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岩溶形态

发布时间:2020-03-03 06:04:37 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

 第二章

岩溶形态

喀斯特地貌形态分类

一、地表喀斯特:蚀余形态:石芽与溶沟,漏斗与落水洞,溶蚀洼地与溶蚀盆地、干谷与盲谷,峰丛、峰林和孤峰等。

堆积形态:泉华、瀑布华、钙华堤坝等

二、地下喀斯特:

蚀空形态:喀斯特管道、地下河(湖)、溶洞等

堆积形态:石钟乳、石笋、石柱、石灰华等

三、地表岩溶形态 :呈现在岩溶化地块表面的形态和现象。

向上突起正地形:石芽与溶沟、石林、峰林、峰丛、喀斯特丘陵

向下凹陷负地形:落水洞、干谷和盲谷、喀斯特洼地 1.石芽和溶沟:1)溶痕:水的溶蚀和冲蚀,以及植物的作用,使岩石层面和节理处开始形成微小沟槽,以及加深扩大的沟、小盆、斗和不规则坑等,统称为溶痕。是溶沟的雏形。

长几厘米至几米,宽仅几厘米。

2)溶沟:石灰岩表面的溶痕进一步溶蚀加深形成沟槽形态,称为溶沟。

沟槽间突起的部分为石芽。

石芽溶沟可分为三种类型:山脊式石芽溶沟、长垣状石芽溶沟(又称车轨状)、棋盘状石芽溶沟:湖北宜昌陈家湾最为典型。

溶沟宽十余厘米至2米,深由数厘米至3米,长度不超过深度5倍者为溶沟,大于5倍者为溶槽,其底部往往被土及碎石所填充。

当石芽全被溶蚀残余堆积物-----红土所掩埋,则为埋藏石芽。

2.漏斗和溶蚀洼地:(1)漏斗:是地表水沿节理裂隙不断溶蚀,并伴有塌陷、沉降、渗透及溶滤作用发育而成的。中、小型封闭洼地,呈碟形或负锥型,口大底小,平面轮廓为圆形或椭圆形。

直径在100米以内,漏斗下部常有管道通往地下,地表水沿此管道下流,如果通道被粘土和碎石堵塞,则可积水成潭。

漏斗是喀斯特发育初期阶段的产物,它是喀斯特水垂直循环作用的地面标志,因而漏斗多分布在岩溶化的高原面上。

如果地面上有成连续分布的成串漏斗,这往往是地下暗河存在的标志。

按地貌成因可分为以下几种类型:1)塌陷漏斗:主要由于地下的岩溶水不断作用,扩大地下坑道或溶洞,以及地下水位的降低,使这些坑道或溶洞的顶部发生崩塌和塌陷。

2)溶蚀漏斗:主要是地表水沿着节理裂隙、构造裂隙向下不断地溶蚀,使地表下降而产生的。

3)渗透漏斗:在岩溶岩石上部覆盖有砂质粘土、砂岩或透水的风化覆盖物,地表水或地下水通过这些透水或半透水的地层,对可溶岩进行岩溶作用,最后塌陷成漏斗。

4)潜蚀漏斗:主要是通过地下水的潜蚀和机械的冲刷作用,最后使地表缓慢的陷落而形成漏斗。

天坑:规模巨大的漏斗可称为天坑(小寨,大石围)。形成条件: 1)石灰岩层厚度大

2)地下河的水位要很深

3)包气带(含气体的岩层)的厚度要大

4)降雨量要大

5)岩层要平

6)地壳要隆起 (2) 溶蚀洼地:由于岩溶作用产生,比漏斗规模较大的、四周为低山丘陵和峰丛所包围的封闭性小型盆地。

它的形状和溶蚀漏斗相似,但:1)规模比溶蚀漏斗大得多,直径超过100m;

2) 在形态上,溶蚀洼地底部较平坦;漏斗底部面积较小,多为圆形。

3)其边坡形态在坡度上通常与邻近山地直接连接,没有明确边界。

4)洼地常发育在背斜、向斜轴部或其他构造带。在洼地密集区,都是呈簇出现的,称为峰丛洼地。

3.落水洞、竖井、干谷、盲谷:(1) 落水洞:落水洞是岩溶区地表水流向地下河或地下溶洞的通道,它是由垂直方向流水对裂隙不断进行溶蚀并伴随机械侵蚀以及塌陷作用形成的。

