工程地质论文.doc

土木工程 工程地质 论文题目：大自然的神奇喀斯特（岩溶）地貌Topic: Of the miracle of natureKarst landform摘要：本文主要介绍了喀斯特地貌的由来，喀斯特地貌又叫岩溶地貌，阐述了什么是岩溶，岩溶是主要形态，岩溶形成的主要条件，喀斯特（岩溶）地貌按不同条件的分类，之后又介绍了喀斯特地貌在我国的分布情况以及在我国喀斯特地貌分布的地带特征，比较详细的为读者介绍了有关喀斯特（岩溶）地貌的相关知识，最后希望我们保护喀斯特（岩溶）地貌当地的生态环境，保护大自然对我们无私的馈赠。Abstract: This paper mainly introduces the origin of the karst landform, karst landform and that karst landscape, this paper expounds the what is karst, karst is the main form, karst formation of the main conditions, karst (karst) according to different conditions of the landforms classification, then introduces the major karst area in our country and the distribution of the major karst area in our country the distribution of the region characteristic, more detailed for the reader is introduced on karst (karst) between the relevant knowledge, the last hope us to protect the karst (karst) landscape of the local ecological environment, protect our community the gift of nature.关键词：喀斯特（岩溶）地貌 成因 类型 条件 分布 保护环境正文：引言：不论是云南路南的石林、广西桂林的峰林谷地，还是浙江桐庐的瑶琳洞等等，都是旅游爱好者们不可不去看的美地。那里奇峰异洞雄伟秀丽的风光令人流连忘返，我们在感叹大自然神奇的同时，是不是应该了解一些这些奇峰异洞的知识呢？下面就让我来介绍一下这些奇峰异洞的成因等内容，为大家揭开这些奇峰异洞喀斯特地貌的神秘面纱。主要内容：喀斯特地貌是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。岩溶，国外称为Karst（音译为喀斯特），原为Kars,即石头的意思，源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的名称。这个地方靠近意大利，意大利人称之为Carso，而德国人称之为Karst。因早期有关研究这种石灰岩景观多用德文，后来即以德语Karst命名这类地貌现象；英文也沿用此名称。我国也像世界其他国家一样，在描述或研究这种孕育着奇峰异洞的石灰岩地貌时，沿用这以专用名词，并音译为“喀斯特”。那什么是岩溶呢？岩溶，主要是指水对可溶性岩石碳酸盐岩（石灰岩、白云岩等）、硫酸盐岩（石膏、硬石膏等）和卤化物岩（岩盐）等的溶蚀作用，及其所形成的地表及地下的各种景观与现象。