第15章 湖泊及沼泽的地质作用.docx

第十六章湖泊及沼泽的地质作用湖泊(lake)与沼泽(swamp)是大陆上的重要沉积场所，其中往往堆积有众多的矿产资源 在地质历史中湖、沼沉积有广泛分布，湖泊的沉积物类型与气候有较大的关系，因此可以通 过地层中湖泊沉积的特点了解古地理和古气候情况第一节湖泊概述一. 湖泊概况湖泊一一陆地上的积水洼地湖泊在其发展过程中，常因淤积转变为沼泽湖+沼总面 积占全球大陆面积的4.1%湖泊遍布世界各地，其总面积为270万km2，约占陆地总面积的1.8%世界上湖泊最多的国家是北欧的芬兰，共有湖泊五万五千多个，占该国面积的8%，有 湖国之称湖泊规模不等，世界最大的湖泊是原苏联的里海，为咸水湖(salt water lake)，面积达436 340km2世界第二大湖是北美的苏必略尔湖，为淡水湖(fresh water lake)，面积达88 627km2 世界最深的湖泊是俄罗斯的贝加尔湖，水深达l 620m湖泊所处位置的高低相差悬殊，最 高的是我国西藏高原的纳木湖，湖面海拔4 718m最低的是巴勒斯坦、约旦两国间的死海， 它的水面比海平面低395 m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。

湖水的来源深受气候和地形的影响一般情况下，位于高处的湖泊，如山顶的火山口湖，主要靠大气降水；位于低洼处的湖泊，其水源除大气降水外还有地下水；温湿气候区的湖泊，湖水主要来源于河水与大气降水；干旱、冷湿气候区湖泊的湖水来源以冰雪融水和地下水为主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一般将有出口的湖泊称为泄水湖(sluicing lake域外流湖(external lake)，无出口的湖泊称 为不泄水湖或内流湖(basinal lake)如果湖水的流入量大于或等于湖水的排泄量，湖泊能长期存在；如果湖水的流入量少于 排泄量，湖泊便逐渐干涸或成为季节性间歇湖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+此外，生物所需的养分如 NO3、NO2-、NH4-、P、Si及Fe的化合物也很重要，它们的含量虽少但对湖中生物的繁殖 具有很大意义溶于湖水中的气体主要为O2及CO2，某些湖小还含有H2S及CH4等。

在某一些由地下水补给的或干旱气候区的湖泊中可富集一定数量的微量元素，如Rb、 Cs、F、As、B、Th、I、U 等当湖水离子浓度接近饱和时，由于蒸发或其它原因，可发生盐类沉淀，最常见的是以碳 酸钠为主的碳酸盐(carbanate)，以硫酸钠为主的硫酸盐(sulfate)及以氯化钠和氯化镁为主的氯 化物(chloride)此外，湖水中还含有机质湖水的化学成分与湖盆的岩性、流入水的成分、所在地区的 气候及土壤性质等密切相关一般说，根据湖中含盐量不同划分为：潮湿地区的泄水湖，常为淡水湖，其含盐量＜3%干旱地区大多数为不泄水湖，由于蒸发量大而成微咸湖(brackish lake)，其含盐量在3% -10%；或成为咸水湖，具含盐量达10 %-24.7%；甚至成为盐湖(salt lake)，其含盐量〉24.7%0碱湖：自然碱为主，方解石、白云石苦湖：芒硝，石膏为主(硫酸盐类)盐湖：食盐(氯化物)硼砂湖：硼砂(硼酸盐类)咸水湖：同一湖水中的化学成分不是永远不变的，可以随自然条件的改变，而发生变化湖水的化学成分与湖盆的岩性，注入湖的水成分有关，与气候土壤亦有一定影响淡水湖蒸发＞流入量河水冲淡咸水湖潮湿地区干旱区淡水湖咸水、微咸水湖泄水湖不泄水湖c a(HCO3)2Nacl.Na2SO4有机质多有机质少我国西北盐湖很多，仅青海省就有一百多个，其中察尔汗湖是我国最大的盐湖，面积为1 600km2, 1954年以后在盐层上建有公路，称为万丈盐桥。

