[科普中国]-湖泊沉积

湖泊沉积的分类

湖泊的沉积作用按其作用方式可以分为物理、化学和生物等几种。不同气候条件下，沉积方式有一定的差异。气候潮湿地区，湖泊的沉积作用既有物理、化学沉积，也有大量的生物沉积；在干旱地区的湖积物中，生物沉积较少，同时由于蒸发量大于补给量，在化学沉积过程中以盐类的沉积为主。

干旱气候区的湖泊很多都是无出口的不泄水湖，周围地区的可溶矿物盐类通过地表径流不断汇聚于湖中，强烈的蒸发作用使湖水含盐度不断升高。当湖水浓缩至溶液到达过饱和状态时，湖水中的矿物盐类便会陆续沉淀析出，形成盐湖。1

研究湖泊沉积的意义通过不同年代沉积相的对比，有助于了解湖区古地理；研究湖泊沉积物的矿物组成和分布特征，探明沉积物质来源，可为寻找湖相沉积矿藏提供依据；分析湖积物不同层次的厚度和性质，可探明湖盆形成年代，推断这些沉积物形成时期的水文、气候条件。沉积物中积累了大量有机物和多种稀有元素，为各种湖相沉积矿床的形成提供物质来源。

沉积物的分类一湖泊沉积物可分为碎屑沉积物、化学沉积物和生物沉积物或这些物质的混合体。

碎屑沉积，主要是粘土、淤泥和砂等，砾石较少，尽见于河流注入处。在气候湿润区发育较好。沉积形态与组成受水动力条件和湖底地形支配。沉积物的水平分布为，自湖滨至湖心，颗粒由粗变细呈环状排列。沉积物的垂直分布是，最下层为最古老，依次向上，沉积时期越新。沉积物中水分由上向下逐渐减少。碎屑沉积量和沉积速度各湖不同。中国洞庭湖自1951年至1978年的28年中，平均每年的淤积量约1.017m3，估算湖底沉积每年增厚3.7cm。根据淤积量和湖盆容积,可以估算湖盆衰亡的相对年龄。陆相碎屑沉积物以石英、长石、方解石和云母等矿物为主，其中硅铝氧化物的含量占主导地位。中国长江中下游地区的湖泊沉积物中，硅铝氧化物含量可达76～87%，云南岩溶区这一含量为58～63%，而干旱地区只有36～58%。随硅、铝氧化物含量减低，钙、镁氧化物则相应增加。根据两类氧化物含量的比值，可以鉴别现代或古湖盆所处的发育阶段。当比值小于10时，湖盆处于咸水湖或盐湖阶段；当比值大于10时，湖盆为淡水湖发育阶段。

化学沉积，可以形成各种可利用的盐类。化学沉积受温度的影响较大，冬季温度接近于零或低于零时，盐类析出。化学沉积多见于干旱地区，湖泊由碎屑沉积开始，以盐类沉积告终，即从淡水湖演变为咸水湖直至盐湖，基本上代表了干旱地区盐湖的整个发育过程。盐湖沉淀的盐类分为3类：碳酸盐沉积，主要沉积物有白云石；硫酸盐沉积，湖中大量沉积石膏；氯化物沉积，为盐湖的发育晚期，主要形成钠盐和钾盐等矿物。

生物沉积，湖沼中有机体死亡沉于底部形成生物沉积物。生物沉积物按其成分和构造，分为腐殖质泥土和泥炭两类。腐殖质泥土为富营养型湖泊所特有。它主要由有机物组成，其中浮游生物占优势。在缺氧条件下，有机物不能全部分解，而形成富含脂肪、蛋白质和蜡状物体的不定形胶质块。呈橄榄色、灰色等。沉积厚度有时达几米。泥炭为贫营养型湖泊所特有。沉积物主要有漂浮植物层、苔藓及其他草本植物的残留物所组成，间或含有木本植物。黑龙江、吉林和长江中下游地区均有泥炭蕴藏。沉积层理与一年中湖泊沉积物类型和厚度与季节变化有关。夏季入湖径流量大，进入湖中的碎屑多，沉积量较大；秋季水生植物枯萎，生物沉积也能增加沉积厚度；冬、春季沉积较少。湖泊沉积厚度的多年变化，主要决定于年水量的多寡。水量越大，沉积的碎屑越多。由于沉积物质不同和湖水温度分层，形成了湖底沉积的层理。有季节层和年层两种。研究年层理的厚度、结构和颜色，可确定湖泊年龄和这些沉积形成时期的水文和气候条件。

沉积物的分类二湖泊沉积物可分为湖边沉积物和湖心沉积物；湖泊逐渐淤塞，则成沼泽，其沉积物为沼泽沉积物。

1 湖边沉积物：主要由湖面风浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质组成。近岸带多数是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土；远岸带则是细颗粒的砂土和黏性土。近岸带沉积物具有明显的层理构造，承载力较高。远岸带则承载力较小些。

2 湖心沉积物：由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒，在湖心沉淀形成的，主要是黏土和淤泥，常夹有细砂夹层。压缩性高，强度低。

3 沼泽沉积物：主要由含有半腐烂的植物残余体——泥炭组成。其含水量可达百分之百，因腐殖质是吸水能力极高的物质，其透水性极低，压缩性极高且不均匀，承载能力很低。

泥炭不宜作永久建筑物地基；对于含腐殖质比例较低的泥炭，当其含水量较低时，则有一定的承载力，但需特别注意地基沉降问题。

沉积物中的矿物他生矿物他生矿物来源于湖泊以外的地区，一般是由河流、地表径流的搬运、湖岸侵蚀、大气降落物以及人文来源供给的，它们以到达湖水时的形式堆积于沉积物中。他生矿物的组分，可提供有关湖泊周围陆地的特征，包括人类改造活动的相对重要性的有用信息。重要的他生矿物为硅酸盐、粘土和碳酸盐等。

内生矿物内生矿物是由于湖水中的化学作用，导致沉淀物或絮凝物沉降至沉积物表面而形成的，是湖水化学和生物条件的重要指示物。内生矿物颗粒的沉降作用往往只出现于一年中较短的时间内。譬如：1. 在温带湖泊中，经常在硅藻繁盛期之后，二氧化硅和硅藻壳一起沉积；2. 在钙质湖泊中，碳酸钙的沉淀往往是由于藻类光合作用引起pH值增高的结果；3.铁(III)沉淀物的形成往往随着pH值和氧化还原条件的暂时改变而变化的。

自生矿物自生矿物是由于特殊化学和物理条件而形成于沉积物中的矿物。他生矿物和内生矿物遭受结构上的变化或通过溶解物质而形成新矿物的过程，一般称为成岩作用。鉴于这些反应影响了沉积物中固相与液相之间的平衡，从而改变了能够迁移至湖水的元素的浓度。因此，它们是极为重要的。2