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地質學
第一章 概論
第十二章 河流與河流的地質作用
第十三章 地下水
第十四章 風的地質作用
第十五章 冰川與冰川的地質作用
第十六章 湖泊和沼澤的地質作用
第十七章 海洋
第十八章 海水的地質作用 - 海水的剝蝕和搬運作用
第十九章 板塊構造學說
第十一章 地質圖與地質圖的判讀
第十章 地層與地質時間
第二章 我們居住的地球
第三章 礦物
第四章 岩石概論
第五章 火山與火山作用
第六章 風化和土壤
第七章 地質作用、地殼變動與構造運動
第八章 化石與古生物學
第九章 地殼與生物進化的歷程概述
第二十章 環境地質學
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16-1 湖泊和沼澤的一般觀念
湖泊和沼澤是大陸上相對靜止的水體。其地質作用以沉積作用為主。與大陸上其它外動力的沉積作用相比,形成的沉積物分布面積較廣,岩性和厚度變化較小。湖泊和沼澤的沉積物易於保存下來,常形成如鐵、錳、鋁、煤、石油和鹽類等重要沉積礦產。湖泊和沼澤的沉積明顯地受氣候、地形和構造運動等因素的影響,而且湖泊又有調節河流流量和湖區附近氣溫的作用。因此,對湖泊和沼澤地質作用的研究,不僅對找尋其形成的礦產資源以及利用現代的湖泊和沼澤具有重要意義,而且還有助於分析研究地質歷史,古環境與古地理、古氣候特徵,並為該地區構造提供重要證據。
 
湖泊占世界陸地面積的1.8%。湖泊的大小、形狀極為懸殊,世界最大湖泊是黑海,面積為371000km2;最深的是貝加爾湖,最深點為1740m。我國湖泊從康藏高原到長江口,從黑龍江到雲貴高原均有分布。青海湖、納木湖、洪澤湖、洞庭湖和鄱陽湖等都是舉世聞名的大湖。我國的湖泊湖面達1km2以上者約2800個,面積共約8萬km2,但與幅員遼闊的國土相比,卻僅占0.8%弱。因此,仍屬世界上湖泊較少的國家之一。湖北中部有大小湖泊一千多個,總面積七千餘平方公里,為我國著名湖區之一。美國明尼蘇達州有千湖州之稱,是美國著名湖州之一。湖泊不僅是一種地質動力而且它能給人類帶來很多好處,因而被譽為藍色寶石和鑲嵌大地上的明珠。

 
16-1 湖泊和沼澤的一般概念
 
一、湖泊的一般概念 
 
湖泊是陸地表面漥地積水而成的水域。湖水的來源、成分和湖盆的成因,位置等,都對湖泊的地質作用有著十分重要的影響。
 
1.湖盆的成因
湖盆的成因極多,除風化和變質作用外,幾乎動力地質作用均可形成湖盆。但世界各地的大湖湖盆多是由構造運動形成的,如蘇聯的貝加爾湖,我國的洞庭湖、鄱陽湖等。其它動力地質作用形成的湖盆,一般規模都比較小,如由火山口積水而成的火口湖湖盆(圖16-1),熔岩堰塞而成的湖盆以及河流地質作用形成的牛軛湖,冰川地質作用形成的冰蝕湖,風蝕和風積形成的風成湖,地下水地質作用形成的溶蝕湖,海洋地質作用形成的瀉湖,山崩物質堵塞而成湖泊等各種各樣的湖盆。
 

 
2.湖水狀況
湖水主要來自大氣降水、地面流水水和地下水,其次來自冰雪融水和海水等。不同湖泊的湖水來源不同,它們主要受氣候和位置的影響。位於地勢較高的湖泊,如長白山的天池,要靠大氣降水補給;溫濕氣候區的湖泊,湖水主要來自地面流水和大氣降水;乾旱和冷濕氣候區的內陸湖泊湖水,則以冰雪融水和地下水補給為主;而靠海的瀉湖則以海水補給為主。
 
湖水通過蒸發、流泄和滲透等方式不斷消耗。乾旱氣候區的多數湖泊無出口,湖水以蒸發和滲透為主消耗;溫濕、濕熱氣候區的多數湖泊有出口,湖水主要以向外流泄的方式消耗。一般將有出口的湖泊稱為泄水湖(Drainage lake)。無出口的湖泊稱不泄水湖(Undrain lake)。只有當湖水補給量大於消耗量時,才能保持為終年積水的湖泊,否則將成為季節性有水的間歇湖(Intermitten lake)。
 
