第八章-巖溶地貌課件

第八章巖溶地貌第一節(jié)地表巖溶地貌第二節(jié)地下巖溶地貌第三節(jié)過(guò)渡帶巖溶地貌第四節(jié)巖溶地貌的形成條件和演化過(guò)程第八章巖溶地貌第一節(jié)地表巖溶地貌1巖溶地貌巖溶地貌發(fā)生在可溶巖分布地區(qū)，可溶巖主要是指碳酸鹽類，硫酸鹽類及鹵鹽類巖石。巖溶地貌由巖溶作用所成，主要是指水對(duì)可溶性巖石的溶蝕、沖蝕、崩塌和堆積的總稱。作用有物理的，也有化學(xué)的，但以化學(xué)溶蝕作用為主，物理作用為次。巖溶作用的空間十分廣闊，既在地表也在地下，從而造成了豐富多彩的地表與地下地貌。巖溶地貌巖溶地貌發(fā)生在可溶巖分布地區(qū)，可溶巖主要是指碳酸鹽類2第一節(jié)地表巖溶地貌一、溶溝和石芽溶溝和石芽是石灰?guī)r表面的溶蝕地貌。地表水流沿石灰?guī)r表面上流動(dòng)，溶蝕和侵蝕出許多凹槽，稱為溶溝。溶溝寬十幾厘米至幾百厘米，深以米計(jì)，長(zhǎng)度不等。溶溝之間的突出部分，稱為石芽。石芽剖面示意圖3第一節(jié)地表巖溶地貌一、溶溝和石芽石芽剖面示意圖3路南石林剖面圖和實(shí)際景觀圖貴州思南石林景觀

石林是一種非常高大的石芽，或稱石芽式石林。中國(guó)石林地貌主要分布在北緯25°～26°以南（部分達(dá)到北緯28°，甚至31°）的熱帶、亞熱帶地區(qū)。4路南石林剖面圖和實(shí)際景觀圖貴州思南石林景觀石二、峰林、峰叢、孤峰和溶蝕洼地由碳酸鹽巖石發(fā)育而成的山峰，按其形態(tài)特征可分為孤峰、峰叢和峰林。它們都是在熱帶氣候條件下，碳酸鹽巖石遭受強(qiáng)烈的喀斯特作用后所造成的特有地貌。峰叢、峰林和孤峰的分布圖5二、峰林、峰叢、孤峰和溶蝕洼地峰叢、峰林和孤峰的分布圖5（1）峰林

峰林是成群分布的石灰?guī)r山峰，山峰基部分離或微微相連。峰林是在地殼長(zhǎng)期穩(wěn)定下，石灰?guī)r體遭受強(qiáng)烈破壞并深切至水平流動(dòng)帶后所成的山群。圖8-5峰林形成示意圖（1）峰林

峰林是成群分布的石灰?guī)r山峰，山峰基部分6廣西陽(yáng)朔喀斯特峰林貴州思南喀斯特峰叢（2）峰叢

峰叢是一種連座峰林，頂部山峰分散，基部相連成一體。當(dāng)峰林形成后，地殼上升，原來(lái)的峰林變成了峰叢頂部的山峰，原峰林之下的巖體也就成了基座。此外，峰叢也可以由溶蝕洼地及谷地等分割巖體而成。廣西陽(yáng)朔喀斯特峰林7峰叢、峰林和孤峰剖面示意圖（2）孤峰

指散立在溶蝕谷地或溶蝕平原上的低矮山峰，它是石灰?guī)r體長(zhǎng)期在巖溶作用下的產(chǎn)物。

孤峰形態(tài)明顯地受巖石純度和構(gòu)造等影響。峰叢、峰林和孤峰剖面示意圖（2）孤峰8（4）溶蝕洼地貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：洼地

溶蝕洼地是由四周為低山丘陵和峰林所包圍的封閉洼地。它的形狀和溶蝕漏斗相似，但規(guī)模比溶蝕漏斗大得多。

平面形狀有圓形、橢圓形、星形、長(zhǎng)條形；垂直形態(tài)有碟形、漏斗形和筒形，由四周向中心傾斜。9（4）溶蝕洼地貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：洼地三、干谷、盲谷和伏流

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，但現(xiàn)在已經(jīng)無(wú)水或僅在洪水期有水活動(dòng)，成為遺留谷地。

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，變?yōu)榈叵潞印?/p>

盲谷與干谷10三、干谷、盲谷和伏流盲谷與干谷10思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：干谷-落水洞&盲谷-巖溶泉11思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：干谷-落水洞&盲谷-巖溶泉11第二節(jié)地下巖溶地貌一、溶洞及溶洞堆積物