三. 湖泊的成因及其类型湖泊-'湖盆•水体可同时形成也可先有湖盆后有积水湖泊的可以由内动力地质作用形成，也可以是外动力地质作用改造而成根据湖盆的成因，湖泊分为以下类型：1 .内动力地质作用形成的湖盆(1)构造湖湖盆由构造运动引起如湖盆为向斜，称为向斜湖(synclinal lake)某部分地壳大规模沉降，也能形成构造湖，其面积常很大，形态不很规则，例如鄱阳湖、 洞庭湖由断层而产生的洼地能形成断层湖(fault lake)o多数断层湖具有形态狭长，湖水较深及 岸线较直等特点，如东非裂谷带上的湖泊及亚洲的贝加尔湖我国云南昆明的滇池呈弯弓形， 南北长约150km，东西宽10.5km，是在一个大背斜上由断层形成的新疆的天山是一系列复杂的断块山，山间盆地的湖泊都是断层湖，天山东端吐鲁番盆地 的艾丁湖，湖水面低于海平面154m，也是由断层陷落而成的著名的南京玄武湖是因断层产生的洼地，后经流水侵蚀和人工加工而成2)火山口湖湖盆为火山口：火山口为盆地形，积水成湖，白头山天池火山熔岩阻塞河流：五大莲池2.外动力地质作用形成湖盆所有外动力地质作用都可形成湖盆，规模小、水浅、湖盆周围可保留一些相应的外动力 地质作用的地形和沉积物。

1) 河成湖湖盆由河流的侵蚀与沉积而成如河漫滩的低洼处可积水成湖河流改道后，被遗弃的河床形成牛轭湖河流的三角洲上也可因泥沙淤塞而成三角洲湖河床因沉积而增高，可阻塞支流而成河床湖2) 冰川湖湖盆由冰川的刨蚀作用形成冰川地区尤其是大陆冰川地区，由于冰的刨蚀作用在岩性 软的地段形成洼地冰融后成湖呈串珠状分布的称为串珠湖，这类湖泊大多分布在高山、高原及高纬度地区美国与加 拿大交界地带有著名的苏必略尔湖、休伦湖、伊利湖、安大略湖和密执安湖等五大湖泊，其 总面积为24.5万km2,为世界上第一大淡水湖群，其形成皆与第四纪冰川的刨蚀作用有关 芬兰的湖泊以及我国西藏高原的湖泊，多数也是由第四纪冰川刨蚀形成的3) 海成湖湖盆由海水的侵蚀和沉积而成如海岸地带由于砂坝和砂咀封闭海湾而成的泻湖，以及 在海岸洼地上贮水而成的海岸湖4) 溶蚀湖与陷落湖湖盆经溶蚀而成者称为溶蚀湖(solution lake)，湖盆由地面塌陷面成者称为陷落湖 (fallenlake)o我国云南东南部、贵州西部、广西西部均有密集分布的溶蚀一陷落湖群，如云 南的异龙湖、八仙湖此外，地下岩盐溶解而成的盐池及由于冻土解冻，地面陷落而成的积水洼地也属陷落湖。

5) 风蚀湖(deflation lake)湖盆因风蚀而成，常见于干燥地区这类湖泊水浅易干，一般面积较小，见于我国青海、新疆、内蒙、甘肃等地，如甘肃 敦煌月牙湖6) 堰塞湖(dammed lake)湖盆的形成是因河谷被山崩所形成的岩块或火山喷出的熔岩流阻塞，或冰川谷被冰川终 碛堵塞如1933年四川茂县叠溪地震后，岷江被堵，形成了总长17km、深达130多米的两个湖 泊镜泊湖是由熔岩堵塞牡丹江水所形成，湖水深达48m，湖口瀑布还用来发电著名的黑龙江五大莲池是熔岩流堵塞讷谟尔河的支流所形成的新疆天山的天池则是在构造断陷的基础上，经冰川刨蚀形成的冰蚀谷，被冰川终碛及泥 砾阻塞而成7) 人工湖 水库(resevoir)由人工筑坝堵塞谷地而成我国有很多水库，如十三陵水库、新安江水库、刘家峡水库自然界的湖盆成因往往不是单一的，而是多种地质作用的结果，例如：世界上最大的淡 水湖群，发育在北美（美国与加拿大交界处），由五大著名湖泊组成：苏必利湖、伊利、安 大略湖、密执安湖，原先是构造运动形成的构造湖，而后又经过冰川的刨蚀作用改造而成 由于湖盆成因不同，各类湖泊的分布反映了地质条件和自然地理情况我国：冰蚀湖：青藏高原、山岳冰川河成湖：东部平原地区（湖北）。

