永安實習報告 Microsoft Word 文檔.doc

地質(zhì)地貌實習報告永安市實習區(qū)喀斯特地貌及其成因分析作者：09地理科學 090904034號 鐘旭民指導老師：李建成（教授） 陳大涌（高級實驗師）摘要：永安市實習區(qū)的自然地理概況及其地貌特征；地表、地下喀斯特地貌特征（石芽、溶溝、溶斗、落水洞、盲谷和干谷、峰林、溶洞和地下河）；永安市喀斯特地貌的成因分析，包括地質(zhì)條件（地層構(gòu)造）、地貌條件(大地貌的邊緣區(qū))、氣候條件（亞熱帶季風性氣候）；喀斯特地貌發(fā)育的因素有可溶性巖石、水的作用、氣候因素、地面坡度、植被覆蓋。關(guān)鍵詞：喀斯特地貌、永安自然地理、石芽、峰林、溶洞、溶溝、溶斗、落水洞、盲谷、干谷、地下河。正文：1永安實習區(qū)自然地理概況永安市位于福建省中西部，地處武夷山脈和戴云山脈的中段，東經(jīng)116度56分117度46分，北緯25度33分26度13分：地理坐標x：27-45，y:67-93公里，屬福建省三明市管轄。永安市是福建省中西部的交通和文化中心之一，是鷹廈鐵路的必經(jīng)要沖，全區(qū)鐵路、公路四通八達，除鷹廈鐵路外，還有永安至加福、永安至福建水泥廠鐵路，以及永安至泉州、永安至清流、永安至閩西諸縣的鐵路，其它次一級公路貫穿全區(qū)，故交通十分方便。永安地區(qū)是我國華南區(qū)比較典型的低山丘陵區(qū)，全區(qū)山脈連綿起伏，一般高程在800米至1100米以上。由于新構(gòu)造運動的影響，該區(qū)河谷水系發(fā)育，主干河流為沙溪，上游稱九龍溪，支流稱文川溪，其他大小河流溝谷遍布全區(qū)，水利資源十分豐富。永安地區(qū)屬華南地區(qū)比較典型的亞熱帶海洋性季風性氣候，年平均氣溫在19*C以上，最高氣溫達41*C，最低氣溫為-7.6*C。全年以7月份的氣溫最高。全區(qū)雨量充沛，年平均降雨量為1600-1700毫米。一般三月至六月為全年的雨季。永安地區(qū)的自然資源十分豐富。除了有十分豐富的水力資源外，尚有豐富多樣的礦產(chǎn)資源，以煤、重晶石和石灰石為主，主要分布于加福、豐海、李坊和坑邊一代，其中李坊重晶石礦為我國華南地區(qū)罕見的特大型礦床；坑邊石灰礦是上市公司福建水泥股份有限公司（福建水泥）的主要礦產(chǎn)地，該地區(qū)是福建省主要的礦產(chǎn)地之一。此外，由于全區(qū)90%以上的地表均被植被所覆蓋，因此，森林資源也十分豐富，是上市公司永安林業(yè)股份有限公司（永林股份）的主要原料產(chǎn)地。永安也是福建省的一個重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，主要工業(yè)有福建水泥廠、福建維尼倫廠和永安火電廠、永安機床廠、永安造紙廠以及加福煤礦、豐海煤礦等。此外，近年來大小鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，如竹木器加工、小五金等蓬勃興起。