喀斯特地貌课件

地下水的概念及其特征

一．概念：以各种形式存在于地表之下岩石和松散堆积物空隙中的水。二、地下水的来源（一）渗透水——大气降水、冰雪融水、地面流水（江、河、湖、海）等从地面渗入地下积聚成。（二）凝结水——水蒸汽凝结成水滴后渗于地下。（三）岩浆水——（原生水）地下岩浆活动形成的水（结晶水、水气）。（四）埋藏水——（古水）地史中沉积物空隙中的水，被封闭保存下来。三、地下水的赋存状态（一）吸着水——靠分子引力及静电引力吸附在土和岩石颗粒表面上的水。不受重力影响，不被植物吸收。（二）薄膜水——包围在吸着水的外层，可以从原处向薄处“移动”少部分可被植物吸收。（三）毛细管水——受表面张力影响，保留在毛细管中，易被植物吸收。（四）重力水——受重力影响可自由流动。四、岩石的空隙类型（一）孔隙——疏松未胶结好的岩石中形成的空隙颗粒之间的空隙。（二）裂隙——岩石中断层、节理、缝隙等。（三）溶洞——可溶性岩石被溶蚀形成的洞穴。五、岩石的透水性----岩石允许水透过的能力不仅与孔隙度有关，跟孔隙绝对大小有关，空隙大、多、连通情况好，透水能力强。（一）透水层：孔隙大、孔隙及大的砂层和砾砂层，胶结不好，砂岩、砾岩及裂隙发育的其它岩石。当透水层含水时称含水层。（二）不透水层:常见由泥岩，粘土层等组成六、地下水与地表水的差异地下水大多被限制在透水层中流动与自由流动的地表水有一定的差异。

1。流速小、机械动能小地下水除受重力影响由高向低流，受压力影响由高压向低压流动外，在流动过程中受到透水层中岩石的阻碍，能量消耗在磨擦上，因此流速小，机械动能小。

2.矿化度高、化学动力大

矿化度的大小与水中所含的离子成分有一定关系（1）矿化度高的水Na+CL-（2）矿化物中等SO42-Na+或Ｃa2+（3）矿化度低HCO3-、Mg2+地下水之所以有较大的矿化度是因为：压力较大，易溶入一些气体；水温较高；与岩石接触面积大，有机会溶解元素3。地下水随含矿物质的不同，气味等物理性质不同。Ｎacl——咸味MgSO4——苦味Fe——兰绿色CO2——清凉可口，成为可供饮用的矿泉水。4。矿化度高，作为溶剂浓度大，成分复杂，有较强的溶解能力，化学动力强。地下水的类型一、按地下水的赋存空间分：孔隙水、裂隙水、岩溶水。二、按地下水的埋藏条件分：上层滞水、潜水、承压水。（一）上层滞水及包气带1。包气带（不饱和带）——地表向下至较稳定的地下水面（潜水面）之间的土层或岩层。2。饱水带——潜水面之下称饱水带包气带和饱水带的区别在于：包气带中空隙主要是气体；饱水带中空隙带中空隙主要是充填了地下水。包气带中的水主要有：气态水，结合水（吸着薄膜水）、过路重力水及毛细管水。有时在包气带局部地区分布有面积不大，发育不稳定的融水层在其上集聚了一些重力水称上层滞水。3。上层滞水——包气中局部隔水层上的重力水。特点：分布范围小，水量有限，受气候及季节变化的影响大。地下水的地质作用