溶蚀湖：西南，岩溶发育的地方风成湖：西北、内蒙、干旱区四. 湖泊的能量1 .机械能量弱总的说来，湖泊中的水体处于较宁静的状态，运动缓慢而微弱，产生的机械动力小湖水有类似于海水的波浪、潮汐、湖流、蚀流波浪——较海水规模小得多，水深＞20米，不受波浪的影响潮汐——仅距海近的湖（湖水受海水潮流的影响较大）湖流一一也有水平、垂直、动力弱浊流——风浪影响小，入湖河流小，因此浊流规模小2 .化学能量强湖水中溶有一些气体02、H2S、电解质HCO3-、SO42-、Fe2 +等具有较强的化学 活性，溶解或分解一些元素若河流带入FeSO4FeSO4+2H2Sf FeS2 I +2H2O+SO23 .生物能量强湖水宁静，尤其淡水湖泊适合各种生物的生存，湖中生活有各种动、植、微生物，他们 的新陈代谢，可以改变湖水的化学性质PH、EH值，生物死之后遗体也是沉积物的直接来 源五. 我国湖泊分布的特点我国是多湖泊的国家湖泊有两万多个面积在100k皿以上的有100多个，1k皿 以 上的有2 800多个湖泊总面积达75 610k皿就地区而言，我国的湖泊主要分布在东部平原和青藏高原两大湖区其中，东部平原区的湖泊面积为23 430km2，占全国湖泊面积的31%。

湖北省境内江汉平原区大小湖泊共六百多个，其中100km2以上的有21个为我国湖 泊最多的省份之一青藏高原是我国湖泊面积广、分布稠密的地区，湖泊面积为36560km2，占全国湖泊总 面积的48.4%，它拥有世界上最高（海拔3000-5000m）且数量最多的高原湖泊群西藏有湖泊约两千个，面积达27 000km2，约占全国湖泊总面积的三分之一，是我国湖 泊面积最大的省区其水质有明显的分布规律：藏东南为淡水湖，藏南为淡水与咸水湖，藏 北为咸水湖，藏北北部为盐湖我国湖泊大致以大兴安岭一阴山一贺兰山一祁连山一昆仑山一唐古拉山一冈底斯山一 线为界此线东南多外流湖，且多为淡水湖，如江西省之鄱阳湖是我国最大的淡水湖，还有居第 二位的湖南省的洞庭湖该界线之西北多内流湖且多为咸水湖和盐湖，如仅西藏的盐湖就有170多个，面积达6000多km2，是我国盐湖分布最多的地区，也是世界上主要盐湖分布区之一第二节湖泊的地质作用.湖水运动的特征湖水和海水一样也处于经常运动之中然而湖泊比海洋范围小，水浅，所以湖水的运动 比海水弱1. 湖浪（lake wave）湖浪运动与海浪相似，但较海浪小在较小的湖泊中，湖浪的波长一般只有数米。

面积达5.9万km2的美国密执安湖，其最大湖浪波高也不超过4.5m，波长不超过30m我国鄱阳湖最大湖浪的波高为1.5m，波长为15m所以，即使是大湖，在水深20m以 下的湖底就不受波浪的扰动而为静水环境2. 湖流（lake current）是湖水的定向运动主要由风的吹动或进湖、出湖的流水所引起湖流常出现在河口处小湖的湖流流速不过几厘米/秒；大湖的略大如里海表面湖流流速为70cm/s，水深 150m处的底流水速也有25cm/s湖水上下层的水温和密度可以不同，也可产生湖水上升和下沉的对流运动由于湖水的 对流，氧可以被带入底层，使湖底具有氧化环境，从而促使某些物质发生化学反应并有利于 湖底生物的繁殖湖泊中也有潮汐现象，不过它们的规模较之海洋中要微弱得多如日内瓦湖的潮汐高度 只有2mm，贝加尔湖为1.5cm，伊利湖为8cm等湖泊中也。