15第十五章 湖泊与沼泽的地质作用
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• 1．碳酸盐阶段：溶解度较小的碳酸盐首先 达到饱和而结晶沉淀－苏打湖 • 2．硫酸盐阶段：湖水进一步蒸发、咸化， 硫酸盐沉淀结晶，深度变浅—苦湖 • 石 膏 （ CaSO4· 2O ） 、 芒 硝 2H （NaSO4· 2O） 10H
• 3．氯化物阶段：进一步浓缩形成天然卤水 （含盐度大于50‰）－盐湖 • 石 盐 (NaCl) 、 钾 盐 （ KCl ） 、 光 卤 石 (KMgCl· 2O) 6H • 4．沙下湖阶段 • 当湖泊被固体盐类填满时，盐层上部 被碎屑沉积所覆盖，代表盐湖发展已经停 止。
新疆天池
贡嘎冰湖
巴丹吉林沙漠的伊和扎格德海子，面 积也只有1.5km2，最大水深6.2m
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，湖 水主要以蒸发方式排泄。潮湿气候区多数湖 泊有出口，湖水主要以流泄方式排泄。 •（1）泄水湖（drainage lake）：湖水可以外 泻的湖泊 •（2）不泄水湖（undrainage lake）：没有 出口的湖泊
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
分解、H、O挥发 腐殖质 泥炭 （59%） 压源自文库 脱水 胶结 碳化
泥炭化作用
成煤作用
无烟煤（95%）
烟煤（82%）
褐煤（69%） 脱腐 殖酸
温压 作用
② 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） ③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+SO2
（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 Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑ 褐铁矿
细菌 作用
一定温压，有机质化合
动物死亡
还原 环境
腐泥
（富含碳的有机物 质与泥质的混合体 ）
烃类（hydrocarbon）
（碳氢化合物）
复杂的物理 化学变化
油气藏（oil and gas accumulation）
运移、聚集
石 油 (petroleum oil)
（二）干旱气候区湖泊的沉积作用
• 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
第三节 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。
湖泊的沼泽化
1泥炭；2-腐殖质泥炭；3-腐殖-腐泥；4-腐泥；5-基岩 a-早期，滨湖很少沉积物；b-中期，由于三角洲发育湖滨开始形成沼泽；c-晚
三、湖水的运动
• 运动方式有波浪、湖流和浊流等 • 1 波浪是由风或不均匀的气压作用造成的 • 2 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 • 3 浊流是一种载有大量悬浮物质的水下重力 流 • 湖水由于上下水层温，可以产生对流运动
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+。 •（ 1 ） 咸 水 湖 （ salt-water lake ） ： 含 盐 量 高 于 24.7‰ •（2）半咸水湖(brackish-water lake)：含盐量0.3～ 24.7‰ •（3）淡水湖（fresh-wawter lake）：含盐量小于 0.3‰
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)
• 外力地质作用形成的
（一）内力地质作用形成的湖泊
• 1 构 造 湖（tectonic lake）
• 由地壳构造变动形成的湖盆贮水而成的湖泊 • （1）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 • （2）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
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
以化学沉积为主 ； 可分为以下几个阶段：
2 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
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 • 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
太 湖
鄱 阳 湖
滇池
死 海
（一）内力地质作用形成的湖泊
•2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 • 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
长白山天池
（3）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。
3 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
（一）潮湿气候区湖泊的沉积作用
• 1 机械沉积作用 • 2 化学沉积作用 • 3 生物沉积作用
1 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
第十章
湖泊的地质作用
第十章 湖泊的地质作用
• • • • 湖泊（lake）： 是陆地上天然形成的积水洼地。 沼泽（Marsh）： 是地表异常湿润，生长有大量喜湿性植物， 含有大量有机质和泥炭堆积的地段。
第一节 湖泊的成因和湖水状况
•一、湖盆成因
• 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
• 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
二 湖泊的沉积作用
• 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
（二）外力地质作用形成的湖泊
