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谈谈喀斯特地貌

地理组  陈咸宝

  喀斯特(Karst)地貌在我国又称岩溶地貌。喀斯特一词原是前南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名,那里有着发育典型的岩溶地貌,因此得名。
  这种地貌在世界上分布很广,占地球总面积的10%。其中比较著名的区域有中国两广和云贵、越南北部、南斯拉夫狄那里克山区、意大利和奥地利交界的阿尔卑斯山区、法国中央高原、俄罗斯乌拉尔山、澳大利亚南部、美国肯塔基和印第安纳州、古巴及牙买加等地。
  一、喀斯特作用
  喀斯特作用是水对可溶性岩石以化学过程(溶解和沉淀)为主,机械过程(以流水侵蚀与沉积,以及重力崩塌和堆积等)为辅的作用。
  1、喀斯特作用的基本条件
  喀斯特作用能否进行主要取决于岩石的可溶性和水的溶解力。但喀斯特作用的深入程度则受岩石的透水性和水的流动性影响。
  (1)岩石的可溶性    岩石的可溶性主要取决于岩石的成分和岩石的结构。可溶性岩石主要有三类:①碳酸盐类岩石,如石灰岩;②硫酸盐类岩石,如石膏;③卤盐类岩石,如钾盐。在这三类岩石中,溶解度最小的是碳酸盐类岩石。但是硫酸盐类岩石和卤盐类岩石分布不广,而碳酸盐类岩石分布比较广,因而成为喀斯特作用的主要岩石。
  (2)岩石的透水性    岩石的透水性决定了水和岩石的接触面积的大小,决定了喀斯特作用的强度。岩石的透水性越好,喀斯特作用越容易发生。
  (3)水的溶蚀力    水对碳酸盐的溶蚀力主要是由水中所含的CO2决定的。水中的CO2主要来自大气中的CO2,和土壤中有机质氧化分解产生的CO2。
  (4)水的流动性    流动的水具有增加溶蚀力的作用,因为不流动的水溶液很快就会达到饱和而失去溶蚀力。流动的水还具有侵蚀作用,使更多的岩石,在更大的面积上接受溶蚀,从而增大喀斯特作用的强度。
  2、喀斯特作用的化学过程
  喀斯特作用中,最重要的过程是含有CO2的水对碳酸岩的溶蚀作用,此化学过程主要包括:
  (1)CO2溶解于水生成碳酸
  CO2+H2O        H2CO3
  (2)碳酸离解形成氢离子与碳酸氢根离子
  H2CO3              H++HCO3-
  (3)氢离子与石灰岩反应使碳酸钙溶解
  H+ + CaCO3         HCO3-+Ca2+
  综合化学反应式如下:
   CaCO3+ CO2+ H2O←→2HCO3-+ Ca2+
  上式随CO2含量变化而发生正、逆反应,CO2增多CaCO3溶解增强,CO2减少到一定量,水对CaCO3溶解停止,CO2再减少,则水中溶解的CaCO3再重新沉淀。石灰岩被含有CO2的溶蚀并带走,这就造成了石灰岩分布区地上地下的侵蚀和破坏作用。而在另外一些地方,又可能因水中CO2含量减少,而使水中的CaCO3发生沉积,这就是喀斯特作用的本质。
  二、喀斯特地貌
  喀斯特作用不仅发生于地表,而更主要的是在地下,由此产生地表喀斯特地貌和地下喀斯特地貌。
  1、地表喀斯特地貌
  (1)溶沟和石芽     地表水沿岩石表面流动,由溶蚀、侵蚀形成的许多凹槽称为溶沟。溶沟之间的突出部分叫石芽。而石林是一种高大的石芽,高达20-30米,密布如林,故称石林。它是由于石灰岩纯度高、厚度大,层面水平,在热带多雨条件下形成的。
  (2)溶斗和落水洞     溶斗是岩溶蚀作用形成的漏斗状的的小型洼地。落水洞是开口于地面而连接地下河流、洞穴的通道,它往往与溶斗相连,是地表水转为地下水的通道
  (3)溶蚀洼地和溶蚀谷地      溶蚀洼地是一种大型的溶蚀形成的洼地,周围往往由山林环绕,溶蚀洼地常常由多个溶斗扩大相连而成。溶蚀形成的宽阔的平底谷地叫做溶蚀谷地。
  (4)峰丛、峰林和孤峰      峰丛和峰林是石灰岩遭受强烈溶蚀而形成的山峰集合体。其中峰丛是底部基坐相连的石峰,峰林是由峰丛进一步向深处溶蚀、演化而形成。孤峰是岩溶区孤立的石灰岩山峰,多分布在岩溶盆地中。

