永安实习区喀斯特地貌特征及成因分析.doc

永安实习区喀斯特地貌特征及成因分析（学院资环学院 地理科学 郑宝云 学号080904045 ）（指导老师：李建成（教授），陈大涌（高级实验师）摘要：在对永安实习区喀斯特地貌专题调查的基础上，进一步分析地貌的成因，认为地质条件，地貌条件，气候条件是喀斯特地貌成因的基本因素。通过这次的野外实习，我们了解永安石林风景区以及十八洞喀斯特地貌的基本特征和成因。这两次均为永安著名的风景区，如果当地政府对这两个地方进行合理的开发旅游资源，对永安当地的经济发展有一定的推动作用。关键词：喀斯特地貌，地貌成因，地貌特征，永安实习区正文引言：通过9月17日地貌野外实习，我们在永安石林风景区观测和描述喀斯特地貌主要地貌类型的基本特征，说明地貌的成因以及作典型的地质素描图。以及在十八洞进行观测和描述地下喀斯特地貌。这两个实习区让我们对永安喀斯特地貌有了进一步的了解。1 实习区自然地理概况永安市位于福建省中西部，地处武夷山脉和戴云山脉之间的中断，东经1165611746，北纬25332613；地理坐标X：2745，Y：6793公里，属福建省三明市管辖。永安市是福建省中西部的交通和文化中心之一，是鹰夏铁路的必经要冲，全区铁路、公路四通八达，除鹰夏铁路外，还有永安至福加、永安至福建水泥厂铁路、以及永安至泉州、永安至清流永安至闽西诸县的公路、其它次一级公路贯穿全区，故交通十分方便。永安地区是我国华南区典型的低谷丘陵区，全市山脉连绵起伏，一般在800米至1100米以上。由于新构造运动的影响，该区河谷水系十分发育，主干河流为沙溪，上游称九龙溪，支流称文川溪，其它大小河流沟谷遍布全市，水力资源十分丰富。永安地区属华南地区比较典型的中亚热带海洋性季风气候，年平均气温19以上，最高气温达41，最低气温为7.6.全年以7月份气温最高。全市雨量充沛，年平均降水量为16001700毫米。一般三月至六月为全年的雨季。永安地区的自然资源十分丰富。除了有十分丰富的水力资源外，尚有丰富多样的矿产资源，以煤、重晶石和石灰石为主，主要分布于加福、丰海、李坊和坑边一带，其中李坊重晶石矿为我国华南地区罕见的特大型矿床；坑边石灰石矿是上市公司福建水泥股份有限公司（福建水泥）的主要矿产地，该地区是福建省主要的矿产地之一。此外，由于全市90以上的地表均被植被所覆盖，因此，森林资源也十分丰富，是上市公司永安林业股份有限公司（永林股份）的主要原料产地。永安也是福建省的一个重要的工农业生产基地，主要工业有福建水泥厂、福建维尼纶长和永安火电厂、永安机电厂、永安造纸厂以及加幅煤矿、丰海煤矿等。此外，近年来大小乡镇企业，如竹木器加工、小五金等蓬勃兴起。农业生产也占有比较重要的地位，主要经济作物有水稻、小麦、甘蔗、烟叶、竹笋等。此外，永安地区的交通旅游业也占有相当的地位，闻名省内外的主要旅游景点秀丽的桃源洞很石林风景区，尚有众多的地下喀斯特地貌，如十八洞、石洞寒泉、黑风洞、小淘的甘露洞等。此次实习区位于永安西北13公里的大湖镇，附近有新石林、翠云洞、寿春洞、十八洞、石洞寒泉六个景片。其中我们将对石林和十八洞进行野外实习。这里耸立着奇形怪状的石柱196座，最高的36米。怪石拟人状物，千姿百态，有巡山怪面人、 霸王别姬、麒麟童子；有灵猴捧桃、双龙出洞、五鱼戏水、古钟悬挂，以及惊人石、朝天笏、望天星等，维妙维肖，栩栩如生。石林中有一巨大峭壁，长约200米，高50米， 壁面经千万年风雕雨蚀，宛若敦煌壁画，耐人寻味。