在岩溶作用过程中，经常伴随发生的侵蚀、潜蚀、冲蚀、崩塌、塌陷与滑动，以及化学、物理与机械的风化、搬运、堆积与沉积等作用，还有不少的生物例如微生物菌类藻类植物与动物的生命活动及其死亡机体的分解作用等，都可对岩溶的发育产生影响。岩溶作用多数是发生在大气降水的条件下，也可在冰雪覆盖的环境中进行；地下的热液活动可产生另一种热液岩液作用。所有这些作用，都是以可熔岩被水溶解的作用为基础的，所以最本质的现象就是“岩石的溶解”，即岩溶作用。岩溶作用的结果，通常是在地表形成各种奇峰、柱石、洼地、谷地，并出现大泉，塑造出许多引人入胜的现象和美不胜收的景观；在地下则发育成各种溶隙、通道、溶洞、暗河，形成多种宝贵的矿产资源和各种奇异现象，构成了神秘的地下迷宫。各种地表岩溶液景观和地下洞穴现象，构成许多具有鲜明特色和多姿多彩的奇峰异洞的梦幻般的世界。常见的岩溶形态有以下几种：1.溶沟、石芽和石林地表水沿地表岩石低洼处或沿节理溶蚀和冲刷，在可溶性岩石表面形成的沟槽称为溶沟。其宽深可由数十厘米至数米不等。在纵横交错的沟槽之间，残留凸起的牙状岩石称为石芽。如果溶沟继续向下溶蚀，石芽逐渐高大，沟坡近于直立，且发育成群，远观像石芽林，称为石林。云南路南石林发育完美，堪称世界之最。2.漏斗、竖井及落水洞地表水顺着可溶性岩石的竖直裂隙下渗，最先产生溶隙。待顶部岩石溶蚀破碎及竖直溶隙扩大，岩层顶部塌落形成近乎圆形坑。圆形坑多具向下逐渐缩小的凹底，形状酷似漏斗称为溶蚀漏斗。竖井实际上是一种塌陷漏斗，在平面轮廓上呈方形、长条状或不规则圆形。长条状是沿一组节理发育的，方形或圆形则是沿两条节理发育的。竖井井壁壁陡峭，近乎直立。如果岩石的竖直溶隙连通大溶洞或地下暗河，溶隙可能扩大成地面水通向地下暗河或溶洞的通道称落水洞。其形状有垂直的、倾斜的或弯曲的，直径也大小不等，深度可达数百米。3.溶蚀洼地和坡立谷有溶蚀作用为主形成的一种封闭、半封闭洼地称为溶蚀洼地。溶蚀洼地多由地面漏斗群不断扩大汇合而成，面积有数十平方米至数万平方米。坡立谷是一种大型封闭洼地，也称溶蚀盆地。面积有数平方千米至数百平方千米，进一步发展则成溶蚀平原。坡立谷谷底平坦，常有较厚的第四纪沉积物，谷周为陡峻斜坡，谷内有岩溶泉水形成的地表流水至落水洞又降至地下，故谷内常有沼泽、湿地或小型湖泊。4.峰丛、峰林和孤峰此上三种形态是岩溶作用极度发育的产物。溶蚀作用初期，山体上部被溶蚀，下部仍相连通称为峰丛：峰丛进一步发展成分散的、仅基底岩石稍许相连的石林称为峰林；耸立在溶蚀平原中孤立的个体山峰称孤峰，它是峰林进一步发展的结果。5.干谷和盲谷原来的河谷，由于河水沿谷中漏斗、落水洞等通道全部流入地下，使下游河床干涸而成干谷。当地面河进入地下河入口而转变为地下河时，河谷的前方常为石灰岩壁所阻，岩壁的脚下是地下河入口，这种向前没有通道的河谷就叫盲谷。6.溶洞地下水沿岩石裂隙溶蚀扩大而形成的各种洞穴。溶洞形态多变，洞深曲折、分叉，断面不规则。地面以下至水面之间，地表水垂直下渗，溶洞以竖直形态为主；在潜水面附近，地下水多水平运动，溶洞多水平方向迂回曲折延伸的洞穴。地下水中多含碳酸盐，在溶洞顶部和底部饱和沉淀而成的石钟乳、石笋和石柱。规模较大的溶洞，长达数十千米，洞内宽处如大厅，窄处似长廊。7.暗河岩溶地区地下沿水平溶洞流动的河流称为暗河。溶洞和暗河对各种工程建筑特别是地下工程建筑物造成较大危害，应予特别重视。岩溶形成的条件主要有以下两点。（一）溶质的性质岩石的可溶性和透水性1）可溶性岩石是岩溶发育的物质基础，他的成分和结构特征影响岩溶的发育程度。