溶洞又稱洞穴，是地下水沿著可溶性巖石的層面、節(jié)理或斷層進(jìn)行溶蝕和侵蝕而成的地下孔道。（1）溶洞的形態(tài)根據(jù)溶洞的剖面形態(tài)可分為水平溶洞、垂直溶洞、階梯狀溶洞、袋狀溶洞和多層狀溶洞等。12第二節(jié)地下巖溶地貌一、溶洞及溶洞堆積物（1）溶洞的形態(tài)溶洞形態(tài)類型剖面圖a管道狀；b階梯狀；c袋狀；d多層洞穴；e水平盲洞；f地下長(zhǎng)廊；g地下廳；h通天洞；i通山洞溶洞形態(tài)類型剖面圖a管道狀；b階梯狀；c袋狀；d多層洞13貴州思南犀牛洞湖北恩施騰龍洞甘肅漳縣避兵洞14貴州思南犀牛洞湖北恩施騰龍洞甘肅漳縣避兵洞14（2）溶洞堆積物

溶洞堆積物多種多樣，除了地下河床沖積物如卵石、泥砂(其中有用砂礦、粘土礦物等)外，還有崩積物，古生物以及古人類文化層等堆積。

最常見和大量的是碳酸鈣化學(xué)堆積，并且構(gòu)成了各種堆積地貌，如石鐘乳、石筍、石柱、石幔等等。石鐘乳：它是懸垂于洞頂?shù)奶妓徕}堆積，呈倒錐狀。石鐘乳（甘肅漳縣）及其形成過(guò)程圖15（2）溶洞堆積物石鐘乳（甘肅漳縣）及其形成過(guò)程圖15貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：石筍&石柱石筍：它是由洞底往上增高的碳酸鈣堆積體，形態(tài)成錐狀、塔狀及盤狀等等。其堆積的方向與石鐘乳相反，但位置兩者對(duì)應(yīng)。石柱：石柱是石鐘乳和石筍相對(duì)增長(zhǎng)，直至兩者連接而成的柱狀體。由洞頂下滲的水溶液繼續(xù)沿石柱表面堆積，使石柱加粗。石幔：含碳酸鈣的水溶液在洞壁上漫流時(shí)，因CO2迅速逸散而產(chǎn)生片狀和層狀的碳酸鈣堆積。16貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：石筍&石柱石筍：它是由洞底往（3）溶洞崩塌地貌崩塌是溶洞擴(kuò)大和消失的重要作用力，形成的地貌主要有崩塌堆、天窗、天生橋、穿洞等。思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園天生橋&穿洞貴州荔波大七孔天生橋崩塌堆：洞頂巖層薄、斷裂切割強(qiáng)以及地表水集中滲入的洞段容易發(fā)生崩塌，洞底就會(huì)出現(xiàn)崩塌堆。天窗：洞頂局部崩塌并向上延及地表，或地面往下溶蝕與下部溶洞貫通，都會(huì)形成一個(gè)透光的通氣口，稱為“天窗”。天生橋、穿洞：地下河與溶洞的頂部崩塌后，殘留的頂板橫跨河谷兩岸中間懸空，稱為天生橋。（3）溶洞崩塌地貌思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園天生橋&穿洞貴州17二、地下河和巖溶泉（1）地下河地下河是石灰?guī)r地區(qū)地下水沿裂隙溶蝕而成的地下水匯集和排泄的通道。（2）巖溶泉

巖溶地區(qū)常有泉水出露，按泉的涌水特征和成因可分為：

①暫時(shí)性泉；②周期性泉；③涌泉貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：地下河二、地下河和巖溶泉貴州思南烏江喀斯特國(guó)家地質(zhì)公園：地下河18第三節(jié)過(guò)渡帶巖溶地貌一、巖溶漏斗

漏斗是巖溶化地面上的一種口大底小的圓錐形洼地，平面輪廓為圓形或橢圓形，直徑數(shù)十米，深十幾至數(shù)十米。漏斗按成因可分為溶蝕漏斗、沉陷漏斗和塌陷漏斗三種。A.溶蝕漏斗B.沉陷漏斗C.塌陷漏斗D.深層巖溶塌陷漏斗19第三節(jié)過(guò)渡帶巖溶地貌一、巖溶漏斗A.溶蝕漏斗二、落水洞落水洞是巖溶區(qū)地表水從谷地流向地下河或地下溶洞的通道，它是巖溶垂直流水對(duì)裂隙不斷進(jìn)行溶蝕并伴隨坍陷而成。

