第四章-喀斯特地貌.ppt

1、第四節(jié) 喀斯特地貌,第四章 喀斯特地貌,喀斯特簡(jiǎn)介,地表水和地下水對(duì)可溶性巖石的破壞和改造 作用稱為喀斯特作用，即水對(duì)可溶性巖石的溶 蝕、沖蝕、堆積，以及重力崩塌的總稱。以化 學(xué)溶蝕作用為主，機(jī)械侵蝕作用為輔。 喀斯特作用所形成的地表形態(tài)和地下形態(tài)稱 為喀斯特地貌。 喀斯特作用及其所產(chǎn)生的水文現(xiàn)象和地貌現(xiàn) 象統(tǒng)稱為喀斯特（ Karst ）。,喀斯特研究的起源,徐霞客（15861641，明徐霞客游記的 作者）是我國(guó)和世界上最早的巖溶研究學(xué)者。 19世紀(jì)末，南斯拉夫的司威治（J.Cvijic） 研究了南斯拉夫西北的喀斯特（Karst）石灰 巖高原，并于1893年正式用“Karst”來(lái)概括 喀斯特高

2、原的地貌景觀。 中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)第一屆喀斯特學(xué)術(shù)會(huì)議（1966 年2月，桂林），建議在我國(guó)使用“巖溶”一 詞，并把它作為Karst的漢語(yǔ)同義語(yǔ)。,可溶性巖石的分布,碳酸鹽類巖約占全球沉積巖的15，面積4100萬(wàn)km2，硫酸鹽巖面積為1100萬(wàn)km2， 合計(jì)5200萬(wàn)km2，占全球面積的10.2； 中國(guó)碳酸鹽類巖的分布可分為裸露、覆蓋 和埋藏等三種類型，面積共344.3萬(wàn)km2， 其中裸露型面積為 90.7萬(wàn)km2。主要分布 在桂、貴、滇，其它還有鄂西、湘西、川 東、魯、晉等地。,第一節(jié) 喀斯特發(fā)育的條件,一、巖石的可溶性 巖石的可溶性主要取決于巖石的化學(xué)成分 與巖石結(jié)構(gòu)。 三大類可溶巖：1、鹵鹽類

3、如鉀鹽、石鹽； 2、硫酸鹽類如硬石膏、石膏、芒硝等； 3、碳酸鹽類如石灰?guī)r、白云巖等。 溶解度：鹵鹽硫酸鹽碳酸鹽； 在碳酸鹽巖類中，CaCO3的含量越高，其 他雜質(zhì)含量越低，其溶解度就越大。 石灰?guī)r白云巖硅質(zhì)灰?guī)r泥灰?guī)r； 巖石的結(jié)構(gòu)與溶解度有密切關(guān)系。對(duì)于結(jié) 晶的巖石，晶粒越小，溶解度也越大。,二、巖石的透水性,巖石的透水性對(duì)巖石的溶蝕速度和地下巖溶 的發(fā)育有著重大影響。透水性不良的巖石，溶 蝕作用只限于巖石表面，很難深入巖石內(nèi)部； 透水性好的巖石，地表和地下溶蝕都很強(qiáng)，地 貌發(fā)育也好。 透水性強(qiáng)弱取決于巖石的孔隙和裂隙大小和 多少。一般石灰?guī)r的原生孔隙度都很小3， 透水性較弱；巖石的透水性主

4、要受由構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 形成的各種裂隙所控制。 總之，巖石構(gòu)造越破碎、巖石純度越高、巖 層越厚，則透水性就越好；,三、水的溶蝕力,水的溶蝕力取決于水的化學(xué)成分、溫度、氣壓等 方面因素。 CO2H2O H2CO3 ； （形成碳酸） H2CO3 HHCO3 ；（碳酸離解） HCaCO3 HCO3 Ca 2 （溶解碳酸鈣） 總的化學(xué)反應(yīng)方程式： CO2H2OCaCO3 Ca 2 2（HCO3） ； 其化學(xué)反應(yīng)是可逆的，正反應(yīng)速度取決于CO2的濃 度，逆反應(yīng)速度取決于Ca 2的濃度。即溶解于水中 的CO2越多，水的溶蝕力就越強(qiáng)；水中的Ca 2的含 量越高，水的溶蝕力就越弱。,水的溶蝕力,水中酸的含量越高，溶蝕

