溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果.doc

溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。由于石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態(tài)、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。簡(jiǎn)介CaCO3碳酸鈣有這樣一種性質(zhì)：當(dāng)它遇到溶有CO2的水時(shí)就會(huì)變成可溶性的碳酸氫鈣Ca（HCO3）2 CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2 溶有碳酸氫鈣的水如果受熱或遇壓強(qiáng)突然變小時(shí)溶在水中的碳酸氫鈣就會(huì)分解，重新變成碳酸鈣沉積下來(lái)。同時(shí)放出二氧化碳。 Ca（HCO3）2 =CaCO3+CO2+H2O 在自然界中不斷發(fā)生上述反應(yīng)于是就形成了溶洞中的各種景觀。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亞山脈的猛犸洞，位于肯塔基州境內(nèi)，洞深64km，所有的岔洞連起來(lái)的總長(zhǎng)度達(dá)250km。洞里寬的地方象廣場(chǎng)，窄的地方象長(zhǎng)廊，高的地方有30m高，整個(gè)洞平面上迂回曲折，垂向上可分出三層。雨季，整個(gè)洞內(nèi)都有流水，成為地下河流在坡折處河水跌落，形成瀑布；旱季，局部地區(qū)有水，成地下湖泊，可能還有積水很深的潭，不妨稱無(wú)底潭。 中國(guó)知名溶洞中國(guó)現(xiàn)知最長(zhǎng)的溶洞是湖北利川縣騰龍洞，長(zhǎng)約40千米；最深的為貴州水城吳家大洞。深430米。 中國(guó)是個(gè)多溶洞的國(guó)家，尤以廣西境內(nèi)的溶洞著稱，如桂林的七星巖、蘆迪巖等。北京西南郊周口店附近的上方山云水洞，深612m，有七個(gè)“大廳”被一條窄長(zhǎng)的“走廊”相連，洞的盡頭是一個(gè)碩大的石筍，美名十八羅漢，石筍背后即是深不可及的落水洞，也有一定規(guī)模。周口店的龍骨洞，洞雖不大，卻是我們老祖宗的棲身地。形成 如聞名于世的桂林溶洞、北京石花洞，就是由于水和二氧化碳的緩慢侵蝕而創(chuàng)造出來(lái)的杰作。溶有碳酸氫鈣的水，當(dāng)從溶洞頂?shù)蔚蕉吹讜r(shí)，由于水分蒸發(fā)或壓強(qiáng)減少，以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉淀。這些沉淀經(jīng)過千百萬(wàn)年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂上滴落，隨著水分和二氧化碳的揮發(fā)，則析出的碳酸鈣就會(huì)積聚成鐘乳石、石幔、石花。洞頂?shù)溺娙槭c地面的石筍連接起來(lái)了，就會(huì)形成奇特的石柱在自然界，溶有二氧化碳的雨水，會(huì)使石灰石構(gòu)成的巖層部分溶解，使碳酸鈣轉(zhuǎn)變成可溶性的碳酸氫鈣 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 當(dāng)受熱或壓強(qiáng)突然減小時(shí)溶解的碳酸氫鈣會(huì)分解重新變成碳酸鈣沉淀 Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O 大自然經(jīng)過長(zhǎng)期和多次的重復(fù)上述反應(yīng)。從而形成各種奇特壯觀的溶洞，如桂林的七星巖、蘆笛巖、肇慶的七星巖， 宜春的竹山洞等。