樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌概況

樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌概況

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白利一、巖溶綜述巖溶地貌，是具有溶蝕力的水對可溶性巖石進行溶蝕（巖溶）作用等所形成的地表和地下形態(tài)的總稱，又稱喀斯特地貌。除溶蝕（巖溶）作用以外，還包括流水的沖蝕、潛蝕，以及坍陷等機械侵蝕過程。巖溶作用，是指地表水和地下水對可溶性巖石（碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵鹽巖）所進行的以化學溶解作用為主，機械侵蝕作用為輔的溶蝕作用、侵蝕—溶蝕作用以及與之相伴生的堆積作用的總稱。巖溶，巖溶作用及其所產(chǎn)生的一切巖溶現(xiàn)象的總稱。早在300多年前，我國明代地理學家徐霞客（1587-1641）考察了廣西、貴州、云南一帶的石灰?guī)r地貌，探索了許多地下溶洞，并作了詳細記錄?？λ固厥悄纤估蛭鞅辈恳蛔?guī)r高原的名稱?？λ固兀↘arst）一詞源自前南斯拉夫西北部伊斯特拉半島碳酸鹽巖高原的名稱，當?shù)胤Q謂，意為巖石裸露的地方。19世紀末，南斯拉夫?qū)W者司威治(J.Cvijic)研究了喀斯特高原的奇特地貌，“喀斯特地貌”因近代喀斯特研究發(fā)軔于該地而得名。1966年2月，我國第二屆喀斯特會議，決定將“喀斯特”一詞改為巖溶。一、巖溶綜述巖溶現(xiàn)象，在巖溶作用地區(qū)所產(chǎn)生的特殊地質(zhì)、地貌和水文特征的現(xiàn)象。碳酸鹽巖類：石灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r等。硫酸鹽巖類：石膏、硬石膏和芒硝等。鹵鹽類巖類：鉀鹽巖、鈉鹽巖、鎂鹽巖等。真巖溶，發(fā)育在可溶性巖石中的巖溶現(xiàn)象。假巖溶，包括碎屑巖溶、黃土和粘土巖溶、熱融巖溶和火山巖區(qū)的熔巖巖溶等。它們不是由可溶性巖石所構(gòu)成，在本質(zhì)上不同于巖溶現(xiàn)象。一、巖溶綜述按巖石性質(zhì)分類：碳酸鹽巖溶、硫酸鹽巖溶、鹵鹽巖巖溶。按出露條件分類：裸露巖溶、覆蓋巖溶、埋藏巖溶。按氣候帶分類：熱帶巖溶、亞熱帶巖溶、溫帶巖溶、寒帶巖溶。按垂直動力帶分類：滲流（充氣）帶巖溶、淺潛水（飽水）帶巖溶和深部巖溶。巖性成分對溶解度的影響：易溶的鹵鹽巖：巖鹽(NaCl)，鉀巖(KCl)，鎂巖(MgCl2)中等溶解的硫酸鹽巖：石膏(CaSO42H2O),芒硝(Na2SO410H2O)難溶的碳酸鹽巖類：石灰?guī)r(CaCO3)，白云巖(CaMg(CO3)2)一、巖溶綜述碳酸鹽類巖石的礦物成分對溶解度的影響碳酸鹽類巖石按所含礦物成分的重量百分比，由高到低可劃分為7個類型。Ⅰ.石灰?guī)r類Ⅱ.石灰?guī)r—白云巖類Ⅲ.白云巖類Ⅳ.泥質(zhì)灰?guī)r類Ⅴ.泥質(zhì)白云巖類Ⅵ.泥灰?guī)r類Ⅶ.碳酸質(zhì)砂頁巖類二、巖溶地貌巖溶地表形態(tài)類型屬正地形的主要有峰林、孤峰、殘丘、巖溶丘陵和石芽。負地形主要類型有落水洞、漏斗、豎井、盲谷、干谷、巖溶洼地、坡立谷、巖溶平原、巖溶嶂谷（峽谷）、溶溝與溶隙等。地表正、負地形間及地表與地下巖溶類型間常有成因聯(lián)系，構(gòu)成一定的地貌組合。巖溶孤峰、殘丘和巖溶平原常構(gòu)成一組合類型。巖溶喀斯特豎井即為地表落水洞和地下巖溶系統(tǒng)水力聯(lián)系的垂直通道。