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也占有比較重的地位，主要經(jīng)濟作物有水稻、小麥、甘蔗、煙葉、竹筍等。此外，永安地區(qū)的交通旅游業(yè)業(yè)占有相當?shù)牡匚唬劽?nèi)外的主要旅游景點有風景秀麗的桃園洞和石林風景區(qū)，尚有眾多的地下喀斯特溶洞，如十八洞、石洞寒泉、黑風洞和小陶的甘露洞等。2永安實習區(qū)喀斯特地貌特征喀斯特地貌是水對可溶性巖石的化學溶解作用為主而產(chǎn)生的地貌，也稱為巖溶地貌，這種化學溶解作用簡稱為喀斯特作用，這里所指的水包括地下水和地表水，但主要是地表水的作用，在喀斯特地區(qū)，與喀斯特作用的 同時，好有沉淀作用、侵蝕作用、堆積作用以及重力崩塌作用，巖溶作用為這些作用創(chuàng)造了條件，而這些作用又促進了喀斯特作用，但是，從喀斯特地貌發(fā)育的整個過程來說，喀斯特作用是矛盾的主要方面，而其他作用則處于次要地位，從而區(qū)別于其他外力作用。2.1永安實習區(qū)地表喀斯特地貌的特征地表喀斯特地貌的形態(tài)很多，主要有以下幾個類型：1）溶溝和石芽： 地表水對可溶性巖石的表面裂隙進行溶蝕和沖蝕作用，是可溶性巖石表面形成一些石制溝槽。稱為溶溝，相鄰溶溝之間的凸起的石瘠，稱為石芽。溶溝和石芽的高差從幾米到十幾米或更大。2.） 溶斗與落水洞： 地表水沿著稠密而垂直的裂隙向下滲透，在滲透過程中對周圍巖石進行溶蝕，有時伴隨有沖刷、塌陷，使地面形成漏斗狀洼地，稱為溶斗，其深度由幾米到幾十米，直徑由幾十米到幾百米，漏斗成群分布的地方，地面呈蜂狀，貴州的梅花山即以地面布滿漏斗狀如梅花而得名，漏斗大多分布在高原，斜坡或分水高地下。 落水洞是喀斯特地貌地區(qū)從地表通到地下溶洞的通道叫落水洞，也叫消水洞，一般口徑不 大，但深度卻很深，可達幾十米或幾百米以上。落水洞是地表水沿著裂隙進行溶蝕和沖蝕作用使其不斷擴大而形成的，也可由地下河道和溶洞頂部崩塌而形成的，按其形態(tài)可分為兩種：裂隙狀落水洞，形態(tài)狹長；井狀落水洞，形狀似井。在落水洞發(fā)育的地區(qū)，地表往往缺水，但落水洞有時卻成為尋找地下水的標志，因為有 的落水洞與地下河道相通，可以在地下河道適當?shù)囟位虺隹谔幹涡薜佬藿ㄋ畮欤喔然蛴脕戆l(fā)電。3.） 盲谷和干谷： 地表河流被崖壁阻擋，從巖壁下的落水洞流入地下深處使地表成為干枯無水的河谷，稱為干谷。2.2永安實習區(qū)地下喀斯特地貌的特征1) 峰林： 一群孤峰叢立似樹林，故稱峰林，四壁陡峭、巖層裸露，高者可達百余米，峰林是熱帶季風條件下獨特的喀斯特地貌形態(tài)，我國南方桂林、陽塑等地的峰林是世界上峰林發(fā)育最典型的地區(qū)之一。2） 溶洞和地下河： 從巖溶裂隙和落水洞向地下深處滲透的水，在向下滲透的同時也對周圍巖石起溶蝕作用，擴大其空間，形成大小不一的溶洞，這些溶洞起初是彼此獨立互不相連的，因而沒有統(tǒng)一的地下水面和固定的流向。隨著溶蝕作用、沖蝕作用和塌陷等的不斷加強，溶洞不斷擴大以致互相融通，這時，地下水歸并成一個統(tǒng)一的地下水面，并流向附近河谷，這就是地下河，地下河繼續(xù)擴展，頂部巖石逐漸變薄，直至崩塌形成落水洞或轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛婧恿?