低调富婆--湖泊的地质作用

文摘   2024-11-09 10:02   贵州  

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湖泊是指终年蓄积了水,又不直接与海洋相连的天然洼地。它是湖盆和湖水的总称,其中湖盆是形成湖泊的必要地貌条件,水是形成湖泊河或缺的物质基础。

世界湖泊之最

最大的湖泊: 里海(Caspian Sea),位于亚洲和欧洲的交界处,面积为143,000平方英里(371,000平方公里),是一个巨大的内陆咸水湖,是世界上接壤周边国家最多的湖,是世界最大咸水湖、世界蓄水量最大湖泊。

最深的湖泊: 贝加尔湖(Lake Baikal),位于俄罗斯伊尔库茨克州,最大深度为1637m,是世界上蓄水量最多的淡水湖、欧亚大陆最大的淡水湖,形成于约2500万年前印度板块和欧亚板块相互碰撞后的强烈地震,因此也是世界上最古老的湖泊。

最低的湖泊: 死海(Dead Sea),位于以色列和约旦之间,是地球上已露出陆地的最低点,有“世界的肚脐”之称,湖面海拔负430.5m,由于约旦河水被沿岸国家过度消耗,仍然在以每年1m的速度继续下降。湖水盐度极高,且越到湖底越高,在这样的水中,鱼类和其他水生物都难以生存,岸边及周围地区也没有花草生长,故人们称为“死海”。

我国是多湖泊的国家。湖泊有两万多个。面积在100 k㎡以上的有100多个。湖泊总面积达75610 k㎡。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 23430 k㎡,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,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36560 k㎡,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,仅西藏就有湖泊约两千个,面积达27000 k㎡,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。

最大的湖泊:青海湖,位于青藏高原东北部、青海省境内,中国最大的内陆湖、咸水湖。青海湖面积达4456k㎡,环湖周长约360km。湖面东西长,南北窄,略呈椭圆形。青海湖水平均深约21m,最大水深为32.8m,蓄水量达1050亿立方米,湖面海拔为3260m。

最深的湖泊:长白山天池,位于吉林省延边朝鲜族自治州安图县,是一座休眠火山,火山口积水成湖。天池海拔2189.1m,略呈椭圆型,南北长4.4km,东西宽3.37km。集水面积21.4㎞²,水面面积9.82㎞²,水面周长13.1km,总蓄水量20.4亿立方米。平均水深204m,最深处达373m,为中国最深的湖泊。

湖泊的成因类型

根据湖盆的成因,湖泊可以分为:构造湖、火山口湖、河成湖、冰川湖、海成湖、溶蚀湖与陷落湖、风蚀湖、堰塞湖、人工湖。

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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,以机械剥蚀作用为主。湖蚀主要由于波浪作用引起,湖泊没有潮汐作用,湖流的规模也很小,不足以形成强烈的地质作用。湖水波浪的大小决定于风力的大小、风势的久暂、湖盆的大小及湖水的深浅等因素。

在较大的湖泊周围,也可以看到风浪剥蚀形成的湖蚀洞穴、湖蚀凹槽、湖蚀崖等地形,它们如同海蚀地貌一样,只是规模要小一些。

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、退流、浊流等动力向湖心方向搬运,在适当部位停积下来。

湖泊的沉积作用

湖泊的沉积作用是湖泊地质作用的最主要内容,由湖水自身的破坏作用,河流、雨水携带而产生的碎屑物可以在湖盆中沉积下来。湖泊沉积物按成因类型可以大致分为三类:碎屑沉积物、生物沉积物和化学沉积物。湖泊沉积与其他陆源沉积相比,无论在粒度、成分、颜色上,还是结构、构造上都具有独特性。湖泊沉积一般厚度较大而且稳定,层序较清楚,具有完整、大型的水平层理,层位较全而且连续,常可作为地层的标准剖面。

1.机械沉积作用

碎屑沉积物在向湖泊中心流动时都会受到静止湖水的阻滞,此时沉积物便依照粒度和密度的大小顺序沉积下来。湖水的机械沉积作用所形成的碎屑物具有很好的磨圆度分选性,碎屑物的粒度在湖盆的平面上呈同心圆状分布。通常情况下由于湖水的反复作用,湖泊的机械沉积物很少见到大粒级的碎屑物,只有崩落时间不长的基岩湖岸才可见到粗碎屑和砾石。