常分布于洼地底部,形态不一,深度可达百米以上,宽度很少超过10米。

按其垂直断面形态特征,可分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗状落水洞等;按其分布方向有垂直的、倾斜的和弯曲的

喀斯特井:是地表水流入地下河的垂直通道,也可以是由非落水洞形成。 (2)竖井:流水沿裂隙进行溶蚀、机械侵蚀以及塌陷形成的落水洞,进一步向下发育,形成井壁很陡近于垂直的井状管道,称竖井或天然井。

由于地壳上升和河流下切的影响,落水洞进一步向下发育而成。 (3)盲谷:岩溶地区的地表河下游消失于落水洞或溶洞中形成的无出口的河谷。其水流消失在河谷末端的落水洞中而转为暗河,多见于封闭的岩溶洼地里。又称断尾河。

常发育于地下水水力坡降变陡处,是地下河袭夺地表河所致,因此,在地表水没入落水洞的上方为一陡壁。由喀斯特陡壁下流出的喀斯特泉或地下河,在地表出露形成的河流,称为断头河

4.岩溶湖:的形成有两种情况:1)由于漏斗或洼地落水洞的淤堵汇水而成;

2)直接与地下含水层有联系的低洼地区,终年有水,水量稳定

5.峰丛、峰林、岩溶丘陵、孤峰、残丘、溶蚀平原、坡立谷(岩溶盆地)

峰丛--------坡立谷----------峰林-----溶蚀平原

1) 峰丛:碳酸盐岩层经溶蚀后,形成基座相连高低不一的溶蚀山峰,丛间发育有封闭洼地。

2)峰林 :国外称锥状和塔状喀斯特。高耸林立的碳酸盐岩、石灰岩等石峰,分散或成群出现在平地上,远望如林,称为峰林。相对高度为100~200米,坡度很陡,一般在45度以上,常依构造方向排列,表面发育石芽和溶沟,内部发育溶洞、落水洞、地下暗河等。

分散立和丛聚两类。丛聚的连座峰林又称峰丛。

峰林主要发育在湿润热带、亚热带(年均温>20℃,年降水量>1500毫米)。

3)岩溶丘陵:与溶蚀洼地组合成亚热带岩溶区的主要类型。起伏不大,相对高度通常在100~150m,坡度一般小于45度,已不具备峰林形态。

4)坡立谷 :在一定构造条件下(如断层、断陷以及岩溶与非岩溶化岩石的接触带),经溶蚀、侵蚀而成,其底部或边缘常有泉和暗河出没.盆地中除碎屑堆积外尚有孤峰或残丘。

岩溶地区具有内部水系的、底部宽广平坦的大型封闭盆地或谷地。又称岩溶盆地。

坡立谷特点:面积较大,数十至数百平方公里;

底部平坦,地表有河流通过,堆积物有冲积、坡积及残余的各类堆积;周围有时发育峰林地形,内部可以有孤峰、残丘;

长轴方向常与构造线一致。 5)溶蚀平原:岩溶盆地面积不断扩大,可达数百平方公里,地表为溶蚀残余的红土覆盖,呈现出平缓起伏平原地形,局部散步着岩溶残丘和孤峰。 在湿润的热带,高温多雷雨,降水强度大,河流泛滥,岩溶作用强烈,最易形成岩溶平原。

6)孤峰:兀立在岩溶平原上的孤立石峰。基石裸露,石峰低矮,相对高度一般不到百米。它是在地壳相对稳定条件下,岩溶地貌发育到后期而形成的。常分布在岩溶平原或岩溶盆地中。

