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1、第五章 喀斯特地貌,第五章 喀斯特地貌,凡是地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用都称为喀斯特作用，这种作用所造成的特殊的地表形态和地下形态叫喀斯特地貌，喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现象通称喀斯特。,碳酸盐类岩约占全球沉积岩的15，面积4100万km2，硫酸盐岩面积为1100万km2，合计5200万km2，占全球面积的10.2； 中国碳酸盐类岩的分布可分为裸露、覆盖和埋藏等三种类型，面积共344.3万km2，主要分布在桂、贵、滇，其它还有鄂西、湘西、川东、鲁、晋等地。,喀斯特在我国分布非常广泛，广西的桂林山水、云南的路南石林皆闻名于世，这些奇异的景观都是发育在石灰岩地区的。我国碳酸
2、盐类岩石出露面积约125万平方公里，西南几省石灰岩连成一片，分布面积达55万平方公里。喀斯特地区有其独特的水文和地貌特征，因此在喀斯特地区经济建设和生产活动中都会遇到非喀斯特地区所没有的问题。 喀斯特地貌是一种很好的旅游资源，但在喀斯特很发育的地区，地表水非常缺乏，地下却蕴藏着丰富的水源。如何利用这个水源就是农业上的重大问题。 在喀斯特地区修建水库时要注意水库的漏水问题，在开凿隧道和采掘矿床时要注意隧道和矿井的充分排水问题，在修建铁路和桥梁时要注意地基的塌陷问题。 此外，喀斯特作用与一些矿藏的生成犹密切的关系。如溶蚀的残余物质可以富集成铝土矿，地下古喀斯特溶洞有时蕴藏着丰富的油气资源 古潜山油
3、田。,贵州荔波峰林,重庆武隆天生桥,天生桥,武汉洪山区青莲乡 塌 陷,广西玉林莲塘塌陷,第一节 喀斯特作用一.喀斯特作用的实质,二.喀斯特作用的基本条件1.岩石的可溶性2.岩石的透水性3.水的溶蚀力4.水的流动性那么为什么饱和的溶液混合后，会重新获得溶蚀力呢？,W2,W1,平衡曲线,CO2（mgl）,CaCO3（mgl）,溶液混合溶蚀强度图,0,280,40,44,实验证明两中不同饱和溶液混合，混合作用沿一条曲线进行，在17时，W1含73.9毫克升CaCO3 需含1.2毫克升的平衡CO2,W2含272.7毫克升CaCO3则有47.0的平衡CO2，两者以1：1混合，只需9.9毫克升的平衡CO2,
4、 多余的CO2可以继续溶解CaCO3,垂直渗透带 （充气带）；季节变动带 （过渡带）；水平流动带 （饱水带）；深部滞流带。,喀斯特水动态剖面,三.喀斯特水的动态,第二节 喀斯特地貌 一.地表喀斯特地貌1.石芽与溶沟,石芽与溶沟,云南罗平,石芽与溶沟,云南罗平,石芽与溶沟,云南罗平,石芽与溶沟,木格错，青藏高原,路南石林,阿诗玛的传说,路南石林世界地质公园,大理石石林,广西贺州，我国唯一的一个,2.漏斗与落水洞,漏斗，广西崇左称“楞”（意为地陷”），天等地区则直呼为“漏”（意为无底洞”），由于不少漏斗散在田间，为防止人畜误入，人们往往在漏斗口四周栽上几兜竹子，既作标志，又可防止水体流失，竹子生长
5、很快，用不了几年，竹兜就把漏斗四周围住了。“有楞必有竹”逐渐成为崇左人指示漏斗洼地的民谚。,漏斗,贵州兴义,漏斗,贵州兴义,漏斗,贵州兴义,漏斗群,云南罗平,落水洞,天窗（落水洞）,天坑 重庆市奉节县境内靠近长江三峡的地方发现世界上最大的天坑小寨天坑。此天坑为椭圆形，直径626米，深度662米，总容积1.19亿立方米。据专家考证，小寨天坑是世界上迄今为止发现的最大的“漏斗”，被誉为“天下第一坑”。,广西乐业天坑,乐业县属于百色地区，位于广西的西北部，接近贵州、云南边界。全县为典型的喀斯特地貌，溶洞、暗河、天坑分布普遍。天坑是由于地下暗河冲刷造成巨大空洞，上方地层塌陷而形成的,近年来，地处黔桂边
6、境的广西乐业县吸引了许多岩溶地质研究人员、岩溶探险家、新闻记者和游客，因为这里发现了世界上最大的天坑群。,广西乐业“天坑群”,乐业“天坑”仰视,重庆小寨“天坑”,重庆小寨“天坑”,重庆小寨“天坑”,小寨“天坑”仰视,3.溶蚀洼地及溶蚀谷地,坡立谷,坝子,云南罗平,云南罗平,坝子,4.干谷、盲谷、地下河 5.峰丛、峰林和孤峰,地下河,地下河,地下河,广东英得,地下河,广东连州,北京郊区,银狐洞地下河,地下河出口,地下河出口,地下河出口,广东英德,地下瀑布,地下河出口,意大利著名的蓝洞,地下河出海口,孤峰,孤峰,峰丛与峰林,峰林,桂林山水甲天下,漓江,1.溶洞的发育 2.溶洞地貌 溶蚀地貌、堆积地
