岩溶地貌的形成条件

岩溶地貌的形成条件学号：09440230xx(四川大学工商管理学院)摘要：再演溶地区，水与岩石是构成岩溶作用的一对矛盾。就岩石而言，首先，必须是可溶的，否则水就不可能进行溶蚀，岩溶作用也就无从发生。其次，岩石必须是透水的，当岩溶具有透水性时，地表水才能渗透入地下并转化为地下水，这样，地下水才能起主导作用，形成作为岩溶标志的地下溶洞。就水而言，首先水具有溶蚀力，如果水没有溶蚀力，熔岩作用就很难进行，熔岩地貌也就无法形成。净水的溶蚀力是微弱的，担当水中含有CO2时，其溶蚀力就会增大，对碳酸盐类的可溶性岩石（石灰岩、白云岩等）才能才生溶蚀作用。其次，水必须是流动的，因为停滞的水很快就会变成饱和溶液，因而失去溶蚀力，岩溶作用就会停止，岩溶地貌也就得不到发育。因此，岩溶的可溶性、透水性，水的溶蚀性、流动性，就成为岩溶作用的基本条件。关键词：岩溶作用透水性可溶性流动性溶蚀力1前言岩溶，原称喀斯特。喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐岩高原的地名。那里发育着各种碳酸盐岩地形。十九世纪末，南斯拉夫学者斯威治研究了喀斯特高原的奇特地貌，并把这种地貌叫做喀斯特。以后，就借用喀斯特这个地名来称呼碳酸盐岩地区一系列特殊的地貌过程和水文现象。这样，喀斯特一词便一直成为世界各国所通用的专有术语。岩溶地区的许多特征，不仅在碳酸盐岩地区存在，而且在其他可溶性岩石地区，如白云岩、石膏、岩盐等分布的地区也可见到。不过由于石灰岩的分布广泛，所以岩溶地貌主要还是分布在石灰岩地区。凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程（溶解于沉淀）为主、机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。这种作用所造成的地表形态和地下形态就叫岩溶地貌岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。发生在石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等可溶性岩石中的岩溶叫真岩溶。另外，在碎屑岩（角砾岩、砂岩等）冻土和黄土地区，也存在着类似岩溶的现象。但这些发生在非可溶性岩中的类似岩溶的现象，都成为假岩溶。岩溶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，接闻名于世。这些奇异的景观都是法语在碳酸盐岩地区的。由此可见，岩溶的研究在我国具有十分重要的意义（参考文献《自然地理学》杨达源编）。2岩溶作用的基本条件（一）岩石的可溶性岩石的可溶性主要取决于岩石成分和岩石结构。岩石成分指岩石的矿物成分和化学成分。岩石结构指组成岩石的颗粒（或晶粒）的大小、形状和排列，以及岩石的胶结物性质等。从岩石的成分来看，可溶性岩石基本可分为三类：碳酸盐类岩石：硫酸盐类岩石;卤盐类岩石。就溶解度而言，卤盐＞硫酸盐＞碳酸盐。例如，在20℃的纯水中，各种可溶盐的溶解量为：NaCL为360克每升;CaSO4为0.2克每升；CaCO3为0.015克每升（参考文献《化学与地理》）。但是，卤盐类岩石和硫酸盐类岩石分布不广，岩体较小，而碳酸盐类岩石分布很广，岩体一般都很大。所以发育在碳酸盐类岩石中的岩溶较之卤盐类和硫酸盐类岩石中的岩溶要普遍得多。碳酸盐类岩石的矿物质成分主要是方解石CaCO3或白云石Ca，Mg（NO3）2,其次是SiO2、FeO3、AL2O3,以及粘土物质。