，連接相鄰落水洞的列島部分則形成天然橋，天然橋演化，最終崩塌，形成為峽谷，于是地下河轉(zhuǎn)變成地面河流。地面河流流進地下深處，又從地下流出地表，在地下的那段河流稱為暗流（伏流），伏流是巖溶區(qū)水系的特征，其規(guī)?？梢院艽?，如潮北青江在利川發(fā)源后從消水洞流入暗河，伏流七公里，至里洞流出地表。地下水不斷雕刻可溶性巖石，同時又在不停地塑造喀斯特地貌的奇特形態(tài)。從溶洞形成的時刻起，地下水不斷起著溶蝕、沖刷、崩塌等破壞作用，而且在溶洞內(nèi)又不斷地進行堆積，填充等等建設作用。常見的洞穴堆積有鐘乳石、石筍和石柱。當含有碳酸氫鈣附在洞頂上，形成從洞頂向下懸垂的鐘乳石；當水滴落到洞底，形成從洞底向上突起的石筍，鐘乳石和石筍不斷生長，互相連接起來，形成石柱。此外，溶洞內(nèi)還有地下河流沖積物和崩塌角礪物，當溶洞以溶蝕作用為主時，溶洞就擴大發(fā)展很快，而以堆積作用為主時，則逐漸充填而消亡。有些溶洞是古人類居住的場所，已發(fā)現(xiàn)的周口店中國猿人，湖北長陽人，廣西柳江人和廣東韶關(guān)馬壩人等古人類骨骼化石，都是石灰?guī)r溶洞中發(fā)現(xiàn)的，同時還找到古人類用過的石器和骨器，這為研究人類起源和發(fā)展史奠定了重要的基礎(chǔ)，同時對研究第四紀地質(zhì)和溶洞的發(fā)育也提供了很好的科學資料，溶洞內(nèi)有各種各樣的礦石，我國云南筒泗錫礦和廣西賀縣錫礦就是形成在溶洞中的沉積礦之一，巖體巨厚的大型溶洞還可以作為某些重大工程的廠址，有的被作為冷藏利用，如文本柳州的肉凍加工廠等，有的溶洞辟為旅游勝地。溶蝕洼地：指以溶蝕作用為主的，近似橢圓狀或長條形的平底洼地，它可有漏斗合并成盲谷擴展而成的，往往眼斷裂帶或可溶性與非可溶性巖石接觸地帶發(fā)育，溶蝕洼地的規(guī)模，小的有幾百平方公尺，大的有幾平方公里甚至幾百平方公里。溶蝕洼地上常有河流發(fā)育，并有黏土覆蓋，是重要的農(nóng)業(yè)區(qū)。例如：我國廣西桂林。柳州等地都是大型溶蝕洼地組成的溶蝕平原?？傊?，喀斯特地貌是內(nèi)外力地質(zhì)作用的結(jié)果。在內(nèi)力作用的基礎(chǔ)上，外營力造就了可溶性巖石，深埋在地下的可溶性巖石在內(nèi)力作用下抬升并接受風化、侵蝕等外力作用，在地殼遠運動相對穩(wěn)定時期，地下水平運動，可溶性巖石?？尚纬梢粚尤芏?。水平溶洞形成后，如果地殼上升，河流下切，地下水業(yè)隨之下降，形成垂直的通道，垂直通道形成后，如果地殼運動由處于相對穩(wěn)定時期，地下水又作水平運動。則形成第二層水平溶洞。以此類推，因此，在地殼間歇性上升，地下水面停頓式下降的情況下就會形成垂直通道相連的層狀溶洞，如廣西桂林七星巖就有三巖溶洞。在地殼運動相對穩(wěn)定較長的時期，強烈的外力作用占優(yōu)勢?？λ固氐貐^(qū)散步在地面，地下的漏斗、落水洞、地下水等，在不斷擴展的過程中互相通以至消失，最后形成支離破碎的圓形形成圓錐形的峰群林是喀斯特地貌發(fā)育深化的產(chǎn)物，峰林進一步發(fā)展則成為孤峰，最后夷為平地。