Características básicas de los sedimentos lacustres y los sedimentos lacustres

Las formas básicas de movimiento del agua del lago incluyen olas, corrientes del lago y otros fenómenos dinámicos. El principio y método de las olas que actúan sobre la superficie del lago son similares a los de la superficie del mar. Las partículas de agua que forman las olas oscilan periódicamente, cuyo tamaño depende de la fuerza del viento, su duración y la topografía submarina. Las olas también pueden romper en aguas poco profundas cerca de la orilla del lago. La corriente del lago se refiere al movimiento de masas de agua en un lago en una dirección determinada. Las corrientes de los lagos se pueden dividir en corrientes de gravedad y corrientes impulsadas por el viento según sus causas. El flujo por gravedad es el flujo causado por el componente de la gravedad a lo largo de la superficie del agua causado por la inclinación de la superficie del agua, también llamado flujo en gradiente. El flujo inducido por el viento es el movimiento del agua de un lago causado por la fricción entre el viento y la superficie del agua y la contrapresión de las olas generadas al mismo tiempo que el viento. Depende del viento, su duración y el tamaño del lago.

Las características de los sedimentos lacustres están directamente relacionadas con las condiciones hidrodinámicas, las condiciones químicas del agua y el funcionamiento de los organismos acuáticos. Al igual que la sedimentación marina, la sedimentación lacustre se puede dividir en tres formas: física, química y biológica. Sin embargo, debido a que la escala de los lagos es mucho menor que la del océano, la influencia de las olas y las corrientes de los lagos es mucho menos obvia que la influencia de la dinámica del océano, por lo que la mezcla de los sedimentos de los lagos es mayor que la de los sedimentos del océano. Las características de los sedimentos del lago están controladas por factores climáticos y factores ambientales circundantes, como la lluvia, la evaporación, el suministro de agua, las propiedades del suelo, las condiciones de la vegetación y la cantidad de escombros que ingresan a la cuenca del lago. En diferentes condiciones climáticas, hay lagos con diferentes propiedades, y los lagos con diferentes propiedades tienen sus propias características de sedimentación. Por ejemplo, en las zonas húmedas, la evaporación es menor que la lluvia, y los sedimentos de los lagos de agua dulce aquí son lagos de agua dulce típicos, en las zonas áridas y semiáridas, la evaporación es mayor que la lluvia, y los lagos aquí suelen ser intermitentes y sus sedimentos son salados; sedimentos del lago.

Bajo la influencia de la geología lacustre, los sedimentos acumulados en la cuenca del lago se denominan sedimentos lacustres.

(2) Sedimentos lacustres

1. Sedimentos lacustres de agua dulce

Principalmente sedimentos clásticos, pero también sedimentos químicos carbonatados y sedimentos biológicos silíceos.

(1) Los sedimentos clásticos son principalmente arena, limo y arcilla. Desde la orilla del lago hasta el centro del lago, los materiales detríticos tienen propiedades de clasificación obvias y se pueden dividir en:

A. Bajo la influencia de las olas de la orilla del lago y la inyección del río, el agua fluye en la zona costera. Es turbio y las partículas de sedimento son gruesas. En ocasiones hay capas de grava y grava. El tamaño de la grava depende del origen del material. Las gravas lacustres relativamente grandes miden de 3 a 4 cm, generalmente de 2 a 3 a 4 cm, están bien clasificadas y tienen forma redonda. Lejos de la desembocadura del río, en general predomina la arena con buena redondez, que se acumula en zonas de aguas poco profundas a lo largo de la costa formando bancos y bancos de arena. La capa lacustre de arena y grava tiene un lecho claro y los rastros asimétricos de erosión de las olas son comunes en la capa, lo que indica que se depositó en un entorno de profundidad de agua que la energía de las olas puede alcanzar. La profundidad de la perturbación de la energía de las olas del lago es generalmente inferior a 20 m. Todavía hay capas oblicuas obvias en los sedimentos de la facies del delta a lo largo del lago. Las partículas se vuelven más delgadas hacia el centro del lago y la capa se vuelve gradualmente más suave. El ancho de acumulación de la zona costera depende de la pendiente del fondo del lago.

B. La zona de sedimentación de transición se ubica entre la zona de orilla del lago y la zona media del lago. En las zonas cercanas a la costa las corrientes son fuertes y arrastran materiales finos. Sólo se puede depositar materia suspendida gruesa, normalmente limo arcilloso y limo. La sedimentación en esta zona se ve fuertemente afectada por la estacionalidad. En primavera y verano hay una gran cantidad de agua y el material sedimentario es ligeramente grueso. En otoño e invierno hay menos agua y sedimentos finos. Las variaciones de espesor constituyen un lecho horizontal delgado, que es una característica estructural típica de los sedimentos lacustres.

