镜泊湖为新生代第三纪中期所形成的断陷谷地 。第四纪晚期,湖盆北部发生断裂,断块陷落部分奠定了今日湖盆基础 。在现在镜泊湖电站大坝附近与沿石头甸子河断裂谷处,曾经有玄武岩溢出,与来自西北部火山群喷发物和熔岩汇集,在“吊水楼”附近形成一道玄武岩堤坝,堵塞了牡丹江及其支流,形成镜泊湖 。
镜泊湖是中国最大的典型熔岩堰塞湖,是历经五次火山爆发,由熔岩溢流堰塞河流而成的高山堰塞湖 。是世界上少有的高山湖泊 。湖面海拔351公尺,面积95平方公里 。最深可达62公尺 。
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