可溶性岩石有3类：1.碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。2.硫酸盐类岩石（石膏、硬石膏和芒硝）。3.氯化盐类岩石（钾、钠、镁盐岩石等）。这三类岩石中碳酸盐类岩石的溶解度最低，氯化盐类的岩石的溶解度最大。但是，在可溶性岩石中，一碳酸盐类岩石分布最广，其矿物成分均一，可以全部被含有CO2的水溶解，是发育岩溶的最主要的底层。2）岩石的透水性越高，岩溶的发育越强烈。而岩石的透水性又取决于岩石的裂隙、孔隙的多少盒连通情况，所以，岩石中裂隙的发育情况往往控制着岩溶的发育情况。一般在断层破碎带，背斜轴部等地段，岩溶比较发育。此外，在地表附近，由于风化裂隙增多，有利于地下水的运动，岩溶一般比深度发育。（二）溶液的性质水的溶蚀能力及其运动与循环1）水对碳酸盐类岩石的溶解能力，主要取决于水中侵蚀性CO2的含量，水中侵蚀性CO2d含量越高则侵蚀性越强。水中CO2的来源，主要是雨水溶解空气中所含的二氧化碳。土壤和地表附近强烈的生物化学作用，也是水中二氧化碳的重要来源之一。当水呈酸性时或含有氯离子和硫酸根离子时，水对碳酸盐类岩石的溶解能力也将增强。2）岩溶地区地下水的循环交替运动是造成岩溶的必要条件。因为，停滞不动的地下水，对岩石的溶解很快达到饱和，失去继续溶蚀能力。岩溶水随深度的不同，有不同的运动特征：1,垂直循环带（位于地面以下包气带内、水沿垂直裂隙及垂直洞穴下渗，此带岩溶形成多为落水洞等垂直洞穴）；2季节循环带（此带介于地下潜水最高水位与最低水位之间）；3水平循环带（此带位于最低地下水之下，常年充满地下水，地下水做水平运动，多向河谷排泄，故多形成水平溶洞或暗河）；4深度循环带（此带位于地下深处，与当地地表水无关，主要取决于地质构造，向较远处排泄）。喀斯特地貌按照不同的条件可以分为不同的类型。按出露条件，喀斯特地貌可划分为：裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。按气候带分为：热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特。按岩性分为：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。此外，还有按海拔高度、发育程度、水文特征、形成时期等不同的划分等。由其他不同成因而产生形态上类似喀斯特的现象，统称为假喀斯特，包括碎屑喀斯特、黄土和粘土喀斯特、热融喀斯特和火山岩区的熔岩喀斯特等。它们不是由可溶性岩石所构成，在本质上不同于喀斯特。 我国是世界上喀斯特分布面积最大的国家,从热带到寒带各种喀斯特地貌类型齐全。喀斯特主要分布于广西、淇东,贵州、湘西、鄂西、山西等省区,此地处于我国第二地貌阶梯的东部,是人口比较稠密的地区。所以自古以来喀斯特与人们的生产生活有着密切的关系,从公元前五一四世纪就出现有关喀斯特的记录,),为世界上喀斯特记载最早的国家。 明代徐宏祖所著的徐霞客道记系统地记载了我国南方喀斯特地貌的分布和区域特征。记载了洞穴形态、气象和水文情况,是我国古代最为系统的喀斯特著作中国是世界上对喀斯特地貌现象记述和研究最早的国家，早在晋代即有记载，尤以明徐宏祖(15861641)所著的徐霞客游记）记述最为详尽。中国喀斯特地貌分布广泛，类型之多，为世界罕见。在中国，作为喀斯特地貌发育的物质基础碳酸盐类岩石(如石灰石、白云岩、石膏和岩盐等)分布很广。据不完全统计，总面积达200万平方公里,其中裸露的碳酸盐类岩石面积约130万平方公里，约占全国总面积的1/7； 埋藏的碳酸盐岩石面积约70万平方公里。