5、力也越強(qiáng)；酸的 來(lái)源主要由大氣中的CO2溶入水中而成。 溫度越高，溶蝕力越強(qiáng)；雖然水中CO2的 含量與溫度成反比，但水的化學(xué)反應(yīng)速度與 溫度成正比。 氣壓越高，溶蝕力越強(qiáng)；水中CO2的含量 與氣壓成正比。 氣候越濕熱，水的溶蝕力就越強(qiáng)，喀斯特 發(fā)育就越快。,四、水的流動(dòng)性,經(jīng)常流動(dòng)的水體，能大大提高水的溶蝕力。 流水經(jīng)常與空氣保持接觸，能不斷地補(bǔ)充因 溶蝕巖石所消耗的CO2，使水體不易達(dá)到飽和。 處于流動(dòng)狀態(tài)的水，有時(shí)雖然達(dá)到飽和，但 當(dāng)幾種不同濃度的飽和溶液混合后，可變?yōu)椴?飽和而重新獲得溶蝕能力。 熱帶地區(qū)高溫多雨，水流量大、水循環(huán)快， 加上氣溫高及生物作用強(qiáng)，巖溶發(fā)育最快。如 亞熱帶廣西

6、碳酸鹽巖溶蝕量為0.120.3mm/a， 是暖溫帶的河北（溶蝕量為 0.020.03mm/a） 的59倍。,第二節(jié) 喀斯特地貌,一、地表喀斯特地貌 1、石芽與溶溝： 地表水沿巖石裂隙溶蝕、侵蝕而成的溝槽形態(tài)，稱 為溶溝，溝間突起稱為石芽；高大的石芽稱為石林。 2、漏斗（溶斗）與溶蝕洼地： 漏斗是漏斗形或碟形的封閉洼地；深幾米至十幾米， 直徑幾米至100m， 主要分布在喀斯特高原面上。 溶蝕洼地通常由漏斗擴(kuò)大合并而成，直徑100m。 3、落水洞： 落水洞為地表水進(jìn)入地下河的主要通道；深幾十米 至幾百米，寬度一般 10 m。 主要分布在溶蝕洼 地底部以及喀斯特斜坡上。,4、坡立谷與喀斯特平原,坡立

7、谷（Polje），即溶蝕谷地，俗稱“壩”、“壩子”， 寬幾百米至幾公里，長(zhǎng)幾公里至幾十公里，在一定 構(gòu)造條件下經(jīng)長(zhǎng)期溶蝕、侵蝕而成；喀斯特平原， 達(dá)數(shù)百平方公里，由坡立谷發(fā)展而來(lái)。,5、峰叢、峰林、孤峰與殘丘： 峰叢，一種連座峰林，其基部相連、頂部分散為一 個(gè)個(gè)山峰（12相連）；峰林，石灰?guī)r石峰分散 或成群分布在平地上，遠(yuǎn)望如林（12相連）。 其相對(duì)高度為100 200m，坡度45； 孤峰，豎立在喀斯特平原上的孤立石灰?guī)r山峰，相 對(duì)高度幾十至百余米；殘丘，孤峰進(jìn)一步發(fā)育而成， 相對(duì)高度十幾至幾十米。,6、巖溶丘陵,巖溶丘陵與溶蝕洼地的組合，是亞熱帶喀斯特 的典型形態(tài)。巖溶丘陵相對(duì)高度 100

8、150 m ， 坡度較和緩，不具峰林形態(tài)。,7、喀斯特地貌組合 熱帶喀斯特地貌組合依發(fā)育階段的差異，可分 為： 峰叢洼地（或漏斗）； 峰林洼地； 峰林谷地； 孤峰、殘丘平原； 從云貴高原邊緣到廣西盆地中心，依次出 現(xiàn)上述喀斯特地貌組合。,8、巖溶旋回,幼年期：地表面水系完整，地表巖溶開(kāi)始發(fā)育， 形成溶溝、石芽和少量的漏斗； 青年期：地下水系發(fā)育，地表僅存河流主干， 地下、地表巖溶發(fā)育，形成溶洞、漏斗、落水 洞、干谷、峰叢、溶蝕洼地等形態(tài)； 中年期：巖溶發(fā)育由地下轉(zhuǎn)向地表，洞頂多塌 陷，水系重回地表，峰林、溶蝕洼地、溶蝕谷 地大量形成； 老年期：下伏不可溶巖層廣泛出露或地面高度 接近侵蝕基準(zhǔn)面，

