沼泽
沼泽是表层土壤充分湿润，季节性或长期积水，湿地植物较多的低洼地区。如果泥炭是在沼泽中形成和堆积的，就叫泥炭沼泽。泥炭沼泽既不是水域，也不是真正的陆地，而是介于地表水域和陆地之间的一种过渡形态。
现代泥炭沼泽分布在世界许多地方。估计总面积约为160×104km2。中国沼泽总面积为11×104km2，其中厚泥炭层面积约为2.6×104km2。
泥炭沼泽的形成和发展是地质、地貌、水文、土壤和植物等多种自然因素综合作用的结果。
构造运动对泥炭沼泽发育的影响主要表现在断层或节理裂隙组成的破碎带，风化剥蚀后发育成洼地，形成汇水区，从而为泥炭沼泽的形成提供了地貌和水文条件。地壳运动的幅度、速度和频率影响泥炭沼泽的形成和泥炭层的数量和厚度。一般来说，地壳的上升往往导致侵蚀作用的增强和地下水位的下降，不利于泥炭沼泽的形成。如果地壳沉降速度与植物堆积速度相对平衡，地势平坦的低洼地区排水条件就会较差，有利于泥炭沼泽的发育。
地壳运动常伴有岩浆活动，其中火山喷发常形成火山口湖，为泥炭沼泽的形成提供了空间；此外，由于岩浆的溢出，还会造成熔岩堰塞湖，火山活动造成沼泽植物繁衍的许多有利条件，如土壤、大气等，往往演变成泥炭沼泽。
自然地理和地貌条件与泥炭沼泽的形成密切相关。开发泥炭沼泽，要有一个沉降缓慢的低洼地带，有利于水的聚集，但不利于水的排出。由于基底沉降缓慢，地下水位可以保持缓慢持续上升。其次，大部分泥炭沼泽发育区通过某种形式的保护屏障与高活动能量的水体(如海、湖、河)相对隔离，保护屏障由沙坝或沙嘴或海滩阻挡，如与外海相对隔离的海湾泻湖，与天然堤和活动河流隔离的后河沼泽和废弃河流。第三，泥炭沼泽发育的地区多为地表地形高差变化不大，地表宽阔平坦，能量低的地区。
1.滨海平原，泥炭沼泽的重要发展区
泥炭沼泽具有水陆过渡的性质。海岸带是海洋与陆地相互作用的结果，特别是海浪、岸流、潮汐和海水大范围的海平面波动，为泥炭沼泽的广泛发育创造了有利的地貌条件。
北美大西洋和墨西哥湾沿岸平原宽500多公里，地势低平。沿海平原上分布着几个宽阔的河流流域。由于排水不畅，泥炭沼泽发育，有的可达数千平方公里。
海岸带海水、沿海陆地地表水和地下水之间的关系往往构成泥炭沼泽发展的有利条件。沿海地区是海洋和陆地各种内外力量相互作用的地方。由于地势低，径流缓慢，普遍堆积，沿海平原地表有许多细碎屑物质，地表水不易下渗，地下水浅，大气降水和湿度大，有利于泥炭沼泽。特别是海水与地下水有水力联系的地区，更有利于泥炭沼泽的形成和发展。当海水退潮时，河流径流和地下径流注入大海；涨潮时，海水撑起倒灌，河流和地下径流回流，抬高了河面和地下水位，造成地表过于湿润和停滞，从而在沿海平原地区形成和发展了大面积的泥炭沼泽。
在沿海海湾，由于波浪作用较弱，容易形成海滩、沙嘴等堆积地貌，结果海湾可以闭合形成泻湖，是泥炭沼泽发育的好地方。美国弗吉尼亚州东南部的德斯莫沼泽位于温带，最大面积达到5700km2。
也是造成泥炭沼泽分割河流间低洼地和三角洲平原上靠近海边的湿洼地的好地方。如我国的长江三角洲和珠江三角洲，埋藏在地下的泥炭层就是这种古三角洲平原的产物。美国密西西比河三角洲平原密布沼泽，沼泽化程度很高，现代泥炭厚度可达4 m。
