岩溶地貌
?
一,岩溶 作用
地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和再
造作用,包括化学作用过程(溶解和沉淀)和
物理作用过程(流水的侵蚀和堆积、重力的塌
陷和堆积),但化学作用过程是塑造喀斯特地
貌的主要动力
? 二 岩溶作用因素
? (一)气候:
? 降水多利于水循环,水的溶蚀能力强。
? 温度的影响较复杂,温度高,水中二氧化碳的含量愈
少,但高的温度又使水中的氢离子增多,溶蚀力又增
强。
? 气压与二氧化碳的含量成正比
(二)生物
溶蚀作用中的二氧化碳有 85%来自生物界,因此,
在湿热气候下,生物大量繁衍的地区。最利于岩溶地
貌发育。
? (三)地质
? 碳酸盐类岩石最易被溶蚀。
? 岩石有开扩而深长的裂隙、透水性强利于溶蚀。
? 三 岩溶地貌
? (一)地表岩溶地貌
? 溶沟和石芽 地表水沿石灰岩坡面和裂隙流动,经过岩
溶作用,就会溶蚀出凹槽,称为溶沟。
? 溶沟之间突起的石脊,称为石芽。在石灰岩发育的地
区形成的形体高大的石芽为石林,如云南路南石林。
? 溶斗 和落水洞:是地面上经溶蚀作用形成的漏陷地貌。
近圆形的洼地为溶斗;直径数十到数百米,深数米到
数十米。是岩溶发育的初期地貌。
? 落水洞是岩溶区地表水从谷地流向地下河或地下溶洞
的通道,它是垂直方向流水对裂隙溶蚀并伴随塌陷而
成。落水洞大小不等,形状也各不相同。按其垂直断
面形态特征分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗
状落水洞等;按其分布方向,有垂直的、倾斜的和弯
曲的。在广西一带,许多落水洞的洞口直径为 7~ 10m,
深度为 10~ 30m,最深可达百米 。
? 溶蚀洼地,四周为低山丘陵和峰林所包
围的封闭洼地。它的形状和溶蚀漏斗相
似,但规模比溶斗大得多。溶蚀洼地的
底较平坦,直径超过 100m,最大可达 1~
2km。溶蚀洼地是溶斗进一步溶蚀扩大而
成。它的底部常发育落水洞和漏斗。
? 岩溶盆地 是指岩溶地区的一些宽广平坦的盆地或谷地。
(坡立谷),岩溶盆地宽度数百米到数公里,长可达几
十公里。
? 峰丛、峰林和孤峰,是石灰岩溶蚀形成的山峰及其间的
低地集合体。有峰丛洼地和峰林平原两个地貌组合单元。
峰丛洼地是由连座的山峰和其间的洼地组成;峰林平原
是在较平坦地面上散布的分离塔形山峰。
? 关于 峰林地貌 的发育在新构造运动、气候和地形剥蚀
度等因素影响下,通常用地貌循环理论来解释,即峰丛
是岩溶发育初期由岩溶水的垂直渗入溶蚀扩大而成,所
以山峰的相对高度较小,山峰下部有尚未溶蚀的基座相
连。峰林是由峰丛进一步演化而成。
? 当峰丛之间进一步溶蚀向深处发展,直到
水平循环带,这时地下河可能出露成地表
河,使侵蚀作用加强,峰丛基座被切开,
相互分离成为峰林。
? 孤峰是岩溶区的孤立石灰岩山峰,常分布
在岩溶平原或岩溶盆地中,相对高度由数
十米至百余米。孤峰是在地壳相对长期稳
定条件下,峰林不断溶蚀降低的产物 。
? (二) 地下岩溶形态
– 洞穴 洞穴又称溶洞,是地下水沿着可溶性岩石的层面、
节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。当沿着地
下可溶性岩石的较小裂隙和孔道流动时,其运动速度很
慢,这时只能进行溶蚀作用。随着裂隙的不断扩大,地
下水除继续进行溶蚀作用外,还产生机械侵蚀作用,使
孔道迅速扩大为洞穴。
