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词条 喀斯特地貌
释义

§ 简介

喀斯特地貌岩石

地表水和地下水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下的地貌形态的总称。由于是水可溶性的岩石形成的地貌,故又称为岩溶地貌。水对可溶性岩石所进行的作用,包括流水的溶蚀、冲蚀、潜蚀,以及坍陷等机械侵蚀过程,统称为喀斯特作用,这种作用及其产生的现象统称为喀斯特。喀斯特这个名称原本是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的地名,当地称为Kras,意为岩石裸露的地方。因19世纪中叶在南斯拉夫的喀斯特地区对喀斯特的研究较多,喀斯特就由此而得名。

喀斯特地貌发育的地区,往往奇峰林立,地表水系缺乏,而地下水系比较发育。按形态和规模分为:溶沟和石芽、落水洞、漏斗、溶蚀洼地、岩溶盆地、干谷和盲谷、峰丛、峰林和孤峰等。[1]

§ 形成

形成条件

促使喀斯特发育的条件是:1、地表附近有节理发育的致密石灰岩;2、中等到较大的降雨量;3、地下水循环通畅。

石灰岩(碳酸钙)在略有酸性的水中容易发生溶解,而这种水在自然界中广泛存在。雨水沿水平的和垂直的裂缝渗透到石灰岩中,将石灰岩溶解并带走。由于地表物质也被流水带走,还没有被溶解的石灰岩就形成了石灰岩喀斯特面。沿节理发育的垂直裂缝逐渐加宽、加深,形成石骨嶙峋的地形。当雨水沿地下裂缝流动时,就不断使裂缝加宽加深,直到终于形成洞穴系统或地下河道。狭窄的垂直纵向竖井与这些河道联通,使地表水得已顺畅地经地下河流走。世界上的大洞穴,大多数都是喀斯特区。

在照片中常见到的岩沟、天生桥、石灰岩孤峰、石林等,都是喀斯特区特有的地形。如果洞穴足够大且顶部接近地表面,则洞顶会发生坍塌。这样就会产生名叫落水洞的洼地。落水洞是喀斯特地形的一种最有代表性的特征,常常合并成更大的凹陷,叫做坡立谷(俗称“天坑”),它常常是平底的,并由石灰岩中不溶残余特形成的土壤所覆盖。有些地区的石灰岩中不溶解物多一些,留下来的物质形成可以耕种的土壤。在一些降雨量很大喀斯特地区,所有降水都完全渗透到地下,甚至使那一地区连生活用水都难以找到。另一些地方,地表则可能会出现大泉,以河流的形式流过地表面,然后再次消失于地底下。

形成特点

喀斯特地貌景观

喀斯特地貌发育程度主要取决于岩性、构造和气候条件。岩性条件主要指碳酸盐类岩石出露情况、岩石的化学成分和结构、单层厚度。在全部由碳酸岩地层组成的地方,喀斯特地貌成片分布,发育良好。在碳酸盐岩与非碳酸盐岩互层、交替出露的地区,喀斯特地貌往往呈带状分布。在非碳酸盐岩为主间有少许碳酸盐岩出露的地方,喀斯特地貌常表现为孤立的带状或零星分布。岩石中若含有较多不溶解物质(如SiO2),就会降低岩石的溶解度,使喀斯特发育受到一定的限制,岩石的结晶结构为粗或中晶质结构,一般溶解度大于细显微晶质。构造条件对岩溶发育的影响主要反映在大范围内不同大地构造单元(地台、地槽等)的石灰岩沉积厚度、岩性变化、分布面积等差异。如华南地台区,从震旦纪至三叠纪,沉积了5000~6000m的石灰岩建造。而在地槽和准地槽区,碳酸盐类岩石分布面积小,而且在水平和垂直方向上岩性变化大,所以在地槽和准地槽区喀斯特分布较为零散,如浙江、秦岭和喜马拉雅山北麓等地。构造条件对喀斯特影响在小区域内主要表现在构造转折部位和断裂破碎带,在那里,喀斯特发育一般较强烈。气候条件差异也影响喀斯特的发育。我国华南发育以峰林为代表的热带喀斯特,北方则发育以喀斯特泉和干谷为代表的温带喀斯特。由于气候条件差异,各地喀斯特地貌形态、发展的速度和过程也不相同。[2]