在热带亚热带沿海和河口地区，还可以形成一种特殊类型的滨海泥炭沼泽——红树林泥炭沼泽。红树林是热带和亚热带沿海植被，一般生长在潮间带或受潮汐影响的河口。比如中国沿海从福建南部的惠安、泉州分布到南部的海南岛、广西沿海。其中，海南岛文昌县周边的泻湖中广泛发育红树林沼泽。广西钦州的泥炭层厚达5米。
2.有利于泥炭沼泽发展的内陆地区。
有利于泥炭沼泽发育的内陆地区一般属于与河流作用和冰川作用有关的河湖地区。
内陆地区的地表径流是塑造地貌的重要力量。一般在山地、丘陵、台地，有暂时的流水，容易形成源洼地、谷洼地、冲积扇边缘洼地等。在平原地区，带状洼地是由规则的流水形成的，如河漫滩洼地和废弃的河流洼地。这些洼地往往成为泥炭沼泽发育的有利场所。
河流的源头是河谷区，大多位于河流上游的支流河谷。谷底平坦、宽浅，纵横坡度很小，是地表径流汇流区。由于坡面径流，容易形成椅状或掌状洼地。在一定阶段，谷底可以形成相对平衡的剖面，获得相对稳定的潜水补给。由于流水不畅，经常形成泥炭沼泽。
一般来说，山谷洼地的特点是流水离开源头或上游，进入低山和山间盆地。由于河谷已发展到壮年和老年期，谷底变宽，水流分散，部分地区出现河床、河漫滩、阶地分割，谷底凹凸不平。河漫滩上往往有废弃的河流，河漫滩和阶地的后缘往往有丰富的地下水露头，形成土壤湿润或积水稀薄的条件，从而成为泥炭沼泽的场所。天然堤外的洼地，由于洪水的影响，也容易出现泥炭沼泽。
在山地与平原交汇的山前地区，由于有利的地质构造条件，往往形成冲积扇群。在这个扇组上的通道里，泉水从扇顶溢出，流过扇体，常年的积水形成了扇体的过渡湿润。在扇体前缘的洼地，地下水溢出，在扇体边缘聚集，地下水不断溢出，溶解在水中的矿物质沉积下来，形成了长期营养丰富的条件，构成了有利于泥炭沼泽的地方。
一方面，由于河流的曲流发育，上、下凹岸之间的曲流颈逐渐缩短变窄，被洪水冲走，形成自然弯曲变直，从而形成与主河隔离的牛轭湖；另一方面，由于河床的长期侧向迁移和河流的周期性泛滥，形成了略高于平均水位的河漫滩。这些地区地表平坦，地形起伏不大，大多堆积了厚厚的松散堆积物。在河漫滩的中部，由于远离河流，只有洪水沉积物的细碎屑物质，地势较低，所以经常积水成湖。在山谷附近的河漫滩上，一般在谷坡地区，往往地势最低，湖泊沼泽也有分布。在其他有利条件下，上述湖区可以成为泥炭沼泽的发育场所。
由于潜水和洪水的影响，中国大陆湖区的湖滨洼地由于湖水上涨和累积洪水泛滥或地下水位上升，形成了长期的积水条件，沼泽植物丛生，泥炭堆积迅速进行，形成了泥炭沼泽堆积的有利地区。
在大陆山区和高原地区，在构造条件相对稳定的情况下，长期受外力剥蚀夷平的剥离面，地面起伏平缓，风化壳厚，排水条件差，形成了有利于泥炭沼泽的自然地理条件。在山区和高原地区，往往有小型的封闭或半封闭山间盆地。由于地形封闭，泉水经常涌出，地表水和地下水经常汇集，因此成为有利于泥炭沼泽的地带。如我国青藏高原东北边缘的若尔盖，是我国最大的高原草本泥炭沼泽区，南北长约200km，东西宽100km，总面积5000多平方公里。若尔盖泥炭沼泽区是青藏高原整体隆升中相对下沉的地区，是高原东北部的一个大型断陷盆地，周围是海拔4000多米的高山。多宽谷、低山丘陵，黑河、白河贯穿全境，北入黄河。由于地壳长期相对下沉，河流迂回多变，湖泊洼地众多，河谷低洼，排水不畅，多为常年涝渍或过湿地区，分布有数个浅水湖泊，有利于泥炭沼泽的长远发展。堆积泥炭层厚度一般为2 ~ 3m，最大厚度可达10m。