1.洞穴形态特征
洞穴的形态多种多样,它们的规模大小不一,我国著名
的七星岩洞最宽为 70m,高约 15m。根据洞穴的剖面形
态可分为水平洞穴、管道状洞穴和多层状洞穴等 。
? 这些形态各异的洞穴或和地下水的流动有关,或是
和地质构造有联系。在垂直循环带中发育的溶洞多
是垂直的,规模较小,在水平循环带中形成的溶洞
多是水平的,有时受断层面的倾向和地层产状的影
响,也可能是倾斜的。有些溶洞发育还受岩层中节
理的控制,经常见到溶洞的方向和某一组特别发育
的节理方向一致。
? 溶洞内经常充满水,形成地下河、地下湖和地下
瀑布。当地壳上升,地下水水位下降,溶洞将随
之上升,使洞内经常无水。地壳多次间歇抬升,
就会出现多层溶洞。
? 在岩溶侵蚀基准面以下,还有深部岩溶洞穴,
目前世界上发现最大的深部洞穴在喀尔巴阡山的
阿尔玛河流域,洞穴位于地面以下 800m至 1331m
处,我国已知的最大深部洞穴位于湖南某矿区,
在地面以下 186m至 430m。这些深部洞穴的成因很
复杂,按深部洞穴的分匀 f位置分析,它的成因可
能有以下几种情况,·
? (1)埋藏的古岩溶面上的古溶洞,这是早期地质
时期形成的;
?
? 构造活动强烈地区,活动断裂很发育,岩
溶水沿断裂向深处渗漏,经长期侵蚀、溶
蚀而成 '
? (3)受硫化矿体影响形成的深洞穴,硫化
物因氧化与水作用成酸水,岩溶水沿灰岩
裂隙向深处渗漏溶蚀,在深部形成洞穴。
? (4)深部承压水作用形成的深部洞穴。根
据 1990年以前的资料,已知我国最长的洞
穴是湖北省利川县的腾龙洞,长度达 37km。
? 2.洞穴堆积物
? 洞穴堆积物归纳起来可分为三大类型,即化学
堆积物、机械堆积物和生物堆积物。这些堆积物
相应形成一些特殊的形态,尤以化学堆积物堆成
的形态最为绚丽多彩。
? (1)化学堆积物 。地下水沿着石灰岩细小的孔隙
和裂隙流动时,CaC03分解为 Ca+和 HCO3离子,
随水流走,当水进入洞穴时,CO2分压力降低,
温度升高,水中 CO2逸出,CaC03又沉积下来,
在洞穴中形成石钟乳、石笋、石柱、石幕和泉华
等。
?
? 地下河从洞顶渗出时,滞留在洞顶上的小水滴中
的 CaCO3逐渐沉积并向下伸展悬挂,形似钟乳,
称为石钟乳。它的横剖面有同心圆状的层次。石
笋是从洞顶滴落下来的水溅到洞底,其中 CaC03
逐渐沉积起来形成的,它形似竹笋,称石笋。石
笋是自下而上逐层增长,它的横剖面为叠层状。
石钟乳和石笋各自向相对方向伸展,最后连结起
来,成为石柱。从洞壁沿裂隙渗出的水,CaCOs
呈片状沉积,如同帷幕一样展开,故称为石幕。
泉华是由泉水出露的 CaCO。沉积物。
? (2)机械堆积物。洞穴中的机械堆积物有河
流沉积、湖泊沉积和崩塌沉积三种。
? 四,岩溶地貌的 发育过程
? 发育初期,大多是石芽、溶沟,逐渐发育成
溶斗和落水洞。为岩溶发育的幼年期。
? 岩溶地貌进一步发育,地下洞穴大量发育,
并且互相贯通成为一个统一的地下水系统,
地下水面以上,溶洞干涸,地下水面以下的
洞穴充水,形成 地下河 。为岩溶发育的青年
期 。
·进一步发育,地面逐渐被蚀低,离地面较
浅的溶洞的顶板开始崩塌,地下河的某些
段塌顶成为地面河。岩溶地貌进入中年期。
最后,地下河和溶洞大量崩塌,成为地面
岩溶盆地和平原地貌。此时石灰岩已大量
蚀去,石灰岩的残积堆积物发育。除了溶
蚀平原上残留少量的残丘及孤峰,地面起
伏很小,形成一个准平原。为岩溶地貌的
老年期。
?
