喀斯特地貌是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀,侵蚀与堆积,以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌。以斯洛文尼亚的喀斯特高原命名。我国也称之为岩溶地貌,桂、黔、滇等省区分布甚广,川、渝、湘、晋、甘、甚至西藏部分地区也有分布。

一、喀斯特作用

(一)喀斯特作用的化学过程

水中还有二氧化碳时,水对石灰岩的溶解能力很强,二氧化碳与水化合形成碳酸,后者电解出氢离子,与石灰岩中的碳酸根离子作用形成离子状的溶解质。热湿的环境下土壤中二氧化碳含量比空气中高十倍,且反应速度很快,因而岩溶作用强,喀斯特地貌分布广。

(二)岩性与构造条件

按溶解度由小到大:碳酸盐类有石灰岩、白云岩、泥灰岩等,硫酸盐类有:石膏、硬石膏。卤化物盐类有岩盐、钾盐(可溶性盐类);按溶解度由小到大:泥灰岩>白云岩>石灰岩。通过以上对比可知,石灰岩最易喀斯特化。喀斯特地貌主要是发育在酸酸盐类岩石尤其是石灰岩分布区。这与其分布极广且常徘出地表也有关。

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(1)

(三)水动力条件

水的溶蚀能力、岩石化学性质及透水性对岩溶作用起着决定性作用。湿热的环境下地下水与地表水流量大且活动性强,故喀斯特作用强,反之干旱高寒的地区喀斯特作用弱。

二、喀斯特地貌

(一) 地表喀斯特地貌

地表喀斯特地貌主要有以下几类:

1. 石芽与溶沟:指可溶性表面沟槽状溶蚀部分和沟间突出部分。

溶沟是地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成,宽10cm-2m,深2cm-3m,底部常充填泥土或碎屑。石芽为蚀余产物,热带厚层纯石灰岩上发育形体高大的石芽常高达数十米, 称为石林。

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(2)

石牙、石林

2. 岩溶漏斗 由流水沿裂隙溶蚀而成,呈碟形或倒锥形洼地,宽数十米,深数米至 十余米,底部有垂直裂隙或落水洞。

3. 落水洞 落水洞多分布于较陡的坡地两侧和盆地、洼地底部,也是流水沿裂隙侵蚀的产物。宽度很少超过10m ,深可达数十米到数百米。

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(3)

4. 溶蚀洼地 通常由岩石漏斗扩大或合并而成,面积小于10km2 ,具有封闭性。

5. 岩溶盆地与岩溶平原

6. 峰丛、峰林与孤峰

(二) 地下喀斯特地貌

1. 溶洞与地下河 如下图所示,溶洞里的钟乳石、石笋与石柱:

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(4)

2, 暗湖:是与地下河相通的地下湖,可储存和调节地下水。

三、 喀斯特地貌发育过程与地域分布

(一)喀斯特地貌的发育过程

喀斯特地貌发育与地下水位关系密切,而后者又随当地河面或海平面而变化,因此河面或海平面即是喀斯特地貌的侵蚀基面。从另一种意义上说,可溶性岩石的底板则是地下喀斯特的基面。

如地壳上升后长期稳定,石灰岩致密、层厚且产状平缓,将首先发育石芽、溶沟、漏斗和落水洞,继而形成独立洞穴系统,地下水位高低不一。随后独立洞穴逐渐合并为统一系统,地下水位亦趋一致。地下水位之上出现干溶洞、地下水位附近发育地下河,地面成为缺水的蜂窝状。再后地面蚀低,浅溶洞与地下河因崩塌而露出地表,地下河陆续转变为地面河,破碎的地面出现溶蚀洼地与峰林(图5-34(c))。最后,喀斯特盆地不断蚀低、扩大,地面广布蚀余堆积物,形态接近准平原,但仍残存孤峰。

上述过程只是一种理想过程,仅见于广西黎塘、贵县一带。实际情况则是地壳运动与气候变化经常对喀斯特地貌发育发生干扰,以致中纬度地区大量保自多种气线条件下形成的喀斯特地貌形态,云贵高原新生代热带峰林在高原上开后成为一种遗迹,而现代喀斯特地貌已改向与其亚热带气候相适应的喀斯特丘陵发展。

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(5)

(二)喀斯特地貌的地域分异

1. 热带湿润气候条件下,地上地下岩溶作用均很强烈,溶蚀洼地、岩溶盆地、岩溶平原、峰林地貌普遍发育;

2. 亚热带季风气候条件下,岩溶作用较强烈,地貌类型以喀斯特丘陵与溶蚀洼地为代 表;

3. 温带季风气候条件下,地下喀斯特地貌较发育;

喀斯特地貌特点(什么是喀斯特地貌)(6)

4. 寒带和高原寒冷气候下,只能发育小型溶沟和浅洼地,冻土层下也可形成溶洞。

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