云南路南地區(qū)與廣西桂林地區(qū)巖溶地貌特征上的比較研究

1、云南路南地區(qū)與廣西桂林地區(qū)巖溶地貌特征上的比擬研究云南路南地區(qū)與廣西桂林地區(qū)巖溶地貌特征上的比擬研究引言云南路南石林石柱外表比擬圓滑，可分為柱狀石柱、石林谷地、石林嶺脊，石林坡地、石林溶丘，石林盆地等，石柱間發(fā)育溶溝1；桂林巖溶的溶洞及塌陷地貌極為發(fā)育，形成密集林立的錐柱狀、錐狀、塔狀巖體組合而成的自然景觀。其間多為溶蝕裂隙、溶洞等塌陷地貌2。通過(guò)分析，推測(cè)原因是兩地喀斯特地貌的演化程度不同。本文將從巖性、地形地貌、構(gòu)造，古氣候等影響巖溶發(fā)育因素作出分析。1巖溶地貌的演化階段喀斯特地貌的演化可以分為六個(gè)階段，提出巖溶地貌的演化階段關(guān)系見(jiàn)表1。表1巖溶演化階段關(guān)系表云南路南地區(qū)的石林是上述第一階

2、段溶溝階段的產(chǎn)物，有眾多溶溝、石芽、石筍和石柱的出現(xiàn)。桂林的溶蝕作用形成的石林演化程度較高，如象鼻山，那么是原地下河道出露地表形成的。2路南地區(qū)與桂林地區(qū)巖溶地貌發(fā)育的影響因素2.1地史因素從兩地地史情況來(lái)看，中三疊世晚期，由于印支運(yùn)動(dòng)的影響，華南地區(qū)以江南古陸為主體的湘黔桂高地已經(jīng)形成承受剝蝕。而此時(shí)川滇盆地還處于特提斯洋吞沒(méi)狀態(tài)承受沉積，直到三疊紀(jì)末期古特提斯洋最終閉合云南地區(qū)才上升成陸。也就是說(shuō)廣西地塊開(kāi)場(chǎng)隆升遭受剝蝕比云南地區(qū)早了大約2000萬(wàn)年。2.2構(gòu)造因素云南地區(qū)活動(dòng)的斷裂構(gòu)造6組，展布方向?yàn)椋耗媳毕?、北西向、北東向、北北東向、北北西向和東西向，其中以南北向和北西向最為發(fā)育，見(jiàn)圖

3、1。在6組線性構(gòu)造中，對(duì)現(xiàn)代地貌和水系的區(qū)域分異起作明顯的控制作用8，。從圖中可看出，路南地區(qū)昆明以東100公里屬于滇東穹窿式上升區(qū)。路南地區(qū)正處于斷裂帶上，普遍發(fā)育北東向與北西西向近于直立的共軛節(jié)理，是誘導(dǎo)本區(qū)發(fā)育石林、巖柱差異性溶蝕生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。圖1云南構(gòu)造分區(qū)圖引自文獻(xiàn)16，趙維誠(chéng)，1998圖2桂林-楊堤、桂林弧頂斷裂、裂隙、洼地方向相關(guān)圖引自文獻(xiàn)17，鄧自強(qiáng)，1987相比之下，桂林地區(qū)從加里東運(yùn)動(dòng)開(kāi)場(chǎng)，經(jīng)歷了多期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)9。上述多期的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了較為復(fù)雜多變的構(gòu)造斷裂及裂隙。這種構(gòu)造的不均一性也是本區(qū)溶洞、陷塘等地下巖溶地貌普遍發(fā)育的一個(gè)關(guān)鍵因素。2.2地形地貌因素桂林地區(qū)

4、地處桂東北，按照地理學(xué)觀點(diǎn)可以分為四個(gè)區(qū)：北部山區(qū)，北區(qū)谷地，中區(qū)谷地，南區(qū)盆地6。而桂林地區(qū)位于中區(qū)谷地腹部,周?chē)桓呱?、丘陵等正地形往往相伴而生，平行排列。此谷地地形決定了區(qū)內(nèi)主要河流的水流的流動(dòng)。云南自早第三紀(jì)以來(lái)，云南地區(qū)由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升幅度由西北部向東南部逐漸減弱8，從而形成了北高南低的地形。而云南新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)分為4個(gè)二級(jí)區(qū)8(見(jiàn)圖1)。其中路南地區(qū)處于滇東穹窿式上升區(qū)(其特點(diǎn)表現(xiàn)為以曲靖陸良路南為中心的差異性彎隆式上升，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幅度較小，排水條件不良。2.3巖性因素路南地區(qū)發(fā)育石林(石芽)，喀斯特景觀的地層主要為下二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組碳酸鹽巖,為灰色厚層-塊狀虎斑狀白云質(zhì)含生物屑

