第五章 喀斯特地貌

第五章喀斯特地貌第1頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三黃龍五彩池第2頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三云南羅平喀斯特丘陵云南羅平第3頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三喀斯特◆地表水和地下水對可溶性巖石的破壞和改造作用稱為喀斯特作用。即水對可溶性巖石的溶蝕、沖蝕、堆積，以及重力崩塌的總稱。

以化學(xué)溶蝕作用為主，機(jī)械侵蝕作用為輔?！艨λ固刈饔盟纬傻牡乇硇螒B(tài)和地下形態(tài)稱為喀斯特地貌?！艨λ固刈饔眉捌渌a(chǎn)生的水文現(xiàn)象和地貌現(xiàn)象統(tǒng)稱為喀斯特（Karst）。第4頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三◆喀斯特研究的起源

徐霞客（1586—1641，明《徐霞客游記》的作者）是我國和世界上最早的巖溶研究學(xué)者。

19世紀(jì)末，南斯拉夫的司威治（J.Cvijic）研究了南斯拉夫西北的喀斯特（Karst）石灰?guī)r高原，并于1893年正式用“Karst”來概括喀斯特高原的地貌景觀。

中國地質(zhì)學(xué)會第一屆喀斯特學(xué)術(shù)會議（1966年2月，桂林），建議在我國使用“巖溶”一詞，并把它作為Karst的漢語同義語。第5頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三◆可溶性巖石的分布碳酸鹽類巖約占全球沉積巖的15％，面積4100萬km2，硫酸鹽巖面積為1100萬km2，合計(jì)5200萬km2，占全球面積的10.2％；中國碳酸鹽類巖的分布可分為裸露、覆蓋和埋藏等三種類型，面積共344.3萬km2，其中裸露型面積為90.7萬km2。主要分布在桂、貴、滇，其它還有鄂西、湘西、川東、魯、晉等地。第6頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第7頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三貴州省喀斯特地貌占全省總面積的61.9%。廣西喀斯特地貌占其自治區(qū)總面積的33.85%。云南的約占全省總面積29%。

第8頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第五章喀斯特地貌第一節(jié)喀斯特作用第三節(jié)喀斯特地貌的發(fā)育第二節(jié)喀斯特地貌第9頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)喀斯特作用第10頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三一、喀斯特作用的化學(xué)過程

可溶性巖石的溶解通常都是在含有二氧化碳的水中進(jìn)行的。第一節(jié)喀斯特作用總化學(xué)反應(yīng)式為：（形成碳酸）（碳酸離解）（溶解碳酸鈣）第11頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三二、喀斯特作用的基本條件

（一）巖石的可溶性◆巖石的可溶性主要取決于巖石的化學(xué)成分與巖石結(jié)構(gòu)。◆三大類可溶巖：①鹵鹽類：如鉀鹽、石鹽；②硫酸鹽類：如硬石膏、石膏、芒硝等；③碳酸鹽類：如石灰?guī)r、白云巖等。溶解度：鹵鹽＞硫酸鹽＞碳酸鹽；◆在碳酸鹽巖類中，CaCO3的含量越高，其他雜質(zhì)含量越低，其溶解度就越大。石灰?guī)r＞白云巖＞硅質(zhì)灰?guī)r＞泥灰?guī)r；◆巖石的結(jié)構(gòu)與溶解度有密切關(guān)系。對于結(jié)晶的巖石，晶粒越小，溶解度也越大。第一節(jié)喀斯特作用第12頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（二）巖石的透水性◆巖石的透水性對巖石的溶蝕速度和地下巖溶的發(fā)育有著重大影響。

透水性不良的巖石，溶蝕作用只限于巖石表面，很難深入巖石內(nèi)部；

透水性好的巖石，地表和地下溶蝕都很強(qiáng)，地貌發(fā)育也好?！敉杆詮?qiáng)弱取決于巖石的孔隙和裂隙大小和多少。一般石灰?guī)r的原生孔隙度都很?。?％，透水性較弱；巖石的透水性主要受由構(gòu)造運(yùn)動形成的各種裂隙所控制?！艨傊?，巖石構(gòu)造越破碎、巖石純度越高、巖層越厚，則透水性就越好；二、喀斯特作用的基本條件

第一節(jié)喀斯特作用第13頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（三）水的溶蝕力◆水的溶蝕力取決于水的化學(xué)成分、溫度、氣壓等方面因素。二、喀斯特作用的基本條件