豎井又稱天坑。當(dāng)?shù)貧ど仙?，地下水位也隨之下降，落水洞進(jìn)一步向下發(fā)育而成豎井，深度可達(dá)數(shù)百米。白雨豎井漏斗與落水洞二、落水洞白雨豎井漏斗與落水洞20第四節(jié)巖溶地貌的形成條件和演化過(guò)程一、巖溶地貌的形成條件由于可溶性鹽巖在水中的溶度和水中的二氧化碳含量有關(guān)，而水中的二氧化碳含量又受溫度、氣壓以及土壤中有機(jī)質(zhì)的氧化和分解等因素控制，此外，可溶性鹽巖在水中的溶解度還受巖石的成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的影響。因此巖溶的形成必須具備以下條件：（1）巖石的可溶性（2）巖石的透水性（3）水的溶解性（4）水的流動(dòng)性（5）溶蝕基準(zhǔn)面21第四節(jié)巖溶地貌的形成條件和演化過(guò)程一、巖溶地貌的形成條（1）巖石的可溶性巖石的可溶性主要取決于巖石成分和巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。①巖石成分對(duì)溶蝕率的影響可溶性巖石分為三類：碳酸鹽類巖石；硫酸鹽類巖石；鹵鹽類巖石。其相對(duì)溶解度依次為：鹵鹽類巖石＞硫酸鹽類巖石＞碳酸鹽類巖石。碳酸鹽類巖石溶解度從大到小依次為：石灰?guī)r＞白云巖＞硅質(zhì)灰?guī)r＞泥灰?guī)r。實(shí)驗(yàn)表明，碳酸鹽類巖石的相對(duì)溶解度與巖石中CaO/MgO比值密切相關(guān)。CaO/MgO比值與相對(duì)溶解度關(guān)系曲線圖（1）巖石的可溶性CaO/MgO比值與相對(duì)溶解度關(guān)系曲線圖22②巖石結(jié)構(gòu)對(duì)溶蝕率的影響巖石結(jié)構(gòu)對(duì)溶蝕率的影響主要體現(xiàn)在巖石結(jié)晶顆粒的大小、結(jié)構(gòu)類型及原生孔隙性。結(jié)晶巖石的晶粒越小，相對(duì)溶解速度越大，隱晶結(jié)構(gòu)一般具有較高的溶蝕率。巖石的組織結(jié)構(gòu)和巖石的相對(duì)溶解度有密切關(guān)系。石灰?guī)r類型白云巖類型結(jié)構(gòu)特征CaO/MgO溶解度結(jié)構(gòu)特征CaO/MgO溶解度隱晶質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)18.991.12細(xì)晶質(zhì)生物微粒結(jié)構(gòu)2.131.09細(xì)晶質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)27.031.06隱晶質(zhì)向鑲嵌結(jié)構(gòu)過(guò)渡1.440.88鮞狀結(jié)構(gòu)21.041.04細(xì)晶及隱晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.650.85微粒細(xì)粒中粒結(jié)構(gòu)21.430.99中晶及細(xì)晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.530.71中晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)25.010.56中晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.360.66中粒、粗粒結(jié)構(gòu)14.970.32中粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu)具溶孔1.730.65廣西不同結(jié)構(gòu)的碳酸鹽類巖石的相對(duì)溶解度②巖石結(jié)構(gòu)對(duì)溶蝕率的影響石灰?guī)r類型白云巖類型結(jié)構(gòu)特征CaO/23（2）巖石的透水性

①成分純、剛性強(qiáng)的巖石透水性好。

純灰?guī)r剛性強(qiáng)，裂隙開擴(kuò)，長(zhǎng)而深，因而透水性好，可形成大型溶洞；

泥質(zhì)灰?guī)r剛性弱，節(jié)理比較緊閉，經(jīng)溶蝕后又會(huì)殘留很多粘土，常阻塞裂隙，因而透水性差。

②厚層的可溶性巖石較薄層可溶性巖石的透水性好。

③構(gòu)造發(fā)育的地段巖溶作用強(qiáng)，褶皺和斷裂作用使巖石的破裂程度加大，從而使巖石透水性增強(qiáng)。（3）水的溶解性

水對(duì)碳酸巖的溶蝕能力主要是由水中所含CO2決定的。純水的溶蝕力是極其微弱的，只有含有CO2的水才具有溶解性，CO2的含量越高，其溶解性越強(qiáng)。（2）巖石的透水性24（4）水的流動(dòng)性滯留的水，由于不能及時(shí)補(bǔ)給CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所飽和；流動(dòng)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。地下水的流動(dòng)性一方面取決于巖石的透水性，另一方面取決于降水量，而后者與氣候相關(guān)。（5）溶蝕基準(zhǔn)面巖溶作用的下限面稱溶蝕基準(zhǔn)面。地殼上升，溶蝕基準(zhǔn)面相應(yīng)下降，巖溶化層加厚。在石灰?guī)r與不透水巖層（頁(yè)巖、粘土層）互層地區(qū)，厚層無(wú)裂隙貫通的不透水層頂面稱為當(dāng)?shù)厝芪g基準(zhǔn)面。（4）水的流動(dòng)性25二、巖溶地貌的演化過(guò)程巖溶地貌也和其它成因的地貌一樣，有其發(fā)生、發(fā)展和消亡的過(guò)程，即從幼（青）年期、壯年期發(fā)展到老年期，從而完成一個(gè)巖溶旋回。

（1）幼年期

在原始的可溶性巖體面上，巖溶開始發(fā)育，地面上以石芽、溶溝和漏斗（圖A）發(fā)育為特征；該時(shí)期以垂直巖溶作用為主，地表水系變化不大。

（2）壯年期

垂直巖溶作用進(jìn)一步加強(qiáng)，水平巖溶作用也迅速發(fā)展。漏斗、落水洞、溶蝕洼地、干谷、盲谷廣泛發(fā)育（圖B）。地下溶洞廊道彼此貫通。這時(shí)，大部分的地表水都通過(guò)落水洞而被吸入地下。26