5、泥晶灰?guī)r2，3。構(gòu)造以脆性變形為主,普遍發(fā)育北東向與北西西向近于直立的共軛節(jié)理。桂林附近的可溶巖主要有中、上泥盆統(tǒng)的東崗嶺組灰?guī)r,桂林組灰?guī)r，和融縣組灰?guī)r，下石炭統(tǒng)的巖關(guān)組灰?guī)r。其中以融縣組灰?guī)r分布面積最大，巖溶也最發(fā)育，東崗嶺組和桂林組灰?guī)r、下石炭統(tǒng)巖關(guān)組灰?guī)r次之5。表2路南地區(qū)與桂林地區(qū)碳酸鹽巖地層巖性比照表影響溶蝕速度的主要因素是而方解石和白云石，而方解石比白云石的難于溶蝕，存在差異溶蝕作用7。路南地區(qū)以白云質(zhì)灰?guī)r為主，各種白云質(zhì)、泥質(zhì)、硅質(zhì)礦物阻礙巖溶的發(fā)育，但高度發(fā)育的生屑使孔隙度較好，結(jié)合近于直立的共軛節(jié)理的導(dǎo)向，本區(qū)普遍發(fā)育表層巖溶地貌。桂林地區(qū)以成分較純的灰?guī)r為主，發(fā)育塌陷地貌

6、。2.4古地理及古氣候條件桂林地區(qū)早三疊世末中三疊世初升起為陸,在比擬潮濕和潮濕熱帶氣候條件配合下,巖溶作用非常強(qiáng)烈，奠定了本區(qū)熱帶巖溶洞穴地貌的雛形。早侏羅世內(nèi)陸湖盆形成,當(dāng)湖積到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),巖溶洞穴被湖積充填、覆蓋和埋藏巖溶作用減弱或根本停頓。第三紀(jì)是桂林地區(qū)巖溶地貌又一強(qiáng)烈發(fā)育時(shí)期，形成了現(xiàn)代巖溶地貌總形態(tài)。喜山運(yùn)動(dòng)后，第三紀(jì)剝蝕、溶蝕下切過(guò)程中,使以前形成的的巖溶洞穴又被利用改造。第四紀(jì)是桂林巖溶地貌強(qiáng)烈繼承發(fā)育和完善時(shí)期(見(jiàn)表3)。表3桂林地區(qū)三疊紀(jì)第四紀(jì)巖溶洞穴發(fā)育程度表地質(zhì)年代古地理環(huán)境及構(gòu)造作用古氣候巖溶洞穴發(fā)育程度第四紀(jì)q處于抬升狀態(tài)更新世氣候轉(zhuǎn)為溫涼巖溶洞穴進(jìn)一步發(fā)育古近紀(jì)

7、新近紀(jì)(e-n)受喜山運(yùn)動(dòng)影響，地殼大幅度抬升潮濕的亞熱帶熱帶氣候巖溶作用強(qiáng)烈發(fā)育，巖溶地貌被再次改造侏羅紀(jì)白堊紀(jì)j-k形成內(nèi)陸湖盆，枯燥的亞熱帶熱帶氣候巖溶作用減弱，三疊紀(jì)t印支運(yùn)動(dòng)，大幅度隆升潮濕的熱帶氣候巖溶作用開(kāi)場(chǎng)強(qiáng)烈發(fā)育，相較之下，發(fā)育路南石林的地質(zhì)歷史時(shí)間較短，演化程度較低。侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)，路南地區(qū)處于古陸剝蝕狀態(tài)，石林根本不發(fā)育。第三紀(jì)和早第四紀(jì)時(shí)在干熱與濕熱交替的古熱帶氣候環(huán)境下,石林才得以開(kāi)展。特別更新世以后,該區(qū)急劇抬升形成高原,石林形成過(guò)程終止,石林地貌根本形成見(jiàn)表4。表4路南地區(qū)侏羅紀(jì)第四紀(jì)石林發(fā)育程度表地質(zhì)年代古地理環(huán)境及構(gòu)造作用古氣候石林發(fā)育程度第四紀(jì)(q)云南夷平

8、面細(xì)微掀升熱帶季風(fēng)氣候由較強(qiáng)轉(zhuǎn)為較弱，石林根本形成古近紀(jì)新近紀(jì)(e-n)經(jīng)歷強(qiáng)烈的夷平作用，形成低海拔的云南準(zhǔn)平原干熱與濕熱交替的熱帶氣候劍狀石林，蜂窩狀溶溝較為發(fā)育侏羅紀(jì)白堊紀(jì)j-k處于古陸狀態(tài)炎熱枯燥根本不發(fā)育3結(jié)論1路南石林屬于早期溶溝階段，桂林地區(qū)屬于中、晚期溶洞及塌陷、抬升溶蝕階段。2路南地區(qū)和桂林地區(qū)地史因素導(dǎo)致隆起時(shí)間相差宏大，導(dǎo)致先隆起剝蝕的桂林地區(qū)以溶洞及塌陷地貌為主；后隆起的路南石林地區(qū)以石林、溶溝的表層巖溶地貌為主。3路南地區(qū)正處于斷裂帶上，普遍發(fā)育近于直立的共軛節(jié)理。桂林地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，形成多變的構(gòu)造斷裂。這種構(gòu)造不均一性是地下巖溶地貌普遍發(fā)育的一個(gè)關(guān)鍵因素。4桂林地區(qū)位于中區(qū)谷地腹部，其谷地地形決定了區(qū)內(nèi)有主要河流的水流的流動(dòng)；而路南地區(qū)處于滇東穹窿式上升區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)幅度較校5巖性方面：路南地區(qū)以白云質(zhì)灰?guī)r為主，雜質(zhì)礦物阻礙巖溶的發(fā)育。較多的生物碎屑孔隙作用，加上近于直立的共軛節(jié)理的導(dǎo)向下