第一節(jié)喀斯特作用其化學(xué)反應(yīng)是可逆的，正反應(yīng)速度取決于CO2的濃度，逆反應(yīng)速度取決于Ca2＋的濃度。

即溶解于水中的CO2越多，水的溶蝕力就越強(qiáng)；水中的Ca2＋的含量越高，水的溶蝕力就越弱。第14頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三◆水中酸的含量越高，溶蝕力也越強(qiáng)；酸的來源主要由大氣中的CO2溶入水中而成?！魷囟仍礁撸芪g力越強(qiáng)；雖然水中CO2的含量與溫度成反比，但水的化學(xué)反應(yīng)速度與溫度成正比?！魵鈮涸礁?，溶蝕力越強(qiáng)；水中CO2的含量與氣壓成正比?！魵夂蛟綕駸幔娜芪g力就越強(qiáng)，喀斯特發(fā)育就越快。（三）水的溶蝕力第15頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（四）水的流動性◆經(jīng)常流動的水體，能大大提高水的溶蝕力。◆流水經(jīng)常與空氣保持接觸，能不斷地補(bǔ)充因溶蝕巖石所消耗的CO2，使水體不易達(dá)到飽和?！籼幱诹鲃訝顟B(tài)的水，有時雖然達(dá)到飽和，但當(dāng)幾種不同濃度的飽和溶液混合后，可變?yōu)椴伙柡投匦芦@得溶蝕能力?！魺釒У貐^(qū)高溫多雨，水流量大、水循環(huán)快，加上氣溫高及生物作用強(qiáng)，巖溶發(fā)育最快。如亞熱帶廣西碳酸鹽巖溶蝕量為0.12～0.3mm/a，是暖溫帶的河北（溶蝕量為0.02～0.03mm/a）的5～9倍。二、喀斯特作用的基本條件

第一節(jié)喀斯特作用第16頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三三、喀斯特水動態(tài)剖面①②③④①垂直滲透帶（充氣帶）；地面以下至豐水期潛水面之上，水沿重力方向向下滲流。垂直性洞穴發(fā)育。②季節(jié)變動帶（過渡帶）；豐水期潛水面與枯水期潛水面之間，水平流動與垂直流動交替進(jìn)行。

垂直水平地下溶洞。③水平流動帶（飽水帶）；枯水期潛水面之下至谷底補(bǔ)給深處為止。谷底承壓，出露地表成上升泉。④深部緩流帶下限深，水流極為緩慢，交替弱，喀斯特作用不明顯。第17頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)喀斯特地貌一、地表喀斯特地貌

二、地下喀斯特地貌第18頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三一、地表喀斯特地貌

（一）石芽與溶溝：在石灰?guī)r等易溶性巖石分布地區(qū)，地表水沿著坡面節(jié)理裂隙溶蝕和沖蝕，凹者而成的溝槽形態(tài)稱溶溝，凸者溝間突起為石芽，進(jìn)一步溶蝕、沖蝕形成高大而排列如林的石芽稱為石林。云南路南石林是世界罕見的特大型熱帶石林。第二節(jié)喀斯特地貌第19頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石芽形成示意圖第20頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石芽、石林形成示意圖第21頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三峰叢、峰林在地殼處于相對穩(wěn)定的時期，下蝕作用微弱，形成基座相連、且基座相對高度超過頂部山峰的相對高度的一種連座石灰?guī)r山峰，叫峰叢?；蛛x或微微相連的成群分布的石灰?guī)r山峰，叫峰林。孤峰

孤峰是聳立在溶蝕平原上的孤立石灰?guī)r山峰，是巖溶地貌發(fā)育晚期的產(chǎn)物。

桂林山水屬于典型的熱帶峰林景觀。第22頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石芽與溶溝1石芽與溶溝云南羅平第23頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（二）溶斗和落水洞

1、溶斗

也稱為喀斯特漏斗，是一種碟形、漏斗形、圓筒形的小型封閉式洼地，它是現(xiàn)代喀斯特作用下的產(chǎn)物，起著匯聚地表水的作用。漏斗是漏斗形或碟形的封閉洼地；主要分布在喀斯特高原面上。

溶蝕洼地通常由漏斗擴(kuò)大合并而成，直徑＞100m。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第24頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三漏斗1漏斗貴州興義第25頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三漏斗2漏斗貴州興義第26頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三漏斗3漏斗貴州興義第27頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三漏斗群2漏斗群云南羅平第28頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三2、落水洞為地表水進(jìn)入地下河的主要通道；深幾十米至幾百米，寬度一般＜10m。主要分布在溶蝕洼地底部以及喀斯特斜坡上。形態(tài)有兩種：裂隙狀落水洞井狀落水洞一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌（二）溶斗和落水洞第29頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三廣西樂業(yè)“天坑”廣西樂業(yè)“天坑群”最深613m第30頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三樂業(yè)“天坑”仰視第31頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三重慶小寨“天坑”1重慶小寨“天坑”深666m第32頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三重慶小寨“天坑”2重慶小寨“天坑”第33頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三天窗（落水洞）第34頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（三）溶蝕洼地和溶蝕谷地