溶溝石芽埋藏石芽半裸露石芽裸露石芽二、巖溶地貌

二、巖溶地貌石芽：溶溝間突起的石脊稱石芽。石林是一種大型石芽。石芽有的呈尖脊狀、尖刀山狀、車軌狀、棋盤狀、石柱狀。石芽的形態(tài)和分布特征常受地形、節(jié)理及巖性的控制。溶溝，指石灰?guī)r表面上的一些溝槽狀凹地。它是由地表水流，主要是片流和暫時性溝狀水流順著坡地，沿節(jié)理溶蝕和沖蝕的結(jié)果。溝槽深度不大，一般數(shù)厘米至數(shù)米，成片出現(xiàn)石芽溶溝區(qū)稱溶溝平原。

二、巖溶地貌峰叢洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蝕平原二、巖溶地貌峰林，國外稱錐狀和塔狀喀斯特。高聳林立的碳酸鹽巖石峰，分散立和叢聚兩類。叢聚的連座峰林又稱峰叢，以基底連接超過其高度的二分之一劃分。峰林主要發(fā)育在濕潤熱帶、亞熱帶（年均溫）＞20℃，年降水量＞1500毫米）。峰林相對高度為100～200米，高者達300米，坡度＞45°。中國峰林在世界上最為典型，面積最大，主要分布于廣西、貴州、云南和湖南南部、廣東北部等地。

峰林地貌的同時態(tài)系統(tǒng)演化模式二、巖溶地貌二、巖溶地貌峰林，國外稱錐狀和塔狀喀斯特。高聳林立的碳酸鹽巖石峰，分散立和叢聚兩類。叢聚的連座峰林又稱峰叢，以基底連接超過其高度的二分之一劃分。峰林主要發(fā)育在濕潤熱帶、亞熱帶（年均溫）＞20℃，年降水量＞1500毫米）。峰林相對高度為100～200米，高者達300米，坡度＞45°。中國峰林在世界上最為典型，面積最大，主要分布于廣西、貴州、云南和湖南南部、廣東北部等地。孤峰，豎立在平原上的孤立的石灰?guī)r山峰。坡立谷，面積較大，數(shù)十到數(shù)百平方公里；底部平坦，地表有河流通過，堆積物有沖積、坡積及殘余的各類堆積；周圍有時發(fā)育峰林地形，內(nèi)部可以有孤峰、殘丘；長軸方向常與構(gòu)造線一致。二、巖溶地貌

二、巖溶地貌漏斗河流溶蝕洼地二、巖溶地貌溶蝕洼地，由喀斯特漏斗擴大或合并而成的，呈封閉或半封閉狀喀斯特地貌類型。

分布在峰叢或峰林之間，呈封閉或半封閉狀。平面形態(tài)為圓形或橢圓形，長軸常沿構(gòu)造線發(fā)育，面積約數(shù)平方公里至數(shù)十平方公里。洼地底部呈線凹形，有時因漏斗及落水洞的分布而略有不平，表層堆積有厚度不等的殘余紅土及水流沖刷來的紅土堆積。被峰林環(huán)繞的溶蝕洼地二、巖溶地貌二、巖溶地貌落水洞豎井盲谷盲谷泉落水洞河流伏流二、巖溶地貌溶蝕洼地，由喀斯特漏斗擴大或合并而成的，呈封閉或半封閉狀喀斯特地貌類型。