孤峰是在地壳相对长期稳定条件下,峰林不断溶蚀降低的产物。

7)残丘:孤峰进一步发育,岩块不断崩解就成为溶蚀残丘,又称为石丘,相对高度较低,一般只有十来米。

6.天窗、天生桥

(1)天窗:为地下河顶板的塌陷部分,通过岩溶天窗可见地下河和溶洞大厅

(2)天生桥:暗河的顶板崩塌后留下的部分顶板。两端与地面连接而中间悬空的桥状地形,称为天生桥。

2+-7.地表石灰华沉积:富含Ca和HCO3的地下水(岩溶水)在地表出露,由于CO2分压降低或温度升高而发生的CO2逸出和CaCO3沉淀,统称石灰华(简称灰化或钙华)。

四、地下喀斯特

蚀空形态

地下喀斯特地貌包括:溶洞、地下河、地下湖等。

1.溶洞 :是地下水沿着可溶性岩石的层面、节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。

或地下水沿着可溶岩的层面、节理或裂隙、落水洞、竖井下渗,在垂直渗入带内沿着各种构造流动,同时扩大空间,形成大小不

一、形态多样的洞穴。

(1)水平型溶洞:与侵蚀基准面相适应的廊道型溶洞,主要发育于饱水带内,位于地下水面附近。(2)垂直型溶洞:陡倾角石灰岩层面或垂直裂隙发育,常见于充气带或深饱水带内。 2.地下河(暗河、伏流) :地面以下的河流,在岩溶地区发育于地下水面附近,是近于水平的洞穴系统,常年有不同邻近的地表河排泄。有时是明流、暗流交替出现。

3.地下湖 :又称暗湖,在岩溶岩体内,由于岩溶作用形成的具有较大空间并能积聚地下水的湖泊。它往往和暗河相连通,或在暗河的基底上局部扩大而成,起着储蓄和调节地下水的作用。

洞穴堆积物形态:主要有化学堆积、流水堆积、生物堆积、崩塌堆积等,其中尤以化学堆积最引人注目,他姿态多变,琳琅满目,不仅是科学研究的对象,而且是重要的旅游资源,根据成因和形态特征,分为以下几类:钟乳石、石幔、石笋、卷曲石、石珍珠。

石笋:是从洞顶滴落下来的水溅到洞底,其中CaCO3逐渐沉积形成的,它形似竹笋。石笋是自下而上逐层增长,它的横剖面为叠层状。

石笋藏着气候秘密

石柱:石钟乳和石笋各自向相对方向伸展,最后连结起来,成为石柱。

石幔:

从洞壁沿裂隙渗出的水,CaCO3呈片状沉积,如同帷幕一样展开,故称为石幔。

石珍珠:由碳酸钙围绕一个核心沉积而成。

第七章

岩溶组合形态

根据分布位置和出露于地表的状态将岩溶形态分为地表岩溶形态和地下岩溶形态,它们之间是相互依存、密切关联的,很多地表形态都是岩溶地块内部作用的结果。

第一节

岩溶个体形态

一、地表岩溶形态:(4)石林:在热带多雨季风气候带,岩溶作用强烈,厚层质纯的石灰岩被溶蚀和冲蚀,形成形体高大的石芽,石芽之间有很深的溶沟,沟坡垂直,坡壁上溶蚀有平行垂直的凹槽,称为石林。相对高度一般20米左右,大者可达50米,云南的路南石林闻名于世。

8.岩溶槽谷:线状构造的岩溶地貌,其发育主要受构造控制,长可达几十至一百余公里,成为山中有槽的平行岭谷式岩溶地貌。

10.岩溶平原:岩溶盆地面积不断扩大,可达数百平方公里,地表为溶蚀残余的红土覆盖,呈现出平缓起伏的平原地形,局部散步着岩溶残丘和孤峰。

11.岩溶准平原:溶蚀洼地不断扩大,峰洼相对高差降低,地面崎岖,最后合并,底部不断扩大为平原,且有孤立的残丘。它虽与岩溶平原属同一形态类型,但岩溶准平原强调了岩溶循环演变的阶段性。

