湖泊地质作用

烃类不断聚集 油田形成了
烃类上升到 地壳岩石中
2．宇宙说
宇宙之中有许多烃类物质
地球呈熔融状态时，烃被包含在它的 气圈中
地球冷凝
烃被岩浆吸收，凝结于地壳中而成石油
3．高温生成说
150公里的上地幔
温度超过1200C°、 压力5000MPa， 由于FeO及Fe3O4参 与 H2O、CO2还原而 成烃类
主的碳酸盐软泥，继而发生沉淀的是镁、
钠的碳酸盐，形成白云石[MgCa(CO3)2]、
苏打（Na2CO3· 2O）、 10H
天然苏打
Na2CO3· NaHCO3· 2O）等碳酸盐矿物。 2H
或硼酸盐矿物。 称咸湖或苏打湖
2、硫酸盐阶段： 湖水进一步咸化，深度 变浅（一般深度为0.05-0.5m），溶解度较 大的硫酸盐也可以达到过饱和并沉淀下来， 形成石膏（CaSO4· 2O）、芒硝 2H （Na2SO4· 2O）、无水芒硝（Na2SO4） 10H 等硫酸盐矿物。称苦湖
无机成因学说认为：
石油不是由有机质形成的
有机成因说
有机成因说主张油气是在地质历史上由分散在沉
积岩中的动物、植物有机体转化而成。
已经证实，绝大多数油气田都分布在沉积岩中； 极少数岩浆岩和变质岩中的油藏也同附近生油岩 有关，是油气侧向和垂向运移聚集的结果。至于 基性岩浆中只含有0.5%碳，并且至今尚未证明它 们能否形成碳氢化合物。所以，指导世界油气勘 探实践的，是现代石油有机生成学说。
二、湖水的来源、排泄及其化学成分
1、湖水的来源： 湖水主要来自大气降水、 地面流水和地下水，其次是冰川融水和残 留海水。 2、湖水的排泄：湖水通过蒸发、流泄和向 地下渗透三种方式而排泄。 • 干旱气候区多数湖泊无出口（称为不泄水 湖或内流湖 ），湖水主要以蒸发方式排泄。 • 潮湿气候区多数湖泊有出口（称为泄水湖 或外流湖 ），湖水主要以流泄方式排泄。
• 青藏高原是我国湖泊面积最大的省区。
第二节
湖泊的地质作用
一、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
• 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 • 根据盐类从溶液中结晶出来的顺序将盐 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
1．碳酸盐阶段 ： 湖水在逐渐咸化过程 中，溶解度较低的碳酸盐可先达到过饱和 而结晶沉淀，形成以方解石（CaCO3）为
［NH4（OH）］等发生反应，也会使一部分碳 酸 钙沉淀下来 ： Ca(HCO3)2+2NH4(OH)→CaCO3↓+(NH4)2CO3+2H2O 铁的沉积： 当以Fe（HCO3）2形式进入湖水时，则因生 物化学作用而形成氢氧化铁，其反应过程如下： 4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑ （湖铁矿） 氢氧化铁
1、构造湖 由地壳构造变动形成的湖盆贮水而成的湖泊。 形成方式有两种：
• 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 。如云南滇东的滇池、死海、贝加尔湖
3、氯化物阶段 ： 湖水不断浓缩可以形 成天然卤水（含盐量>50%o）。这种卤 水可以直接开采。当氯化物达到饱和时 可析出石盐（NaCl）、钾盐（KCl）和 光卤石（KMgCl· 2O）等氯化物矿物。 6H 此类湖泊称盐湖（Salt lake）或氯化物湖。 干旱季节形成干盐湖
4、沙下湖阶段 ： 当湖泊全被固体盐类 填满，全年都不存在天然卤水，盐层之 上通常被碎屑沉积所覆盖，成为埋藏的 盐矿床，盐湖的发展即停止。
在弱氧化环境下，造铁细菌往往吸取 了重碳酸铁[Fe(HCO3)2]中的CO2，导致菱 铁矿（FeCO3）的沉积 ： Fe(HCO3)2 FeCO3↓+H2O+CO2 细菌作用 菱铁矿 深水湖底由于生物遗体分解产生H2S的 聚集，形成还原环境，导致黄铁矿沉积 Fe(HCO3)2+2H2S→FeS2↓+3H2O+CO2+CO↑ 锰、铝的沉积：一般认为与腐殖质的 作用有关
第三节 沼泽的地质作用
• 沼泽的成因主要有两类：
• 一类是湖泊的沼泽化，它形成于湖泊发 展的晚期，是在湖泊淤塞过程中形成的。 • 另一类是由陆地沼泽化后形成的，如在 河漫滩、阶地或泛滥平原、三角洲等 ， 因长期滞水，发生沼泽化 。
早期：湖滨很少沉积物
中期：由于三角洲发育 湖滨开始形成沼泽
晚期：三角洲扩大形成 连续的湖滨沼泽
• 据湖水中含盐量的多少，可把湖泊分为： 含盐量低于0.3‰的淡水湖； 含盐量为0.3—1‰的微咸湖； 含盐量为1—24.7‰的咸水湖； 含盐量高于24.7‰的盐湖。 一般来说，潮湿气候区泄水湖泊常为淡水 湖，干旱气候区的不泄水湖常为咸水湖或 盐 湖。
三、湖水的运动
• 运动方式：波浪、湖流、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 和排出水流的定向流动控制，其流速一般仅为 数cm/s,所产生的动能较弱。 • 浊流是一种载有砾石、泥沙等大量悬浮物质的 高密度水下重力流，呈整体悬浮搬运。见于深 水湖盆 • 湖水由于上下水层温差，可以产生对流运动
太湖
湖鄱 阳
滇 池
死 海
2、火 山 湖
• 火山湖是由火山作用形成的火山口贮水 湖盆 • 中朝边境长白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 形成的堰塞湖