3永安實習區(qū)喀斯特地貌成因分析3.1地質(zhì)條件： 1）地層永安地區(qū)是福建省地層分布和出露最完整的地區(qū)之一,從下古生界到新生界地層均有分布,其中正常沉積巖,淺變質(zhì)巖和火山巖約各占三分之一.就地層層序上看,該區(qū)出露的地層由老到新主要有下古生界的奧陶-志留系地層,上古生界的泥盆系,石炭系和二疊系地層,中生界的三疊系,侏羅系,白堊系地層和新生界的第三系,第四系地層.其中永安實習區(qū)喀斯特地貌的地層是船山組的石灰?guī)r。上石炭統(tǒng):船山組(C2c)。該地層廣泛分布于黑風口,田螺巖,獅子巖,大小力巖及大湖一帶,為一套淺海相碳酸鹽巖建造,巖性為深灰色-灰黑色厚-巨厚層狀微晶灰?guī)r,上部含少量燧石結(jié)核和白云質(zhì)灰?guī)r,產(chǎn)假希瓦格蜓,麥蜓及犬齒珊瑚等化石,厚度約200米.本組石灰?guī)r厚度大,質(zhì)地純,除普遍開采燒制石灰外,還可作為水泥,化工及維尼倫的原料及練鋼鐵之溶劑等,同時也是永安地區(qū)喀斯特地貌發(fā)育的地帶.本組地層與下伏黃龍組地層呈整合接觸.2）構(gòu)造實習地區(qū)位于永(安)梅(縣)上古生代臺陷帶北部,夏茂胡坊復式背斜與三明復式向斜的交界處,包括沉積巖出露較齊全的沙縣,三明復式向斜的坂尾向斜,百步橋向斜,大背山向斜,坑邊向斜以及泉水峽背斜,曹遠向斜等次級構(gòu)造和芹田境曹遠大斷裂.根據(jù)區(qū)域不整合面,沉積建造,構(gòu)造跡象和巖漿活動的特點,可劃分為加里東旋回,印支旋回,燕山旋回和喜馬拉雅旋回等四個構(gòu)造層,現(xiàn)就對該實習地區(qū)有關(guān)的各構(gòu)造層的構(gòu)造特征介紹如下: A,加里東旋回構(gòu)造層的構(gòu)造特征: 本構(gòu)造層由寒武系奧陶志留地層組成,主要分布于實習區(qū)的西北部,其上界以角度不整合與其上構(gòu)造層接觸,反映早古生代,特別是留紀末期的加里東運動對該區(qū)地殼發(fā)展的作用.本構(gòu)造層以廣泛的淺海相碎屑巖沉積為主,沉積厚度大,構(gòu)造以褶皺為主,次之為斷裂,演講活動不發(fā)育,僅見于少量花崗巖,偉晶巖脈侵入. B,印支旋回構(gòu)造層的構(gòu)造特征: 本構(gòu)造層由上古生界的南靖群,石炭系,二疊系和中生界的溪口組組成,廣泛分布于實習地區(qū),其上界以角度不整合與上復地層接觸反映晚古生代的海西運動和中生代初的印支運動區(qū)地殼發(fā)展的作用. 在整晚古生代中,海西運動對華南區(qū),包括實習地區(qū)地殼的影響不是很強烈,因此,這個階段的地殼運動以頻繁而幅度小為特征,在上古生界的地層中反映出幾個較小的旋回,第一,南靖群林地組從海相過渡為海陸交互相沉積,與上復地層呈平行不整合接觸,第二黃龍組加福組,從淺海相碳酸巖沉積過度為海陸交互相含煤建造沉積,與上復地層呈平行不整合接觸.第三,翠屏山組溪口組,從海陸交互相過渡為海相含鈣,硅質(zhì)巖沉積. 