12.岩溶夷平面:即岩溶准平原地面,这种岩溶化夷平的地面,由于后期被抬升,常见于山顶,呈波状起伏峰顶齐一的形态。

14.干谷:岩溶地区干涸的河谷。以前的地表河因地壳抬升,侵蚀基准面下降而转为地下河,使地表河流成为干谷。或地表区流段被地下河裁弯取直后留下来的弯曲干谷。谷底较平坦,常覆盖有松散堆积物,有漏斗、落水洞分布。

15.岩溶嶂谷:在岩溶地区,由于地壳急剧上升,使已形成的地下河迅速下切,顶部塌落,造成两壁直立的河谷,这类河谷上有不少天生桥和穿洞保留。 19.岩溶泉:指岩溶水向地表溢出的天然露头,按岩溶水循环的性质可分为四大类:

(1)垂直渗入带的泉:在饱水带以上的冲气带内发育的泉,往往从目前河面以上很高的位置流出;它们与实际含水层没有直接联系,与岩溶悬挂水密切相关,通道及出口位置为岩溶发育前一阶段的岩溶廊道。按照出水性质,又可分为下降泉、悬挂泉和间歇泉。

(2)季节变动带的泉:大多为下降泉或落水洞泉,受地下水位季节变动影响明显,特别是落水洞泉。平水期,落水洞起消水作用,水从地表向地下流;洪水期,水位上升,落水洞成为喷泉的出口。

(4)虹吸循环带的泉:靠位于含水层下部或深饱水带的水补给,在含水层静水压力的影响下沿着管状通道流动,具有承压和虹吸作用。可分为多潮泉、水底涌泉和海底泉: 多潮泉是由于复杂的管道系统曲折迂回的虹吸作用而形成,具有周期性、有规律的涌水。

水底泉位于河底减压带,使河水面上具有翻腾现象,

济南七十二名泉中的趵突泉、珍珠泉都属于河底涌泉类型。

海底泉是在海平面以下喷出的淡水泉,在所有石灰岩海岸均可发现,是缘海型岩溶的特征,有的涌水量很大,把出口附近区域的海水稀释得很淡。

24.岩溶石柱:在岩溶峡谷两岸,河流强烈下切,流水沿可溶岩的垂直节理裂隙侵蚀切割成几十米的石峰。 25.岩溶高原:四周被深谷陡崖所包围,海拔在500米以上,顶面为波状起伏的峰林或岩溶丘陵,高原内有明暗相间的河流、盲谷、漏斗、封闭的溶蚀洼地、岩溶盆地等发育。

26.岩洞:由地表水冲蚀形成的近似水平的洞穴,宽度大于高度3~5倍,深度不超过10米,通常分布在河谷两侧。

二、地下岩溶形态 :指的是地下水在可溶岩内部溶蚀、侵蚀、堆积形成的各种地貌形态。

3.地下廊道:近于水平的地下溶洞,人可进入。

6.溶孔:碳酸盐类矿物颗粒间的原生孔隙、节理等被流水溶蚀后,形成直径只有几厘米的小溶孔。 7.晶孔:被碳酸钙重结晶的晶簇所充填或半充填的溶孔。

8.洞穴堆积:在洞穴中,常堆积有各种不同成因的堆积物,包括碎屑堆积、化学堆积、河流冲积物、有机充填物以及混合充填等。

常见的堆积物有:钟乳石、石笋、石柱、石幔、石珊瑚等。

第二节

岩溶地貌形态组合:

一、地表岩溶形态组合

1.峰丛—漏斗或峰丛—洼地:峰林基部相连成为无数的峰丛,其间为岩溶洼地或漏斗。

2.峰林—洼地:峰林与岩溶洼地组合而成

3.孤峰残丘与岩溶平原:峰林分散,孤立在岩溶平原之上,峰林已被蚀低成为孤峰或零星的残丘,相对高度在100米以下,

以上三种组合类型,都是在热带气候条件下形成的,代表着从云贵高原的边缘斜坡地带向广西盆地中心的岩溶发育的各个阶段:峰丛洼地——峰林洼地——峰林盆地——孤峰残丘平原。

4.岩溶丘陵洼地:丘陵之间为岩溶洼地和干谷所分割,沟谷及洼地的底部一般较平坦,发育着漏斗和落水洞。这种组合地貌形态是亚热带地区岩溶地貌的特征,常分布在河谷地带与分水岭地带。