9、地表水系占絕對(duì)統(tǒng)治地位， 形成溶蝕谷地、溶蝕平原、孤峰、殘丘等。,二、地下喀斯特地貌,喀斯特水動(dòng)態(tài)剖面,垂直滲透帶 （充氣帶）； 季節(jié)變動(dòng)帶 （過(guò)渡帶）； 水平流動(dòng)帶 （飽水帶）； 深部緩流帶。,溶洞與地下河,1、溶洞 垂直溶洞 與傾斜溶洞； 水平溶洞；,冷洞,暖洞,穿洞,腳洞,側(cè)洞,地下水,2、洞穴堆積地貌,石筍、石鐘乳、石柱、石幔等等。,結(jié)束,平衡曲線,CaCO3（mgl）,CO2（mgl）,平衡曲線,W1,W2,石芽與溶溝1,石芽與溶溝,云南羅平,石芽與溶溝2,石芽與溶溝,云南羅平,石芽與溶溝3,石芽與溶溝,云南羅平,石芽與溶溝4,石芽與溶溝,木格錯(cuò)，青藏高原,路南石林,阿詩(shī)瑪?shù)膫髡f(shuō),路

10、南石林世界地質(zhì)公園,石林鳥(niǎo)瞰,石林鳥(niǎo)瞰,大理石石林,大理石石林,廣西賀州，我國(guó)唯一的一個(gè),漏斗1,漏斗,貴州興義,漏斗2,漏斗,貴州興義,漏斗3,漏斗,貴州興義,漏斗群1,云南羅平,漏斗群,漏斗群2,漏斗群,云南羅平,廣西樂(lè)業(yè)“天坑”,廣西樂(lè)業(yè)“天坑群”,最深613m,樂(lè)業(yè)“天坑”仰視,重慶小寨“天坑”1,重慶小寨“天坑”,深666m,重慶小寨“天坑”2,重慶小寨“天坑”,重慶小寨“天坑”3,重慶小寨“天坑”,重慶小寨“天坑”4,小寨“天坑”仰視,落水洞,天窗（落水洞）,峰叢與峰林,峰林,桂林山水甲天下,九馬畫(huà)山,漓江,孤峰1,孤峰,孤峰2,孤峰,坡立谷,坡立谷,壩子1,壩子,云南羅平,壩子2

11、,壩子,云南羅平,喀斯特平原,喀斯特平原,巖溶丘陵,云南羅平,喀斯特丘陵,云南羅平,喀斯特丘陵,云南羅平,喀斯特丘陵羅平,喀斯特丘陵,云南羅平,廣東連山,廣東連山,陽(yáng)朔的月亮山,月亮山,陽(yáng)朔,桂林駱駝山,桂林象鼻山,草海,巖 溶 湖,貴州威寧的草海，46.6 km2,廣東肇慶的七星巖,七星巖,廣東肇慶,肇慶市,七 星 巖,云南白水臺(tái),地表“石灰華” 鈣華泉華,黃龍五彩池 1,黃龍五彩池,黃龍五彩池 2,黃龍五彩池,九寨溝鈣華,九寨溝鈣華樹(shù),西藏泉華,土耳其棉花堡 1,土耳其棉花堡,土耳其棉花堡 2,土耳其棉花堡,土耳其棉花堡 3,土耳其棉花堡,黃石公園泉華,黃石公園泉華,江西石鐘山,海中喀斯特

12、,越南下龍灣 “ 海上桂林 ”,下龍灣,泰國(guó)普吉島1,泰國(guó)普吉島,泰國(guó)普吉島2,泰國(guó)普吉島,喀斯特泉,喀斯特泉,停多噴少,停多噴少,濟(jì)南的泉,雨量充沛時(shí),濟(jì)南百脈泉,喀斯特泉（黃石公園）,喀斯特泉,黃石公園,喀斯特?zé)崛S石公園）,喀斯特?zé)崛?黃石公園,黃石公園喀斯特泉眼,黃石公園喀斯特泉眼,側(cè)洞,側(cè)洞,地下河1,地下河,地下河2,地下河,地下河3,地下河,七星巖地下河,七星巖雙源洞,地下河,地下河英西1,地下河,廣東英德,地下河英西2,地下河,廣東英德,地下河連州,地下河,廣東連州,銀狐洞地下河,銀狐洞地下河,北京郊區(qū),地下河出口1,地下河出口,地下河出口2,地下河出口,地下河出口3,地下河出口,廣東英德,地下瀑布,地下瀑布,地下河出口4,地下河出口,地下河出?？?地下河出海口,意大利著名的藍(lán)洞,垂直溶洞,發(fā)育于充氣帶 以落水洞居多,美國(guó),200m深的溶洞,克羅地亞,水平溶洞,貴陽(yáng)龍宮,天生橋,溶洞坍塌而成,天生橋,天生橋1,天生橋,貴州遵義