文档介绍：第四章喀斯特地貌
第一节喀斯特作用
一、“喀斯特”一词的来历
喀斯特(Karst)原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐岩高原的地名。在那里发育着各种碳酸盐岩地貌。十九世纪末,南斯拉夫学者司威治()研究了斯特高原的奇特地貌,并把这种地貌叫做喀斯特。从此“喀斯特”一词逐渐变成了世界各国所通用的专有名词术语。
1996年,我国岩溶学术会议上,决定将喀斯特一词改称岩溶。所以在我国称喀斯特地貌为岩溶地貌,但由于传统上的原因,喀斯特一词流传甚广,与岩溶并存。
二、 喀斯特地貌在我国的分布
喀斯特地貌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,它们都是喀斯特地貌造成的。广西碳酸盐岩出露面积占全区总面积的60%,贵州和云南东南部碳酸盐岩分布的面积占该地区总面积的50%以上,整个西南石灰岩地区连成一片,面积共达55万平方公里,全国石灰岩分布面积约130万平方公里,%。
三、喀斯特作用
喀斯特作用:以地下水为主、地表水为辅,以化学过程为主,以物理过程为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用叫喀斯特作用。由上述喀斯特作用的概念可以得知:
1)简单地说,喀斯特即是指流水对可溶性岩石的破坏作用。
2)喀斯特作用的水流以地下水为主,地表水为辅。
3)破坏作用以化学过程为主,以机械过程为辅,此化学作用即指水对可溶性岩石的溶解作用和沉积作用,物理过程即指水流对可溶性岩石的机械侵蚀和堆积过程,有重力崩塌和堆积等过程。
所以我们可以粗略地说,喀斯特作用即地下水对可溶性岩石的溶解和沉淀作用。
四、喀斯特作用的基本条件
(一)岩石的可溶性
可溶性岩石是喀斯特作用赖以进行的物质基础,没有它就不会发生喀斯特作用,更不会形成喀斯特地貌。自然界里的岩石有些是可溶的,有些是难溶的。就可溶性岩石来说,包括三大类:碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等);硫酸盐类岩石(石膏、芒硝等);卤素盐类岩石(钠盐和钾盐等)
就三类岩石的溶解度而言,卤素盐类岩石>硫酸盐岩>碳酸盐岩。
但是卤素盐类岩石和硫酸盐英岩石分布不广,岩体较小,喀斯特地貌发育不太典型,而碳酸盐,虽说它的溶解度较小,但它分布很广,岩体一般都很大,经过长时期的喀斯特作用,能发育成典型的喀斯特地貌。所以目前存在的喀斯特地貌基本上都分布在碳酸盐岩石分布区,以后我们讨论的喀斯特地貌主要是指碳酸盐岩石经喀斯特作用所形成的喀斯特地貌。
(二)岩石的透水性
仅仅岩石可溶,也是不能形成喀斯特地貌的。因为岩石不具有透水性,地表水就无法渗入地下转化为地下水,这样就不能形成以地下水为主的各种地下喀斯特地貌,而喀斯特地貌又主要发育在地下,所以如岩石不透水就不能发育成喀斯特地貌。
岩石的透水性,决定于岩石的孔隙度和裂隙度,尤其是裂隙度。孔隙度和裂隙度大的岩石,透水性好,地下喀斯特进行得比较迅速,能发育成典型的喀斯特地貌。质地纯净的石灰岩刚性较强,节理比较发育,孔隙度和裂隙度较大,透水性较好。尤其在褶皱和断裂活动强烈的地区,石灰岩的透水性更好。
(三)水的溶蚀力
在纯水中,CaCO3的溶解度是很小的,不会发育成喀斯特地貌。但是一旦水中溶解有CO2气体以后,其水的溶蚀力则大大加强。
1. CO2水溶液溶解碳酸盐的机制
CO2溶解于水中之后便形成释碳酸溶液,并发生一级解离,解离出H