在大陆内部，由于大陆冰川的融化和退缩，留下了一系列的冰蚀和冰积地貌，这些地貌往往构成泥炭沼泽发展的非常有利的场所。冰川的凿削形成了冰桶、山谷、槽等一些低洼的地貌。由于差异侵蚀和冰碛堆积，谷底极不平坦，经常出现一些湿地和湖泊。而且由于冰碛透水性差，形成了泥炭沼泽的有利条件。此外，冰水冲积平原由于坡度小，透水性差，也可成为泥炭沼泽广泛发育的有利地带。
在山区和高原地区，往往有封闭或半封闭的山地盆地，容易汇集地表水和地下水，可以生长喜湿植物和水生植物，所以容易沼泽化泥炭，而且由于沼泽环境相对稳定，往往形成质量较好、较厚的泥炭。在热带、亚热带湿润地区，岩溶地貌发育，溶蚀洼地也可形成泥炭沼泽。
气候条件在泥炭沼泽的形成中起着重要的作用。气温和土壤温度影响植物的生长速度和数量，也控制微生物的繁殖和活动强度，从而影响植物残体的分解速度。气温和土壤温度低时，植物生长缓慢，植物残体分解率低，泥炭堆积不多；在热带地区，植物的生长和分解速率很高，泥炭的积累也很有限。在气候条件下，湿度因素对植物的生长、微生物的活动以及泥炭沼泽的形成和发展具有重要意义。当年平均降水量大于年平均蒸发量，即湿润系数大于1时，泥炭沼泽可以广泛发育。根据г H. Visusky的数据，当湿润系数达到1.33时，在缓坡中也能形成泥炭沼泽。此外，湿度也会影响微生物的活动强度。一般当湿度为土壤最大持水量的60% ~ 80%时，微生物的活性最强；当高于80%或低于40%时，微生物活性弱或极弱。
泥炭沼泽形成的水文条件主要是来水，即地表水和地下水及大气降水的流入量大于流出量(即地表水和地下水的流出和蒸发)，使泥炭沼泽带长期处于排水不畅的死水状态。
第二，泥炭沼泽的形成
泥炭沼泽是水陆过渡形态，所以它的形成来源于泥炭沼泽的两种途径，即从陆地到泥炭沼泽，称为陆地泥炭沼泽；或者从水到泥炭沼泽，这就是所谓的水泥炭沼泽。
水域包括湖泊、河流、沿海地区的各种海湾和河口等。水域中的泥炭沼泽化始于水体岸边和底部植物的过度生长。这些地区往往水深小，水层透明度好，水温适宜，盐度低。淡水湖容易沼泽化(盐度< 0.3%)，碱性湖(盐度> 24.695%)难以生长植物和沼泽泥炭，微碱性湖(盐度在前两者之间)可能沼泽化。不进行脱盐处理，很难淹没这个沿海泻湖。河流泥炭沼泽化多发生在平原或山谷中的中小河流。这是因为河道曲折，河床宽浅，水流稳定，岸边和底部植物丛生，减缓了水流速度，有利于泥炭沼泽化。泥炭沼泽化可以归纳为三种模式。
1.缓坡浅水湖泊泥炭沼泽发育模式
这种湖由外围向湖中心逐渐变深，湖水停滞或仅弱流，波浪小，光照条件好。在湖底，首先沉积的是含有少量有机质的粘土和沙层，上面是腐泥层。这个湖逐渐变浅。同时，植物沿着水深不同的岸边和湖滨地区大量繁殖。由于水深不同，形成了不同的植物群落。植物群落从湖岸到湖心有规律的变化，可以区分出几个植物带(图13):在湖岸地下水接近地表或积水的区域，植物主要生长在苔草上，往往形成高大的草丘，在现代泥炭沼泽中可见。湖水水深不到1m，为挺水(抽水)植物带，如芦苇、香蒲等。水深1 ~ 2m的断面为浮叶植物带，常由散布在湖面上的长根植物组成，如睡莲、睡莲、眼子菜和一些藻类。在水深2 ~ 8m范围内，为沉水植物带(或微型植物带)。该区域的植物生长在湖底，属于孢子藻类，如蓝绿藻。随着各植物带下泥炭的逐渐堆积，湖泊逐渐淤塞，于是由于水深和生态环境的演变，原有的植物群落依次向湖中心移动，形成植物向湖中心有规律的扩张，最终将湖泊改造成泥炭沼泽。这种由湖滨向湖心演变的模式，大多是在水位变化不大且长期稳定的情况下才有可能，所以被称为“向心泥炭型”，也有人称之为“向心陆地型”。当湖水水位发生剧烈变化时，这种湖可以在水位降低时露出湖底。由于水层很浅或只有很薄的一层水，促进了湿生和水生植物的繁殖，逐渐堆积成泥炭层。后来由于水位上升缓慢，与泥炭堆积速度保持平衡，泥炭沼泽化从湖中心向岸边发展，称为“离心泥炭型”或“离心陆地型”。
