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1、第四节:喀斯特地貌,一 岩溶地貌概述,岩溶:地下水和地表水对可溶性岩石的化学作用和物理作用及形成的地貌(岩溶地貌)和水文现象(岩溶水文)。 岩溶地貌在石灰岩地区发育最为典型也称为喀斯特地貌。,二、岩溶作用的过程,岩溶作用分为化学作用和物理作用。 物理过程包括:溶解与沉淀、崩塌、搬运与堆积等。 化学过程,三、岩溶作用的影响因素,岩性(地质)因素 岩石类型:碳酸盐类、硫酸盐类、氯盐类 岩石结构:晶粒越小溶解力越强,不等粒结构比等粒结构溶解力强。 岩石构造:岩石的裂隙度决定岩石的透水性,岩石构造、纯度、厚度决定岩石的裂隙度。,水动力(水文)因素 地表水量、地下水量 水的溶蚀性:取决于二氧化碳的输入,
2、与温度和气压有关。 水的流动性:一方面加速岩溶作用,另一方面混合溶蚀作用。 这种因水的混合而产生的溶蚀作用称为混合溶蚀作用。,四、岩溶水的垂直分带性,垂直循环带:地面至地下水高水位之间,水流运动以垂直方式为主。 过渡循环带:地下水高水位与低水位之间,丰水期以水平运动为主,枯水期以垂直运动为主。 水平循环带:该带位于地下水低水位以下,以水平流动为主,具有自由水面。 深部滞留带:位于水平循环带以下,运动不受地表河流影响,主要受地质条件所控制,运动较为缓慢。,五、喀斯特地貌,可分为地表岩溶地貌和地下岩溶地貌,地表岩溶地貌,溶沟和石芽 可溶岩地区地表水流在流动过程中侵蚀而成的凹槽称为溶沟,溶沟之间的突
3、出部分称为石芽。 溶沟规模大小不一,宽从几十厘米到几米,深从几厘米到几米。 石芽多为1-2米,而在热带多雨湿润气候下石芽高度可在10米以上,被称作为石林,其中云南路南石林。,落水洞 是岩溶区地表岩溶水流向地下河或地下溶洞的通道,主要是溶蚀作用伴随着塌陷而成。 落水洞大小不同,形状也不等,直径通常小于深度. 根据断面形态有裂隙状落水洞、竖井状落水洞、漏斗状落水洞。,岩溶漏斗 岩溶化地面上的一种圆碟形洼地,平面轮廓为原形或椭圆形,下部通常有排水管道。 扩大和合并形成溶蚀洼地。 根据成因可分为溶蚀漏斗、沉陷漏斗、塌陷漏斗.,溶蚀漏斗主要是地表岩溶水对低洼处沿裂隙处向下渗漏溶蚀的结果; 沉陷漏斗,松散
4、堆积物随岩溶水迁移搬运使地面下沉成为沉陷漏斗; 塌陷漏斗,主要是浅层溶洞顶板塌陷而成。,溶蚀洼地,四周为低山丘陵和峰林所包围的封闭洼地,形状同溶蚀漏斗相同,但规模要大的多,底部比较平坦,直径超过100米。,地表岩溶地貌,岩溶盆地,岩溶地区一些宽广平坦的盆地和谷地也叫坡立谷。宽度自数百米至数千米,长度可达几十千米,盆地边坡陡峭,底部平坦,常积留有河流冲积物。 干谷和盲谷,岩溶地区地表干涸的河谷称为干谷;在岩溶区,一些地表河流的上游水源来自泉眼涌水,而下游河水经落水洞转入地下,这种上下游封闭的谷地称为盲谷。,地表岩溶地貌,峰林、峰丛和孤峰: 石灰岩强烈溶蚀地区溶蚀而成形态各异的山峰集合体称为峰林。
5、 峰丛是基座相连山峰集合体。 孤峰是孤立的石灰岩山峰,通常分布在溶蚀盆地和岩溶平原。,地下岩溶地貌,溶洞、地下河、暗湖是典型地下岩溶地貌。 溶洞是地下水沿可溶性岩石的层面、节理或裂隙进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。 溶洞形态规模不一;溶洞主要集中在水平循环带;溶洞内常积水;溶洞内发育各种堆积地貌,特别化学堆积地貌发育。 溶洞内常见的化学堆积地貌:石钟乳、石笋、石柱、石幕、泉华等,化学堆积物,岩溶水进入洞穴后温度场升高和二氧化碳分压力场降低,水中二氧化碳逸出,碳酸钙沉积下来在洞穴中形成各种形态各异洞穴堆积物。 机械堆积物,主要有河流沉积物,湖泊沉积和崩塌沉积,河流沉积主要是小砾石和沙砾,湖泊沉积主
6、要是黏土粉沙沉积,崩塌沉积无分选,常与石灰华混杂。,石钟乳,岩溶水从洞顶渗出时,碳酸钙悬滞在洞顶上形成悬挂状的突起,形似钟乳称为石钟乳。 石笋,从洞顶滴落下的岩溶水逸出二氧化碳,碳酸钙逐渐沉积成似竹笋,称石笋。 石柱,石钟乳和石笋沉积对接而成柱状,称为石柱。,石幕,从洞壁裂隙渗析出的岩溶水,碳酸钙沿壁状沉积,如同帷幕,称作石幕。 石灰华,是洞壁上成层状的碳酸钙沉积物。 泉华,是从泉涌出的岩溶水沉积的碳酸钙堆积物。,六、岩溶地貌发育的基准面问题,岩溶作用向下作用的下限称为岩溶基准面。 有人认为河谷河面和海面是岩溶侵蚀基准面,但大量的资料表明在地下较深的地方也存在岩溶作用。 有人认为岩溶基准面不存
7、在,有的话就是可溶性岩石的底板。 但溶洞发育主要受控于河谷谷底,因此河流水面就是岩溶基准面。,七、岩溶地貌发育过程,幼年期阶段,地壳抬升,非可溶性岩石剥蚀,可溶性岩石出露,地表流水岩溶作用开始进行,地表常出现小规模石芽和溶蚀浅沟及少量漏斗。 青年期阶段,地表河流下切侵蚀加剧,岩溶作用盛行,地表水绝多转化为地下水,地表岩溶地貌发育,漏斗、落水洞、干谷、盲谷,溶蚀洼地发育,地下溶洞开始发育,存在许多地下河,壮年期阶段,地表河流下切侵蚀停止,溶洞进一步发育扩大,洞顶机械崩塌地下河成为地面河,同时溶蚀洼地、溶蚀盆地和峰林发育。 老年期阶段,不透水岩层出露,地表水系重新发育,形成冲积平原,残留一些孤峰和残丘。,八、岩溶地貌发育的地带性,热带亚热带岩溶,高温多雨,岩溶作用强烈,地表和地下岩溶地貌均发育典型。 温带季风气候区岩溶,降雨分配不均匀,雨季集中,地表岩溶不发育,地表干谷发育,只有一些小规模的溶蚀浅沟和石芽,地下溶洞发育。但大规模溶洞少见。,温带干旱区岩溶,地表岩溶作用微弱,几乎看不到现代岩溶地貌,地下在地下水的作用下可发育小规模的溶洞。 寒带和高山岩溶,气温低,溶蚀作用极缓慢,地表岩溶地貌不发育,可见小规模溶洞,高山石灰岩地区常在构造面发育处形成类似峰林景观。,
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