§ 历史概述

中国喀斯特现象的文字记载,可追溯到2400年前。距今约300多年前徐宏祖(霞客)已专门研究并记述了南方喀斯特地形与洞穴。喀斯特地貌特别受岩性为主的地质背景及气候为主导的地理环境的控制。其基本类型,按岩性分为碳酸盐岩喀斯特、石膏和盐喀斯特;按存在形式分为裸露型、覆盖型和埋藏型喀斯特;按发育程度分为全喀斯特、半喀斯特或流水喀斯特;按气候地貌带分为热带、亚热带、温带和寒带喀斯特;按垂直动力带分为渗流(充气)带、浅潜水(饱水)带和深部喀斯特。喀斯特地貌特殊性又在于它不仅有地表的,且有与其成因联系的地下喀斯特形态——洞穴。

喀斯特地表形态类型属正地形的主要有峰林、孤峰、残丘、喀斯特丘陵和石芽。负地形主要类型有落水洞、斗淋、竖井、盲谷、干谷、喀斯特洼地、波立谷、喀斯特平原、喀斯特嶂谷(峡谷)、溶沟与溶隙等。地表正、负地形间及地表与地下喀斯特类型间常有成因联系,构成一定的地貌组合。喀斯特孤峰、残丘和喀斯特平原常构成一组合类型。喀斯特竖井即为地表落水洞和地下喀斯特系统水力联系的垂直通道。喀斯特地貌是长期发育的产物,其演化模式在侵蚀循环学说的影响下,从早期格朗德(A.Grund),至近期雅库斯(L.Jakucs)和威廉姆斯(P.W.Williams)的模式,基本为定性3~4阶段模式。喀斯特地貌—桂林山水自1972年史密斯(D.I.Smith)等提出外成喀斯特地貌演化数学模型后,用数学方法建立喀斯特地貌发育与动力、形态因素的数学模型正在发展。如1988年怀特(W.B.White)又提出喀斯特地形发育速率过程模型。全球碳酸盐岩占大陆壳11%。中国仅裸露型喀斯特即约90万公里以上,为喀斯特分布最广、类型最全的国家。因喀斯特地貌特殊,使其区域经济开发和工程建设的问题也很突出。如干谷是一种因侵蚀基面和地下水位下降,使地表河转为地下河,遗留干涸的渗漏河谷。它在水利上划为悬托谷,一般不宜建水库,即使建库也要采取铺盖和帷幕灌浆防渗措施。喀斯特地貌因形态奇特和地下洞穴,以及一些洞穴空气和水的特性与有益成分而成为旅游资源。如中国桂林山水、云南路南石林等。

§ 分类

根据不同分类原则,划分为许多不同的类型。按出露条件分为: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。按海拔高度分为:高山喀斯特、高原喀斯特、海岸喀斯特、海底喀斯特。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。按发育程度分为:全喀斯特、半喀斯特或流水喀斯特。按水文特征分为:充气带喀斯特、浅饱水带喀斯特、深部喀斯特。按形成时期分为:化石喀斯特、古喀斯特、现代喀斯特等。还有生物喀斯特等。喀斯特作用以外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(砾岩、角砾岩、砂岩)、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。

喀斯特地貌在碳酸盐岩地层分布区最为发育,该区岩石突露、奇峰林立,常见的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形,和溶沟、落水洞、盲谷、干谷、喀斯特洼地(包括漏斗、喀斯特盆地)等喀斯特负地形;地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;以及与地表和地下密切相关联的喀斯特地貌有竖井、芽洞、天生桥等。喀斯特地貌风光

按其发育演化,喀斯特地形可分出以下6种:

1)地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟(或溶槽),原先 成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。

2)地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀,超过100m深后形成落水洞。

3)从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动,形成溶洞。

4)随地下洞穴的形成地表发生塌陷,塌陷的深度大面积小,称坍陷漏斗,深度小面积大则称陷塘。

5)地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用,形成坡立谷和天生桥。

6)地面上升,原溶 洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。

§ 代表地貌

石芽和溶沟

喀斯特水沿可溶性岩石的节理、裂隙进行溶蚀和冲蚀所形成的沟槽间突起与沟槽形态,是喀斯特区山坡上和盆地里常见的一种凹凸不平的地形。水的溶蚀和冲蚀,以及植物的作用,使岩石层面和节理处开始形成微小的沟槽,以及加深扩大的沟、小盆、斗和不规则坑等,统称为溶痕。溶痕加深成为沟槽形态,称溶沟;沟槽间的突起称石芽。溶沟宽十余厘米至2米,深由数厘米至3米,长度不超过深度5倍者为溶沟,大于5倍者为溶槽,其底部往往被土及碎石所充填。被溶沟分割残存的、高度不超过3米的石芽,常分布在斜坡上。当石芽全被溶蚀残余堆积物──红土所掩埋,则称为埋藏石芽。