在溶洞里，有千姿百態(tài)的鐘乳和石筍，它們是由碳酸氫鈣分解后又沉積出來(lái)的碳酸鈣形成的。 天然河水或井水中，常常含有碳酸氫鈣、碳酸氫鎂、硫酸鈣、硫酸鎂等雜質(zhì)，如果含量較大，則這種水叫做硬水。硬水不宜作工業(yè)用水，因它在鍋爐中受熱分解會(huì)形成鍋后，造成導(dǎo)熱不良，浪費(fèi)燃料，甚至釀成事故。硬水也不宜飲用，如長(zhǎng)期飲用，會(huì)患消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)疾病。用硬水洗滌衣物，洗滌效果差。 巖溶指可溶性巖石，特別是碳酸鹽類巖石（如石灰?guī)r、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蝕，有時(shí)并加以沉積作用而形成的地貌。往往呈奇特形狀，有洞穴、石芽、石溝、石林、溶洞、地下河也有峭壁。此種地貌地區(qū)，往往奇峰林立。 我國(guó)廣西、云南、貴州等地有這種地貌。著名的桂林山水所呈現(xiàn)的奇峰異洞就是這樣形成的。 舊稱喀斯特，源于前南斯拉夫的一個(gè)地名。 地表水在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)所經(jīng)過的沉積物或巖石有著重要的侵蝕作用，既包括水動(dòng)力作用下的碎屑物搬運(yùn)，又包括水對(duì)巖石或沉積物的化學(xué)溶蝕作用，還包括碎屑物在搬運(yùn)過程中的磨蝕作用。喀斯特地貌就是地下水對(duì)碳酸鹽巖侵蝕作用的結(jié)果。在水流作用下，形成陡峭的海岸、彎曲的溝壑、高高的冰蝕懸谷、氣勢(shì)磅礴的大峽谷?！暗嗡┦币彩撬幕瘜W(xué)侵蝕作用的寫照。研究過程中國(guó)安徽宣城溪口農(nóng)民李六四自發(fā)、自費(fèi)研究地震十七年（截至2010年），他認(rèn)為：“地震是由地幔中核變的及時(shí)效應(yīng)造成的。煤炭是石油演變產(chǎn)生的，石油是天然氣演變產(chǎn)生的。溶洞是因?yàn)橐后w受熱轉(zhuǎn)化成氣體，其膨脹壓力造成的，地球生物是在早期地球的液態(tài)有機(jī)硅中誕生并進(jìn)化而來(lái)的。”其理論學(xué)說為地球熱核演變說。他的學(xué)說有可能成為后人了解地球、地震等的理論基礎(chǔ)。但是，由于條件、知識(shí)的局限某些內(nèi)容尚在研究、完善中。主要內(nèi)容農(nóng)民李對(duì)大量的溶洞進(jìn)行了實(shí)地考察，并搜集了一些資料，對(duì)溶洞的成因有了很多方面的突破，就在他的家鄉(xiāng)不遠(yuǎn)處，他特意考察了兩個(gè)完全沒有水的溶洞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)它的里面一點(diǎn)找不到被水溶解碳酸鈣或碳酸鈣析出沉淀的痕跡，根據(jù)很多的跡象表明，90%以上的溶洞不是由水溶解形成的，也不是水受熱氣化膨脹“吹”出來(lái)的（通過這種方式形成的溶洞可能占極少數(shù)），而是由石油或液態(tài)有機(jī)硅（主要是石油）受熱膨脹形成的，即便是現(xiàn)在內(nèi)部存有流水的溶洞，絕大部分也是曾經(jīng)的高分子有機(jī)物受熱膨脹形成的，可能只有極少數(shù)溶洞是由水膨脹形成的，這是因?yàn)椋?（1）在大量火山爆發(fā)的年代恰恰是高分子有機(jī)物在地球上大量存在的時(shí)代，當(dāng)時(shí)的高分子有機(jī)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于曾經(jīng)的水。 （2）水粘稠度低，當(dāng)火山熔巖落在上面：a，它很可能很快就被擠了出來(lái)，很少可能被火山熔巖包裹進(jìn)去，即便被包裹進(jìn)去，它的氣化速度很快，往往不能形成較為豐滿的溶洞，而高分子有機(jī)物則不同，它們?cè)诘厍虻谋砻骐S著不斷的被緩慢氧化，其粘稠度越來(lái)越高，而且粘稠度越高的有機(jī)物越位于較低的位置，這樣當(dāng)火山熔巖落于其表面時(shí)，一些較輕的有機(jī)物可能被擠出火山熔巖的外面，但底部粘稠度大的有機(jī)物卻往往被覆蓋，其中還有一部分被密度很大的熔巖漂浮上升，進(jìn)入內(nèi)部被熔巖包裹，這些有機(jī)物在隔絕空氣加強(qiáng)熱的情況下，或緩慢地直接氣化，或漸漸釋放出氫氣變成煤炭，氣體在火山熔巖中升騰、游走，最后在某一個(gè)薄弱處突破，放出氣體，此時(shí)的洞口往往會(huì)好長(zhǎng)時(shí)間地噴火，最后還會(huì)在洞內(nèi)形成爆炸（威力不是很大），爆炸往往不止一次，直至氣體熄滅。 （3）當(dāng)然全面提到的實(shí)地考察的情況，一些溶洞里面一點(diǎn)找不到被水溶解碳酸鈣或碳酸鈣析出沉淀的痕跡，也是一個(gè)很好的證據(jù)。 （4）我在溶洞中發(fā)現(xiàn)了：在一些較大的凹陷上面還鑲嵌著一些小的凹陷，這說明溶洞內(nèi)當(dāng)時(shí)的膨脹是比較緩慢的。 通過對(duì)對(duì)大量的溶洞進(jìn)行了實(shí)地考察，我還發(fā)現(xiàn)地球曾經(jīng)的火山爆發(fā)不僅很頻繁，而且其規(guī)模也比現(xiàn)在大得多，因?yàn)槿绻鹕饺蹘r下落地太慢、太少是不可能形成溶洞的。通過這種方式形成溶洞的山脈，因?yàn)樗鼈兪腔鹕饺蹘r堆積所致，所以山體往往不是很大（全面講過最大的山脈往往是火山爆發(fā)形成的，但從總體看，火山熔巖形成的小山多，大山少，況且大山并不是一次成形的，而是長(zhǎng)期積累的過程），山上的土層較薄，巖體裸露部分較多。在這些山體上，不時(shí)還能發(fā)現(xiàn)一些所謂的假山，其造型千奇百怪，它們主要是火山爆發(fā)時(shí)，一些小的（或?yàn)R出的熔巖滴）熔巖落于高分子有機(jī)物中，用于其自身的高溫導(dǎo)致有機(jī)物氣化，有點(diǎn)像現(xiàn)在的炸油條、麻花一樣，假山便制造出來(lái)了。地球表面大氣層的下層曾經(jīng)一度處于缺氧狀態(tài)，在這段時(shí)期里，因?yàn)橛袡C(jī)物不會(huì)被燃燒，這對(duì)溶洞的形成起到一定的促進(jìn)作用。我們?cè)诿禾啃纬傻难a(bǔ)充說明里，曾提及有關(guān)“瓦斯”的形成，而在溶洞的形成過程中，恰恰是瓦斯形成的絕好的外界條件，所以伴隨溶洞的形成，瓦斯也是必不可少的產(chǎn)物（僅限于由石油形成的溶洞，至于高分子有機(jī)硅或水就另當(dāng)別論了）。 總結(jié)溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水和二氧化碳時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣Ca(HCO3)2，后者可溶于水，于是有空洞形成并逐步擴(kuò)大。這種現(xiàn)象在南斯拉夫亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以常把石灰?guī)r地區(qū)的這種地形籠統(tǒng)地稱之喀斯特地形。分類 按其發(fā)育演化，巖溶可分出以下6種。 1）地表水沿灰?guī)r內(nèi)的節(jié)理面或裂隙面等發(fā)生溶蝕，形成溶溝（或溶槽），原先成層分布的石灰?guī)r被溶溝分開成石柱或石筍。 2）地表水沿灰?guī)r裂縫向下滲流和溶蝕，超過100m深后形成落水洞。 3）從落水洞下落的地下水到含水層后發(fā)生橫向流動(dòng)，形成溶洞。 4）隨地下洞穴的形成地表發(fā)生塌陷，塌陷的深度大面積小，稱坍陷漏斗，深度小面積大則稱陷塘。 5）地下水的溶蝕與塌陷作用長(zhǎng)期相結(jié)合