1.机械冲刷作用通常地下水动能小对岩石的冲刷破坏是比较弱的，主要在一些较大的裂隙或洞穴，如暗河、水流集中，能够冲刷带走一些砂砾、粘土。机械冲刷在黄土地区应该引起重视，黄土末胶结成岩，较疏松，易于被冲蚀掉，下部被掏空后引起地面貌一新埸陷，称“假岩浴”。２．化学溶蚀作用——地下水以化学反应的方式对可溶性岩石的溶解破坏。由于地下水矿物度较高，常含有多种不同的酸根离子，这种酸性水对某些岩石的溶蚀是很强烈的，一些在纯水中难溶的物质，遇到酸性水后，分解的比较快，Ｈ2Ｏ＋ＣＯ２＋ＣaＣＯ３Ｃa(ＨＣＯ３)２我们知道地下水中都含有一定量的ＣＯ２，因此，在地下水丰富的石灰岩地区，由于这样的溶蚀作用，常形成一种特殊的地质现象，称喀斯特Karst（岩溶）。——以地下水为主，对可溶性岩石进行的以化学溶解为主，机械冲刷为辅的地质作用及由这些地质作用所产生的特殊的地貌现象。什么是喀斯特地貌（Karstlandform）

喀斯特地貌是地表水和地下水对可溶性岩石(碳酸盐岩、石膏、岩盐)进行以化学溶蚀作用为主而形成的地貌。

喀斯特是南斯拉夫西北部伊斯的利亚半岛的石灰岩高原的地名，19世纪末，南斯拉夫学者司威杰(J.Cvijic)首先对该地区进行研究，并借用喀斯特一词作为石灰岩地区一系列作用过程的现象的总称。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(1586～1641)所著的《徐霞客游记）记述最为详尽。到1966年我国第二次喀特学术会建议将“喀斯特”一词改为“岩溶”。所以，喀斯特地貌亦称岩溶地貌。第三节喀斯特地貌洞穴堆积地貌石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。◆可溶性岩石的分布碳酸盐类岩约占全球沉积岩的15％，面积4100万km2，硫酸盐岩面积为1100万km2，合计5200万km2，占全球面积的10.2％；中国碳酸盐类岩的分布可分为裸露、覆盖和埋藏等三种类型，面积共344.3万km2，其中裸露型面积为90.7万km2。主要分布在桂、贵、滇，其它还有鄂西、湘西、川东、鲁、晋等地。喀斯特发育的基本条件

一、喀斯特发育的基本条件:1、岩石的可溶性:2、岩石的透水性:

◆岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶的发育有着重大影响。透水性不良的岩石，溶蚀作用只限于岩石表面，很难深入岩石内部；透水性好的岩石，地表和地下溶蚀都很强，地貌发育也好。

◆透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和多少。一般石灰岩的原生孔隙度都很小＜3％，透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动形成的各种裂隙所控制。◆总之，岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩层越厚，则透水性就越好；3、水的溶蚀力:4、水的流动性:二、影响喀斯特发育的因素:1、气候:2、地质构造:3、地层的组合厚度及产状的影响:石芽与溶沟1石芽与溶沟云南罗平石芽与溶沟2石芽与溶沟云南罗平石芽与溶沟3石芽与溶沟云南罗平路南石林阿诗玛的传说大理石石林大理石石林广西贺州，我国唯一的一个漏斗1漏斗贵州兴义漏斗2漏斗贵州兴义漏斗3漏斗贵州兴义漏斗群2漏斗群云南罗平广西乐业“天坑”广西乐业“天坑群”最深613m乐业“天坑”仰视重庆小寨“天坑”1重庆小寨“天坑”深666m重庆小寨“天坑”2重庆小寨“天坑”重庆小寨“天坑”3重庆小寨“天坑”重庆小寨“天坑”4小寨“天坑”仰视落水洞天窗（落水洞）喀斯特地貌