石林

高温多雨的热带气候条件下,厚层质纯的碳酸盐岩地层中发育的形体高大的沟间耸岩。多数学者认为它是热带石芽的一种特殊形态。石林之间有很深的溶沟,沟坡垂直,坡壁上有平行垂直凹槽,以中国云南的路南石林最为典型 ,相对高一般20米左右,大者达50米。在有些喀斯特盆地里和喀斯特高原上, 满布的石芽和溶沟使地表崎岖不平,称为溶沟原野。

喀斯特井

流水沿裂隙进行溶蚀、机械侵蚀以及塌陷形成的近于垂直的洞穴。它是地表水流入喀斯特含水层和地下河的主要通道,分布于喀斯特洼地的底部,也有分布在斜坡上。其形态不一,深度可达100米以上,直径很少超过10米。中国各地对落水洞称谓有无底洞、消水洞、消洞等名称。落水洞进一步向下发育,形成井壁很陡、近于垂直的井状管道,称为竖井,又称天然井。喀斯特地貌景观

喀斯特丘陵

喀斯特丘陵又名岩溶丘陵,是一种喀斯特化程度较弱的地貌。典型的岩溶丘陵类型是由丘陵与溶蚀洼地组合成的,主要分布在亚热带气候或岩性条件不利于喀斯特化迅速进行的地区。我国华中地区、鄂西、黔北一带在白云岩质灰岩上发育的喀斯特丘陵就是这类地貌的典型例子。

喀斯特丘陵的正向地貌形态特征:顶部浑圆,斜坡缓和,一般坡度小于45°,丘陵底部宽度大于比高,相对高度100~150m,地形表现为波状起伏的丘陵。

天生桥

天生桥又名天然桥。大多数是溶洞或地下河的洞顶崩坍后,残留的两端与地面连接而中间悬空的桥状地形。有些天生桥是由于分水岭地区地下河流向源侵蚀袭夺而形成的。

盲谷

地表河流注入落水洞而转为潜流河段,其明流河段的河谷称为盲谷,而转入地下的潜流河段测称之为伏流。盲谷的名称反映了实际地貌形态,因为明流河段的末端常被陡崖阻挡,河谷在地表无出口通路。

喀斯特盆地

喀斯特盆地是喀斯特地区大型的负向地貌,又称波立谷、岩溶盆地或溶盆。盆地四周石峰环绕,底部平坦或略有起伏。石峰坡脚处常有暗河出口,较大的喀斯特盆地中还常散立一些孤峰残丘和小型浅缓的喀斯特洼地。喀斯特盆地的发育与地质构造条件有一定的联系。大部分喀斯特盆地都发育在向斜或背斜褶皱的轴部、断块盆地以及可溶岩的交界带。喀斯特盆地的形状在一定程度上也反映了构造条件的特征。

喀斯特漏斗

喀斯特地区溶蚀、塌陷所形成的封闭或近似封闭的、圆形或椭圆形洼地,称为漏斗。又称圆洼地、斗淋、溶斗、灰岩坑、盘坑、盆坑等。根据形态可分为井状、锥状、碟状三种。受某些局部因素影响,还可出现其它特殊形式的漏斗。井状漏斗特征是斗壁陡直,直径小于深度。锥状漏斗斗口直径等于或略大于深度。碟状漏斗是斗口直径等于或略大于深度。碟状漏斗是斗口直径大于深度的浅平洼地。

喀斯特平原

在地壳相对稳定条件下,喀斯特盆地逐渐扩大,形成喀斯特平原。喀斯特平原又称岩溶平原或 溶原。喀斯特平原的出现反映该地区喀斯特发育已进入晚期阶段。此时,地表有红色粘土覆盖,在喀斯特平原上星点状耸立着孤峰残丘。在局部表土覆盖较薄地段,岩石裸露,地面略有起伏,虽然比高不大,但对于农业和交通都有一定的影响。[2]

§ 分布概况

中国分布

中国喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在西部地区的碳酸盐岩出露地区,面积为91~130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大,是世界上最大的喀斯特区之一;西藏和北方一些地区也有分布。广西境内主要是热带和亚热带喀斯特,贵州、云南、西藏多为高原喀斯特,高山喀斯特多分布在四川、云南和西藏等高海拔地区。 喀斯特地形地貌除了桂林和云南这些举世闻名的喀斯特地貌以外,在中国的华东地区(包括江西、安徽、江苏、浙江、福建和上海六省市),虽然出露地表的石灰岩仅占本区总面积的4.06%(27900平方公里),但仍然发育有形态各异的喀斯特地貌。在苏北、皖北地区发育着相对高度100-150米左右,顶部浑圆的喀斯特丘陵;江西萍乡-宜春一带出现了具共同基座的短锥状峰丛;浙江天目山及皖南、赣北则为有少量溶洞的喀斯特化山地;喀斯特发育最为强烈的是福建西南部的龙岩、三名地区,不光有类峰林、峰丘、溶斗等还有长达数百米的喀斯特地下河。