到中生代初,印支運動對華南區(qū)地殼產(chǎn)生空前的影響,使海相含鈣,硅質(zhì)砂頁巖產(chǎn)生強烈褶皺上升,形成陸相環(huán)境,局部地區(qū)并接受陸相含煤的梨山組沉積.本構(gòu)造層構(gòu)造以褶皺為主,斷裂也頻為發(fā)育,主體構(gòu)造為沙縣三明復式向斜的次級構(gòu)造坑邊向斜,向斜軸向NNE,向斜兩翼由南靖群地層所組成,核部保存有船山組至文筆山組地層,由于斷裂的影響,向斜不具對稱特點,巖層傾角一般在2050, 西北翼局部出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象. C,燕山旋回構(gòu)造層的構(gòu)造特征: 本構(gòu)造層由中生界的文賓山組赤石群地層組成,根據(jù)沉積建造區(qū)域不整合和構(gòu)造特征,可分為上,中,下亞構(gòu)造層.實習地層僅出露長林組,南園組和坂頭組,沙縣組,赤石群,因此,從構(gòu)造層講實習地區(qū)僅涉及到中,上亞構(gòu)造層,廣泛分布于實習地區(qū),長林組,坂頭組與沙縣組,赤石群與第四系之間呈不整合接觸,這三個區(qū)域不整合分別反映燕山運動第二,三,五幕對該區(qū)地殼發(fā)展所起的決定性作用,換句話說,燕山運動基本奠定了我省廣大地區(qū)的大地構(gòu)造的基礎(chǔ)骨架. 就本區(qū)的構(gòu)造層看,中亞構(gòu)造層中的褶皺主要有百步橋向斜,向斜兩翼地層由南園組地層組成,核部為坂頭組地層,軸向表現(xiàn)為NNW向,上亞構(gòu)造層中的褶皺主要有遭遠向斜,由于斷裂不,實習區(qū)僅殘留一翼.本區(qū)涉及的斷裂主要有燕山晚期的瑤田北北西向斷層及芹田境遭遠北西向斷層和芹溪北西向斷層等,它們切過燕山旋回的早期花崗巖和坂頭組地層,而未切過沙縣組地層. 總之,燕山旋回構(gòu)造層的特點是:以斷裂為主,褶皺簡單,多形成平緩的單個向斜,伴隨著大規(guī)模的巖漿侵入活動和火山噴發(fā)活動反映構(gòu)造層巖性以陸相火山沉積為主. D,喜瑪拉雅旋回構(gòu)造層的構(gòu)造特征:自晚白堊后,本區(qū)進入了相對穩(wěn)定時期,地殼只表現(xiàn)為繼續(xù)隆升,造成第三紀沉積缺失,故本構(gòu)造層由第四系地層組成,到了更新世末,由于喜瑪拉雅山運動幕影響,致使本區(qū)地殼繼續(xù)隆升,造成全新統(tǒng)與下伏地層呈假整合接觸.本構(gòu)造層,構(gòu)造變動以繼承性斷裂復活運動和斷塊差異隆升活動為主,褶皺不發(fā)育,地層傾角一般都比較平緩,巖漿活動不甚發(fā)育。3.2地貌條件喀斯特地貌是水對可溶性巖石的化學溶解作用為主而產(chǎn)生的地貌,也稱為巖溶地貌,這種化學溶解作用簡稱為喀斯特作用,這里所指的水包括地下水和地表水,但主要是地下水的作用,在喀斯特地區(qū),與喀斯特作用的同時,還有沉淀作用,侵蝕作用,堆積作用以及重力崩塌作用,巖溶作用為這些作用創(chuàng)造了條件,而這些條件又促進了喀斯特作用,但是,從喀斯特地貌發(fā)育的整個過程來說,喀斯特作用則是矛盾的主要方面,而其他作用則處于次要地位,從而區(qū)別于其它外力作用. A,喀斯特地貌發(fā)育的因素 a)可溶性巖石:這是喀斯特地貌的內(nèi)在因素,根據(jù)巖石成分不同,可溶性巖石分為三類:碳酸鹽類(包括石灰?guī)r,白云巖和它們的過渡巖)石膏和硬石膏,鹵類巖類(如鹽巖等).