第五章岩溶地貌

第五章岩溶地貌Chapter5KarstLandforms一、岩溶作用1.岩溶作用

是指地表水和地下水对可溶性岩石（碳酸盐岩类、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。StoneForest路南石林StoneForest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。岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称。Karst是南斯拉夫西北部一座石灰岩高原的名称。19世纪末，南斯拉夫学者司威治(J.Cvijic)研究了Karst高原的奇特地貌，并把这种地貌称为Karst。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。2.岩溶(Karst)3.岩溶地形和岩溶堆积物

由岩溶作用产生的地形和堆积物。在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征，概称岩溶现象。4.岩溶现象

5.真假岩溶问题（1）真岩溶发育在可溶性岩石中的岩溶。（2）假岩溶发育在非可溶性岩石中的岩溶。a.碎屑岩岩溶b.黄土岩溶（潜蚀）c.热力岩溶（冰层、冻土层）

1.岩石的可溶性（1）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)

*难溶的碳酸盐类石灰岩(CaCO3)，白云岩(CaMg(CO3)2)

二、

岩溶作用的基本条件(2)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,可划分为7个类型。溶解度高

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.碳酸质砂页岩类溶解度低R——粘土岩（3）CaO/MgO比值对溶解度的影响

当CaO/MgO比值增高时,相对溶解度也增加。CaO/MgO=1.2~2.2相对溶解度：0.350.82CaO/MgO=2.2~10.0相对溶解度0.820.99CaO/MgO>10.0相对溶解度趋于12.岩石的透水性（1）岩石的孔隙度与岩石结构的关系原生碳酸盐类岩石的孔隙度可达40%-70%。成岩及变质的碳酸盐类岩石孔隙度仅占5%-15%。粗晶及中晶结构的岩石孔隙度大,易溶解。细晶结构的岩石孔隙度小,又易受非可溶性矿物颗粒的包围,不易溶解。

（2）岩石的透水性与构造的关系风化裂隙一般较浅,只影响地表岩溶的发育。构造裂隙(特别是张性)透水性好,岩溶发育(例如漓江）。软弱岩层或具有压性裂隙的岩层,其裂隙呈封闭状,透水性弱,岩溶不发育。漓江3.水的溶蚀性空气：CO2水：CO2+H2OH2CO3H++HCO3-岩石：H++CaCO3HCO3-+Ca2+综合：CO2+H2O+CaCO3Ca2++2(HCO3-)

44100CO2在水中的溶解度与温度成反比，与气压成正比。纯水的溶蚀作用很弱人类活动———酸雨温度越高，CaCO3在水中的溶解度越小；当温度相同时，PCO越高,CaCO3在水中的溶解度越大。2两个特例A.在深部循环带内，高温条件下：CaCO3+SiO2

CO2+CaSiO3（硅化）B.在矿床氧化带，黄铁矿氧化后形成硫酸，H2SO4与CaCO3作用形成石膏及CO2：H2SO4+CaCO3

CaSO4+CO2+H2O4.水的流动性（1）水量变化（2）温度、压力变化（3）混合溶液的影响CaCO3与CO2的平衡曲线CO2+H2O+CaCO3Ca2++2(HCO3-)非饱和区过饱和区三、地下水的动态①②③④

岩溶水的垂直分带①垂直循环带；②季节变动带；③水平循环带；④深部循环带悬挂泉上层滞水石灰岩中洞穴的形成及演化示意图落水洞1.溶沟与石芽（石林-StoneForest）溶沟石芽埋藏石芽半裸露石芽裸露石芽四、岩溶地貌溶沟与石芽2.峰丛、峰林、孤峰、残丘、溶蚀平原、坡立谷（Polje——岩溶盆地）峰丛洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蚀平原峰林地貌的同时态系统演化模式峰丛洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蚀平原坡立谷的特点面积较大，数十~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。3.漏斗、溶蚀洼地漏斗河流溶蚀洼地漏斗的形成过程？(a)溶蚀漏斗(b)崩塌漏斗(c)陷落漏斗(d)下伏岩溶崩塌漏斗漏斗的类型4.落水洞、竖井、干谷、盲谷、伏流落水洞竖井盲谷盲谷泉落水洞河流伏流云南宣威地下截弯取直形成的干谷湖北利川伏流贵州天然石灰岩桥洞5.岩溶湖、地下河、溶洞岩溶湖——地表岩溶湖，地下岩溶湖地苏暗河示意图1.暗河主要河道;2.暗河出口;3.流向;4.岩溶泉石灰岩中洞穴的形成及演化示意图落水洞洞穴——猿人的别墅多层溶洞问题?溶洞的形态形成部位岩溶形态垂直循环带

地表溶沟、石芽峰丛、峰林、孤峰、残丘干谷、半干谷、盲谷溶蚀洼地、溶蚀平原及坡立谷地表岩溶湖间歇泉、泉华地下垂直溶蚀形态岩溶漏斗落水洞、竖井裂隙状溶洞堆积形态石钟乳、石笋、石柱水平流动带水平溶蚀形态溶洞暗河、伏流地下湖溶隙、溶孔岩溶地形分类表1.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。五、岩溶堆积物2.洞穴堆积物（1）化学沉积Ca(HCO3)2

CaCO3+CO2+H2O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——石幔班哲保吉溶洞本溪水洞穴珠——岩溶珍珠——芬妮石芬妮——法国洞穴探险队长沙克的爱女（2）重力堆积物(图)（3）地下河、湖沉积物(图)（4）生物及文化堆积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层新疆绒马温泉泉华3.泉华堆积物ANYQUESTIONS?小结1.基本概念岩溶岩溶作用岩溶地貌岩溶现象真岩溶与假岩溶2.岩溶发育的基本条件岩石的可溶性岩石的透水性水的溶蚀性水的流动性岩性成分的影响矿物成分的影响Cao/MgO比值的影响

岩石结构对透水性的影响地质构造对透水性的影响溶蚀机理纯水的溶蚀作用有机酸与无机酸作用水量变化温度与压力变化混合流影响岩溶地区地下水垂直分带（画图）3.岩溶地形形成部位岩溶形态垂直循环带

地表溶沟、石芽峰丛、峰林、孤峰、残丘干谷、半干谷、盲谷溶蚀洼地、溶蚀平原及坡立谷地表岩溶湖间歇泉、泉华地下垂直溶蚀形态岩溶漏斗落水洞、竖井裂隙状溶洞堆积形态石钟乳、