5.岩溶垄岗—槽谷:在亚热带地区,由于受构造的影响,碳酸盐岩溶蚀不均匀,在溶蚀低洼处形成槽谷,两侧为垄岗。

这种山中有槽的岩溶组合是亚热带岩溶在特定的构造条件下发育的亚型。

二、地表岩溶与地下岩溶形态组合 :岩溶泉,虽表现为地表岩溶现象,其实是地下径流发展的结果;

地表的岩溶塌陷,是地下溶洞发育的结果。

地表的一系列漏斗、洼地成串分布,往往反映地下有一条地下河道。

1.溶洞与地下廊道组合,组成复杂的洞穴系统

2.盲谷、落水洞、竖井、地下通道组合:通常在盲谷的末端可见成群的落水洞。

3.岩溶干谷和地下暗河组合 :原来在干谷流动的水,为适应岩溶基面而渗入地下,在地下发育成暗河。

三、岩溶与非岩溶地貌组合

1.溶洞与阶地组合:溶洞或水平岩溶廊道在较稳定的地块中有成层分布的规律,可与附近相同高度的河流阶地进行对比。

由于在当地的侵蚀基准面相当稳定时,在岩溶区发育了与地面河床相适应的地下河和地下通道,待地壳上升、河流下切时,岩溶地块中的地下河通道则上升成为溶洞,在非岩溶区则发育了阶地。若地壳间歇上升和下切,则可发育多层溶洞和与它相当的多级阶地。

2.分水岭地带的风口与溶洞组合:分水岭地带的风口具有与溶洞同一高程的规律,这说明当时地面的剥蚀作用和宴溶作用都是在同一个稳定时期发育的

二.贵州地层特征: 1.蓟县系:是我国中元古界的第二个系,在地史上把始于距今约14亿年,止于距今约10亿年这段时间称蓟县纪。

2.青白口系:新元古界的第一个系。始于10亿年,止于8.5亿年

3.南华系:新元古界二。始于8.5亿年,止于6.5亿年

4.震旦系:新元古界三。始于6.5亿年,止于5.4亿年。

5.寒武系:古生界的第一个系,始于5.4亿年,止于5亿年。

6.奥陶系:古生界二。始于5亿年,止于4.35亿年。

7.志留系:古生界三,始于4.35亿年4.10亿年。

8.泥盆系:古生界四个。始于4.10亿年,止于3.55亿年。 9.石炭系:古生界五。始于3.55亿年,止于2.95亿年。

10.二叠系:古生界最后。始于2.95亿年,止于2.50亿年。

11.三叠系:中生界的第一个系,始于2.5亿年,止于2.03亿年。

12.侏罗系:中生界二,始于2.03亿年—1.35亿年。

13.白垩系:中生界三,始于1.35亿年,止于65Ma。

14.古近系:新生界的第一个系,始于65Ma,止于23.5Ma这段时间称古近纪(即原老第三纪)。

15.新近系:新生界二,始于23.5Ma,止于1.75Ma(即原新第三纪)。

16.第四系::始于1.75Ma直到现今。 第二节

(贵州)构造运动

三.都匀运动:系指发生在贵州中部及南部,奥陶纪末到志留纪初之间的一次地壳运动。该运动的表现是:在毕节-遵义-湄潭-铜仁连线与贵阳-施秉联线之间的贵州中部地区,普遍缺失上奥陶统中上部,下志留统中上部与下伏奥陶系不同层位呈假整合。