  2、地下喀斯特地貌
  溶洞是地下喀斯特地貌最主要的一种,是地下水沿着可溶性岩石的各种裂隙进行溶蚀、侵蚀而形成的地下空间。世界上最大的溶洞是北美阿巴拉契亚山脉的猛犸洞,位于肯塔基州境内,洞深64km,所有的岔洞连起来的总长度达250km。洞里宽的地方象广场,窄的地方象长廊,高的地方有30m高,整个洞平面上迂回曲折,垂向上可分出三层。雨季,整个洞内都有流水,成为地下河流在坡折处河水跌落,形成瀑布;旱季,局部地区有水,成地下湖泊,可能还有积水很深的潭。
  溶洞的形成属于溶蚀地貌,但在溶洞内分布着多种多样的堆积地貌,最常见的是碳酸钙化学堆积,如石钟乳、石笋、石柱。
  石钟乳    它是悬垂于洞顶的碳酸钙堆积,呈倒锥状。其生成是由于洞顶部渗入的地下水中CO2 含量较高,对石灰岩具有较强的溶蚀力,呈饱和碳酸钙水溶液。当这种水溶液渗至洞内顶部出露时,因洞内空气中的CO2含量低得多,所以水滴将失去一部分CO2 而处于过饱和状态,因而形成碳酸钙沉淀。
  石笋    它是由洞底向上增高的碳酸钙堆积体,形态呈锥状、塔状等。其堆积的方向与石钟乳相反,但位置相对应。当水滴从石钟乳上跌落至洞底时,变成许多小水珠或流动的水膜,这样就使原来已含过量二氧化碳的水滴有了更大的表面积,促使二氧化碳的逸散。因此形成碳酸钙堆积。
  石柱    石钟乳和石笋相对增长,直至两者连接而成的柱状体。
  三、喀斯特地貌的旅游价值
  喀斯特地貌景观丰富多样,造就了无数绚丽的岩溶景观。现有不少风景独特的岩溶地区开发成旅游胜地。比如我国广西桂林山水、云南路南石林、四川九寨沟、贵州黄果树瀑布、济南趵突泉和北京附近的拒马河等都已成为闻名于世的游览胜地。

  喀斯特旅游资源的价值主要体现在下面几点:
  1、美学价值:喀斯特地貌具有很高的观赏价值。由于独特的岩石特性,在喀斯特地区奇峰林立,异洞遍布,可谓是山奇、水秀、洞奇、石美。
  2、科学价值:在喀斯特洞穴内的堆积物、各种生物具有很高的科学价值,对其进行研究可以揭示古地质时期的气候。形成喀斯特地貌的碳酸盐岩属于沉积岩,里面保存了地球演变的信息。对于这些的研究,并且用于旅游的开发之中可以增强其知识性,满足一些游客了解知识的需要。
  3、历史与文化价值:我国的喀斯特主要分布在西南地区,这里有众多的少数民族居住。少数民族风情,多种多样的民族文化,对于旅游的开发又是一大特色。喀斯特洞穴具有很高的历史价值。洞穴是早期人类的居住地,也是人类最早的文化艺术的摇篮。要研究人类的起源和发展,人类文化、艺术的产生和早期的发展,必须研究洞穴。对此的研究可以提高旅游资源的历史价值。
 
  (谭永胜老师编校)
 

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发布时间:2013-07-25 10:17:29
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