5、溶蚀谷地:又称坡立谷、喀斯特盆地、坝、坝子，是由溶蚀洼地进一步发育而成，代表喀斯特发育的后期阶段。6、干谷和盲谷：7、峰丛、峰林和孤峰：山峰顶部被溶蚀，基部相连称为峰丛；峰林基部微微相连的成群山峰，是峰丛进一步溶蚀结果；孤峰是在喀斯特平原或盆地中，喀斯特发展到后期的产物。通常，峰丛位于山地的中心部位，峰林位于山地的边缘，而孤峰位于较大的喀斯特盆地中。8、喀斯特丘陵：峰林与孤峰的基础上，经后期溶蚀—剥蚀形成的，呈平缓丘陵状，相对高度在100—150m左右，坡度一般小于45°。峰丛与峰林峰林桂林山水甲天下九马画山漓江孤峰1孤峰孤峰2孤峰坡立谷坡立谷坝子1坝子云南罗平坝子2坝子云南罗平喀斯特平原喀斯特平原岩溶丘陵云南罗平喀斯特丘陵云南罗平喀斯特丘陵云南罗平喀斯特丘陵罗平喀斯特丘陵云南罗平广东连山广东连山阳朔的月亮山月亮山阳朔桂林骆驼山桂林象鼻山草海岩溶贵州威宁的草海，46.6km2广东肇庆的七星岩七星岩广东肇庆肇庆市七星云南白水台地表“石灰华”／华钙／泉华黄龙五彩池1黄龙五彩池黄龙五彩池2黄龙五彩池九寨沟华钙九寨沟华钙树西藏泉华土耳其棉花堡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土耳其棉花堡黄石公园泉华黄石公园泉华江西石钟山海中喀斯特越南下龙湾——“海上桂林”下龙湾泰国普吉岛1泰国普吉岛泰国普吉岛2泰国普吉岛侧洞侧洞喀斯特地貌

9、喀斯特平原：长期喀斯特作用下形成的面积广大，地面近水平的地形，面积可达数百平方公里，呈现出平缓起伏的形态。二、地下喀斯特地貌1、溶洞：是地下水沿着可溶性岩体的层面、节理面或断裂面流动，特别是沿着多组裂隙交叉的堆逐渐溶蚀而成的地下管道和洞穴系统。2、地下河：是指喀斯特管道中运动着的地下水流，位于全饱和带，并与喀斯特含水层组成一个统一的含水体，具有地表河流的特征，它有固定的河床、阶地、沉积物和地下水汇水流域。3、溶隙、溶孔地下喀斯特地貌地下河1地下河地下河2地下河地下河3地下河七星岩地下河七星岩双源洞地下河地下河英西1地下河广东英德地下河英西2地下河广东英德地下河连州地下河广东连州银狐洞地下河银狐洞地下河北京郊区地下河出口1地下河出口地下河出口2地下河出口地下河出口3地下河出口广东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海口地下河出海口意大利著名的蓝洞垂直溶洞发育于充气带以落水洞居多美国200m深的溶洞克罗地亚水平溶洞贵阳龙宫石钟乳1英德通天岩石钟石钟乳2石钟石笋1石石笋2石石笋3喀斯特泉华“石笋”美国加州魔鬼湖石笋与石钟乳1石笋与石钟石笋与石钟乳2石笋与石钟石柱1石石柱2石石柱3石石幔1石幔石幔2石幔鹅管石珊瑚卷曲石石水果纯净的钙质边石堤黄龙的边石堤黄龙的边石堤石缸中国喀斯特的地带性特征

①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。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100～300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。天生桥溶洞坍塌而成天生桥天生桥1天生桥贵州遵义天生桥2天生桥②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，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。③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。中国喀斯特的地带性特征喀斯特泉喀斯特泉停多喷少停多喷少济南的泉雨量充沛时济南百脉泉喀斯特泉（黄石公园）喀斯特泉黄石公园喀斯特热泉（黄石公园）喀斯特热泉黄石公园黄石公园喀斯特泉眼黄石公园喀斯特泉眼

④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。⑤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，还可见到一些穿洞。偶见洼地。喀斯特发育的多轮回和地带性特点，形成了各具特色的、千姿百态的喀斯特地貌景观和巧夺天工的洞穴奇景，是重要的旅游资源。中国喀斯特的地带性特征岩溶旋回①幼年期：地表面水系完整，地表岩溶开始发育，形成溶沟、石芽和少量的漏斗；②青年期：地下水系发育，地表仅存河流主干，地下、地表岩溶发育，形成溶洞、漏斗、落水洞、干谷、峰丛、溶蚀洼地等形态；③中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌陷，