乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌概况

乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌概况

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白利一、岩溶综述岩溶地貌，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀（岩溶）作用等所形成的地表和地下形态的总称，又称喀斯特地貌。除溶蚀（岩溶）作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。岩溶作用，是指地表水和地下水对可溶性岩石（碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤盐岩）所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀—溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。岩溶，岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称。早在300多年前，我国明代地理学家徐霞客（1587-1641）考察了广西、贵州、云南一带的石灰岩地貌，探索了许多地下溶洞，并作了详细记录。喀斯特是南斯拉夫西北部一座石灰岩高原的名称。喀斯特（Karst）一词源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩高原的名称，当地称谓，意为岩石裸露的地方。19世纪末，南斯拉夫学者司威治(J.Cvijic)研究了喀斯特高原的奇特地貌，“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究发轫于该地而得名。1966年2月，我国第二届喀斯特会议，决定将“喀斯特”一词改为岩溶。一、岩溶综述岩溶现象，在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征的现象。碳酸盐岩类：石灰岩、白云岩、泥灰岩等。硫酸盐岩类：石膏、硬石膏和芒硝等。卤盐类岩类：钾盐岩、钠盐岩、镁盐岩等。真岩溶，发育在可溶性岩石中的岩溶现象。假岩溶，包括碎屑岩溶、黄土和粘土岩溶、热融岩溶和火山岩区的熔岩岩溶等。它们不是由可溶性岩石所构成，在本质上不同于岩溶现象。一、岩溶综述按岩石性质分类：碳酸盐岩溶、硫酸盐岩溶、卤盐岩岩溶。按出露条件分类：裸露岩溶、覆盖岩溶、埋藏岩溶。按气候带分类：热带岩溶、亚热带岩溶、温带岩溶、寒带岩溶。按垂直动力带分类：渗流（充气）带岩溶、浅潜水（饱水）带岩溶和深部岩溶。岩性成分对溶解度的影响：易溶的卤盐岩：岩盐(NaCl)，钾岩(KCl)，镁岩(MgCl2)中等溶解的硫酸盐岩：石膏(CaSO42H2O),芒硝(Na2SO410H2O)难溶的碳酸盐岩类：石灰岩(CaCO3)，白云岩(CaMg(CO3)2)一、岩溶综述碳酸盐类岩石的矿物成分对溶解度的影响碳酸盐类岩石按所含矿物成分的重量百分比，由高到低可划分为7个类型。Ⅰ.石灰岩类Ⅱ.石灰岩—白云岩类Ⅲ.白云岩类Ⅳ.泥质灰岩类Ⅴ.泥质白云岩类Ⅵ.泥灰岩类Ⅶ.碳酸质砂页岩类二、岩溶地貌岩溶地表形态类型属正地形的主要有峰林、孤峰、残丘、岩溶丘陵和石芽。负地形主要类型有落水洞、漏斗、竖井、盲谷、干谷、岩溶洼地、坡立谷、岩溶平原、岩溶嶂谷（峡谷）、溶沟与溶隙等。地表正、负地形间及地表与地下岩溶类型间常有成因联系，构成一定的地貌组合。岩溶孤峰、残丘和岩溶平原常构成一组合类型。岩溶喀斯特竖井即为地表落水洞和地下岩溶系统水力联系的垂直通道。

溶沟石芽埋藏石芽半裸露石芽裸露石芽二、岩溶地貌

二、岩溶地貌石芽：溶沟间突起的石脊称石芽。石林是一种大型石芽。石芽有的呈尖脊状、尖刀山状、车轨状、棋盘状、石柱状。石芽的形态和分布特征常受地形、节理及岩性的控制。溶沟，指石灰岩表面上的一些沟槽状凹地。它是由地表水流，主要是片流和暂时性沟状水流顺着坡地，沿节理溶蚀和冲蚀的结果。沟槽深度不大，一般数厘米至数米，成片出现石芽溶沟区称溶沟平原。

二、岩溶地貌峰丛洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蚀平原二、岩溶地貌峰林，国外称锥状和塔状喀斯特。高耸林立的碳酸盐岩石峰，分散立和丛聚两类。丛聚的连座峰林又称峰丛，以基底连接超过其高度的二分之一划分。峰林主要发育在湿润热带、亚热带（年均温）＞20℃，年降水量＞1500毫米）。峰林相对高度为100～200米，高者达300米，坡度＞45°。中国峰林在世界上最为典型，面积最大，主要分布于广西、贵州、云南和湖南南部、广东北部等地。

峰林地貌的同时态系统演化模式二、岩溶地貌二、岩溶地貌峰林，国外称锥状和塔状喀斯特。高耸林立的碳酸盐岩石峰，分散立和丛聚两类。丛聚的连座峰林又称峰丛，以基底连接超过其高度的二分之一划分。峰林主要发育在湿润热带、亚热带（年均温）＞20℃，年降水量＞1500毫米）。峰林相对高度为100～200米，高者达300米，坡度＞45°。中国峰林在世界上最为典型，面积最大，主要分布于广西、贵州、云南和湖南南部、广东北部等地。孤峰，竖立在平原上的孤立的石灰岩山峰。坡立谷，面积较大，数十到数百平方公里；底部平坦，地表有河流通过，堆积物有冲积、坡积及残余的各类堆积；周围有时发育峰林地形，内部可以有孤峰、残丘；长轴方向常与构造线一致。二、岩溶地貌

二、岩溶地貌漏斗河流溶蚀洼地二、岩溶地貌溶蚀洼地，由喀斯特漏斗扩大或合并而成的，呈封闭或半封闭状喀斯特地貌类型。

分布在峰丛或峰林之间，呈封闭或半封闭状。平面形态为圆形或椭圆形，长轴常沿构造线发育，面积约数平方公里至数十平方公里。洼地底部呈线凹形，有时因漏斗及落水洞的分布而略有不平，表层堆积有厚度不等的残余红土及水流冲刷来的红土堆积。被峰林环绕的溶蚀洼地二、岩溶地貌二、岩溶地貌落水洞竖井盲谷盲谷泉落水洞河流伏流二、岩溶地貌溶蚀洼地，由喀斯特漏斗扩大或合并而成的，呈封闭或半封闭状喀斯特地貌类型。

分布在峰丛或峰林之间，呈封闭或半封闭状。平面形态为圆形或椭圆形，长轴常沿构造线发育，面积约数平方公里至数十平方公里。洼地底部呈线凹形，有时因漏斗及落水洞的分布而略有不平，表层堆积有厚度不等的残余红土及水流冲刷来的红土堆积。二、岩溶地貌落水洞，是地表水流入地下的进口，表面形态与漏斗相似，是地表及地下岩溶地貌的过渡类型。落水洞主要可分为裂隙状的，筒状的，锥状的及袋状的。它们既可直接表现于地表面，也可套置于岩溶漏斗的底部。由于落水洞常沿构造线、裂隙和顺岩层展布方向呈线状或带状分布，因此是判明暗河方向的一种标志。竖井，洞壁直立的井状管道，称为竖井，实际是一种坍陷漏斗。在平面轮廓上呈方形、长条状或不规则圆形。长条状是沿一组节理发育的，方形或圆形则是沿着两组节理发育的。井壁陡峭，近乎直立，有时从竖井往下可以看到地下河的水面。盲谷，喀斯特区的地表河下游消失于落水洞或溶洞中形成的无出口的河谷，又称断尾河。常发育于地下水水力坡降变陡处，是地下河袭夺地表河所致，因此，在地表水没入落水洞的上方为一陡壁。由喀斯特陡壁下流出的喀斯特泉或地下河，在地表出露形成的河流，称为断头河。云南宣威地下截弯取直形成的干谷干谷，岩溶区无水的河谷。二、岩溶地貌湖北利川伏流暗河也叫“伏流”，指地面以下的河流，是地下岩溶地貌的一种，是由地下水汇集，或地表水沿地下岩石裂隙渗入地下，经过岩石溶蚀、坍塌以及水的搬运而形成的地下河道。主要是在岩溶发育中期形成的。暗河的空间分布受岩性、地质构造和排水基准面的控制。在地层褶皱的轴部、裂隙和断裂部位、可溶岩同非可溶岩的接触处和排水基准面附近常发育暗河。暗河有自己的补给、径流和排泄系统。大的暗河也形成地下河系，主要沿构造破裂面发育。地下河和伏流是岩溶地区重要的水源。