碳酸盐岩石在全国各省区均有分布，但以桂、黔和滇东部地区分布最广。湘西、鄂西、川东、鲁、晋等地，碳酸盐岩石分布的面积也较广。中国现代喀斯特是在燕山运动以后准平原的基础上发展起来的。第三纪时,华南为热带气候,峰林开始发育；华北则为亚热带气候，至今在晋中山地和太行山南段的一些分水岭地区还遗留有缓丘一洼地地貌。但当时长江南北却为荒漠地带，是喀斯特发育很弱的地区。新第三纪时，中国季风气候形成，奠定了现今喀斯特地带性的基础，华南保持了湿热气候，华中变得湿润，喀斯特发育转向强烈。尤其是第四纪以来,地壳迅速上升,喀斯特地貌随之迅速发育，类型复杂多样。随冰期与间冰 期的交替，气候带频繁变动，但在交替变动中气候带有逐步南移的特点，华南热带峰林的北界达南岭、苗岭一线，在湖南道县为北线2540。在贵州为北纬26左右。这一界线较现今热带界线偏北约34个纬度，可见峰林的北界不是在现代气候条件下形成的。中国东部气温和雨量虽是向北渐变，但喀斯特地带性的差异却非常明显。这是因为受冰期与间冰期气候的影响，间冰期时中国的气温和雨量都较高，有利于喀斯特发育。而冰期时寒冷少雨，强烈地抑制了喀斯特的发育。但越往热带其影响越小。在热带峰林区域，保持了峰林得以断续发育的条件，而从华中向东北则影响越来越大，喀斯特作用的强度向北迅速降低，使类型发生明显的变化。广大的西北地区，从第三纪以来均处于干燥气候条件下，是喀斯特几乎不发育的地区。中国喀斯特的地带性特征中国东部喀斯特地貌呈纬度地带性分布，自南而北为热带喀斯特、亚热带喀斯特和温带喀斯特。中国西部由于受水分的限制或地形的影响，属干旱地区喀斯特（西北地区）和寒冻高原喀斯特（青藏高原）。热带喀斯特以峰林洼地为代表，分布于桂、粤西、滇东和黔南等地。地下洞穴众多，以溶蚀性拱形洞穴为主。地下河的支流较多，流域面积大，故称地下水系，平均流域面积为160平方公里，最大的地苏地下河流域面积达1000平方公里。地表发育了众多洼地，峰丛区域平均每平方公里达2.5个，洼地间距为100300米,正地形被分割破碎，呈现峰林一洼地地貌。峰林的坡度很陡，一般大于45度。峰林又可分为孤峰、疏峰和峰丛等类型，奇峰异洞是热带喀斯特的典型特征。中国热带海洋的珊湖礁是最年轻的碳酸盐岩，大多形成于晚更新世和全新世。高出海面仅几米至10余米，发育了大的洞穴和天生桥、滨岸溶蚀崖及溶沟、石芽等，构成礁岛的珊瑚礁多溶孔景观。亚热带喀斯特地貌以缓丘洼地（谷地）为代表，分布于秦岭淮河一线以南。地下河较热带多而短小，平均流域面积小于60平方公里。洼地较少，每平方公里仅为1个左右，且从南向北减少，相反，干谷的比例却迅速增加。正地形不很典型，主要为馒头状丘陵，其坡度一般为25度左右，洞穴数量较热带大为减少，以溶蚀裂隙性洞穴居多，溶蚀型拱状洞穴在亚热带喀斯特的南部较多。温带喀斯特以喀斯特化山地干谷为代表，地下洞穴虽有发育，一般都为裂隙性洞穴，其规模较小。喀斯特泉较为突出，一般都有较大的汇水面积和较大的流量，例如趵突泉和娘子关泉等。这一带中洼地极少，干谷众多。正地形与普通山地类同，惟山顶有残存的古亚热带发育的缓丘洼地和缓丘干谷等地貌。强烈下切的河流形成峡谷，局部地区，如拒马河两岸有类峰林地貌。干旱地区喀斯特现象发育微弱，仅在少数灰岩裂隙中有轻微的溶蚀痕迹，有些裂隙被方解石充填，地下溶洞极少，已不能构成渗漏和地基不稳的因素。寒冻高原喀斯特。青藏高原喀斯特处于冰缘作用下,冻融风化强烈,喀斯特地貌颇具特色，常见的有冻融 石丘、石墙等，其下部覆盖冰缘作用形成的岩屑坡。山坡上发育有很浅的岩洞