湖泊沉積物,湖泊沉積作用和湖泊沉積物的基本特徵

2021-05-22 15:44:32 字數 5071 閱讀 2215

1樓:中地數媒

(一)湖泊沉積作用

湖水的基本運動形式有波浪、湖流及其他動力現象。湖面上波浪作用的原理、方式都與海面波浪相似,構成波浪的水質點作週期振動,其大小取決於風力、風的持續時間及水下地形。在靠近湖岸淺水區,波浪也出現破碎。

湖流是指湖中水團沿一定方向前進的運動。湖流按成因可分為重力流和風生流兩類。重力流是由於水面傾斜產生重力沿水面的分力而引起的流動,也稱梯度流。

風生流是由風對水面的摩擦力及與風同時產生的波浪的背壓力所引起的湖水運動。它取決於風力、風的持續時間及湖面的大小。

湖泊沉積的特徵與湖水動力條件、水化學條件及水生生物三者的作用有直接聯絡。湖相沉積過程和海相沉積過程一樣可分為物理的、化學的及生物的3種形式,但由於湖泊的規模比海洋小得多,湖浪和湖流的作用遠遠沒有海洋動力作用明顯,故湖泊沉積物的混合性較海相沉積大。湖泊沉積的特徵受到氣候因素及周圍環境因素的控制,如降雨量、蒸發量、水體補給、流域土壤性質、植被條件、進入湖盆碎屑物的數量等。

在不同的氣候條件下,發育著不同性質的湖泊,不同性質的湖泊有自己的沉積特點,如在溼潤地區,蒸發量小於降雨量,這裡的湖泊的淡水湖,其堆積物為典型的淡水湖堆積;在乾旱半乾旱地區,蒸發量大於降雨量,這裡的湖泊常為間歇性的,其堆積物為鹽湖沉積。

在湖泊地質作用下,堆積於湖盆內的沉積物稱湖積物。

(二)湖泊沉積物

1.淡水湖沉積物

以碎屑沉積為主,也有碳酸鹽類化學沉積和矽質的生物沉積。

(1)碎屑沉積 以砂、粉砂、粘土為主,從湖岸到湖中心,碎屑物具明顯的分選性,按巖相可劃分為:

a.濱岸帶沉積 濱岸帶在湖岸波浪作用及河流注入的影響下,水流呈渾濁狀,沉積物顆粒較粗,有時有礫石層及砂礫層堆積。礫石的大小決定於物質**情況,湖積礫石較大的在3~4cm之間,一般為2~3cm,分選及磨圓極好。

遠離河流入湖口處,一般均以砂為主,磨圓度也很好,堆積在沿岸淺水帶形成淺灘及沙洲。湖相砂礫石層均具清楚的層理,層面上常見不對稱的浪蝕波痕,說明其沉積于波浪所能及的水深環境中,湖泊波浪所能擾動的深度一般小於20m。沿湖三角洲相沉積中尚有明顯的斜層理,向湖心方向顆粒變細,層理也漸趨平緩。

濱岸帶堆積寬度決定於湖底坡度。

b.過渡帶沉積 位於濱岸帶及湖心帶之間,在靠近濱岸帶部分,水流呈紊流狀,細粒物質被帶走,只有較粗的懸浮物質可以沉積下來,一般為亞砂土及粉砂。此帶沉積受季節影響變化較大,春夏時水量大,沉積物質略粗,秋冬季節水量小時,沉積物質較細。

粗細變化構成薄層的水平層理,成為湖積物的典型結構特徵。

c.湖心帶沉積 湖泊中心部位,水流比較平靜,細粒懸浮物質在此帶內不間斷地沉積,形成層理較厚的粘土和淤泥的互層。

紋層是湖積物特徵之一,它是由顏色、粒度或化學沉積物構成的成對季節沉積物所組成的。通常夏季蒸發作用強,沉積白色碳酸鈣薄層(含碳、氫、氧同位素和較多的鍶);冬季蒸發作用弱,沉積黑色粉砂與淤泥(含鍶較少);二者組合成一個年層。由於粘土與淤泥互層反映季節性變化,據此可計算湖積物的年齡。

