在地质领域，透镜体地层就像隐藏在地下的“凸透镜”，以独特的形态和作用成为水文、工程研究的焦点。
有小羊羔想了解这个内容，今天我们就一起来看看。
透镜体地层，是指地层中呈凸透镜状分布的局部地质体，通常夹在上下地层之间，厚度向两侧逐渐变薄直至消失。
透镜体示意图
（存在水平延伸方向或者向深部延伸方向）
这种“中间厚、边缘薄”形态的形成往往与沉积环境的差异、物质迁移的方向或动力作用的局部增强有关，在众多透镜体类型中，淡水透镜体和冻土透镜体是最具代表性的两种。
淡水透镜体——海岛的“地下淡水库”
淡水透镜体，是指“漂浮”在密度较大的地下咸水层之上的局部淡水体，通常呈透镜状分布（中心厚、边缘薄）。
其典型分布地区有：
海岛地区，如海南岛、西沙群岛的珊瑚礁砂层中；
沿海冲积平原，如长江三角洲、珠江三角洲的浅层地下水；
沙漠绿洲，如新疆塔里木盆地边缘的潜水层。
海岛淡水透镜体示意图 底图源 | 网络
淡水透镜体的形成与发育需要以下必备条件：
① 充足的淡水补给是基础
以海岛为例，充足的雨水通过珊瑚砂、砂岩等透水层持续下渗聚集，为淡水层提供水源。例如南海永暑岛，年降雨量1300-1800毫米，雨水持续下渗才形成地下淡水库。
这些淡水通过侧向径流或蒸发排泄，当补给速率≈排泄速率时，透镜体可长期稳定存在；若补给不足，咸水可能逐渐上侵，透镜体会遭到破坏。
② 密度差异造就“漂浮”状态
淡水密度（1.0g/cm³）小于海水（1.025g/cm³），密度差使淡水自然浮于咸水之上，形成清晰的过渡界面（非直线）。
③ 地质结构帮助维持分层
一般来说，淡水透镜体地层上部多孔隙的透水层，利用淡水下渗聚集；而底部隔水层（如黏土层、致密岩层）的存在，阻止了淡水向深层渗漏，让水分得以在浅层聚集。
其中，不同地区的淡水透镜体中水的来源会有所不同，具体来说：
淡水透镜体的存在具有极重要的生态意义。
对缺水的珊瑚岛，淡水透镜体就是“地下淡水库”。例如，马尔代夫居民90%饮用水来自透镜体。如果在内陆干旱区，它则维系着绿洲的生态平衡。
图源 | 网络
当然，淡水透镜体也十分脆弱，容易受到破坏（萎缩或污染）：
若人类过度开采其中的淡水资源，可能会导致咸水界面上移，使淡水层被盐分污染；
海平面上升（加剧海水入侵）或极端干旱（淡水补给减少）则会直接压缩其体积，使淡水透镜体缩小甚至消失。
图源 | 网络
因此，为了保护淡水透镜体的稳定性，可采取以下措施（以海岛为例）：
增加淡水下渗：种植植被（如抗风桐等），提高雨水下渗量和根系截留量；
减少海水入侵：修复珊瑚礁减缓海浪，降低海水入侵速度；
管控开采：设定抽水量上限，避免地下水位低于海平面；
加强监测：利用相关仪器设备，实时监测淡水层盐度变化。
冻土透镜体——冻土里的“冰夹心”
冻土透镜体，是指多年冻土区或季节性冻土区中，由于水分迁移和冻结作用形成的冰层，呈透镜状夹在土层中。
冻结后的土样（箭头指向为冰透镜体）
图源 | 论文《饱和粉土冻结过程中的水分迁移试验研究》
冻土透镜体的形成遵循“冻结-聚冰”原理：
冬季来临时，地表土壤率先冻结（像海绵表面结冰碴），形成“冻结锋面”；因为深层土壤相对暖和，这里的未冻结区的液态水会悄悄向已经结冰的冷区移动（像海绵里的水被吸到冰碴处），逐渐在冻结锋面附近聚集结冰（像海绵冰碴越积越厚）。
图源 | AI制图
新冻的冰，因体积膨胀会把周围的土颗粒推开，自己聚集成一层层的冰透镜体（厚度从毫米到数米不等）。
出现冰透镜体后冻结土体结构示意图
图源 | 论文《冰透镜体生长机制及水热力耦合冻胀特性研究》
【拓展】
冻结锋面怎么理解？
冻结锋面，是土壤中液态水冻结形成冰的移动界面，即冻土在降温过程中冻结深度向下推进的锋面。
通俗一点理解，可以想象一块湿润的海绵（代表土壤），冬天把它放进冰箱冷冻层（代表地表降温）。冰不会一下子冻透整块海绵，而是像“冷冻前锋军”（冻结锋面）一样，慢慢从表面向里面推进。
为什么水能移动？
土壤里总有些水因为“杂质”（盐分）或“压力”不会马上冻住（叫未冻水），它们会因为温度差（温度梯度）流向更冷的地方。
若夏季气温不足以完全融化这些冰层（如多年冻土区），冰层便会因反复冻融而逐年增厚，形成稳定的“冰透镜体”，部分垂直发育的冰层还会形成“冰楔”。
图源 | 中国国家地理
这类透镜体主要分布在高纬度冻土带（俄罗斯西伯利亚、加拿大北部）和高海拔冻土区（青藏高原、祁连山），在我国东北、内蒙古等季节性冻土区也有季节性发育。
