喀斯特地貌的形成
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喀斯特地貌的形成
高2012级XX班周XX
“喀斯特”(Karst)原是南斯拉夫西北部伊斯特拉半岛上的石灰岩高原的地名,意思是岩石裸露的地方。那里有发育典型的岩溶地貌。“喀斯特”一词即为岩溶地貌的代称。中国是世界上对喀斯特地貌现象记述和研究最早的国家,早在晋代即有记载,尤以明徐宏祖(1586~1641)所著的《徐霞客游记》记述最为详尽。
地理分布:喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。可溶性岩石有3类:①碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。②硫酸盐类岩石(石膏、硬石膏和芒硝)。③卤盐类岩石(钾、钠、镁盐岩石等)。总面积达51×106平方千米,占地球总面积的10%。从热带到寒带、由大陆到海岛都有喀斯特地貌发育。较著名的区域有中国广西、云南和贵州等省(区),越南北部,南斯拉夫狄那里克阿尔卑斯山区,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。中国喀斯特地貌分布广、面积大。主要分布在碳酸盐岩出露地区,面积约91~130万平方千米。其中以广西、贵州和云南东部所占的面积最大,是世界上最大的喀斯特区之一;西藏和北方一些地区也有分布。
地表喀斯特形态
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。石林:这是一种高大的石芽,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。
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。
溶斗是岩溶区地表圆形或椭圆形的洼地,溶蚀洼地是由四周为低山、丘陵和峰林所包围的封闭洼地。若溶斗和溶蚀洼地底部的通道被堵塞,可积水成塘,大的可以形成岩溶湖。落水洞、干谷和盲谷落水洞是岩溶区地表水流向地下或地下溶洞的通道,它是岩溶垂直流水对裂隙不断溶蚀并随坍塌而形成。在河道中的落水洞,常使河水会部汇入地下,使河水断流形成干谷或盲谷
形成原因
㈠有大量的可溶性岩石存在
可溶性岩石是喀斯特地貌形成的根本条件,我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛,最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下,在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看,卤化盐岩>硫酸盐岩> 碳酸盐岩;由于碳酸盐岩种类较多,其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定,石灰岩> 白云岩> 泥灰岩。从岩石结构分析,结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小;等粒岩比不等粒岩溶解度要小。
㈡岩石要具有一定的透水性
岩石具有一定的孔隙和裂隙,它们是流动水下渗的主要渠道。岩石裂隙越大,岩石的透水性越强,岩溶作用越显著。在溶洞中,岩溶作用愈强烈,溶洞越大,地下管道越多,喀斯特地貌发育越完整,并且形成一个不断扩大的循环网。
㈢流水的动力作用
1.流水的溶蚀作用。水的溶蚀能力来源于二氧化碳(CO2)与水结合形成的碳酸
(H2CO3),二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣,水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机
物在水中的腐蚀和矿物风化。下面几个化学方程式反映了岩溶作用的进行:H2O +
CO2H2CO3;(第一步:形成碳酸)H2CO3H++ HCO3-;(第二步:碳酸离解生成H +)H++ CaCO3HCO3-+ Ca2+(第三步:H+与CaCO3反应生成HCO3-,从而使CaCO3溶解)这几步反应在大自然间是十分复杂的过程,因为温度,气压,生物,土壤等许多自然条件制约着反应的进行,并且这些反应都是可逆的,水中的二氧化碳增多,反应向右进行,就有利于CaCO3的分解;岩溶作用进行就比较容易,反之则不利于岩溶作用。
2.流水的流动作用流动的水溶蚀性更强烈一些,这是为什么?因为水中的二氧化碳需要得到及时的补充,水的溶蚀作用才能顺利进行,水的溶蚀能力才得以巩固加强。同时,流动的水带动河底砂砾对岩石进行机械侵蚀,这样更有利于岩溶作用的深入。
㈣气候的影响
我国西南地区气候湿润,降水量大,地表径流相对稳定,流水下渗作用连续,并且降水使流水得以更新和有效补充。因此岩溶作用得以延续进行。
中国现代喀斯特是在燕山运动以后准平原的基础上发展起来的。老第三纪时,华南为热带气候,峰林开始发育;华北则为亚热带气候,至今在晋中山地和太行山南段的一些分水岭地区还遗留有缓丘一洼地地貌。但当时长江南北却为荒漠地带,是喀斯特发育很弱的地区。新第三纪时,中国季风气候形成,奠定了现今喀斯特地带性的基础,华南保持了湿热气候,华中变得湿润,喀斯特发育转向强烈。尤其是第四纪以来,地壳迅速上升,喀斯特地貌随之迅速发育,类型复杂多样。随冰期与间冰期的交替,气候带频繁变动,但在交替变动中气候带有逐步南移的特点,华南热带峰林的北界达南岭、苗岭一线,在湖南道县为北纬25°40′。在贵州为北纬26°左右。
这一界线较现今热带界线偏北约3~4个纬度,可见峰林的北界不是在现代气候条件下形成的。中国东部气温和雨量虽是向北渐变,但喀斯特地带性的差异却非常明显。这是因为受冰期与间冰期气候的影响,间冰期时中国的气温和雨量都较高,有利于喀斯特发育。而冰期时寒冷少雨,强烈地抑制了喀斯特的发育。但越往热带其影响越小。在热带峰林区域,保持了峰林得以断续发育的条件,而从华中向东北则影响越来越大,喀斯特作用的强度向北迅速降低,使类型发生明显的变化。广大的西北地区,从第三纪以来均处于干燥气候条件下,是喀斯特几乎不发育的地区。
中国喀斯特
中国喀斯特地貌分布广泛,类型之多,为世界罕见。在中国,作为喀斯特地貌发育的物质基础──碳酸盐类岩石(如石灰石、白云岩、石膏和岩盐等)分布很广。据不完全统计,总面积达200万平方公里,其中裸露的碳酸盐类岩石面积约130万平方公里,约占全国总面积的1/7;埋藏的碳酸盐岩石面积约70万平方公里。碳酸盐岩石在全国各省区均有分布,但以桂、黔和滇东部地区分布最广。湘西、鄂西、川东、鲁、晋等地,碳酸盐岩石分布的面积也较广。
中国现代喀斯特是在燕山运动以后准平原的基础上发展起来的。第三纪时,华南为热带气候,峰林开始发育;华北则为亚热带气候,至今在晋中山地和太行山南段的一些分水岭地区还遗留有缓丘一洼地地貌。但当时长江南北却为荒漠地带,是喀斯特发育很弱的地区。新第三纪时,中国季风气候形成,奠定了现今喀斯特地带性的基础,华南保持了湿热气候,华中变得湿润,喀斯特发育转向强烈。尤其是第四纪以来,地壳迅速上升,喀斯特地貌随之迅速发育,类型复杂多样。随冰期与间冰期的交替,气候带频繁变动,但在交替变动中气候带有逐步南移的特点,华南热带峰林的北界达南岭左右。这一界线较现今热带界线偏北约3~4个纬度,可见峰林的北界不是在现代气候条件下形成的。中国东部气温和雨量虽是向北渐变,但喀斯特地带性的差异却非常明显。这是因为受冰期与间冰期气候的影响,间冰期时中