一,岩溶 作用
地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和再
造作用,包括化学作用过程(溶解和沉淀)和
物理作用过程(流水的侵蚀和堆积、重力的塌
陷和堆积),但化学作用过程是塑造喀斯特地
貌的主要动力
? 二 岩溶作用因素
? (一)气候:
? 降水多利于水循环,水的溶蚀能力强。
? 温度的影响较复杂,温度高,水中二氧化碳的含量愈
少,但高的温度又使水中的氢离子增多,溶蚀力又增
强。
? 气压与二氧化碳的含量成正比
(二)生物
溶蚀作用中的二氧化碳有 85%来自生物界,因此,
在湿热气候下,生物大量繁衍的地区。最利于岩溶地
貌发育。
? (三)地质
? 碳酸盐类岩石最易被溶蚀。
? 岩石有开扩而深长的裂隙、透水性强利于溶蚀。
? 三 岩溶地貌
? (一)地表岩溶地貌
? 溶沟和石芽 地表水沿石灰岩坡面和裂隙流动,经过岩
溶作用,就会溶蚀出凹槽,称为溶沟。
? 溶沟之间突起的石脊,称为石芽。在石灰岩发育的地
区形成的形体高大的石芽为石林,如云南路南石林。
? 溶斗 和落水洞:是地面上经溶蚀作用形成的漏陷地貌。
近圆形的洼地为溶斗;直径数十到数百米,深数米到
数十米。是岩溶发育的初期地貌。
? 落水洞是岩溶区地表水从谷地流向地下河或地下溶洞
的通道,它是垂直方向流水对裂隙溶蚀并伴随塌陷而
成。落水洞大小不等,形状也各不相同。按其垂直断
面形态特征分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗
状落水洞等;按其分布方向,有垂直的、倾斜的和弯
曲的。在广西一带,许多落水洞的洞口直径为 7~ 10m,
深度为 10~ 30m,最深可达百米 。
? 溶蚀洼地,四周为低山丘陵和峰林所包
围的封闭洼地。它的形状和溶蚀漏斗相
似,但规模比溶斗大得多。溶蚀洼地的
底较平坦,直径超过 100m,最大可达 1~
2km。溶蚀洼地是溶斗进一步溶蚀扩大而
成。它的底部常发育落水洞和漏斗。
? 岩溶盆地 是指岩溶地区的一些宽广平坦的盆地或谷地。
(坡立谷),岩溶盆地宽度数百米到数公里,长可达几
十公里。
? 峰丛、峰林和孤峰,是石灰岩溶蚀形成的山峰及其间的
低地集合体。有峰丛洼地和峰林平原两个地貌组合单元。
峰丛洼地是由连座的山峰和其间的洼地组成;峰林平原
是在较平坦地面上散布的分离塔形山峰。
? 关于 峰林地貌 的发育在新构造运动、气候和地形剥蚀
度等因素影响下,通常用地貌循环理论来解释,即峰丛
是岩溶发育初期由岩溶水的垂直渗入溶蚀扩大而成,所
以山峰的相对高度较小,山峰下部有尚未溶蚀的基座相
连。峰林是由峰丛进一步演化而成。
? 当峰丛之间进一步溶蚀向深处发展,直到
水平循环带,这时地下河可能出露成地表
河,使侵蚀作用加强,峰丛基座被切开,
相互分离成为峰林。
? 孤峰是岩溶区的孤立石灰岩山峰,常分布
在岩溶平原或岩溶盆地中,相对高度由数
十米至百余米。孤峰是在地壳相对长期稳
定条件下,峰林不断溶蚀降低的产物 。
? (二) 地下岩溶形态
– 洞穴 洞穴又称溶洞,是地下水沿着可溶性岩石的层面、
节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。当沿着地
下可溶性岩石的较小裂隙和孔道流动时,其运动速度很
慢,这时只能进行溶蚀作用。随着裂隙的不断扩大,地
下水除继续进行溶蚀作用外,还产生机械侵蚀作用,使
孔道迅速扩大为洞穴。