溶蝕洼地是一種面積較大的圓形或橢圓形的封閉洼地。

洼地的底部排水系統(tǒng)堵住后，積水形成喀斯特湖。

溶蝕谷地是指寬闊而平坦的谷地。其發(fā)育受構(gòu)造地貌的影響較大。

俗稱“壩”、“壩子”，寬幾百米至幾公里，長幾公里至幾十公里，在一定構(gòu)造條件下經(jīng)長期溶蝕、侵蝕而成；

喀斯特平原，達(dá)數(shù)百平方公里，由坡立谷發(fā)展而來。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第35頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三草海巖溶湖貴州威寧的草海，46.6km2第36頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三坡立谷坡立谷第37頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三壩子1壩子云南羅平第38頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三喀斯特平原喀斯特平原第39頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三巖溶丘陵云南羅平喀斯特丘陵第40頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三喀斯特丘陵羅平喀斯特丘陵云南羅平第41頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（四）干谷、盲谷與地下河干谷和盲谷是河流作用下的谷地。干谷是喀斯特區(qū)往昔的河谷。盲谷是一種死胡同式的河谷，其前方常被陡崖所擋。河水從崖下落水洞潛入地下，成為地下河。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第42頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（五）峰叢、峰林、孤峰與殘丘：峰叢，一種連座峰林，其基部相連、頂部分散為一個個山峰（＞1／2相連）；峰林，石灰?guī)r石峰分散或成群分布在平地上，遠(yuǎn)望如林（＜1／2相連）。其相對高度為100—200m，坡度＞45°；孤峰，豎立在喀斯特平原上的孤立石灰?guī)r山峰，相對高度幾十至百余米；殘丘，孤峰進(jìn)一步發(fā)育而成，相對高度十幾至幾十米。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第43頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三峰叢與峰林第44頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三峰林第45頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三孤峰1孤峰第46頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三孤峰2孤峰第47頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（六）巖溶丘陵巖溶丘陵與溶蝕洼地的組合，是亞熱帶喀斯特的典型形態(tài)。巖溶丘陵相對高度100～150m，坡度較和緩，不具峰林形態(tài)。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第48頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三

（七）喀斯特地貌組合熱帶喀斯特地貌組合依發(fā)育階段的差異，可分為：

峰叢——洼地（或漏斗）；峰林——洼地；峰林——谷地；孤峰、殘丘——平原；從云貴高原邊緣到廣西盆地中心，依次出現(xiàn)上述喀斯特地貌組合。一、地表喀斯特地貌

第二節(jié)喀斯特地貌第49頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三江西石鐘山第50頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三海中喀斯特越南下龍灣——“海上桂林”第51頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三泰國普吉島2泰國普吉島第52頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)喀斯特地貌二、地下喀斯特地貌第53頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三二、地下喀斯特地貌（一）溶洞的發(fā)育溶洞是地下水沿可溶性巖體各種裂隙溶蝕，侵蝕擴(kuò)大而形成的地下空間。溶洞的發(fā)育初期是地下水沿著細(xì)小的裂隙，以后隨溶隙的擴(kuò)大和流量的增加而增加。第54頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三（二）溶洞地貌1、溶蝕地貌：發(fā)育在潛水面附近的水平溶洞。2、堆積地貌：如石鐘乳、石筍、石柱、石幔和邊石堤等等。二、地下喀斯特地貌第二節(jié)喀斯特地貌第55頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三★溶洞與地下河1、溶洞①垂直溶洞與傾斜溶洞；②水平溶洞；冷洞暖洞穿洞腳洞①②側(cè)洞地下水第56頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三側(cè)洞側(cè)洞第57頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三2、洞穴堆積地貌石筍、石鐘乳、石柱、石幔等等。第58頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三鐘乳石第59頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石柱第60頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石幔第61頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石鐘乳1英德通天巖石鐘乳第62頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石鐘乳2石鐘乳第63頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石筍與石鐘乳1石筍與石鐘乳第64頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石柱3石柱第65頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三石幔1石幔第66頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三地下河、湖地下河、湖是地下水沿著可溶性巖石的各種構(gòu)造面，特別是各種構(gòu)造面相互交叉的地方，又有隔水層底板存在時，逐漸溶蝕和侵蝕而形成的。第67頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三第68頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三地下河1地下河第69頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三地下河2地下河第70頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三七星巖地下河七星巖雙源洞地下河第71頁，共82頁，2023年，2月20日，星期三地下河英西1地下河廣東英