二、岩溶地貌伏流景观二、岩溶地貌天生桥，地下河与溶洞的顶板崩塌后,横跨河谷的残留顶板，其两端与地面连接，中间悬空而呈桥状。广义地说，一切横跨沟谷或河流上的岩体都可称天生桥。

二、岩溶地貌典型的岩溶湖是由碳酸盐类地层经流水的长期溶蚀所产生的岩溶洼地、岩溶漏斗或落水洞等被堵，经汇水而形成的一类湖泊。

岩溶湖泊排列无一定方向，形状或圆形或椭圆形，有时也可呈长条形。岩溶湖一般面积不大，水深也较浅。我国岩溶湖大多分布在岩溶地貌较发育的黔、桂和滇等省（区）。贵州省咸宁的草海，它原是一个构造下陷而成的盆地，早期的湖泊大约形成于15万年以前，当时湖面面积达90平方公里以上。据称“清咸丰七年（1857），七月落雨40余昼夜，山洪暴发，夹沙抱木，大部落水洞被堵，洪水无法渲泄，盆地东部被掩成湖”。因湖中滋生繁茂的水生植物，故名草海。当湖水位为海拔2170米时，水深为2-5米，湖面积为45.5平方公里，容积为1.4×108米3。草海是我国湖面面积最大的构造岩溶洞，素有高原明珠之称。

二、岩溶地貌地下暗河示意图1.暗河主要河道;2.暗河出口;3.流向;4.岩溶泉二、岩溶地貌溶洞的形成是岩溶地区地下水长期溶蚀的结果，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同，被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。中国现知最长的溶洞是湖北利川县腾龙洞，长约40千米；最深的为贵州水城吴家大洞。深430米。中国是个多溶洞的国家，尤以广西境内的溶洞著称，如桂林的七星岩、芦迪岩等。

二、岩溶地貌目前中国发现的溶洞数以万计，洞穴长度超过3km共有35个。中国洞穴排名如下：

1、贵州绥阳县双河洞70.502km（含700m石膏洞）

2、湖北利川市腾龙洞37km（未探明33km）

6、广西桂林冠岩10km7、辽宁恒仁望天洞7km15、贵州织金洞（打鸡洞）5km（含46200m2大厅）

18、贵州安顺龙宫4km20、湖南张家界黄龙洞4km30、本溪水洞3.14km31、湖南新化县梅山龙宫3km二、岩溶地貌溶洞的形态二、岩溶地貌岩溶地貌分类表二、岩溶地貌溶蚀残余堆积物在岩溶作用下,碳酸盐类岩石被水溶解后,所残留下来的富含Al2O3和Fe2O3的红色粘土物质,称为“赭土”或“红色石灰土”。地形方面——古夷平面、岩溶负地形、充填于溶洞岩矿成分——富含Al2O3和Fe2O3的粘土物质岩相特点——无层理，无分选，细腻均一，以粘土矿物为主，常呈红色或黄色，有时含灰岩砾石。二、岩溶地貌洞穴堆积物和化学沉积悬垂于洞顶——石钟乳滴落于洞底，自下而上“生长”石笋二者相接——石柱悬于洞壁——石幔二、岩溶地貌穴珠——岩溶珍珠——芬妮石芬妮——法国洞穴探险队长沙克的爱女二、岩溶地貌重力堆积物由洞顶及洞壁崩塌下来的灰岩角砾或钟乳石碎块，但常胶结为角砾岩。地下河、湖沉积物发育层理的沙砾石沉积，和地表河湖沉积相似。生物及文化堆积朝阳、干燥、离水源较近的洞穴是古人类居住的最好场所。古人类的遗存和遗迹构成洞穴文化堆积物。二、岩溶地貌周口店猿人洞剖面图上文化层下文化层北京猿人的头盖骨产在第8层二、岩溶地貌泉华堆积物溶解有矿物质和矿物盐的地热水和蒸汽在岩石裂隙和地表面上的化学沉淀物。