• 1 河流截弯取直后被遗弃河道形成的牛轭湖 • 2 冰川的刨蚀作用形成的湖盆冰蚀湖 • 3 风蚀作用和风积作用形成的风成湖盆积水 形成的风成湖 • 4 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 • 5 岩溶地区因溶蚀塌落可形成岩溶湖
牛轭湖
鄱阳湖
• 3．氯化物阶段：进一步浓缩形成天然卤水 （含盐度大于50‰）－盐湖 • 石 盐 (NaCl) 、 钾 盐 （ KCl ） 、 光 卤 石 (KMgCl· 2O) 6H • 4．沙下湖阶段 • 当湖泊被固体盐类填满时，盐层上部 被碎屑沉积所覆盖，代表盐湖发展已经停 止。
新疆天池
贡嘎冰湖
巴丹吉林沙漠的伊和扎格德海子，面 积也只有1.5km2，最大水深6.2m
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，湖 水主要以蒸发方式排泄。潮湿气候区多数湖 泊有出口，湖水主要以流泄方式排泄。 •（1）泄水湖（drainage lake）：湖水可以外 泻的湖泊 •（2）不泄水湖（undrainage lake）：没有 出口的湖泊
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
分解、H、O挥发 腐殖质 泥炭 （59%） 压源自文库 脱水 胶结 碳化
泥炭化作用
成煤作用
无烟煤（95%）
烟煤（82%）
褐煤（69%） 脱腐 殖酸
温压 作用
② 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） ③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+SO2
（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 Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓+8CO2↑ 褐铁矿
细菌 作用
一定温压，有机质化合
动物死亡
还原 环境
腐泥
（富含碳的有机物 质与泥质的混合体 ）
烃类（hydrocarbon）
（碳氢化合物）
复杂的物理 化学变化
油气藏（oil and gas accumulation）
运移、聚集
石 油 (petroleum oil)
（二）干旱气候区湖泊的沉积作用
• 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
第三节 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。
湖泊的沼泽化
1泥炭；2-腐殖质泥炭；3-腐殖-腐泥；4-腐泥；5-基岩 a-早期，滨湖很少沉积物；b-中期，由于三角洲发育湖滨开始形成沼泽；c-晚
三、湖水的运动
• 运动方式有波浪、湖流和浊流等 • 1 波浪是由风或不均匀的气压作用造成的 • 2 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 • 3 浊流是一种载有大量悬浮物质的水下重力 流 • 湖水由于上下水层温，可以产生对流运动
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+。 •（ 1 ） 咸 水 湖 （ salt-water lake ） ： 含 盐 量 高 于 24.7‰ •（2）半咸水湖(brackish-water lake)：含盐量0.3～ 24.7‰ •（3）淡水湖（fresh-wawter lake）：含盐量小于 0.3‰
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)
• 外力地质作用形成的
（一）内力地质作用形成的湖泊
• 1 构 造 湖（tectonic lake）
• 由地壳构造变动形成的湖盆贮水而成的湖泊 • （1）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 • （2）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
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
以化学沉积为主 ； 可分为以下几个阶段：
2 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
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 • 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
太 湖
鄱 阳 湖
滇池
死 海
（一）内力地质作用形成的湖泊
•2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 • 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
长白山天池
（3）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。
3 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
（一）潮湿气候区湖泊的沉积作用
• 1 机械沉积作用 • 2 化学沉积作用 • 3 生物沉积作用
1 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
第十章
湖泊的地质作用
第十章 湖泊的地质作用
• • • • 湖泊（lake）： 是陆地上天然形成的积水洼地。 沼泽（Marsh）： 是地表异常湿润，生长有大量喜湿性植物， 含有大量有机质和泥炭堆积的地段。
第一节 湖泊的成因和湖水状况
•一、湖盆成因
• 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
• 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
二 湖泊的沉积作用
• 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
（二）外力地质作用形成的湖泊
• 1 河流截弯取直后被遗弃河道形成的牛轭湖 • 2 冰川的刨蚀作用形成的湖盆冰蚀湖 • 3 风蚀作用和风积作用形成的风成湖盆积水 形成的风成湖 • 4 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 • 5 岩溶地区因溶蚀塌落可形成岩溶湖
牛轭湖
鄱阳湖