干旱氣候區(qū)湖泊的化學(xué)沉積作用由地面流水和地下水搬運(yùn)至湖中的物質(zhì)以易溶鹽類為主，如K、Na、Ca、Mg的氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等。隨著湖水的不斷蒸發(fā)，湖水的含鹽度會(huì)逐漸加大，可演變?yōu)橄趟螓}湖在鹽湖中，由于水分不斷蒸發(fā)，湖水濃縮，使某些鹽類達(dá)到過飽和狀態(tài)，鹽類便可析出沉淀在湖底形成鹽層如果氣候繼續(xù)變干，加上湖泊的機(jī)械沉積作用，湖水會(huì)逐漸變淺以至干涸，形成季節(jié)性有水的干鹽湖第五十一頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日第五十二頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日每當(dāng)旱季，湖水蒸發(fā)、鹽類結(jié)晶沉淀，形成一定厚度的鹽層；洪水來時(shí)帶入的泥沙覆于鹽層之上，如此反復(fù)，便形成鹽湖沉積中鹽與泥質(zhì)互層的特點(diǎn)根據(jù)鹽類從溶液中結(jié)晶出來的順序?qū)Ⅺ}湖沉積分為四個(gè)階段：碳酸鹽階段

硫酸鹽階段

氯化物階段

沙下湖階段

第五十三頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日1．碳酸鹽階段：

湖水在逐漸咸化過程中，溶解度較低的碳酸鹽可先達(dá)到過飽和而結(jié)晶沉淀，形成以方解石（CaCO3）為主的碳酸鹽軟泥，繼而發(fā)生沉淀的是鎂、鈉的碳酸鹽，形成白云石[MgCa(CO3)2]、蘇打（Na2CO3·10H2O）、

天然蘇打Na2CO3·NaHCO3·2H2O）等碳酸鹽礦物?；蚺鹚猁}礦物。稱咸湖或蘇打湖第五十四頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日2、硫酸鹽階段：

湖水進(jìn)一步咸化，深度變淺（一般深度為0.05-0.5m），溶解度較大的硫酸鹽也可以達(dá)到過飽和并沉淀下來，形成石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）、無水芒硝（Na2SO4）等硫酸鹽礦物。稱苦湖

第五十五頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日3、氯化物階段：

湖水不斷濃縮可以形成天然鹵水（含鹽量>50%o）。這種鹵水可以直接開采。當(dāng)氯化物達(dá)到飽和時(shí)可析出石鹽（NaCl）、鉀鹽（KCl）和光鹵石（KMgCl·6H2O）等氯化物礦物。此類湖泊稱鹽湖（Saltlake）或氯化物湖。干旱季節(jié)形成干鹽湖

第五十六頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日4、沙下湖階段：

當(dāng)湖泊全被固體鹽類填滿，全年都不存在天然鹵水，鹽層之上通常被碎屑沉積所覆蓋，成為埋藏的鹽礦床，鹽湖的發(fā)展即停止。

第五十七頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

第三節(jié)沼澤的地質(zhì)作用沼澤的成因主要有兩類：一類是湖泊的沼澤化，它形成于湖泊發(fā)展的晚期，是在湖泊淤塞過程中形成的。另一類是由陸地沼澤化后形成的，如在河漫灘、階地或泛濫平原、三角洲等

，因長期滯水，發(fā)生沼澤化。

第五十八頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日早期：湖濱很少沉積物中期：由于三角洲發(fā)育湖濱開始形成沼澤晚期：三角洲擴(kuò)大形成連續(xù)的湖濱沼澤湖泊淤滿，全為沼澤代替第五十九頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日

沼澤的沉積作用及煤的形成

沼澤的沉積作用以生物沉積為主，同時(shí)也有碎屑沉積。從植物遺體的堆積到形成煤層，經(jīng)歷了泥炭化作用和成煤作用兩個(gè)階段。

第六十頁，共六十五頁，編輯于2023年，星期日在沼澤中生長的嗜濕植物不斷地繁衍和新陳代謝，植物遺體不斷在湖底或沼澤中堆積，有些部分被泥沙掩埋，處于下部的有機(jī)質(zhì)在還原環(huán)境和空氣不足的條件下，受到細(xì)菌的菌解作用，可以形成多水和富含腐植酸的腐植質(zhì)。腐植質(zhì)進(jìn)一