自然界最常见的泉华有硫华、硅华、钙华、盐华和金属矿物五大类。非金属泉华的矿物类别有：自然硫、蛋白石、方解石、文石和其他可溶性碳酸盐矿物、硫酸盐矿物、硅酸盐矿物、硝酸盐矿物和硼酸盐矿物等。金属泉华的矿物多见辰砂、黄铁矿和辉锑矿。

泉华是地热流体与深部宿主岩体和通道围岩相互作用的产物在向地表上行的过程中，因温度、压力等条件发生变化的化学沉积物，因而它不仅能反映泉水的化学成分，而且能带出水热系统深部和上行通道的重要信息。

泉华沉积物：当泉水流出地表时，因压力降低、温度升高，地下水中的矿物质发生沉淀，沉淀在泉口的疏松多孔物质叫泉华。泉华的成分为CaCO3时，称为钙华或石灰华；以SiO2为主时称为硅华。由于泉华物质成分、沉淀数量及泉口地形的差异，泉华可堆积成锥状、台阶状或扇状地貌。

二、岩溶地貌

二、岩溶地貌岩溶地貌研究意义找水：岩溶地区地表水少，地下水丰富，例如：大西南，泉城济南等旅游地学：桂林山水，洞穴、石林、九寨沟、张家界砂岩石林、乾安大布苏、官马溶洞。洞穴考古：发现洞穴后，首先要进行考古发掘，如周口店猿人洞—山顶洞，安徽和县猿人洞，繁昌人字洞；吉林省安图县明月镇石门山洞穴遗址等。二、岩溶地貌中国岩溶旅游资源分类：⑴孤峰（独秀峰型）：四壁陡峭100m以上的石峰孤立在岩溶平原上。⑵峰林（漓江型）：桂林漓江风景区兴坪—福利景区。⑶峰丛（阳朔型）：桂林漓江风景区阳朔景区。⑷石林（石林型）：高达20—50m的石灰柱，成群出现，远望如林（石柱高＞5m），路南石林。⑸天生桥（武隆型）：三桥景区，位于乌江支流羊水河峡谷中段。天龙桥高235m，青龙桥（281m），黑龙桥（223m）⑹天坑（兴文型）：大型塌陷漏斗，广西乐业大石围天坑群（22个）。二、岩溶地貌⑺钙华堆积（黄龙—九寨型）：黄龙景区共有8群2230个彩池。⑻岩溶旱洞（石花洞型）。⑼岩溶水洞（本溪水洞型）。⑽岩溶文化洞（周口店型）。⑾岩溶峡谷（长江三峡型）。⑿岩溶嶂谷（贵州马岭河型）：谷宽＜＜谷深⒀岩溶泉（济南型）：寒武纪岩溶水受岩体阻隔。⒁岩溶瀑布（黄果树型）：打帮河河床上石灰岩瀑布。二、岩溶地貌世界遗产地

全球共有世界遗产地630处，其中karst遗产地12处，在所有自然类遗产中是最多的一类。⑴法国韦泽尔峡谷溶洞群⑵美国卡尔斯巴得溶洞国家公园⑶美国猛犸洞国家公园⑷西班牙阿尔塔米拉溶洞⑸斯洛文尼亚什科茨杨溶洞⑹中国黄龙钙华堆积景观（2330个彩池）二、岩溶地貌⑺中国九寨沟钙华堆积景观⑻土耳其赫皮斯利钙华堆积景观⑼土耳其伯穆克卡莱钙华堆积景观⑽马达加斯加贝玛拉哈石林自然保护区⑾越南下龙湾峰林⑿古巴沃讷尔斯河谷峰林

我国119处国家重点风景名胜区中，karst景区26处，还有7处与karst景观有关，共33处，占全国重点风景名胜区四分之一以上。二、岩溶地貌

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌乐业县多年平均降水量1356.4mm，年平均雨日185天，年平均连续雨日144天，年平均气温16.4℃，最热月7月平均气温23.4℃，最冷月1月平均气温7.5℃.年平均相对湿度83%，年平均蒸发量1105mm，年平均日照1446小时，日照率32%，年平均无霜期302天。大石围天坑群集中分布区平均气温16.6℃，降水量1400mm。乐业县域属于珠江流域西江红水河水系，红水河为乐业县与贵州省界河，县境内长51km，河宽约150m，比降0.61‰.