长白山天池
五大连池堰塞湖
牡丹江镜泊湖
石油与天然气的成因理论
碳化物说 宇宙说
有机成因说
高温生成说
生油理论 生油理论
1．碳化物说
地球形成之初温度很高 碳、铁呈液态
Fe+C---FemCn
地球冷球之后，碳化 铁保存在地球深处 如果地表水沿地壳裂 隙向下渗透，与碳化 铁作用，生成烃
3FemCn+4mH2O→mFe3O4+C3nH8m
• 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
二、潮湿气候区湖泊的沉积作用 分为：机械的、化学的和生物的沉积作用 （一）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、注入水 流的径流量有密切关系
• 四、湖泊分布特点
• 世界最大的湖泊是原苏联的里海，为咸水湖， 面积达436340km2； • 世界最深的湖泊是俄罗斯的贝加尔湖，深 1640m； • 最高的湖泊是我国西藏高原的纳木错湖，湖 面海拔4718m； • 最低的湖泊是巴勒斯坦、约旦两国间的死海， 它的水面比海平面低395m； • 最多湖泊的国家是芬兰，有55000个湖泊。
西藏纳木错湖
• 我国最大的淡水湖是鄱阳湖，洪水期湖面积为 5160 km2，枯水期湖面积为2780 km2；
• 我国最大的咸水湖是青海湖，面积约4450 km2 • 河成湖多分布于东部地区； • 冰成湖主要发育于青藏高原； • 岩溶湖多分布于西南部岩溶发育地区； • 风成湖多分布于西北和内蒙的干旱ห้องสมุดไป่ตู้候区等 。
湖泊的碎屑沉积常呈环带状分布的特点
• 湖滨和近河口沉积—湖心沉积，由粗碎屑 物质→细的碎屑物质，即砂砾岩→砂岩→ 粉砂泥岩→泥岩。 • 湖滨—深湖底，由氧化环境→还原环境； 沉积物颜色由浅（浅灰） →深（深灰、灰 黑色）
（二）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，组成 盐类的易溶元素，如CI、S、K、Na、Ca、 Mg等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状态 由各种水体带入湖泊中。
三、干旱气候区湖泊的沉积作用
• 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 ，洪水季节可带入较粗的碎屑物质 • 生物作用较弱，在其湖泊中生物的沉积 作用居极次要地位 • 在干旱气候区的湖泊中化学沉积作用占 显著地位
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
堆积在湖底的生物遗体，在缺氧和富含 H2S的还原环境下，经过细菌的分解作用， 使富含脂肪和蛋白质的有机质遗体分解成富 含碳的有机物质，并与泥质混合形成腐泥， 埋藏于深处并被大量沉积物覆盖的厚层腐泥， 在还原条件下，经细菌的分解，和在地温 （一般认为约50-200℃或＜300℃）及压 力约为3×107Pa左右的环境下，有机质逐 渐分解和合成为碳氢化合物（烃类），之后 经历了复杂的物理、化学变化，可转化为石 油和天然气。
• 各种化合物的沉积方式有：
1、以化学或生物化学方式沉积 碳酸钙的沉积： 当重碳酸钙［Ca（HCO3）2］溶液被带入 湖后，在适当的温度、压力条件下，并因 生物吸收了水中的CO2，使碳酸钙过饱和而 沉积下来。 Ca（HCO3）2→CO2↑＋CaCO3↓＋H2O 重碳酸钙
重碳酸钙与生物遗体所分解出的氢氧化铵
• 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，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。
2、以胶体凝聚的方式沉积 呈胶体状态的氧化铁进入湖泊后，因 湖水pH值与河水不同，或因电荷中和导 致胶体凝聚而沉积，形成鲕状的赤铁矿 或肾状、钟乳状、致密块状的褐铁矿。
（三）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、底栖生物和低等的菌类 • 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
（堰塞湖）
（二）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、冰碛湖 • 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
牛轭湖
冰碛湖
敦煌月牙湖
3、湖水的化学成分
• 湖水中含有的大部分元素呈离子、胶体质点或 气体状态存在。含有的主要离子为HCO3-、 SO42-、Cl-、Mg2+、Na+、K+。 溶于湖水中的气体主要为O2及CO2，某些湖 中还含有H2S等气体 。 • 潮湿气侯区泄水湖的湖水成分中常含较多的Ca （HCO3）2和有机质； • 干旱气候区不泄水湖泊的湖水成分中常含多量 的NaCl、Na2SO4等，有机质较少。
复习题
• 1、冰川划分哪两种类型？形成冰川须具 备什么条件？ • 2、山岳冰川按规模及形态分为几类？ • 3、什么是冰碛物？ • 4、风的搬运方式有几种？
第十章
湖泊及沼泽的地质作用
第一节
湖泊（Lake）概述
一、湖泊的成因类型 • 内力地质作用形成的 • 外力地质作用形成的
（一）内力地质作用形成的