分布在峰叢或峰林之間，呈封閉或半封閉狀。平面形態(tài)為圓形或橢圓形，長軸常沿構(gòu)造線發(fā)育，面積約數(shù)平方公里至數(shù)十平方公里。洼地底部呈線凹形，有時因漏斗及落水洞的分布而略有不平，表層堆積有厚度不等的殘余紅土及水流沖刷來的紅土堆積。二、巖溶地貌落水洞，是地表水流入地下的進口，表面形態(tài)與漏斗相似，是地表及地下巖溶地貌的過渡類型。落水洞主要可分為裂隙狀的，筒狀的，錐狀的及袋狀的。它們既可直接表現(xiàn)于地表面，也可套置于巖溶漏斗的底部。由于落水洞常沿構(gòu)造線、裂隙和順巖層展布方向呈線狀或帶狀分布，因此是判明暗河方向的一種標志。豎井，洞壁直立的井狀管道，稱為豎井，實際是一種坍陷漏斗。在平面輪廓上呈方形、長條狀或不規(guī)則圓形。長條狀是沿一組節(jié)理發(fā)育的，方形或圓形則是沿著兩組節(jié)理發(fā)育的。井壁陡峭，近乎直立，有時從豎井往下可以看到地下河的水面。盲谷，喀斯特區(qū)的地表河下游消失于落水洞或溶洞中形成的無出口的河谷，又稱斷尾河。常發(fā)育于地下水水力坡降變陡處，是地下河襲奪地表河所致，因此，在地表水沒入落水洞的上方為一陡壁。由喀斯特陡壁下流出的喀斯特泉或地下河，在地表出露形成的河流，稱為斷頭河。云南宣威地下截彎取直形成的干谷干谷，巖溶區(qū)無水的河谷。二、巖溶地貌湖北利川伏流暗河也叫“伏流”，指地面以下的河流，是地下巖溶地貌的一種，是由地下水匯集，或地表水沿地下巖石裂隙滲入地下，經(jīng)過巖石溶蝕、坍塌以及水的搬運而形成的地下河道。主要是在巖溶發(fā)育中期形成的。暗河的空間分布受巖性、地質(zhì)構(gòu)造和排水基準面的控制。在地層褶皺的軸部、裂隙和斷裂部位、可溶巖同非可溶巖的接觸處和排水基準面附近常發(fā)育暗河。暗河有自己的補給、徑流和排泄系統(tǒng)。大的暗河也形成地下河系，主要沿構(gòu)造破裂面發(fā)育。地下河和伏流是巖溶地區(qū)重要的水源。

二、巖溶地貌伏流景觀二、巖溶地貌天生橋，地下河與溶洞的頂板崩塌后,橫跨河谷的殘留頂板，其兩端與地面連接，中間懸空而呈橋狀。廣義地說，一切橫跨溝谷或河流上的巖體都可稱天生橋。

二、巖溶地貌典型的巖溶湖是由碳酸鹽類地層經(jīng)流水的長期溶蝕所產(chǎn)生的巖溶洼地、巖溶漏斗或落水洞等被堵，經(jīng)匯水而形成的一類湖泊。

巖溶湖泊排列無一定方向，形狀或圓形或橢圓形，有時也可呈長條形。巖溶湖一般面積不大，水深也較淺。我國巖溶湖大多分布在巖溶地貌較發(fā)育的黔、桂和滇等?。▍^(qū)）。貴州省咸寧的草海，它原是一個構(gòu)造下陷而成的盆地，早期的湖泊大約形成于15萬年以前，當時湖面面積達90平方公里以上。據(jù)稱“清咸豐七年（1857），七月落雨40余晝夜，山洪暴發(fā)，夾沙抱木，大部落水洞被堵，洪水無法渲泄，盆地東部被掩成湖”。因湖中滋生繁茂的水生植物，故名草海。當湖水位為海拔2170米時，水深為2-5米，湖面積為45.5平方公里，容積為1.4×108米3。草海是我國湖面面積最大的構(gòu)造巖溶洞，素有高原明珠之稱。