经有关专家考察认定，鳞隐石林规模仅次于著名的云南石林，堪称全国第二，有“福建小桂林”称誉。鳞隐石林地下有溶洞，称“冰室”，方圆数丈，可容百人，盛夏入内，暑气全消。室内钟乳千姿百态，饶有情趣。.实习区地貌特征地表喀斯特地貌溶沟和石芽地表水对可溶性岩石发的表面裂隙进行溶蚀和冲蚀作用，是可溶性岩石表面形成一些石制沟槽，称为溶沟，相邻溶沟之间的凸起的石瘠，称为石芽。溶沟和石芽的高差从几米到几十米或更大。当石芽和溶沟连成一片，构成广阔的性面时，就称为石芽地。裸露在地面的石芽因形态不同分成山脊式、石林式及车轨式。山脊式式芽高度不大，一般高12m，但分布普遍，形态非常尖锐，呈尖刀状或小山峰状；式芽式比较高大，高度可达10m以上，形态呈笋状、柱状、剑状、菌状等等；车轨式和棋盘式式芽成平行或方格状排列。溶斗与落水洞地表水沿着稠密而垂直的裂隙向下渗透，在渗透过程中对周围岩石进行溶蚀，有时伴随有冲刷、塌陷，使地面形成漏斗状洼地，称为溶斗，其深度由几米到几十米，直径由几十米到几百米，漏斗成群分布的地方，地面呈蜂窝状，贵州的梅花山即以地面不满漏斗状如梅花而得名，漏斗大多分布在高原，斜坡或分水高地下。溶斗是现代喀斯特作用的产物，起着汇集地表水的作用。落水洞是喀斯特地貌地区从地表通到地下溶洞，也叫消水洞，一般口径不大，但深度却很大，可达几十米或几百以上。落水洞是地表水沿着裂隙进行溶蚀和冲刷作用使其不断扩大而形成的，也可由地下水道和溶洞顶部崩塌而形成的，按其形态可分为两种：裂隙状落水洞，形态狭长，作一定倾斜和曲折向地下延伸，这种落水洞分布最广；井状落水洞，开状似井，它的深度和宽度都很大。在落水洞发育的地区，地表往往缺水，但落水洞有时却成为寻找地下水的标志，因为有的落水洞与地下河道相通，可以在地下河道适当地段或出口处筑坝修建水库，引水灌溉或用来发电。盲谷和干谷盲谷和干谷是河流作用下的谷地。干谷是喀斯特地区往昔的河谷，但现在已经无水或仅在洪水期有水活动，成为遗留谷地。河流干涸的直接原因是喀斯特潜水面降低到河谷以下，因此使河水潜入地下，成为伏流。引起潜水面下降的原因可能是地壳上升和喀斯特作用向地下发展以及地下河袭夺地表河流上游，使它的下游变成干谷；曲流河段因地下河的裁弯取直也同样会产生干谷地貌。盲谷是一种死胡同式的河谷，前方常被陡崖所挡，河水从崖下落水洞潜入地下，变成地下河。盲谷前端的落水洞还会往上游迁移。峰从、峰林和孤峰峰从是一种连座峰林，顶部的山峰分散，基部相连成一体。峰从一般位于山地中心部分。峰林是成群分布的石灰岩山峰，山峰基部分离或微微相连。峰林一般在山地边缘。孤峰，是指散落在溶蚀谷地或溶蚀平原上的低矮山峰。锥状孤峰的顶部小，基部大的山峰，峰脚坡积物较多；塔状孤峰如圆柱形，山坡陡直；单斜状孤峰的山坡两侧不对称，一坡陡峭而另一坡和缓。地下喀斯特地貌 从岩石裂隙和落水洞向地下深处渗透的水，在向下渗透的同时也对周围岩石起溶蚀作用，扩大其空间，形成大小不一的溶洞。多个溶洞连通组合成一个整体时，可称为洞穴系统。这些溶洞起初是彼此鼓励互不相联的，因而没有统一的地下水面和固定的流向。随着溶蚀作用、冲刷作用和塌陷等不断加强，溶洞不断扩大以致相互沟通，这时，地下水归并成一个统一的地下水面，并流向附近河谷，这就是地下河，地下河继续扩展，顶部岩石逐渐变薄，直至崩塌形成落水洞或转变为地面河流，连接相邻落水洞的列岛部分则形成天然桥，天然桥演化，最终崩塌，便成为峡谷，于是地下河转变成地面河流。