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喀斯特地貌
(2009-09-05 20:40:47)
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喀斯特地貌(karst landform)
具有溶蝕力的水對可溶性岩石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱。又稱岩溶地貌。水對可溶性岩石所進行的作用,統稱為大喀斯特作用。它以溶蝕作用為主,還包括流水的衝蝕、潛蝕,以及坍陷等機械侵蝕過程。這種作用及其產生的現象統稱為喀斯特。喀斯特是南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽岩高原的地名,當地稱為Kras,意為岩石裸露的地方。近代喀斯特研究發軔於該地而得名。
喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地區。可溶性岩石有3類:①碳酸鹽類岩石(石灰岩、白雲岩、泥灰岩等)。②硫酸鹽類岩石(石膏、硬石膏和芒硝)。③鹵鹽類岩石(鉀、鈉、鎂鹽岩石等)。總麵積達51×106平方千米,占地球總麵積的10%。從熱帶到寒帶、由大陸到海島都有喀斯特地貌發育。較著名的區域有中國廣西、雲南和貴州等省(區),越南北部,南斯拉夫狄那裏克阿爾卑斯山區,意大利和奧地利交界的阿爾卑斯山區,法國中央高原,俄羅斯烏拉爾山,澳大利亞南部,美國肯塔基和印第安納州,古巴及牙買加等地。中國喀斯特地貌分布廣、麵積大。主要分布在碳酸鹽岩出露地區,麵積約91-130萬平方千米。其中以廣西、貴州、雲南和四川青海(即雲貴高原)東部所占的麵積最大,是世界上最大的喀斯特區之一;西藏和北方一些地區也有分布。
喀斯特可劃分許多不同的類型。按出露條件分為:裸露型喀斯特、覆蓋型喀斯特、埋藏型喀斯特。按氣候帶分為:熱帶喀斯特、亞熱帶喀斯特、溫帶喀斯特、寒帶喀斯特、幹旱區喀斯特。按岩性分為:石灰岩喀斯特、白雲岩喀斯特、石膏喀斯特、鹽喀斯特。此外,還有按海拔高度、發育程度、水文特征、形成時期等不同的劃分等。由其他不同成因而產生形態上類似喀斯特的現象,統稱為假喀斯特,包括碎屑喀斯特、黃土和粘土喀斯特、熱融喀斯特和火山岩區的熔岩喀斯特等。它們不是由可溶性岩石所構成,在本質上不同於喀斯特。
喀斯特地貌在碳酸鹽岩地層分布區最為發育。該區岩石突露、奇峰林立,常見的地表喀斯特地貌有石芽、石林、峰林、喀斯特丘陵等喀斯特正地形,溶溝、落水洞、盲穀、幹穀、喀斯特窪地等喀斯特負地形;地下喀斯特地貌有溶洞、地下河、地下湖等;以及與地表和地下密切相關聯的豎井、芽洞、天生橋等喀斯特地貌。
喀斯特研究在理論和生產實踐上都有重要意義。喀斯特地區有許多不利於生產的因素,需要克服和預防,也有大量有利於生產的因素可以開發利用。喀斯特礦泉、溫泉富含有益元素和氣體,有醫療價值。喀斯特洞穴和古喀斯特麵上各種沉積礦產較為豐富,古喀斯特潛山是良好的儲油氣構造。喀斯特地區的奇峰異洞、 明暗相間的河流、清澈的喀斯特泉等,是很好的旅遊資源。
喀斯特地貌下流水侵蝕形成的地下河。在地表常見有石芽、溶溝、石林、漏鬥、落水洞、溶蝕窪地、坡立穀、盲穀、峰林等地貌形態,而地下則發育溶洞、地下河等各種洞穴係統以及洞中石鍾乳、石筍、石柱、石瀑布等。地下的喀斯特溶洞、喀斯特堆積物形態,如湖南張家界桑植縣的九天洞已列入洞穴學會會員洞,堪稱亞洲第一洞、黃龍洞被列為世界自然遺產、世界地質公園、首批國家5A級旅遊區張家界武陵源的組成部分,是張家界地下喀斯特的地形代表,其中喀斯特地貌約占全市麵積的百分之四十。碳酸岩分布麵積約達130萬km2,喀斯特地貌分布十分廣泛,在我國主要分布在廣西、貴州、雲南、湖南等省區,如廣西的桂林山水、雲南的路南石林等馳名中外。
溶洞的形成是石灰岩地區地下水長期溶蝕的結果。石灰岩的主要成分是碳酸鈣(CaCO3),在有水和二氧化碳時發生化學反應生成碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2],後者可溶於水,於是有空洞形成並逐步擴大。這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型,所以常把石灰岩地區的這種地形籠統地稱之喀斯特地形。
按其發育演化,喀斯特地形可分出以下6種。1)地表水沿灰岩內的節理麵或裂隙麵等發生溶蝕,形成溶溝(或溶槽),原先成層分布的石灰岩被溶溝分開成石柱或石筍。2)地表水沿灰岩裂縫向下滲流和溶蝕,超過100m深後形成落水洞。3)從落水洞下落的地下水到含水層後發生橫向流動,形成溶洞。4)隨地下洞穴的形成地表發生塌陷,塌陷的深度大麵積小,稱坍陷漏鬥,深度小麵積大則稱陷塘。5)地下水的溶蝕與塌陷作用長期相結合地作用,形成坡立穀和天生橋。6)地麵上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成幹穀和石林,地下水的溶蝕作用在舊日的溶洞和地下河之下繼續進行。雲南路南的石林是上述第一階段(溶溝階段)的產物,這裏的自然風光因阿詩瑪姑娘的動人傳說而變得格外旖旎。桂林的象鼻山,則是原地下河道出露地表形成的。在廣西境內,經常可看到這種抬升到地表以上的溶洞,俗稱“神女鏡”或“仙女鏡”。
喀斯特地貌由於其獨特的地貌特征,經常容易“產出”類型各異的風景區,比如著名的張家界武陵源風景區就是石英砂岩峰林地貌,屬於典型的喀斯特地貌。武陵源景區內的巨厚的石英砂岩,產狀平緩,使岩層不能沿層麵薄弱部位滑塌,覆蓋在誌留係柔性的頁岩之上。重力作用,使得剛性的石英砂岩垂直節理發育,在水流強烈的侵蝕作用下,岩層不但解體、崩塌,流水搬運,殘留在原地的便形成雄、奇、險、秀、幽、曠等千奇百怪的峰林。