在這三類可溶性巖石中,由于可溶性礦物不同,其溶解度大小也不一樣,在25,一個大氣壓的條件下,組成可溶性巖石的某些礦物在純水中的溶解度分別是:方解石(CaCO3) 0.015克/升硬石膏(CaSO3) 2.10克/升巖 鹽(NaCl) 3.20克/升 然而,在自然界中,純水是很少見的,常含有各種酸類和氣味,當水中含有二氧化碳是,可溶性巖石的溶解能力就會大大提高,雖然碳酸巖類的溶解能力不如鹵素巖類或石膏,硬石膏等,但是喀斯特地貌發(fā)育最好的是碳酸鹽類中的石灰?guī)r,這是因為其他兩類可溶性巖石所形成的地貌不易保存的緣故. 可溶性巖石還以起內(nèi)部結(jié)晶顆粒大小,巖層厚薄,裂隙發(fā)育程度,巖層傾角等方面影響喀斯特地貌的發(fā)育,一般來說,結(jié)晶顆粒愈細,質(zhì)地愈松的可溶性巖石則愈易溶解,巖層較薄或有不透水夾層時,喀斯特作用受限制;巖石裂隙愈發(fā)育或巖層傾角愈大時,則可增加巖石透水性,導致頂部喀斯特作用的發(fā)生. b)水的作用:水是喀斯特作用不可缺少的條件,水的溶解能力決定于水中的侵蝕性二氧化碳的含量,水腫二氧化碳的來源主要是空氣中的二氧化碳,它在大氣壓力增加時直接進入水中.此外,土壤腐爛的動植物在化學作用下產(chǎn)生的二氧化碳,以及植物根呼吸時放出的二氧化碳,也是水中二氧化碳的來源,溶解在水中的二氧化碳與水化合生成碳酸氫鈣(重碳酸鈣),碳酸氫鈣的溶解度較碳酸鈣大20倍,易溶于水而被流失.在正常情況下,水中的二氧化碳含量隨溫度升高而減少,如下表:溫度C 0 10 17 25 30CO2毫克/公升 1.01 0.70 0.56 0.45 0.39但是,化學反應的速度是隨溫度的升高而加速的,通常溫度每升高10,其化學反映速度約提高一倍,因此,溶解速度還是隨溫度升高而增高的,我國南方高溫多雨,動植物繁殖較快,水流動快,二氧化碳補充也快,所以喀斯特地貌發(fā)育較北方為強烈.水不僅對可溶性巖石發(fā)生溶蝕作用,而且還發(fā)生機械沖蝕和搬運作用,從而促進喀斯特地貌的發(fā)育。3.3氣候條件氣候通常以其氣溫和降水,配合水的作用影響喀斯特地貌的發(fā)育,在一定的氣候帶內(nèi)都有它相適應的喀斯特地貌類型,我國喀斯特地貌發(fā)育具有明顯的氣候分帶現(xiàn)象,主要有以下四種喀斯特地貌氣候類型: A熱帶型包括廣西,貴州南部,湖南南部和云南動部,峰林是熱帶型的主要標志.此外,還有尖背式和石林式石芽.如廣西桂林和云南路南都是峰林和石芽典型發(fā)育的地區(qū). B溫帶亞熱帶型包括四川東部,湖北西部山地和貴州高原的大部分地區(qū).溶蝕洼地,漏斗等是這類型的主要特征,峰林發(fā)育不典型. C溫帶型包括山西的太行山和部分呂梁山區(qū),北京西山和山東西部丘陵等地區(qū),這類型現(xiàn)代地表喀斯特作用比較微弱,地表水充