季节性的气候变化对湖泊的机械沉积作用有很大的影响。夏季河流带入的碎屑物粒径较粗,数量较多;冬季河流带入的碎屑物较细,数量较少。此外,夏季生物新陈代谢和有机质的腐烂、分解较容易且彻底,故沉积物颜色浅,冬天则相反。因此一年内湖泊沉积物的颗粒粗细、层的厚薄、颜色深浅都具有规律性的变化。粗的、颜色浅的、层厚的代表夏季沉积物;细的、颜色深的、层薄的代表冬季沉积物。它们交互成文纹层。


2.化学沉积作用

湖水的化学沉积作用受气候条件的控制十分明显,不同的气候条件,湖水的化学沉积物有很大的区别,因此可以根据湖水的化学沉积物类型来推断湖泊所处的气候环境。

(1)潮湿气候区潮湿气候区由于雨量充沛,化学风化作用强烈,地面易溶的元素如K、Na最早流失,Ca、Mg等组成较易溶解的盐类和由Fe、Mn、Al、Si、P等组成的难溶盐类,随后也呈离子状态或胶体溶液的状态被搬运到湖中,并在一定条件下发生沉积。如Fe(HCO3)2或FeSO4的二价铁转化成高价铁沉积下来。但在不同的环境条件下,沉积作用的铁的化学组成还会有所不同。

温热潮湿气候下:

4Fe(HCO3)2+O2+2H2O → 4Fe(OH)3+8CO2(形成湖铁矿)

在冷湿气候下:

Fe(HCO3)2→ FeCO3+H2O+CO2(形成菱铁矿)

在缺氧的条件下:

Fe(HCO3)2+2H2S→FeS2+3H2O+CO2+CO(形成黄铁矿)

(2)干旱气候区干旱气候区的湖泊,湖水很少向外流泄,湖水的主要排泄方式是蒸发。因此,由地表水和地下水所带来的盐分年复一年地滞留在湖中,随着湖水的不断蒸发,湖水的盐度也逐渐增加,由淡水湖逐渐转变成咸水湖直至盐湖,当湖水中的盐度超过了饱和度后,各种盐类便逐步沉积下来。其沉积作用分为四个阶段:碳酸盐沉积阶段(可以形成具有经济价值的苏打、天然碱等,因此称之为碱湖)--硫酸盐沉积阶段(形成石膏、芒硝等硫酸盐沉淀,这类盐湖称之为苦湖)--氯化物沉积阶段(形成岩盐、光卤石等,此时称为盐湖)--盐湖干涸与盐层埋藏阶段(此时其他外力地质左右取代了湖泊地质作用,固体盐层可遭受风化、剥蚀或被其他沉积物所覆盖,成为埋藏的盐矿床)。

3.生物沉积作用

湖水的生物沉积主要发生在潮湿气候区,干旱气候区的生物沉积则较少。

潮湿气候区的湖泊中生长着各种生物,尤其是植物极为茂盛,这些植物绝大部分都在秋天死亡,并在湖底形成一层毡状生物遗体。湖水表面还生长着大量的浮游动物或其他小型动物,这些动物死后沉于湖底,与其他生物沉积物和碎屑物一起构成了湖底的有机质泥层。湖底缺氧的环境使厌氧细菌繁殖,在还原环境下,遗体中的蛋白质、脂肪以及碳水化合物、木质素等物质,经厌氧细菌作用,分解成为脂肪酸、醇、氨基酸等有机物。这些有机物质相互作用可转变为干酪根,它是不溶解于有机溶剂的有机质。当沉积物不断被埋藏并沉陷到相当深度(一超过1500m)以后,在60-120℃的最优地温条件下,干酪根转变为石油。如沉积物埋藏深(超过4000m),地温高(超过200℃)石油就转化成为天然气。石油在岩石的空隙中,最初是分散的,经过运移可富集在一定的地质构造部位而形成油田。

在寒带或温带较冷地区的淡水湖泊中,常有大量硅藻繁殖,硅藻死亡后的躯壳可堆积成为疏松多孔的硅藻土。

结语


湖泊是人类宝贵的自然资源之一,是人类生活和生产的重要水源,人们可利用湖水发展灌溉、发电、城市工矿的供水、水上运输、养殖业、旅游业,有的还能提供大量化工原料(如盐、除芒硝、石膏等以及多种稀有元素)。


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