对工程建设而言，冻土透镜体的冻融会对其造成严重的影响：
冻结时，冰层体积膨胀会引发地面隆起冻胀，导致公路路面开裂、铁路轨道变形，地基不稳；
当温度升高导致冰层融化时，又会因土体失去支撑引发融沉，青藏铁路建设中就曾因冰透镜体融化导致局部路基沉降，最终通过“热棒降温”技术才解决这一难题。
（2020 · 全国I卷）利用大型挖泥船将海底岩石搅碎，并将碎石和泥沙一起吹填造地，成为在海中建设人工岛的主要方式。下图示意人工岛地下淡水分布。据此完成下面小题。
1. B
【解析】参照图中的岛内的淡/咸水界限，可知岛内陆下淡水受岛屿周边海洋水的影响。在造岛物质满足水渗透的前提下，降水充沛且季节分配均匀，雨水得到充分稳定的下渗，有利于岛内陆下淡水区稳定；如果降水季节变化大就会导致淡/咸水界限变化大，岛内陆下淡水区空间变化大；人工岛足够宽也有利于人工岛形成并保持相对稳定的地下淡水区；所以选B。
2. D
【解析】人工岛一般面积不大，人工岛没有足够宽度，容易受海洋咸水的影响，导致人工岛的地下淡水的区域小，地下淡水储量较少，地下淡水储量不能满足日常生产生活的需求，即选D。此题容易错选水质较差，水质差是受到海水影响的地下水咸水区，地下水淡水区水质没有问题。
永暑礁位于南沙群岛，近年来经过大规模吹沙填海形成约3平方千米的岛后，当地发现了可以直接饮用的地下淡水资源。永暑岛出现地下淡水资源的主要原因是“淡水透镜体”的作用，即因咸、淡水的密度差异导致地下淡水漂浮在咸水之上，中央厚、边缘薄，宛如透镜体形状。下图为“淡水透镜体”的原理。读图,据此完成下面小题。
3. 当地地下淡水的补给来源主要为:
A. 海水淡化 B. 地下咸水过滤
C. 大气降水 D. 陆地淡水调入
4. 吹沙填海对当地出现淡水资源的积极作用包括：
①陆地面积扩大增加了当地降水量
②砂石可过滤海水中的盐分
③砂石的集中堆砌减弱了海水渗入
④提供了足够大的集水面积
A. ①② B. ①④
C. ②③ D. ③④
5. 若淡水透镜体遭到破坏，对岛屿产生的主要影响是：
A. 植被覆盖率增加 B. 淡水资源更紧张
C. 土壤盐碱化减轻 D. 地面塌陷
3. C
【解析】据材料可知，“淡水透镜体”是大规模吹沙填海形成约3平方千米的永暑礁后形成的，岛屿使大气降水通过下渗转变为地下淡水资源，C正确；材料未提及海水淡化、地下咸水过滤等相关信息，A、B错误；岛屿面积小，淡水资源少，从其他陆地调水路程远，成本高，不具有现实可行性，D错误。故选C。
4. D
【解析】当地降水量与大气环流和海上内循环有关，与陆地面积无关，①错误；由上题分析可知，当地淡水资源是大气降水下渗形成的，与砂石过滤海水中的盐分无关，②错误；砂石集中堆砌后可减少海水渗入，有利于形成和维持“淡水透镜体”，③正确；吹沙填海后，永暑礁面积扩大，增加了大气降水的集水面积，有利于水分下渗形成“淡水透镜体”，④正确。综合上述分析，①②错误，③④正确，D正确，A、B、C错误，故选D。
5. B
【解析】岛屿植被覆盖率与降水、地形、土壤和人类活动等有关，与地下（海面下方）的淡水透镜体无关，A错误；岛屿集水面积小，且纬度低，蒸发旺盛，岛屿淡水资源少，若淡水透镜体遭到破坏，会使淡水资源更紧张，B正确；淡水透镜体破坏后，海水渗入，使土壤盐分增加，水分蒸发后加剧土壤盐碱化，C错误；淡水透镜体破坏后，海水渗入，且海面下方仍有砂石，不会导致地面塌陷，D错误。故选B。
北欧高纬度地区多泥炭地，泥炭地局部形成凸起，称为帕尔萨。冷季，在大风影响下，帕尔萨表面的积雪被带到四周低洼地，下方易发育冻土透镜体（夹在泥炭层和砂层之间中部凸起的冻土层）。暖季，帕尔萨冻土消融，湿生植被发育，诸多候鸟在此繁殖后代。下图示意北欧典型帕尔萨冷季的剖面。据此完成下面小题。
6. 大风吹走积雪对促进冻土透镜体发育的主要作用是：
A. 降低温度 B. 减少下渗
C. 增加植被 D. 增加水分
6. A
【解析】积雪具有良好的保温作用，能够减少地面热量的散失；当大风吹走帕尔萨表面的积雪后，地面失去了积雪的保温层，地表热量更容易散失到大气中，使得地面温度降低，有利于冻土透镜体的形成和发育，A正确；下渗主要与降水、地表坡度、土壤质地等因素有关，与大风吹走积雪关系不大，B错误；大风吹走积雪并不会直接增加植被，且植被对冻土透镜体发育的直接影响较小，C错误；大风吹走积雪没有增加水分来源，反而可能因失去积雪覆盖，减少了融水补给且加速水分蒸发，D错误。故选A。