湖相碎屑沉積的分帶現象,在平面上呈現為不規則的向心環帶狀(圖5-1)。

圖5-1 湖泊動力與沉積環境分帶

ⅰ—湖濱帶;ⅱ—過渡帶;ⅲ—湖心帶

(2)化學沉積 淡水湖泊的化學沉積物沉積於靜水地帶。在寒冷氣候區常形成湖成灰泥(泥灰岩),在潮溼氣候區常形成湖成鐵礦。

a.湖成灰泥 河流或泉水攜帶重碳酸鈣溶液進入湖泊後,與湖底的礦物或粘土顆粒混合形成鈣質淤泥。淤泥中也混有矽質、鐵質及有機質,重碳酸鈣含量達50%~95%。

這種淤泥固結後形成泥灰岩。湖成灰泥層理清晰,固結很硬。即使重碳酸鈣溶液沉澱時達不到成層條件,也常集中形成鈣質結核,形成含鈣質結核的湖相粘土層。

我國第四紀湖相層中,含鈣質結核的湖相粘土層分佈很廣。

b.湖成鐵礦 湖成鐵礦形成於潮溼的溫帶和**帶地區,它與森林灰化土的形成關係密切,在灰化土型土壤形成過程中,低價鐵的化合物——fe(hco3)2、feso4等從土壤中析出,進入湖泊,以膠體狀態與有機質混合,形成鮞狀、豆狀、餅狀或透鏡狀的鐵礦層。如在湖濱岸的氧化環境中,fe(hco3)2或feso4經過氧化而形成褐鐵礦,或稱湖礦。

地貌學及第四紀地質學基礎

在湖泊深部還原環境下,當fe(hco3)2或feso4與湖底有機質分解出的co2及h2s發生作用則形成黃鐵礦或白鐵礦的沉澱。

地貌學及第四紀地質學基礎

在冷而溼的氣候條件下,細菌作用可以吸取fe(hco3)2中的co2,形成菱鐵礦。

地貌學及第四紀地質學基礎

(3)生物沉積 在潮溼氣候條件下,湖積物中常含有大量植物和動物的殘骸,它們在還原環境中分解,形成含豐富有機質的淤泥(腐泥)及泥炭。腐泥含碳量較高(c:40%~50%、h:

6%~79%、o:34%~44%、no<6%),在掩埋成巖後可形成腐泥煤。如埋於深處,在較高的溫度與壓力下,可以形成沼氣或天然氣以至石油。

腐泥又可分為碎屑質腐泥、粘土腐泥和石灰質腐泥。碎屑質腐泥形成於近岸部分,為一些高等植物、矽藻等的殘骸堆積而成。矽藻是在溫帶較冷氣候下生長的,大量的矽藻堆積後可形成矽藻土。

粘土質及石灰質腐泥是由低等水藻殘體為主構成的。湖泊中形成廣泛的腐泥層時,標誌著湖泊向沼澤方向的演化。隨著植物的發展,在腐泥之上,常常堆積泥炭層。

由於在湖泊的不同水深環境中,生長著不同植物,因此,從湖濱到湖心,可以形成不同型別的泥炭。同時,隨著湖泊的演化而產生的植物變化,使泥炭層在湖積物的垂直剖面上,也可見到泥炭型別明顯的變化。

2.鹽湖沉積物

氣候乾旱、地形閉塞和湖水不外洩是形成鹽湖的有利條件。在我國西北地區現代鹽湖分佈極廣。

鹽湖的成鹽作用即是鹽湖形成發育過程(圖5-2)。隨著湖水不斷蒸發,湖泊含鹽量提高,形成不同水化學型別的鹽湖。圖5-3橫座標示湖泊的水化學型別,由**中可見,無論哪一種礦化型別,按成鹽作用的先後,均順序為碳酸鹽沉積湖、硫酸鹽沉積湖和氯化物沉積湖。

圖中表現出鹽湖發展的不同階段以及不同時期有不同的鹽類礦物沉積。碳酸鹽湖或蘇打湖沉積為淡水湖向鹽湖的過渡型別,也是鹽湖沉積的第一階段。湖水的特點是含有重碳酸鈉和微量鉀、鎂、鈣的碳酸鹽。

沉積物中形成方解石、白雲石、蘇打(na2co3·10h2o)、水鹼(na2co3·h2o)和天然鹼(na2co3、nahco3·2h2o)。這種湖又稱為鹼湖。內蒙古、黑龍江及吉林等省(區)分佈有不少鹼湖。

吉林省乾安縣大布蘇鹼泡子為著名鹼湖,湖水很淺,冬季結冰時地面也出現天然碳酸鈉的結晶。碳酸鹽沉澱後,湖水進一步鹹化,飽含硫酸鹽的湖水遂發生石膏(caso4·2h2o)、芒硝(na2so4·10h2o)和無水芒硝(na2so4)等硫酸鹽的沉澱,常見石膏、芒硝與白雲石、方解石等礦物組合。這種湖泊又稱苦湖,在我國新疆、青海都有分佈。

硫酸鹽析出後,湖水進一步蒸發濃縮,遂析出溶解度最大的氯化物,如食鹽(nacl)、雜滷石(2caso4、k2so4、mgso4·2h2o)、光鹵石(kcl、mgcl2、6h2o)和鉀鹽(kcl)等,即狹義的鹽湖沉積,代表鹽湖沉積的最後階段。我國著名的柴達木茶卡鹽池、柯柯鹽池都是這一型別。與氯化鈉沉澱時的濃度相當,如湖水內含硼酸鹽,則可形成硼砂(na2b4o7·10h2o),**地區就有世界聞名的硼砂湖。

