湖泊沉積

湖水中物質由於物理、化學和生物作用，在湖內下沉和堆積。

比如：入湖水流挾帶的泥沙，由於流速減小而下沉；粗粒泥沙常沉積在河流入湖處，越向湖心，沉積的顆粒越細；礦物質溶解，主要由於蒸發、冷卻和化學作用，引起沉澱；湖岸在風浪和湖流作用下崩坍，崩坍的物質沉積在湖岸坡腳；湖中水生生物死亡後沉積在湖內。

由於湖水的流動性不強，加之地形相對封閉，所以，湖泊的沉積作用表現得最為明顯。湖泊的沉積物中有來自於河流的固體碎屑和可溶性礦物質，也有湖中或湖邊生物死亡後形成的有機物質。隨著沉積物的不斷沉積，湖床不斷變淺，最終淤積消失成為沼澤等濕地。

基本介紹

• 中文名：湖泊沉積
• 外文名：lacustrine deposit
• 含義：湖水中物質在湖內下沉和堆積
• 沉積方式：物理、化學和生物等方式
• 沉積物的分類：湖邊沉積物和湖心沉積物等
• 學科：地質學

湖泊沉積的分類

湖泊的沉積作用按其作用方式可以分為物理、化學和生物等幾種。不同氣候條件下，沉積方式有一定的差異。氣候潮濕地區，湖泊的沉積作用既有物理、化學沉積，也有大量的生物沉積；在乾旱地區的湖積物中，生物沉積較少，同時由於蒸發量大於補給量，在化學沉積過程中以鹽類的沉積為主。

柴達木盆地察爾汗湖中析出的礦物質晶體

乾旱氣候區的湖泊很多都是無出口的不泄水湖，周圍地區的可溶礦物鹽類通過地表徑流不斷匯聚於湖中，強烈的蒸發作用使湖水含鹽度不斷升高。當湖水濃縮至溶液到達過飽和狀態時，湖水中的礦物鹽類便會陸續沉澱析出，形成鹽湖。

研究湖泊沉積的意義

通過不同年代沉積相的對比，有助於了解湖區古地理；研究湖泊沉積物的礦物組成和分布特徵，探明沉積物質來源，可為尋找湖相沉積礦藏提供依據；分析湖積物不同層次的厚度和性質，可探明湖盆形成年代，推斷這些沉積物形成時期的水文、氣候條件。沉積物中積累了大量有機物和多種稀有元素，為各種湖相沉積礦床的形成提供物質來源。

沉積物的分類一

湖泊沉積物可分為碎屑沉積物、化學沉積物和生物沉積物或這些物質的混合體。

碎屑沉積，主要是粘土、淤泥和砂等，礫石較少，盡見於河流注入處。在氣候濕潤區發育較好。沉積形態與組成受水動力條件和湖底地形支配。沉積物的水平分布為，自湖濱至湖心，顆粒由粗變細呈環狀排列。沉積物的垂直分布是，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。中國洞庭湖自1951年至1978年的28年中，平均每年的淤積量約1.017m³，估算湖底沉積每年增厚3.7cm。根據淤積量和湖盆容積,可以估算湖盆衰亡的相對年齡。陸相碎屑沉積物以石英、長石、方解石和雲母等礦物為主，其中矽鋁氧化物的含量占主導地位。中國長江中下游地區的湖泊沉積物中，矽鋁氧化物含量可達76～87%，雲南岩溶區這一含量為58～63%，而乾旱地區只有36～58%。隨矽、鋁氧化物含量減低，鈣、鎂氧化物則相應增加。根據兩類氧化物含量的比值，可以鑑別現代或古湖盆所處的發育階段。當比值小於10時，湖盆處於鹹水湖或鹽湖階段；當比值大於10時，湖盆為淡水湖發育階段。

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。鹽湖沉澱的鹽類分為3類：碳酸鹽沉積，主要沉積物有白雲石；硫酸鹽沉積，湖中大量沉積石膏；氯化物沉積，為鹽湖的發育晚期，主要形成鈉鹽和鉀鹽等礦物。

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，其中浮游生物占優勢。在缺氧條件下，有機物不能全部分解，而形成富含脂肪、蛋白質和蠟狀物體的不定形膠質塊。呈橄欖色、灰色等。沉積厚度有時達幾米。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。黑龍江、吉林和長江中下游地區均有泥炭蘊藏。沉積層理與一年中湖泊沉積物類型和厚度與季節變化有關。夏季入湖徑流量大，進入湖中的碎屑多，沉積量較大；秋季水生植物枯萎，生物沉積也能增加沉積厚度；冬、春季沉積較少。湖泊沉積厚度的多年變化，主要決定於年水量的多寡。水量越大，沉積的碎屑越多。由於沉積物質不同和湖水溫度分層，形成了湖底沉積的層理。有季節層和年層兩種。研究年層理的厚度、結構和顏色，可確定湖泊年齡和這些沉積形成時期的水文和氣候條件。

沉積物的分類二

湖泊沉積物可分為湖邊沉積物和湖心沉積物；湖泊逐漸淤塞，則成沼澤，其沉積物為沼澤沉積物。

1 湖邊沉積物：主要由湖面風浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質組成。近岸帶多數是粗顆粒的卵石、圓礫和砂土；遠岸帶則是細顆粒的砂土和黏性土。近岸帶沉積物具有明顯的層理構造，承載力較高。遠岸帶則承載力較小些。

2 湖心沉積物：由河流和湖流挾帶的細小懸浮顆粒，在湖心沉澱形成的，主要是黏土和淤泥，常夾有細砂夾層。壓縮性高，強度低。

3 沼澤沉積物：主要由含有半腐爛的植物殘餘體——泥炭組成。其含水量可達百分之百，因腐殖質是吸水能力極高的物質，其透水性極低，壓縮性極高且不均勻，承載能力很低。

泥炭不宜作永久建築物地基；對於含腐殖質比例較低的泥炭，當其含水量較低時，則有一定的承載力，但需特別注意地基沉降問題。

沉積物中的礦物

他生礦物

他生礦物來源於湖泊以外的地區，一般是由河流、地表徑流的搬運、湖岸侵蝕、大氣降落物以及人文來源供給的，它們以到達湖水時的形式堆積於沉積物中。他生礦物的組分，可提供有關湖泊周圍陸地的特徵，包括人類改造活動的相對重要性的有用信息。重要的他生礦物為矽酸鹽、粘土和碳酸鹽等。

內生礦物

內生礦物是由於湖水中的化學作用，導致沉澱物或絮凝物沉降至沉積物表面而形成的，是湖水化學和生物條件的重要指示物。內生礦物顆粒的沉降作用往往只出現於一年中較短的時間內。譬如：1. 在溫帶湖泊中，經常在硅藻繁盛期之後，二氧化矽和硅藻殼一起沉積；2. 在鈣質湖泊中，碳酸鈣的沉澱往往是由於藻類光合作用引起pH值增高的結果；3.鐵(III)沉澱物的形成往往隨著pH值和氧化還原條件的暫時改變而變化的。

自生礦物

自生礦物是由於特殊化學和物理條件而形成於沉積物中的礦物。他生礦物和內生礦物遭受結構上的變化或通過溶解物質而形成新礦物的過程，一般稱為成岩作用。鑒於這些反應影響了沉積物中固相與液相之間的平衡，從而改變了能夠遷移至湖水的元素的濃度。因此，它們是極為重要的。