湖水的成分主要受氣候和入湖水源流經區岩性的影響。一般溫濕氣候區的泄水湖的湖水成分,以Ca(HCO3)2為主,且含有機質較多;乾旱氣候區的不泄水湖的湖水成分,常含較多的NaCl、Na2SO4,而有機質較少。根據湖水的含鹽度,可將湖泊分為三類:含鹽度<0.3? 者,稱為淡水湖(Fresh water lake);含鹽度為0.3~24.7? 者,稱為半(微)鹹水湖(Brackish water lake);含鹽度>24.7?者,稱為鹹水湖(Salt water lake)。其中有鹽類達過飽和而結晶出來的湖泊又稱為鹽
湖(Salt lake)。一般溫濕、濕熱氣候區的泄水湖為淡水湖,乾旱氣候區的小泄水湖為鹹水湖甚至鹽湖。湖水的化學成分並非固定不變,隨著湖區的構造運動、氣候等因素的變化,淡水湖可轉變為鹹水湖或鹽湖,反之,鹹水湖也可被沖淡成
淡水湖。
 
深水湖泊不同深度的湖水密度不同,可出現垂向分層現象。一種為鹽度分層,如死海,其鹽度分層十分明顯。又如阿拉斯加的努烏克湖,其上層為密度較小的淡水、下層為密度較大的鹹水,這種密度差異阻止了水的對流。另一種是溫度分層,因為淡水密度以4℃時最大,地處溫帶和亞熱帶的深水湖泊,表層水溫隨季節波動於4℃上、下,在夏季由於表層湖水溫度高於4℃,密度小,不發生上、下水層的對流;在冬季表層水溫降至4℃左右,密度較大,發生湖水的上、下對流。以此類推,寒帶和熱帶的深水湖泊很少發生湖水的上、下對流現象。
 
3.湖水的動力
湖水的動力也有波浪、潮汐、湖流和濁流等機械動力,以及化學動力和生物動力。與海洋相比,湖泊機械動力很小。湖水波浪波長一般只有數米,波高只有數十厘米。我國鄱陽湖最大湖浪波長為15m,波高為1.5m,所以湖水深度超過20m,湖底不受波浪的擾動。湖水流速很小,一般小於每秒數十厘米。濁流很少在湖中出現。總之,湖泊是一個較為安靜的環境。
 
相對而言,湖泊的化學和生物作用較為重要。溶解於湖水中的各種氣體(O2、H2S等)和離子(HCO3-、SO24-、Fe2+等)在湖水中具有較大的活動能力,可促進物質的溶解與沈澱。湖泊中生活著眾多的生物和微生物,它們的新陳代謝過程影響湖水的介質性質,生物是直接參與湖泊地質作用的重要動力之一。

 
二、沼澤及其成因 
 
沼澤(Marsh 或 Swamp)是陸地表面長年充分濕潤、喜濕性植物叢生並有有機質堆積的地段。沼澤可形成於不同氣候帶的潮濕地區,即使在寒帶地區,由於氣溫低,蒸發量小,相對濕度較大,也可形成沼澤,但以溫帶和亞熱帶地區為發育。世界沼澤分佈面積為3,500,000km2,約佔陸地總面積的2.3%我國沼澤分佈也相當廣闊。僅當年紅軍長征經過的松潘草地的沼澤面積就達2, 700km2。此外,在東北三江平原、松遼平原北部等地,均有大面積的沼澤分佈。

 


 
沼澤的成因較多,但歸納起來大致為兩類。一類是水體邊緣和附近地區(如湖濱、海濱、河幔灘、三角洲等)的沼澤化。由於這些地區水源豐富,地面排水不良,長期保持充分濕潤狀態,為喜濕性植物大量生長提供了有利條件,當喜濕性植
物大量生長並形成有機質堆積時,這些地區便轉變成了沼澤地帶(圖16-2)。另一類是由陸地直接沼澤化而成。在草原或森林地區,由於植物繁茂,致使潛水面抬高,或由地形關係使地面與潛水面吻合,或在泉口附近地區長期保持充分濕潤,當喜濕性植物叢生後,便會逐漸演變成沼澤。如太行山麓的沼澤,則屬湝水面與地面吻合發展而成。

 
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