C. En el centro del lago sedimentario en la zona central del lago, el flujo de agua es relativamente tranquilo y en esta área se deposita continuamente materia fina en suspensión, formando una gruesa capa intermedia de arcilla y limo. .

Las laminaciones son una característica de los sedimentos lacustres y consisten en pares de depósitos estacionales de color, tamaño de grano o sedimentación química. Por lo general, la evaporación es fuerte en verano, depositándose una fina capa de carbonato de calcio blanco (que contiene carbono, hidrógeno, isótopos de oxígeno y más estroncio); la evaporación es débil en invierno, depositándose limo y arena negros (que contienen menos estroncio); una capa anual. Debido a que las capas intermedias de arcilla y limo reflejan cambios estacionales, la edad de los sedimentos lacustres se puede calcular en consecuencia.

El fenómeno de zonificación de los sedimentos clásticos lacustres presenta zonas centrípetas irregulares en el plano (Figura 5-1).

Figura 5-1 Dinámica del lago y zonificación del ambiente sedimentario

Zona I-lacustre; ⅱ-zona de transición; ⅲ-área central del lago

(2) Química Sedimentación Los sedimentos químicos en los lagos de agua dulce se depositan en áreas de aguas tranquilas. El yeso lacustre (marga) a menudo se forma en áreas de clima frío y el mineral de hierro lacustre a menudo se forma en áreas de clima húmedo.

A. Los ríos de yeso o manantiales formados por lagos traen una solución de bicarbonato al lago y la mezclan con minerales o partículas de arcilla en el fondo del lago para formar lodo de calcio.

Los lodos también se mezclan con limo, hierro y materia orgánica, con un alto contenido de carbonato de calcio del 50% al 95%. Este limo se consolida para formar marga. El yeso lacustre presenta capas claras y dura consolidación. Incluso si la solución pesada de carbonato de calcio no alcanza condiciones de estratificación durante la precipitación, los nódulos de calcio tienden a condensarse para formar una capa de arcilla lacustre que contiene nódulos de calcio. En los estratos lacustres cuaternarios de China, las capas de arcilla lacustre que contienen nódulos calcáreos están ampliamente distribuidas.

B. Mineral de hierro lacustre El mineral de hierro lacustre se forma en zonas templadas y subtropicales húmedas y está estrechamente relacionado con la formación de suelos calizos forestales. Durante la formación de suelos de tipo calizo, los compuestos de hierro de bajo precio, como Fe (HCO3) 2, FeSO4, etc., precipitan del suelo, ingresan al lago y se mezclan con materia orgánica en estado coloidal para formar oolítico. Depósitos minerales de hierro en forma de guisante, torta o lente. Por ejemplo, en el ambiente oxidante de la orilla del lago, el Fe(HCO3)2 o FeSO4 se oxida para formar limonita o mineral del lago.

Conceptos básicos de geomorfología y geología cuaternaria

En el ambiente reductor profundo del lago, el Fe(HCO3)2 o FeSO4 reacciona con el CO2 y el H2S descompuestos de la materia orgánica en el fondo del precipitaciones de pirita o marcasita.

Conceptos básicos de geomorfología y geología del Cuaternario

En climas fríos y húmedos, las bacterias pueden absorber CO2 del Fe(HCO3)2 para formar siderita.

Conceptos básicos de geomorfología y geología del Cuaternario

(3) Sedimentación biológica En condiciones de clima húmedo, los sedimentos lacustres suelen contener una gran cantidad de restos vegetales y animales, que se van reduciendo y se descomponen en el ambiente para formar lodos (lodos de sapropel) y turba rica en materia orgánica. La sapropelita tiene un alto contenido de carbono (C: 40% ~ 50%, H: 6% ~ 79%, O: 34% ~ 44%, NO <6%), y el carbón de saprolita se puede formar después de la diagénesis. Si se entierra profundamente, se puede formar biogás o gas natural o incluso petróleo a altas temperaturas y presiones. El sapropel salado se puede dividir en sapropel clástico, sapropel arcilloso y sapropel calcáreo. En la parte cercana a la costa se forma sapropel detrítico, que se forma por la acumulación de algunas plantas superiores, diatomeas y otros detritos. Las diatomeas crecen en climas templados fríos y se puede formar tierra de diatomeas cuando se acumulan grandes cantidades de diatomeas. Los sapropeles arcillosos y calcáreos se componen principalmente de residuos de algas inferiores. Cuando se forma una amplia capa de sapropel en el lago, marca la evolución del lago hacia un pantano. A medida que las plantas se desarrollan, las capas de turba tienden a acumularse sobre la saprolita. Debido a que diferentes plantas crecen en diferentes profundidades del agua del lago, se pueden formar diferentes tipos de turba desde la orilla del lago hasta el centro. Al mismo tiempo, con los cambios en la vegetación causados ​​por la evolución del lago, también se pueden ver capas de turba en las secciones verticales de los sedimentos del lago donde los tipos de turba cambian significativamente.

