第七章 喀斯特地貌.ppt
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1、第七章 喀斯特地貌,概述,水对可溶性岩石(碳酸盐类、硫酸盐类、卤酸盐类等)发生的破坏和改造作用及其形成的一系列地貌。,一、Karst,二、我国喀斯特地貌发育概况,我国喀斯特地貌分布广、面积大、发育也很典型,主要分布在石灰岩出露地区,约占全国总面积的13%,以桂、黔、滇东为主(例如:桂林山水、路南石林)。,三、喀斯特的价值和不良影响,现已探明石油储处多在石灰岩溶洞中,约有一半在该地貌中。地表奇峰异石,地下有众多溶洞,各种造型景观奇特,为丰富的旅游资源。地下洞穴埋藏的古生物和古人类化石有重大科学价值。,价值,不良影响,喀斯特地区的土壤主要来源于碳酸盐岩石风化后形成的残渣,形成1cm厚的土壤需要20
2、00年至3000年,甚至更长的时间。岩石被风化后,溶解于水然后被流走的部分远大于以泥沙形式保留或被搬运的部分。,喀斯特地区成土难保土更难。目前喀斯特区域的表层土粒处于减少阶段,即土层处于负增长状态,促成了岩石裸露的石漠化趋势。土层浅薄、土质贫瘠,水土流失严重,环境变化敏感,生态环境脆弱,已经成为中国最为典型的脆弱生态区之一。,不良影响,第一节 喀斯特作用,凡是水对可溶性岩石以化学过程(溶解和沉 淀)为主,机械作用(流水侵蚀与沉积,以及重 力崩塌和堆积等)为辅的破坏和改造作用(不仅 发生在地表,更多的是在地下)。,一、喀斯特作用的含义,CaCO3 + CO2+H2O 2HCO3-+Ca2+,二、
3、喀斯特作用的化学过程,以上反应为可逆过程,当大气中的CO2溶于水,一部分与水结合为H2CO3溶解固体CaCO3,另一部分保持气体状态。当水中气态的CO2减少或空气中CO2含量降低,则发生CaCO3的重新沉淀。,主要取决于岩石成分和结构:石灰岩质含量增 加,溶解度增加,铝质,铁质、硅质含量增加,溶解 度降低。一般情况下,颗粒粒径小,溶解度大。,三、喀斯特作用的基本条件,(一)岩石可溶性,归纳起来是“四性”。 岩石可溶性和透水性,水的流动性和溶蚀性。,岩石透水性影响着水向地下的渗流,并关系 到地下喀斯特作用的进行,岩石孔隙度和裂隙度对 岩石透水性影响最大,而裂隙度大小与岩石的构 造、纯度和厚度等有
4、关。,(二)岩石透水性,岩石的空隙类型,孔隙,水的溶蚀力随深度增加而降低。,(三)水的溶蚀力,(四)水的流动性,水的流动性可增大溶蚀力。 水的流动性主要取决于气候条件: 热带温带寒带 湿润地区半湿润地区半干旱地区干旱地区,四、喀斯特水的动态(分四个带),(一)垂直渗透带,位于地面以下至丰水期潜水面以上,平时少水,仅雨季或融雪季节才有大量水流。厚度取决于潜水面的位置。该带常发育垂直性洞穴。,(二)季节变动带,位于丰水期潜水面与枯水期潜水面之间,受季节 性水位影响明显。雨季潜水面上升,该带水运动方向 为水平,平时少水,潜水面下降,水流沿着重力方向 运动,如此反复变化,有利于垂直、水平和倾斜的地 下
5、溶洞发育。,(三)水平流动带,位于枯水期潜水面以下,直到谷底补给河流喀斯特水的深处为止。该带地下水常年存在,水流总是排入河谷,流动的方向接近水平,且有自由水面。但在谷底深处,地下会有承压性,故水流向上。这里有活跃的水质交替和混合,故溶解力较强,可呈大规模的水平溶洞。,(四)深部滞流带,水流极缓慢,甚至停滞,水质交替很弱,水流有 承压性,水流方向不受主河谷影响,而向远处构造盆 地或减压 带排泄,如果近海则从海底涌出,该带仅见 数量不多的蜂窝状小洞穴。,第二节 喀斯特地貌,1、溶沟 地表流水沿岩石表面和裂隙流动时所溶解的石 质小沟称溶沟。 2、石芽 石芽是突出于溶沟之间的石脊,一、地表喀斯特地貌,
6、(一)溶沟与石芽,溶沟与石芽,3、石芽地,当石芽与溶沟连成一片,构成广阔的地面时,就称石芽地。裸露在地面的石芽因形态不同可分山脊式、石林式和车轨式。,热带土壤空气CO2含量高,地下水有较多的 H2CO3,可溶蚀土层下的石灰岩形成石芽和溶 沟,但因在地下未受雨水冲刷,故石芽外形圆 滑,溶沟深度不大。,4、埋藏石芽,(二)溶斗与落水洞,溶斗是一种碟形、漏斗形、圆筒形的小型封闭式圆洼地(深度一般小于直径)。 当喀斯特谷底溶斗呈串珠状出现时,暗示着可能有地下河存在,因此常作为喀斯特地区寻找地下水的指示性地貌。,1、溶斗(喀斯特漏斗),开口于地面而通往地下深处裂隙、地下河或溶洞的 洞穴。落水洞的深度比宽
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