圖5-2 乾旱帶現代湖泊成鹽作用**

(據h.m.斯特拉霍夫,1956)

ⅰ—蘇打湖;ⅰa—強蘇打湖;ⅰb—中等蘇打湖;ⅰc—弱蘇打湖。ⅱ—硫酸鹽湖;ⅱa—鈉鎂湖;ⅱa′—鎂鈉湖;ⅱb—鈉鎂鈣湖;ⅱc—鎂鈣湖。ⅲ—氯化物湖;含有nacl、mgcl2、cacl2

1—碳酸鹽期;2—硫酸鹽期;3—氯化物期;4—被蘇打混入物強烈汙染的硫酸鹽沉積物;5—被硫酸鹽混入物強烈汙染的岩鹽

圖5-3 鹽湖發育圖示

(據h.m.斯特拉霍夫,1956)

ⅰ—碳酸鹽湖;ⅱ—硫酸鹽湖;ⅲ—氯化物湖;ⅳ—砂下湖;1—碳酸鹽沉積;2—硫酸鹽沉積;3—石鹽

湖泊的沉積物分為哪幾種型別?

2樓:北京理工大學出版社

湖泊沉積物

可分為湖邊沉積物和湖心沉積物兩類。

(1)湖邊沉積物是由湖浪衝蝕湖岸形回成的碎答屑物質在湖邊沉積而形成的,近岸帶多為粗顆粒的卵石、圓礫和砂土,遠岸帶為細顆粒的砂土和黏性土。湖邊沉積物具有明顯的斜層理構造,近岸帶土的承載力高,遠岸帶則差些。

(2)湖心沉積物是由河流和湖浪攜帶的細小懸浮顆粒到達湖心後沉積形成的,主要是黏土和淤泥,常夾有細砂、粉砂薄層。湖心沉積物壓縮性高,強度很低;若湖泊逐漸淤塞,則可演變為沼澤,形成沼澤土,主要由半腐爛的植物殘體和泥炭組成,含水量極高,承載力極低,一般不宜作天然地基。

河流沉積物的型別和特徵,湖泊沉積物的型別和特徵

3樓:匿名使用者

河流沉積物【河流沉積的物質稱為沖積物】

沖積物的特點

1.分選性好。沉積物顆粒的大小與流速關係密切。

2.成層性好。由於河流流速在時間上的變化以及氣候等在時間上的變化,使某一地區河流中沉積物在垂直剖面上顆粒大小、顏色深淺呈有規律變化而顯示出來的成層現象,叫做河流沉積物的成層性。

3.韻律性明顯:在河流沉積物中兩種或兩種以上的沉積物(顆粒大小、顏色等)在垂直剖面中有規律地交替出現的現象。它反映了沉積環境的規律性變化。每重複一次,稱為一個韻律。

4.顆粒的磨圓度較好。河流沉積作用一般發生在河流中、下游,其搬運距離較遠。在其搬運過程中,顆粒互相撞擊,並與河底岩石相互摩擦,使被搬運的顆粒不僅變小,還失去稜角,使磨圓度變好,明顯好於坡積物、洪積物和殘積物。

5.成分複雜。其決定於河流所經地區的岩石、礦物種類。主要是一些物理、化學性質較穩定的礦物和岩石顆粒。

根據沉積場所不同,分為河床相沉積物,河漫灘相沉積物及河口沉積物。

湖泊沉積物分為碎屑沉積物、化學沉積物和生物沉積物或這些物質的混合體。

①碎屑沉積,主要是粘土、淤泥和砂等。在氣候溼潤區發育較好。沉積形態與組成受水動力條件和湖底地形支配。

沉積物的水平分佈為,自湖濱至湖心,顆粒由粗變細呈環狀排列。沉積物的垂直分佈是,最下層為最古老,依次向上,沉積時期越新。沉積物中水分由上向下逐漸減少。

碎屑沉積量和沉積速度各湖不同。

②化學沉積,可以形成各種可利用的鹽類。化學沉積受溫度的影響較大,冬季溫度接近於零或低於零時,鹽類析出。化學沉積多見於乾旱地區,湖泊由碎屑沉積開始,以鹽類沉積告終,即從淡水湖演變為鹹水湖直至鹽湖,基本上代表了乾旱地區鹽湖的整個發育過程。

③生物沉積,湖沼中有機體死亡沉於底部形成生物沉積物。

生物沉積物按其成分和構造,分為腐殖質泥土和泥炭兩類。

腐殖質泥土為富營養型湖泊所特有。它主要由有機物組成,其中浮游生物佔優勢。

泥炭為貧營養型湖泊所特有。沉積物主要有漂浮植物層、苔蘚及其他草本植物的殘留物所組成,間或含有木本植物。

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