地貌學(xué)04 巖溶地貌

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1、地貌學(xué)主講人：林葉彬forrestbin@gmail.com巖溶作用巖溶水地表巖溶形態(tài)地下巖溶形態(tài)巖溶地貌發(fā)育與地貌組合地貌學(xué)—巖溶地貌第四章巖溶地貌地貌學(xué)—巖溶地貌巖溶亦稱喀斯特（Karst），是指地下水和地表水對可溶性巖石進(jìn)行溶蝕與沉淀、侵蝕與堆積，以及重力崩塌、坍塌、堆積等作用形成的地貌。地貌學(xué)—巖溶地貌一、巖溶作用巖溶作用是指地表水和地下水對可溶性巖石（碳酸鹽巖類、硫酸鹽巖、鹵鹽巖）所進(jìn)行的以化學(xué)溶解作用為主，機(jī)械侵蝕作用為輔的溶蝕作用、侵蝕—溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用的總稱。該過程是可逆的。當(dāng)大氣中的CO2向水中浸入時，一部分與水結(jié)合為碳酸溶解固體CaCO3。當(dāng)水

2、中氣態(tài)的CO2減少時，該反應(yīng)式往左進(jìn)行，CaCO3重新沉淀。地貌學(xué)—巖溶地貌（一）巖溶作用的基本條件1.巖石的可溶性主要取決于巖石成分和結(jié)構(gòu)：巖石的溶解度隨石灰?guī)r質(zhì)含量的增加而增加，隨鋁質(zhì)、鐵質(zhì)、硅質(zhì)含量增加而降低。一般情況下，顆粒徑小，溶解度就大。易溶的鹵鹽巖:巖鹽(NaCl)，鉀巖(KCl)，鎂巖(MgCl2)中等溶解的硫酸鹽巖:石膏(CaSO4?2H2O),芒硝(Na2SO4?10H2O)難溶的碳酸鹽類:石灰?guī)r(CaCO3)，白云巖(CaMg(CO3)2)地貌學(xué)—巖溶地貌2.巖石的透水性巖石透水性影響著水向地下的滲流，并關(guān)系到地下喀斯特作用的進(jìn)行。巖石孔隙度和裂隙度對巖石透

3、水性影響最大，而裂隙度大小與巖石的構(gòu)造、純度和厚度等有關(guān)。3.水的溶蝕力水的溶蝕力隨深度增加而降低。一是深度增加，升華作用減少直至完全消失；二是水和巖石相互作用而逐漸失去具有溶蝕性的碳酸。溫度越高，CaCO3在水中的溶解度越小；當(dāng)溫度相同時，CO2濃度越高，CaCO3在水中的溶解度越大。地貌學(xué)—巖溶地貌4.水的流動性滯流的水，由于不能及時補(bǔ)給CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所飽和。流動的水，由于水溫、水量及氣壓條件的不斷改變，可保持水的溶解性能，特別是不同CO2濃度地下水混合，會大大提高水的溶解力。地區(qū)年降水量（mm）氣候帶溶蝕量（mm/ka）河北西北部400~600

4、暖溫帶半干旱區(qū)20~30廣西中部1500~2000亞熱帶濕潤地區(qū)120~300熱帶＞溫帶＞寒帶；濕潤地區(qū)＞半濕潤地區(qū)＞半干旱地區(qū)＞干旱地區(qū)我國南方濕潤多雨巖溶區(qū)的溶蝕量為北方半干旱地區(qū)的10倍之多！地貌學(xué)—巖溶地貌（二）影響巖溶作用的因素1.氣候因素氣候因素對巖溶作用的影響主要表現(xiàn)在溫度、降水和氣壓等方面。2.生物因素3.地質(zhì)因素包括巖石成分、巖石結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造等三方面。有機(jī)質(zhì)-分解、藻類-分泌溶蝕性酸、動物（蝙蝠和鳥類的糞）。地貌學(xué)—巖溶地貌二、巖溶水通常把巖溶化巖體中的地下水總稱巖溶水。地下喀斯特水的垂直分帶1.垂直滲透帶；2.季節(jié)變動帶；3.水平流動帶；4.深部滯流帶①②③

5、④地貌學(xué)—巖溶地貌1.垂直滲透帶（充氣帶）位于地面以下至豐水期潛水面之上。雨水沿裂隙下滲到潛水面，它的厚度由潛水面(地下水位)高低來決定。若在構(gòu)造上升區(qū)(潛水面、河水面下降)，厚度可達(dá)幾百-幾千米，反之，構(gòu)造沉降區(qū)，厚度小。該帶內(nèi)水的運(yùn)動以垂直下滲為主，故喀斯特地貌以垂直形態(tài)的溶洞為主，多漏斗、落水洞等個體小深度大的地貌。2.季節(jié)變動帶（過渡帶）位于豐水期潛水面與枯水期潛水面之間。它在雨季或融冰化雪時，潛水面上升，地下水作水平運(yùn)動；在旱季作垂直運(yùn)動。故該帶內(nèi)喀斯特地貌既有水平溶洞，又有垂直溶洞發(fā)育。地貌學(xué)—巖溶地貌3.水平流動帶（飽水帶）位于枯水期潛水面以下，直到谷底補(bǔ)給河流巖溶

6、水的深處為止。經(jīng)常處于飽水狀態(tài)，地下水流向近于水平方向，向河谷排泄。此帶是喀斯特強(qiáng)烈發(fā)育地帶，多為水平型喀斯特，如地下河、水平溶洞等。在靠近河谷地段，水平帶的下部在河底減壓區(qū)，地下水由下而上運(yùn)動，這是一種虹吸管狀流動，向著谷底減壓區(qū)排泄。4.深部滯留帶（循環(huán)帶）位于水平流動帶以下，水的流動方向不受河谷限制，而受地質(zhì)構(gòu)造的控制，流速相當(dāng)緩慢甚至停滯，溶蝕作用微弱。該帶的地下水位置較深，具有承壓性質(zhì)。地貌學(xué)—巖溶地貌上述4個喀斯特水動力帶內(nèi)，由于水的交替強(qiáng)度不同、流動方向不同，所發(fā)育的喀斯特形態(tài)也不同，形成明顯的分帶現(xiàn)象。這種垂直分帶可以因?yàn)闅夂?、地貌和?gòu)造的變動而發(fā)生變化。垂直分帶

7、比較明顯的地方一般分布咋在長期穩(wěn)定、有河流深切的高原地區(qū)。地貌學(xué)—巖溶地貌三、地表巖溶形態(tài)1—峰林2—溶蝕洼地3—喀斯特盆地4—喀斯特平原5—孤峰6—喀斯特漏斗7—喀斯特坍塌8—溶洞9—地下河a—鐘乳石b—石筍c—石柱地貌學(xué)—巖溶地貌（一）溶溝（karren）與石芽（clint）石芽埋藏石芽半裸露石芽裸露石芽地表水流沿石灰?guī)r坡面上流動，溶蝕和侵蝕出許多凹槽，稱為溶溝。溶溝之間的突出部分，稱為石芽。石芽除有裸露的外，還有埋藏的。從山坡上部到下部，由全裸露石芽過渡為半裸露石芽至埋藏石