二、巖溶地貌地下暗河示意圖1.暗河主要河道;2.暗河出口;3.流向;4.巖溶泉二、巖溶地貌溶洞的形成是巖溶地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果，石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。由于石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少不同，被侵蝕的程度不同，就逐漸被溶解分割成互不相依、千姿百態(tài)、陡峭秀麗的山峰和奇異景觀的溶洞。中國現(xiàn)知最長的溶洞是湖北利川縣騰龍洞，長約40千米；最深的為貴州水城吳家大洞。深430米。中國是個多溶洞的國家，尤以廣西境內(nèi)的溶洞著稱，如桂林的七星巖、蘆迪巖等。

二、巖溶地貌目前中國發(fā)現(xiàn)的溶洞數(shù)以萬計，洞穴長度超過3km共有35個。中國洞穴排名如下：

1、貴州綏陽縣雙河洞70.502km（含700m石膏洞）

2、湖北利川市騰龍洞37km（未探明33km）

6、廣西桂林冠巖10km7、遼寧恒仁望天洞7km15、貴州織金洞（打雞洞）5km（含46200m2大廳）

18、貴州安順龍宮4km20、湖南張家界黃龍洞4km30、本溪水洞3.14km31、湖南新化縣梅山龍宮3km二、巖溶地貌溶洞的形態(tài)二、巖溶地貌巖溶地貌分類表二、巖溶地貌溶蝕殘余堆積物在巖溶作用下,碳酸鹽類巖石被水溶解后,所殘留下來的富含Al2O3和Fe2O3的紅色粘土物質(zhì),稱為“赭土”或“紅色石灰土”。地形方面——古夷平面、巖溶負地形、充填于溶洞巖礦成分——富含Al2O3和Fe2O3的粘土物質(zhì)巖相特點——無層理，無分選，細膩均一，以粘土礦物為主，常呈紅色或黃色，有時含灰?guī)r礫石。二、巖溶地貌洞穴堆積物和化學沉積懸垂于洞頂——石鐘乳滴落于洞底，自下而上“生長”石筍二者相接——石柱懸于洞壁——石幔二、巖溶地貌穴珠——巖溶珍珠——芬妮石芬妮——法國洞穴探險隊長沙克的愛女二、巖溶地貌重力堆積物由洞頂及洞壁崩塌下來的灰?guī)r角礫或鐘乳石碎塊，但常膠結(jié)為角礫巖。地下河、湖沉積物發(fā)育層理的沙礫石沉積，和地表河湖沉積相似。生物及文化堆積朝陽、干燥、離水源較近的洞穴是古人類居住的最好場所。古人類的遺存和遺跡構(gòu)成洞穴文化堆積物。二、巖溶地貌周口店猿人洞剖面圖上文化層下文化層北京猿人的頭蓋骨產(chǎn)在第8層二、巖溶地貌泉華堆積物溶解有礦物質(zhì)和礦物鹽的地熱水和蒸汽在巖石裂隙和地表面上的化學沉淀物。

自然界最常見的泉華有硫華、硅華、鈣華、鹽華和金屬礦物五大類。非金屬泉華的礦物類別有：自然硫、蛋白石、方解石、文石和其他可溶性碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物、硅酸鹽礦物、硝酸鹽礦物和硼酸鹽礦物等。金屬泉華的礦物多見辰砂、黃鐵礦和輝銻礦。

泉華是地熱流體與深部宿主巖體和通道圍巖相互作用的產(chǎn)物在向地表上行的過程中，因溫度、壓力等條件發(fā)生變化的化學沉積物，因而它不僅能反映泉水的化學成分，而且能帶出水熱系統(tǒng)深部和上行通道的重要信息。

