第四章-喀斯特地貌.ppt

1、第四节 喀斯特地貌,第四章 喀斯特地貌,喀斯特简介,地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造 作用称为喀斯特作用，即水对可溶性岩石的溶 蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化 学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为辅。 喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称 为喀斯特地貌。 喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现 象统称为喀斯特（ Karst ）。,喀斯特研究的起源,徐霞客（15861641，明徐霞客游记的 作者）是我国和世界上最早的岩溶研究学者。 19世纪末，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 岩高原，并于1893年正式用“Karst”来概括 喀斯特高

2、原的地貌景观。 中国地质学会第一届喀斯特学术会议（1966 年2月，桂林），建议在我国使用“岩溶”一 词，并把它作为Karst的汉语同义语。,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。,第一节 喀斯特发育的条件,一、岩石的可溶性 岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分 与岩石结构。 三大类可溶岩：1、卤盐类

3、如钾盐、石盐； 2、硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等； 3、碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。 溶解度：卤盐硫酸盐碳酸盐； 在碳酸盐岩类中，CaCO3的含量越高，其 他杂质含量越低，其溶解度就越大。 石灰岩白云岩硅质灰岩泥灰岩； 岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结 晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。,二、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

4、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；,三、水的溶蚀力,水的溶蚀力取决于水的化学成分、温度、气压等 方面因素。 CO2H2O H2CO3 ； （形成碳酸） H2CO3 HHCO3 ；（碳酸离解） HCaCO3 HCO3 Ca 2 （溶解碳酸钙） 总的化学反应方程式： CO2H2OCaCO3 Ca 2 2（HCO3） ； 其化学反应是可逆的，正反应速度取决于CO2的浓 度，逆反应速度取决于Ca 2的浓度。即溶解于水中 的CO2越多，水的溶蚀力就越强；水中的Ca 2的含 量越高，水的溶蚀力就越弱。,水的溶蚀力,水中酸的含量越高，溶蚀

5、力也越强；酸的 来源主要由大气中的CO2溶入水中而成。 温度越高，溶蚀力越强；虽然水中CO2的 含量与温度成反比，但水的化学反应速度与 温度成正比。 气压越高，溶蚀力越强；水中CO2的含量 与气压成正比。 气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特 发育就越快。,四、水的流动性,经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。 流水经常与空气保持接触，能不断地补充因 溶蚀岩石所消耗的CO2，使水体不易达到饱和。 处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但 当几种不同浓度的饱和溶液混合后，可变为不 饱和而重新获得溶蚀能力。 热带地区高温多雨，水流量大、水循环快， 加上气温高及生物作用强，岩溶发育最快。如 亚热带广西

6、碳酸盐岩溶蚀量为0.120.3mm/a， 是暖温带的河北（溶蚀量为 0.020.03mm/a） 的59倍。,第二节 喀斯特地貌,一、地表喀斯特地貌 1、石芽与溶沟： 地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称 为溶沟，沟间突起称为石芽；高大的石芽称为石林。 2、漏斗（溶斗）与溶蚀洼地： 漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米， 直径几米至100m， 主要分布在喀斯特高原面上。 溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径100m。 3、落水洞： 落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米 至几百米，宽度一般 10 m。 主要分布在溶蚀洼 地底部以及喀斯特斜坡上。,4、坡立谷与喀斯特平原,坡立

7、谷（Polje），即溶蚀谷地，俗称“坝”、“坝子”， 宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定 构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；喀斯特平原， 达数百平方公里，由坡立谷发展而来。,5、峰丛、峰林、孤峰与残丘： 峰丛，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一 个个山峰（12相连）；峰林，石灰岩石峰分散 或成群分布在平地上，远望如林（12相连）。 其相对高度为100 200m，坡度45； 孤峰，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相 对高度几十至百余米；残丘，孤峰进一步发育而成， 相对高度十几至几十米。,6、岩溶丘陵,岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特 的典型形态。岩溶丘陵相对高度 100

8、150 m ， 坡度较和缓，不具峰林形态。,7、喀斯特地貌组合 热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分 为： 峰丛洼地（或漏斗）； 峰林洼地； 峰林谷地； 孤峰、残丘平原； 从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出 现上述喀斯特地貌组合。,8、岩溶旋回,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； 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； 中年期：岩溶发育由地下转向地表，洞顶多塌 陷，水系重回地表，峰林、溶蚀洼地、溶蚀谷 地大量形成； 老年期：下伏不可溶岩层广泛出露或地面高度 接近侵蚀基准面，

9、地表水系占绝对统治地位， 形成溶蚀谷地、溶蚀平原、孤峰、残丘等。,二、地下喀斯特地貌,喀斯特水动态剖面,垂直渗透带 （充气带）； 季节变动带 （过渡带）； 水平流动带 （饱水带）； 深部缓流带。,溶洞与地下河,1、溶洞 垂直溶洞 与倾斜溶洞； 水平溶洞；,冷洞,暖洞,穿洞,脚洞,侧洞,地下水,2、洞穴堆积地貌,石笋、石钟乳、石柱、石幔等等。,结束,平衡曲线,CaCO3（mgl）,CO2（mgl）,平衡曲线,W1,W2,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,石芽与溶沟4,石芽与溶沟,木格错，青藏高原,路南石林,阿诗玛的传说,路

10、南石林世界地质公园,石林鸟瞰,石林鸟瞰,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1,云南罗平,漏斗群,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）,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

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