地下水不断雕刻可溶性岩石，同时又在不停地塑造喀斯特地貌的奇特形态，从溶洞形成的时刻起，地下水不断起着溶蚀、冲刷、崩塌等破坏作用，而且在溶洞内又不但地进行堆积、充填等建设作用，常见的洞穴堆积有钟乳石、石笋和石柱。当含有碳酸氢钙的水从溶洞顶的裂隙渗出时，水中的二氧化碳散逸到空气中，易溶的碳酸氢钙转变为碳酸钙附在洞顶上，形成从洞顶向下悬垂的石钟乳；当水滴落到洞底，形成从洞顶向上突起的石笋，石钟乳和石笋不断生长，相互连接起来，形成石柱。此外，溶洞里还有地下河流冲积物和崩塌角砾积物，当溶洞以溶蚀作用为主时，溶洞扩大发展而 以堆积作用为主，则逐渐充填而消亡。实习区地貌成因分析地质条件石林发育于石炭二叠纪的石灰岩里，实习地区位于永（安）梅（县）上古生代台陷带北部，夏茂胡坊复式背斜与三明复式向斜的交界处。根据区域不整合面、沉积构造、构造迹象和岩浆活动的特点，可划分为加里东旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回等四个构造层。加里东旋回构造层的构造特征：本构造层由寒武系奥陶志留地层组成，主要分布于实习区的西北部，其上界以角度不整合与其上构造层接触，反映早古生代，特别是志留末期的加里东运动对该区地壳发展的作用。本次构造层以广泛的浅海相碎屑沉积为主，沉积厚度大，构造以褶皱为主，次之为断裂，岩浆活动不发育，仅见于少量花岗岩、伟晶岩脉侵入。印之旋回构造层的构造特征：本构造层由上古生界的南靖群，石炭系，二叠系和中生界的溪口组组成，广泛分布实习地区，其上界以角度不整合与上复地层接触反映晚古生代的海西运动和中生代初的印支运动对该区地壳发展的作用。在整晚古生代中，海西运动对华南区，包括实习地区地壳的影响不是很强烈，因此，这个阶段的地壳运动以频繁而幅度小为特征。在中生代初，印支运动对华南区地壳产生空前的影响，使海相含钙、硅质砂页岩产生强烈褶皱上升，形成陆相环境，局部地区并接受陆相含煤的梨山组沉积。本构造层构造以褶皱为主，断裂也颇为发育，主体构造为沙县三明复式向斜的次级构造坑边向斜，向斜轴向NNE向斜两翼由南靖群地层所组成，核部保存有船山组至文笔山组地层，由于断裂的影响，向斜不具对称特点，岩层倾角一般在2050，西北翼局部出现倒转现象。燕山旋回构造层的构造特征：本构造层由中生界的文宾山组赤石群地层组成，根据沉积建造区域不整合和构造特征，可分为上、中、下亚构造层。实习地层仅出露长林组、南园组和坂头组、沙县组、赤石群，因此从构造层讲实习区地层仅涉及到中、上亚构造层，广泛分布于实习地区，长林组、坂头组与沙县组、赤石群与第四系之间呈不整合接触，这三个区域不整合分别反映燕山运动第二、三、五幕对该区地壳发展所起的决定性作用，换句话说，燕山运动基本奠定了我省广大地区的大地构造的基础骨架。本构造层以断裂为主，褶皱简单，多形成平缓的单个向斜，伴随着大规模的岩浆侵入活动和火山喷发活动反映构造层岩性以陆相火山沉积为主。喜马拉雅旋回构造层的构造特征：自晚白垩后，本区进入了相对稳定时期，地壳只表现为继续隆升，造成第三纪沉积缺失，故本构造由第四系地层组成，到了更新世末，由于喜马拉雅运动二幕影响，致使本区地壳继续隆升，造成全新统与下伏地层呈假整合接触。本构造层，构造变动以继承性断裂复活运动和断块差异隆升活动为主，褶皱不发育，地层倾角一般陡比较平缓，岩浆活动不甚发育。由此可见实习区的褶皱，断层较发育。喀斯特地貌作用是否能进行主要取决岩石的可溶性和水的溶蚀力，但喀斯特作用的深入程度则受岩石的透水性和流动性的影响。喀斯特地貌是水对可溶性岩石的化学溶解作用为主而产生的地貌，也称为岩溶地貌。岩石的可溶性取决于岩石的成分和岩石的成分是指岩石的矿物成分和化学成分。岩石的结构是指组成岩石的矿物颗粒大小、形状、排列和岩石的胶结物质等。岩石的透水性影响着水向地下的渗流，而且关系到地下喀斯特作用的进行。岩石的透水性取决于岩石的孔隙度和裂隙度。地貌条件石林发育于石炭二叠纪的石灰岩里，上石炭统：船山组。该地层广泛分布于黑风口、田螺岩、狮子岩、大小力岩及大湖一带，为一套浅海相碳酸盐岩建造，岩性为深灰色灰黑色厚巨厚层状微晶灰岩，上部含少量燧石结核和白云质灰岩，产假希瓦格蜓、麦蜓及犬齿珊瑚等化石，厚度约200米。本组石灰岩厚度大，质地纯，除普遍开采烧制石灰外，还可作为水泥、化工及维尼纶的原料及炼钢铁之溶剂等，同时也是永安地区喀斯特地貌发育的地带。水是喀斯特作用不可缺少的条件，水的溶解能力决定于水中的侵蚀性二氧化碳的含量，水中二氧化碳的来源主要是空气中的二氧化碳，它在大气压力增加时直接进入水中。此外，土壤腐烂的动植物在化学作用下产生的二氧化碳，以及植物根呼吸时放出的二氧化碳，也是水中二氧化碳的来源，溶解在水中的二氧化碳与水化合生成碳酸氢钙（重碳酸钙），碳酸氢钙的溶解度较碳酸钙大20倍，易溶于水而被流失。在正常情况下，水中的二氧化碳含量随温度升高而减少。但是，化学反应的速度随温度的升高而加速，通常温度升高10，其化学反映速度约提高一倍，因此，溶解速度还是随温度升高而增高的。水不仅对可溶性岩石发生溶蚀作用，而且还发生机械冲蚀作用，从而促进喀斯特地貌的发育。可溶性岩石是喀斯特地貌的内在因素，根据岩石成分不同，可溶性岩石分为三类：碳酸盐类（包括石灰岩、白云岩、它们的过渡岩）石膏和硬石膏，卤类岩类（如盐岩等）。这三类可溶性岩石中，由于可溶性矿物不同，其溶解度大小也不一样。在自然界中，纯水是很少见的，常含有各种酸类和气味，当水中含有二氧化碳时，可溶性岩石的溶解度就会大大提高，虽然碳酸盐类的溶解能力不如卤类岩类或石膏、硬石膏等，但是喀斯特地貌发育最好的碳酸盐类中的石灰岩，这是因为其他两类可溶性岩石所形成的地貌不易保存的缘故。可溶性岩石还以起内部结晶颗粒大小，岩层厚薄、裂隙发育程度、岩层倾角等方面影响喀斯特地貌的发育，一般来说，结晶颗粒越容易越易溶解，岩层较薄或有不透水夹层时，喀斯特作用受限制；岩石裂隙越发育或岩层倾角越大时，则可增加岩石透水性，导致顶部喀斯特作用的发生。气候条件气候通常以其气温和降水，配合水的作用影响喀斯特地貌的发育，在一定的气候带内都有它相适应的喀斯特地貌类型。该实习区处于热带及亚热带季风型气候。热带喀斯特地貌的发育是在高温多雨的环境下进行的。虽然热带水中二氧化碳的含量和溶解度较小。但高温下化学反映速度快，所以碳酸钙的溶解量还是增大。多雨的环境获得较多酸类。另一方面多雨会使喀斯特水的循环速度加快，使地下水的二氧化碳含量不断补充，容实力得到加强。因此，热带地区的溶蚀量比其他地带大得多。热带喀斯特作用以强度大，作用快为特点，地貌发育也远比其他气候带好，不论地表和地下喀斯特地貌都十分发育，具体表现为：峰林发育得最好，尤其是以锥状和塔状峰林为典型，这是热带喀斯特地貌最突出的标志，为其他气候所没有。地面漏陷地貌、溶蚀洼地及溶蚀谷地等广泛发育；