泉華沉積物：當泉水流出地表時，因壓力降低、溫度升高，地下水中的礦物質(zhì)發(fā)生沉淀，沉淀在泉口的疏松多孔物質(zhì)叫泉華。泉華的成分為CaCO3時，稱為鈣華或石灰華；以SiO2為主時稱為硅華。由于泉華物質(zhì)成分、沉淀數(shù)量及泉口地形的差異，泉華可堆積成錐狀、臺階狀或扇狀地貌。

二、巖溶地貌

二、巖溶地貌巖溶地貌研究意義找水：巖溶地區(qū)地表水少，地下水豐富，例如：大西南，泉城濟南等旅游地學：桂林山水，洞穴、石林、九寨溝、張家界砂巖石林、乾安大布蘇、官馬溶洞。洞穴考古：發(fā)現(xiàn)洞穴后，首先要進行考古發(fā)掘，如周口店猿人洞—山頂洞，安徽和縣猿人洞，繁昌人字洞；吉林省安圖縣明月鎮(zhèn)石門山洞穴遺址等。二、巖溶地貌中國巖溶旅游資源分類：⑴孤峰（獨秀峰型）：四壁陡峭100m以上的石峰孤立在巖溶平原上。⑵峰林（漓江型）：桂林漓江風景區(qū)興坪—福利景區(qū)。⑶峰叢（陽朔型）：桂林漓江風景區(qū)陽朔景區(qū)。⑷石林（石林型）：高達20—50m的石灰柱，成群出現(xiàn)，遠望如林（石柱高＞5m），路南石林。⑸天生橋（武隆型）：三橋景區(qū)，位于烏江支流羊水河峽谷中段。天龍橋高235m，青龍橋（281m），黑龍橋（223m）⑹天坑（興文型）：大型塌陷漏斗，廣西樂業(yè)大石圍天坑群（22個）。二、巖溶地貌⑺鈣華堆積（黃龍—九寨型）：黃龍景區(qū)共有8群2230個彩池。⑻巖溶旱洞（石花洞型）。⑼巖溶水洞（本溪水洞型）。⑽巖溶文化洞（周口店型）。⑾巖溶峽谷（長江三峽型）。⑿巖溶嶂谷（貴州馬嶺河型）：谷寬＜＜谷深⒀巖溶泉（濟南型）：寒武紀巖溶水受巖體阻隔。⒁?guī)r溶瀑布（黃果樹型）：打幫河河床上石灰?guī)r瀑布。二、巖溶地貌世界遺產(chǎn)地

全球共有世界遺產(chǎn)地630處，其中karst遺產(chǎn)地12處，在所有自然類遺產(chǎn)中是最多的一類。⑴法國韋澤爾峽谷溶洞群⑵美國卡爾斯巴得溶洞國家公園⑶美國猛犸洞國家公園⑷西班牙阿爾塔米拉溶洞⑸斯洛文尼亞什科茨楊溶洞⑹中國黃龍鈣華堆積景觀（2330個彩池）二、巖溶地貌⑺中國九寨溝鈣華堆積景觀⑻土耳其赫皮斯利鈣華堆積景觀⑼土耳其伯穆克卡萊鈣華堆積景觀⑽馬達加斯加貝瑪拉哈石林自然保護區(qū)⑾越南下龍灣峰林⑿古巴沃訥爾斯河谷峰林

我國119處國家重點風景名勝區(qū)中，karst景區(qū)26處，還有7處與karst景觀有關(guān)，共33處，占全國重點風景名勝區(qū)四分之一以上。二、巖溶地貌

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌樂業(yè)縣多年平均降水量1356.4mm，年平均雨日185天，年平均連續(xù)雨日144天，年平均氣溫16.4℃，最熱月7月平均氣溫23.4℃，最冷月1月平均氣溫7.5℃.年平均相對濕度83%，年平均蒸發(fā)量1105mm，年平均日照1446小時，日照率32%，年平均無霜期302天。大石圍天坑群集中分布區(qū)平均氣溫16.6℃，降水量1400mm。樂業(yè)縣域?qū)儆谥榻饔蛭鹘t水河水系，紅水河為樂業(yè)縣與貴州省界河，縣境內(nèi)長51km，河寬約150m，比降0.61‰.