在黔南地区下志留统中部超覆于奥陶系的不同层位之上,其间缺失地层达数百米,志留系底部常见底砾岩,部分地区见风化壳。这是一次大面积的抬升运动。

四.独山运动::系指独山地区中泥盆统独山组鸡窝寨段与下伏宋家桥段之间的抬升运动。在该区独山组鸡窝寨段之底有风化残积的褐铁矿层,其上为底砾岩。

另外,根据遗迹化石组合在区域上的对比,可以确认独山组宋家桥段上部受到不同程度风化剥蚀。

鸡窝寨段底部直覆在凸凹不平的基底上。所有这些都表明在独山组宋家桥段沉积之后,地壳有一次极为广泛而明显的上升运动。

五.黔桂运动:原指广西栖霞组与马坪组之间的假整合。

在贵州除部分地区外,绝大部分地区马坪组与其上覆的梁山组、栖霞组为假整合,故沿用此名。

根据我国最新公布的地质年表,这次运动发生在中、下二叠统之间。

六.碧痕运动:在晴隆碧痕营早更新世早期地层(如坪地组)发生了明显的褶曲和断层,地层倾角局部达50°~70°,但上覆的早更新世中晚期沉积没有变形。

因此。将早更新世中晚期及其以前的晚新生代沉积发生变形的构造运动称为碧痕运动。

从已有资料分析,它大致发生在距今约1.50~1.20Ma之前,是贵州地区晚新生代时期发生最激烈的构造运动。

这场运动开始了贵州地壳大幅度整体性自西向东掀斜隆升的新时期。

按气候带划分的岩溶类型有: 1)冰原带岩溶:分布在欧亚大陆和北美大陆北部、北冰洋沿岸、南极大陆及附近岛屿,以及超过5000米的山地顶部。这是世界上最冷的一个带,全年气温很低,水分循环和化学作用都很微弱,地表地下岩溶都很不发育,只在石灰岩表面发育一些溶沟。夏季常有一定量的冰雪融化,沿着裂隙渗入地下,常发育少量浅层地下通道和溶洞,在地下水出露处有少量石灰华堆积。

2)寒温带岩溶:分布在欧亚大陆和北美大陆北部。夏季温凉,冬季严寒,年降雨量可达500~700毫米,蒸发量小,属湿润地带。地表可发育小型溶沟,地下有永冻层存在,地表水不易下渗,不易发育通道和溶洞。在永冻层厚度不大的地下常有水流,可发育一些通道和溶洞。

3)温带岩溶:主要分布在南、北半球中纬地带,干、湿季明显,有一定降水量,但降水不集中,不利于地表岩溶发育。但植被茂盛、土壤发育较好,因而也有地表岩溶发育。干湿变化明显,湿季有一定雨量,干季机械风化作用强烈,裂隙较发育,有利于地下岩溶的发育。因此,地表一般以溶洼、残丘、干谷、岩溶泉为主要特征,地下以溶蚀裂隙为主,基本上不能发育成地下暗河系统,可以汇集地下水成为地下富水带,出口多为承压的泉群,汇水范围大,动态稳定。如济南的泉群。

4)干旱区域岩溶:主要分布在南、北半球副高压带及大陆内部。降雨量很少,蒸发量大,地面植被稀少,地面温度年变化和日变化较大,机械风化强烈,溶蚀微弱,地表岩溶不发育。但地表裂隙发育,降雨和地表流可迅速进入地下,且地下水含有较多的SO4等,增强了地下水的溶蚀作用,地下岩溶形态比较发育。

实践发现,干旱荒漠地区广泛分布有洪积扇和洪积群,可以促进地下凝结水聚集、阻碍地下水蒸发,加速了荒漠地区的现代岩溶进程。在中、低山区,可出现一些小型漏斗和洼地,在风化强烈地区有石芽出露。 2-6)热带岩溶:主要分布在低纬、热带地区,是岩溶发育最具规模的一个带。我国热带岩溶分布面积最广,地貌类型多样。

7)海岸岩溶:在热带沿海地区,岩溶以峰林为主,海浸后,成为无数独立的岩岛,构成海岸的一个特殊类型。岛

上的漏斗由地下通道与海水相通,下部受海水溶蚀和侵蚀而发生崖壁崩塌。温带石灰岩海岸只发育小型石芽和溶沟。

一般来说,海水温度越高,溶蚀形态发育越完全。另外,海蚀型岩溶的发育更与海水的盐分和海藻类生物有关,其溶蚀主要是一个生物化学过程。

岩溶处理措施

岩溶暗河整治方案

岩溶隧道监理细则

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婚姻形态

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