图1-3浅水泥炭沼泽发育模式(根据柴秀，1990)
2.深水陡岸湖泥炭沼泽发育模式。
在这种湖中，大量的漂浮植物在湖边繁殖。植物死亡后，其残留物沉入湖底，变成泥炭，这是一个自上而下的泥炭化过程。最初，漂浮植物生长在湖面上以躲避风浪，并与湖岸相连，形成漂浮植物毯(简称浮毯或浮筏)。漂浮植物主要是蔓延在水面上的长根植物。在现代，如甜草、睡莲、睡莲、沼泽矮白菜等...这种长根植物，根和茎交织成网，沙尘暴带来的矿物质停止在上面积累，养分逐渐变化，其他植物也侵入繁殖，漂浮的地毯变厚，密度增大，为苔草植物的生长提供了有利条件。随着浮毯厚度的增加，沉入水中，其下部的枯死植物残体因重力作用而脱落并沉到湖底，从而逐渐增加湖底的填充高度，逐渐与浮毯相连。浮毯继续向湖中心扩张，导致湖泊因浅淤积而萎缩(图14)。
3.小河泥炭沼泽模型
这种泥炭沼泽大致类似于第一种模式，呈带状，植物分带不明显。水生植物往往从流速最低的河底开始生长。植物繁盛后，由于河床粗糙，流速降低，于是在江面和河岸上出现漂浮植物，泥炭在水中充氧不足的情况下堆积，使整条河流泥炭沼泽化。
图14深水陡湖泥炭沼泽发育模式(根据柴秀，1990)
陆地沼泽比水域沼泽更广更大，特别是在温和湿润的气候区。造成陆地泥炭沼泽化的原因很多:有的是地下水位上升或从地下溢出，或者是地势低洼的地表，洪水、融雪水和大气降水的汇集，使地表过湿或停滞，土层通风条件恶化；还有的是植物自然更替导致土壤养分枯竭造成的。
陆地泥炭沼泽化可以发生在草甸、干旱河谷、森林地带和永久冻土带。分布在各种地貌类型中的草甸，如洪泛平原、阶地、沟壑、小山盆、平缓分水岭、缓坡、扇缘洼地、冰碛谷和溶解洼地，在有利的温度和湿度条件下可以被草甸泥炭所淹没。森林地带的沼泽化通常是由森林残体的过度堆积和土壤灰化造成的。冻土区泥炭沼泽是由于气候寒冷，降水少，地表切割弱，地面上许多封闭的洼地容易形成小湖泊和沼泽。由于冻土层可以作为隔水层，地表水无法渗透，在低温、高湿、蒸发量小的条件下出现厌氧状态，从而形成泥炭沼泽。
三。泥炭沼泽的类型
1.根据泥炭沼泽的地表形态、水分供应、养分和植被等特点。
一般来说，泥炭沼泽分为三种类型，即低泥炭沼泽、中泥炭沼泽和高泥炭沼泽(图15)。
(1)低泥炭沼泽
这种类型的沼泽多处于泥炭沼泽发展的早期阶段。低泥炭沼泽由于泥炭的堆积，表面并不厚，原有的低洼地表形态没有被改变。地表水和地下水作为丰富的水资源，地下水位高或地表有积水，富含溶解在水中的矿物质和营养物质。沼泽多为中性或微碱性，pH = 7 ~ 7.8。沼泽植物需要更多的营养和丰富的物种。
由于低泥炭沼泽富营养化，有人称之为富营养化泥炭沼泽。因此，在这种沼泽中，高等植物容易繁衍，形成茂密的植被，为泥炭形成提供了有利条件。低泥炭沼泽形成的泥炭灰分高，沥青质含量低，焦油产率低。中国第四纪泥炭约90%形成于该类型沼泽，绝大部分形成于地质历史各个成煤期的该类型泥炭沼泽。