1.洞穴形态特征
洞穴的形态多种多样,它们的规模大小不一,我国著名
的七星岩洞最宽为 70m,高约 15m。根据洞穴的剖面形
态可分为水平洞穴、管道状洞穴和多层状洞穴等 。
? 这些形态各异的洞穴或和地下水的流动有关,或是
和地质构造有联系。在垂直循环带中发育的溶洞多
是垂直的,规模较小,在水平循环带中形成的溶洞
多是水平的,有时受断层面的倾向和地层产状的影
响,也可能是倾斜的。有些溶洞发育还受岩层中节
理的控制,经常见到溶洞的方向和某一组特别发育
的节理方向一致。
? 溶洞内经常充满水,形成地下河、地下湖和地下
瀑布。当地壳上升,地下水水位下降,溶洞将随
之上升,使洞内经常无水。地壳多次间歇抬升,
就会出现多层溶洞。
? 在岩溶侵蚀基准面以下,还有深部岩溶洞穴,
目前世界上发现最大的深部洞穴在喀尔巴阡山的
阿尔玛河流域,洞穴位于地面以下 800m至 1331m
处,我国已知的最大深部洞穴位于湖南某矿区,
在地面以下 186m至 430m。这些深部洞穴的成因很
复杂,按深部洞穴的分匀 f位置分析,它的成因可
能有以下几种情况,·
? (1)埋藏的古岩溶面上的古溶洞,这是早期地质
时期形成的;
?
? 构造活动强烈地区,活动断裂很发育,岩
溶水沿断裂向深处渗漏,经长期侵蚀、溶
蚀而成 '
? (3)受硫化矿体影响形成的深洞穴,硫化
物因氧化与水作用成酸水,岩溶水沿灰岩
裂隙向深处渗漏溶蚀,在深部形成洞穴。
? (4)深部承压水作用形成的深部洞穴。根
据 1990年以前的资料,已知我国最长的洞
穴是湖北省利川县的腾龙洞,长度达 37km。
? 2.洞穴堆积物
? 洞穴堆积物归纳起来可分为三大类型,即化学
堆积物、机械堆积物和生物堆积物。这些堆积物
相应形成一些特殊的形态,尤以化学堆积物堆成
的形态最为绚丽多彩。
? (1)化学堆积物 。地下水沿着石灰岩细小的孔隙
和裂隙流动时,CaC03分解为 Ca+和 HCO3离子,
随水流走,当水进入洞穴时,CO2分压力降低,
温度升高,水中 CO2逸出,CaC03又沉积下来,
在洞穴中形成石钟乳、石笋、石柱、石幕和泉华
等。
?
? 地下河从洞顶渗出时,滞留在洞顶上的小水滴中
的 CaCO3逐渐沉积并向下伸展悬挂,形似钟乳,
称为石钟乳。它的横剖面有同心圆状的层次。石
笋是从洞顶滴落下来的水溅到洞底,其中 CaC03
逐渐沉积起来形成的,它形似竹笋,称石笋。石
笋是自下而上逐层增长,它的横剖面为叠层状。
石钟乳和石笋各自向相对方向伸展,最后连结起
来,成为石柱。从洞壁沿裂隙渗出的水,CaCOs
呈片状沉积,如同帷幕一样展开,故称为石幕。
泉华是由泉水出露的 CaCO。沉积物。
? (2)机械堆积物。洞穴中的机械堆积物有河
流沉积、湖泊沉积和崩塌沉积三种。
? 四,岩溶地貌的 发育过程
? 发育初期,大多是石芽、溶沟,逐渐发育成
溶斗和落水洞。为岩溶发育的幼年期。
? 岩溶地貌进一步发育,地下洞穴大量发育,
并且互相贯通成为一个统一的地下水系统,
地下水面以上,溶洞干涸,地下水面以下的
洞穴充水,形成 地下河 。为岩溶发育的青年
期 。
·进一步发育,地面逐渐被蚀低,离地面较
浅的溶洞的顶板开始崩塌,地下河的某些
段塌顶成为地面河。岩溶地貌进入中年期。
最后,地下河和溶洞大量崩塌,成为地面
岩溶盆地和平原地貌。此时石灰岩已大量
蚀去,石灰岩的残积堆积物发育。除了溶
蚀平原上残留少量的残丘及孤峰,地面起
伏很小,形成一个准平原。为岩溶地貌的
老年期。