在中国长江流域的十五个省及自治区内,四川省的石灰岩出露面积达128062平方公里,远远大于其它地区。湖北宜昌以西发育的喀斯特分布广、形态齐全,且景观绚丽。在云贵高原、鄂西、湘中、湘西及桂东北以喀斯特谷(盆)地为主。高山喀斯特则主要分布在川西、藏东高原及河源地区的横断山脉,在寒冻风化和冰源冰川的影响下,石灰岩的喀斯特作用微弱,地表景观乃呈高山地貌特征,多为海拔4000-6000米的高山地,喀斯特多分布在四川盆地的周缘,即秦岭、岷山、龙门山、大凉山、锦屏山、五莲峰一带,大多为3500米以上的常态山地地貌,喀斯特景观仅出现在岩性有利的部位,为峰丛、峡谷的组合形态;在山间洼地处有大型洞穴和地下暗河出露;山原喀斯特的平均海拔为1000-1500米,分布在黔东北、鄂西、湘西、川东等地,长期的湿热气候和新生代以来的新构造运动使这一带的喀斯特发育得范围广、形态齐全,既有峰林喀斯特景观,又有峰丛峡谷和岭脊槽谷;海拔300-800米的峰林喀斯特广泛分布于湘南、桂东北一带,位于南岭山地西部,尤以桂林地区的峰林地貌为代表。那里的群峰挺拔,峰丛林立,丰姿多态的喀斯特星罗棋布,地下洞系密集交织,洞中琳琅满目的石钟乳、石笋、石帘、石幔、石瀑布、石葡萄、石花和流水潺潺与地表的秀丽山林交相辉映,构成了祖国大地上“奇峰、奇洞、美石”的奇葩。

中国东北地区的地质和地理条件不利喀斯特地貌的发育,但那里分布面积达70920平方公里的石灰岩是喀斯特发育的基础。在东北南部一些地区,由于气温、降雨、岩性、海平面的升降及海浪作用等条件,形成了风格独特的滨还喀斯特地貌景观。在辽东半岛南端的海滨地区,还可见到约10米高的成群丛状分布的石芽,也是喀斯特作用的产物。

横亘中国西部的昆仑山东西绵延2500公里,经过科学工作者的多年考察,在东昆仑山??无法形成的大面积古喀斯特地貌。据考证,这是当年随青藏高原强烈抬升而产生增热效应和印度洋季风对这一地区影响的产物。虽然后期强烈的地址构造运动和严寒冰冻气候大大地改造和破坏了这些古喀斯特地貌,但在海拔4700-5300米的山地上部和4300-4800米的下部,早,晚两期的古喀斯特峰林、石芽、溶洞、溶蚀裂隙等依然清晰可见,它们与本区南部藏被唐古拉山的古喀斯特地貌遥相呼应,成为大地沧海桑田、天翻地覆巨变的历史见证。

世界其他地区的分布

南斯拉夫的迪纳拉山区,法国中央高原,苏联的乌拉尔山区,澳大利亚大陆南部,美国肯塔基和印第安纳州,古巴、牙买加和越南北部地区等。

§ 地貌优劣

喀斯特地貌可开发旅游

喀斯特地貌区有许多不利于生产的因素需要克服和预防。如有些地区因喀斯特发育使地表严重缺水,或在雨季时地表水来不及排泄,使一些喀斯特洼地积水成灾,影响农业生产;喀斯特洞穴导致坝区、库区发生渗漏;采矿或开挖隧道时发生涌水;喀斯特地下水位迅速下降,导致地面的塌陷;路基或铁路建筑物遇地下喀斯特泉水受淹等。

喀斯特区也有大量有利于生产的因素。如喀斯特洞穴是地下水运动和贮存的良好场所,可利用洞穴作为地下水库,进行发电和灌溉;喀斯特泉水水量充沛,水质良好,宜于灌溉、饮用,且有承压性,便于开发利用;喀斯特矿泉、温泉富含有益的元素和气体,在医疗上价值很大;喀斯特区的矿产资源较丰富,尤以喀斯特洞穴和古喀斯特面上的各种沉积矿产最为丰富。喀斯特区的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等,是很好的旅游资源。[1]

随便看

 

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更新时间:2024/12/19 4:05:13