2. Sedimentos de lagos salados

El clima seco y la barrera del terreno evitan que el agua del lago se filtre, lo que favorece la formación de lagos salados. Los lagos salados modernos están ampliamente distribuidos en el noroeste de China.

La salinización de los lagos salados es el proceso de formación y desarrollo de los lagos salados (Figura 5-2). A medida que el agua del lago continúa evaporándose, el contenido de sal del agua del lago aumenta, formando lagos salados con diferentes tipos de química del agua. La Figura 5-3 muestra los tipos hidroquímicos de lagos en abscisas. Como se puede ver en la figura, no importa qué tipo de mineralización sea, según el orden de formación de la sal, son lagos de deposición de carbonatos, lagos de deposición de sulfatos y lagos de deposición de cloruros. La figura muestra que hubo diferentes depósitos de sal en diferentes etapas y períodos del desarrollo del lago salado. Los lagos carbonatados o de soda son el tipo de transición de los lagos de agua dulce a los lagos salados y también son la primera etapa de la deposición de los lagos salados. El agua del lago se caracteriza por carbonatos que contienen bicarbonato de sodio y trazas de potasio, magnesio y calcio. En los sedimentos se forman calcita, dolomita, soda (Na2CO3 · 10H2O), álcali de hidrógeno (Na2CO3 H2O) y trona (Na2CO3 y NaHCO3 · 2H2O). Este tipo de lago también se llama lago alcalino. Las provincias (regiones) de Mongolia Interior, Heilongjiang y Jilin tienen muchos lagos alcalinos. El lago alcalino Dabusu en el condado de Qian'an, provincia de Jilin, es un famoso lago alcalino con aguas poco profundas. Cuando se congela en invierno, aparecen cristales naturales de carbonato de sodio en el suelo. Después de la precipitación de carbonatos, el agua del lago se saliniza aún más y aparecen yeso (CaSO4 2H2O), sal de Glauber (Na2SO4·10H2O), sal de Glauber anhidra (na2so 4) y otros precipitados de sulfato en el agua del lago rica en sulfato. Son generalmente similares a las nubes blancas. Combinadas con minerales como piedra y calcita. Este tipo de lago también se llama lago amargo y se distribuye en Xinjiang y Qinghai. Después de precipitar el sulfato, el agua del lago se evapora y concentra aún más, y luego se precipitan los cloruros más solubles, como la sal (NaCl), la polihalita (2CaSO4, K2SO4, MgSO4 · 2H2O), la carnalita (KCl, MgCl2, 6H2O) y Sal de potasio (KCl), que representa la etapa final de la deposición del lago salado.

Las famosas piscinas de sal Qaidam Chaka y Tangke Salt Pool de China son ambas de este tipo. La concentración es equivalente a la de la precipitación de cloruro de sodio. Si el lago contiene borato, se puede formar bórax (Na2B4O7 · 10H2O). En el Tíbet hay un lago de bórax mundialmente famoso.

Figura 5-2 Diagrama esquemático de la salinización de lagos modernos en zonas áridas

(Según H.M. strakhov, 1956)

Lago I-soda; lago alcalino; lago de soda medio b; c-débil. ⅱ—lago de sulfato; ⅱa-lago de sodio-magnesio; ⅱa'-lago de magnesio-sodio; ⅱb-lago de sodio-magnesio-calcio; El lago ⅲ-cloruro contiene cloruro de sodio, cloruro de magnesio y cloruro de calcio.

etapa 1-carbonato; etapa 2-sulfato; etapa 3-cloruro; sedimentos 4-sulfato gravemente contaminados por mezcla de soda; 5-sal de roca gravemente contaminada por mezcla de sulfato

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Figura 5-3 Diagrama de desarrollo del lago salado

(Según H.M. strakhov, 1956)

Lago ⅰ-carbonato; lago ⅱ-sulfato; ⅲ-lago cloruro; Lago Xiasha; depósito de 1-carbonato; deposición de 2-sulfato;