(2)高泥炭沼泽
这种类型的泥炭沼泽往往处于泥炭沼泽演化的后期。沼泽主要由大气降水补充。沼泽的水面在潜水面以上，水泥不足，水缺乏矿物质养分，所以有人称之为营养贫乏的泥炭沼泽。在高泥炭沼泽的发展演变中，泥炭的堆积速度和养分的供给发生了变化，即在沼泽边缘，容易得到周围流水携带的丰富养分；而在中心区很难得到营养丰富的地表水和地下水，只有大气降水供给贫瘠的植物首先出现在中心区。由于中心区域植物残体分解速度慢，泥炭生长快，与沼泽外围相比，泥炭堆积快，从而形成了高泥炭沼泽中部高于外围的独特剖面形状。生长在这类沼泽中的植物多为草本植物或苔藓植物，种类稀少，且多在地势较高、较冷较湿的气候条件下发育。
图1-5不同发育阶段泥炭沼泽示意图
(3)中泥炭沼泽
这类泥炭沼泽多出现在前两类沼泽的过渡时期，在特征和性质上具有过渡特征，故又称为过渡型或中营养泥炭沼泽。这种泥炭沼泽的表面往往是平坦的，或者中间稍有凸起。当地表水和地下水经过周围的泥炭层时，其中的水分和养分被部分吸收，到达中心区域，已经大大减少，所以地下水位变低，营养状况变差。泥炭层也是中性到微酸性，植被主要是中营养植物。
2.根据植被的生长情况。
分为草本沼泽、泥炭藓沼泽和木本沼泽。
1)草本沼泽:是典型的低地沼泽，类型多，分布广，常年积水或透湿，以苔草和禾本科为主，几乎都是多年生植物。许多植物有根茎，经常交织成粗的草根或浮席，如芦苇和一些苔草沼泽。
2)泥炭藓沼泽:又称高沼泽，主要分布在北部针叶林带。由于生境多水、寒冷、营养差，泥炭藓成为优势植物，少数草本植物、矮灌木和乔木能在高沼泽中生存，如羊草、越桔、落叶松等。
3)木本沼泽:又称中生沼泽，植被以木本植物为主，有养分。沼泽地是纤维植物、药用植物和蜜源植物的天然宝库，是鸟类和鱼类栖息、繁殖和育肥的好地方。沼泽具有湿润气候、净化环境的功能。
3.根据沼泽的水动力条件分类
根据水动力条件、岩性组合和沉积特征，沼泽可分为三种类型:闭流沼泽、淹没沼泽和泥炭沼泽。
1)闭流沼泽:主要由深灰色、黑色粉砂岩、粘土岩、粉砂质粘土岩组成。在闭流沼泽中，水体较浅，水介质运动较弱，一般层理不发育，有丰富的植物根、茎化石，甚至可以见到保存完好的直立植物根化石。常见菱铁矿和黄铁矿结核，局部可能保存少量淡水动物化石。多发育于聚煤早期，常见于煤层底板、煤层顶板及含煤地层中的矸石中。常见于华北北部二叠纪山西组。
2)淹水沼泽:淹水沼泽的水体比较深。沉积物主要为黑色炭质泥岩和炭质页岩，局部粉砂含量较高，常发育水平层理或平缓波状层理。地表常保存有大量碳化的植物叶片和茎段碎片，偶尔含有淡水动物化石、菱铁矿和黄铁矿结核。多发育于聚煤晚期，可见于煤层顶板、煤层底板及含煤地层中的矸石中。
3)泥炭沼泽:泥炭沼泽是介于闭流沼泽发育期和淹没沼泽发育期之间的特殊地质阶段，是地质历史上主要的聚煤环境。
4.根据水介质的盐度分类
可分为淡水沼泽、半咸水沼泽和盐水沼泽三种类型。淡水沼泽在成煤沼泽中起着重要作用。由河流两岸的湖泊、沼泽演变而来的沼泽，一般都是淡水沼泽。在沿海环境中，三种类型的沼泽均可发育，但以微咸水沼泽和咸水沼泽为主。
5.根据遗传环境分类
根据与其他环境的成因关系，沼泽可分为洪泛平原低洼地区形成的洪泛沼泽、湖泊充填演化而来的湖泊沼泽和海洋沿岸滨海平原、泻湖、海湾、滩涂等地演化而来的海岸沼泽。