石灰石的成分以方解石为主。白云岩的成分以白云石为主。硅质灰岩是含又燧石结核或条带的石灰岩。泥灰岩则为粘土物质与CaCO3的混合物。一般说来石灰岩比白云岩易溶蚀，白云岩比硅质灰岩易溶蚀，硅质灰岩有比泥灰岩易溶蚀（参考文献《化学与地理》）。就碳酸盐的结构而言，它在一定程度上反映了岩石的成因。它的沉积模式与碎屑岩有相似之处。其结构特征与沉积环境密切相关。主要受沉积地区的水流和波浪作用的控制。不同成因类型的碳酸盐类，具有不同的结构类型，不同结构类型又不同程度地影想到岩溶发育。碳酸盐岩结构对岩溶发育的影响，主要是原生孔隙性的影想，一般来说盆地或大陆架深水区沉积生成的碳酸盐岩孔隙小而少，不利于岩溶发育，而过渡性沉积区生成的碳酸盐岩多孔隙，有利于岩溶发育。（二）岩石的透水性岩石的透水性取决于岩石的裂隙度和孔隙度。对可溶岩的透水性来说，裂隙度较之孔隙度更为重要。纯灰岩，刚性强，节理虽然稀疏，但裂隙开扩，长而且深，透水性好，所以能发育长大的溶洞。泥质灰岩，刚性弱，节理虽然较密，但裂隙紧闭，而且泥质灰岩经溶蚀后残留很多粘土，常阻塞裂隙，所以透水性较差，。石膏与岩盐具有可塑性，节理细微，透水性更差。可溶性岩石，一般都有一定的孔隙度，但如果不存在许多开扩裂隙，其透水性是比较差的，但是贝壳灰岩的孔隙大而多，孔隙度很高，因此透水性很强很。通常，厚层可溶岩，其中隔水层较少，岩石的裂隙也比较开扩，透水性较好。薄层可溶岩，所夹隔水层较多，裂隙也比较紧闭，透水性较差。褶皱或断裂，使岩石透水性加强，对岩石发育具有一定的控制作用。岩石在褶皱弯曲的过程中，往往产生裂隙，尤其是在褶皱轴部裂隙更加密集和开扩，使透水性更加增强，有利于碳酸盐岩的溶蚀和岩溶发育。背斜顶部有张裂隙，宽度较大，分布深，岩溶以漏斗及竖井等垂直形态为主。相对低洼的向斜轴部、下部也有张裂隙，且易积水，多发于地下河，由于洞顶坍塌，又产生漏斗和落水洞，所以向斜轴部垂直和水平通道都易发育。因此，在褶皱区，地表岩溶具有沿褶皱走向呈带状分布特征。断裂构造常为较大的地表水和地下水汇集的地方，往往发育成管状水道和地下河。此外，可溶岩的岩溶化程度本身也影响岩石的透水性。随着岩溶作用的不断发展，空洞和管道越来越大，越来越多，彼此之间的联系也越来越好，因而岩石的透水性就愈益提高，岩溶作用的条件就愈来愈好。（三）水的溶蚀力纯水的溶解能力是极其弱微的，只有当有CO2加入时，水的溶解能力有很重要的岩溶意义。所以水的溶蚀力的大小取决于水中CO2含量的多少。水中CO2的来源主要有三个方面：大气中的CO2、有机成因的CO2、无机成因的CO2。水中CO2含量的多少与水温和大气CO2的分压力有关。水温高，CO2含量少。水温低，CO2含量高。大气中CO2的分压力越大，水中的CO2越高。反之则水中含量就低。据研究CO2含量：PCO2=0.0003大气压PCO2=1个大气压0℃1.02mg/kg3347mg/kg10℃0.7mg/kg2319mg/kg20℃0.52mg/kg1689mg/kg30℃0.39mg/kg1250mg/kg温度的影响:有两种作用,影响水中CO2的含量，影响化学反映的速度。压力的影响：在土壤中PCO2的压力高，CO2含量高，岩溶能力强（参考文献《中国地貌》）。水的溶蚀力随深度增大而降低（四）水的流动性在自然界不流动的水质很容易达到饱和状态。但是由于流动性使不同浓度的饱和水溶液相混合产生混合溶蚀作用。故自然界的水才具有较强的溶蚀能力。沿途温度升高或压力降低时，也会使水中CO2含量减少，故造成碳酸钙的重新沉积，这就是洞穴中宽广的地方沉积景观丰富、而狭窄地方沉积少的缘故。