7、貌（化学堆积、机械堆积、生物化石堆积。,研究意义：1、洞穴是早期人类的居住地，也是人类最早的文化艺术的摇篮，要研究人类的起源和发展，人类文化、艺术的产生和早期的发展，必须研究洞穴。2、洞穴堆积、生物和气候具有很高的科学价值,需要深入研究。3、洞穴内景色奇特、气候宜人,是重要的旅游资源，目前全世界有上千个旅游洞穴，每年有数千万个旅游者。4、洞穴内储有丰富的矿产资源，主要有锡、铝土矿、压电石英、水洲石、芒硝和鸟粪等，汞、钽、铌、铀、镭等稀有元素也与洞穴有关。在埋藏的喀斯特洞穴中有石油和天然气。,二.地下喀斯特地貌,地下喀斯特地貌,2.堆积地貌化学堆积,石钟乳 、 石笋 、石柱、石幔、 边石堤等,溶
8、洞顶部向下生长的一种碳酸钙沉积物，又称石钟乳。是渗流水流入洞顶后因温度、压力的变化,二氧化碳逸去,水中碳酸钙过饱和沉淀形成。开始以小突起附在洞顶，以后逐渐向下增长，具有同心圆状结构，形如钟乳而得名。在洞口部位的钟乳石,因有藻类等低等生物附着生长,生物有向阳性，所以这种钟乳石向下生长时往往斜向洞外，属于生物喀斯特。,石钟乳,石笋： 由溶洞底部向上生长的碳酸钙沉积物，形如笋状而得名。洞顶下滴的渗流水在洞底发生溅击作用，经水的蒸发，二氧化碳逸去，碳酸钙发生沉淀，形成由洞底自下而上生长的石笋。 钟乳石和石笋彼此连接形成的柱状堆积，称为石柱 。,石笋、石柱,石幔： 渗流水中碳酸钙沿溶洞壁或倾斜的洞顶向下
9、沉淀成层状堆积而成,因形如布幔而得名,又称石帘、石帷幕。,石幔,边石： 地下水沿不平坦洞穴底部流动时由于二氧化碳散逸，碳酸钙沉淀形成。边石的边为花边，有的成小坝,边石内常积水成塘。 云盆： 由中心向外、向上生长所形成底小面大的盆状碳酸钙沉积物，又称莲花盆。它有环形中心，大部分与洞顶的钟乳石对应。可单个分布，也可成群出现。其外围总有封闭的边石坝，能蓄水,边石堤,垂直溶洞,发育于充气带以落水洞居多,美 国,200m深的溶洞,克罗地亚,水 平 溶 洞,贵阳龙宫,天生桥,溶洞坍塌而成,天生桥,贵州遵义,天生桥,英德通天岩,石钟乳,石笋,石笋,喀斯特泉华“石笋”,美国加州魔鬼湖,石笋与石钟乳,石笋与石钟
10、乳,石柱,石柱,石柱,石幔,石幔,石珊瑚,卷曲石,石水果,纯净的钙质,边石堤,边石堤,黄龙的边石堤,黄龙五彩池,黄龙五彩池,石缸,北京房山周口店龙骨山山顶洞,北京猿人头盖骨化石,约69万年前（直立人）,1929年底，裴文中发现的第一个北京猿人头盖骨,周口店北京人遗址,第三节 喀斯特地貌的发育一.喀斯特基准面 喀斯特基准面的概念是从河流侵蚀基准面引伸来的，是指喀斯特发育的下限。 喀斯特发育受侵蚀基准面和溶蚀基准面的控制，因而具有自己的特殊性。 喀斯特地区的喀斯特水一般都是排往邻近河谷，在一定程度上地表河流的高程控制着喀斯特发育的深度。,由于其它各种条件的影响和控制，喀斯特地区的喀斯特水运动是不完
11、全受邻近河谷控制，而是受制于流体动力学的压力和流体静力学的压力影响，有时可能达到几十个乃至几百个大气压力，集中于某些部位，因此在可溶性岩体内很深的地方仍然有地下水运动，并发生溶蚀作用，形成洞穴。这种深部地下水的运动部决定于喀斯特地貌的发育阶段，而是决定于区域可溶性岩层底板与径流带之间的压力差和地质构造等条件，即喀斯特地貌发育到任何阶段都有深部洞穴的形成，其深度下限即为可溶性岩层的底板。所以，区域性可溶性岩层的底板才是喀斯特的溶蚀基准面。,二.喀斯特地貌的发育阶段 早期：溶沟、石芽、漏斗、落水洞 中期：地下喀斯特作用加强，地表水除主流外，大部分转入地下，地面干旱、发育溶蚀洼地、干谷和盲谷等。以后
12、，地下河、溶洞顶部崩陷，出露为地表河或峡谷等。地面切割破碎，产生许多深陷洼地、大型溶蚀谷地、峰丛、峰林等地貌，这时，喀斯特地貌发育最盛。 晚期：当地下河及溶洞大量崩塌，溶蚀谷地、洼地不断扩大，以及可溶性岩层之下的非可溶性岩层广泛出露，地表水系又发育起来，河流作用重新占了上风。地面发育广阔的溶蚀平原，在平原上残留一些孤峰和残丘，喀斯特现象逐渐消失，这就是喀斯特发育的老年期。,喀斯特平原,喀斯特丘陵,云南罗平,喀斯特丘陵,云南罗平,月亮山,阳 朔,桂林骆驼山,桂林象鼻山,三.喀斯特地貌的地带性和多代性,a.热带喀斯特： 锥状峰林： 塔状峰林： b.地中海型： c.温带型： d.寒带及高山型：,多代性： 从喀斯特发育的多代性来看，要研究一个地区的喀斯特发育特征，必须密切结合自然环境的演变，研究喀斯特发育的整个过程，认识喀斯特发育的多代性是理解过去和启示未来的重要环节。,七星岩,广东肇庆,海中喀斯特,越南下龙湾 “ 海上桂林 ”,下龙湾,泰国普吉岛,泰国普吉岛,喀斯特泉,侧洞,岩溶湖,贵州威宁的草海，46.6 km2,