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌

乐业县地处我国三大地形阶梯中第二阶梯的贵州高原向广西盆地倾降过渡的斜坡地带，全境为已解体的中低山山原地貌，在中三叠世（约2.2亿年）沉积了一套半深海泥页岩、砂岩建造后抬升为陆地，结束了海相沉积的历史。晚三叠世强烈的印支运动形成了一系列褶皱和断裂，奠定了广西全境地质构造的基本框架。白垩纪未（约6500万年前），燕山运动使该区S型地质构造最终成形。在经历了侏罗纪—白垩纪长达1.3亿年的剥蚀后，于新生代的第三纪在现今三片岩溶区范围内，覆盖在可溶岩上的巨厚碎屑岩盖层被剥蚀殆尽，碳酸盐岩开始裸露出地表，开始了岩溶作用。区内岩溶发育大致经历了桂西高原期、桂西山盆期和红水河期三个阶段，形成了如今以高峰丛—深洼地（漏斗）—谷地—天坑—地下河—洞穴组成的岩溶地貌组合形态。乐业县分布三片岩溶区，以中部正S形片区最大和最为重要，由可溶岩地层和一系列弧形褶皱、压扭性断裂组成，被称为S型构造，沿构造发育广西四大地下河之一的百郎地下河系统，流域面积达835km2。

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌岩溶漏斗，其性状为封闭的漏斗状或碟状，底部有地表水入渗点或落水洞。起源于克罗地亚亚得里亚海沿海岩溶地区一种叫“doline”的地形，主要由地表水在地面分散入渗溶蚀而成，并成为岩溶地形的一种最具鉴别性的特征。有溶蚀漏斗、塌陷漏斗、渗透漏斗、潜蚀漏斗和溶解—雪蚀漏斗等漏斗成因类型的划分，其中以溶蚀漏斗和塌陷漏斗最为常见，塌陷漏斗有基岩塌陷和覆盖层塌陷两类。就形态特征而言，又可分碟状、漏斗状以及陷坑状（竖井状）三种。天坑，发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大（地下水位深埋）的碳酸盐岩层中，从地下通向地面，四周岩壁峭立，深度与平面宽度从百米至数百米以上、底部与其发育期的地下河相连接的一种大型陷坑状负地形。主要分布在我国南方岩溶峰丛（漏斗、洼地、干谷）山区，特别是受深切排水基准面影响的长江三峡及其两岸（特别是右岸）支流，红水河（含北盘江和南盘江）、右江和左江诸流域内的大片峰丛山区。

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌

三、乐业凤山世界地质公园天坑岩溶地貌岩溶漏斗与岩溶天坑的基本性质差异：1.基岩岩溶漏斗多为碟状或浅盆状，即宽度大于深度；极少数为桶状，即宽度与深度相当或深度稍大于宽度。而岩溶天坑多为井桶状、陷坑状或倒置漏斗状。2.岩溶漏斗的周壁与底部多无明显的分界线，周壁为缓坡，基岩裸露；底部或基岩出露或有薄的蚀余土层覆盖，且多有落水洞或渗坑存在，入渗的水流直接进入裂隙含水层中。而天坑的周壁与底部则界限分明，周壁为陡坡绝崖；坑底有厚层的崩塌粗砾（快碎石）堆积，并有发育达到相当规模的地下河水道存在。3.岩溶漏斗的发育分布与地表地形有密切的相关关系。作为负地形的岩溶漏斗总是与相应的正地形协调一致。而在数量上占绝对优势的塌陷型天坑的形成和出现，则与地表地形无直接联系，即塌陷天坑可出现在地表地形的任何部位