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌

樂業(yè)縣地處我國三大地形階梯中第二階梯的貴州高原向廣西盆地傾降過渡的斜坡地帶，全境為已解體的中低山山原地貌，在中三疊世（約2.2億年）沉積了一套半深海泥頁巖、砂巖建造后抬升為陸地，結(jié)束了海相沉積的歷史。晚三疊世強烈的印支運動形成了一系列褶皺和斷裂，奠定了廣西全境地質(zhì)構(gòu)造的基本框架。白堊紀未（約6500萬年前），燕山運動使該區(qū)S型地質(zhì)構(gòu)造最終成形。在經(jīng)歷了侏羅紀—白堊紀長達1.3億年的剝蝕后，于新生代的第三紀在現(xiàn)今三片巖溶區(qū)范圍內(nèi)，覆蓋在可溶巖上的巨厚碎屑巖蓋層被剝蝕殆盡，碳酸鹽巖開始裸露出地表，開始了巖溶作用。區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育大致經(jīng)歷了桂西高原期、桂西山盆期和紅水河期三個階段，形成了如今以高峰叢—深洼地（漏斗）—谷地—天坑—地下河—洞穴組成的巖溶地貌組合形態(tài)。樂業(yè)縣分布三片巖溶區(qū)，以中部正S形片區(qū)最大和最為重要，由可溶巖地層和一系列弧形褶皺、壓扭性斷裂組成，被稱為S型構(gòu)造，沿構(gòu)造發(fā)育廣西四大地下河之一的百郎地下河系統(tǒng)，流域面積達835km2。

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌巖溶漏斗，其性狀為封閉的漏斗狀或碟狀，底部有地表水入滲點或落水洞。起源于克羅地亞亞得里亞海沿海巖溶地區(qū)一種叫“doline”的地形，主要由地表水在地面分散入滲溶蝕而成，并成為巖溶地形的一種最具鑒別性的特征。有溶蝕漏斗、塌陷漏斗、滲透漏斗、潛蝕漏斗和溶解—雪蝕漏斗等漏斗成因類型的劃分，其中以溶蝕漏斗和塌陷漏斗最為常見，塌陷漏斗有基巖塌陷和覆蓋層塌陷兩類。就形態(tài)特征而言，又可分碟狀、漏斗狀以及陷坑狀（豎井狀）三種。天坑，發(fā)育在連續(xù)沉積厚度及其含水層包氣帶厚度均特別巨大（地下水位深埋）的碳酸鹽巖層中，從地下通向地面，四周巖壁峭立，深度與平面寬度從百米至數(shù)百米以上、底部與其發(fā)育期的地下河相連接的一種大型陷坑狀負地形。主要分布在我國南方巖溶峰叢（漏斗、洼地、干谷）山區(qū)，特別是受深切排水基準面影響的長江三峽及其兩岸（特別是右岸）支流，紅水河（含北盤江和南盤江）、右江和左江諸流域內(nèi)的大片峰叢山區(qū)。

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌

三、樂業(yè)鳳山世界地質(zhì)公園天坑巖溶地貌巖溶漏斗與巖溶天坑的基本性質(zhì)差異：1.基巖巖溶漏斗多為碟狀或淺盆狀，即寬度大于深度；極少數(shù)為桶狀，即寬度與深度相當或深度稍大于寬度。而巖溶天坑多為井桶狀、陷坑狀或倒置漏斗狀。2.巖溶漏斗的周壁與底部多無明顯的分界線，周壁為緩坡，基巖裸露；底部或基巖出露或有薄的蝕余土層覆蓋，且多有落水洞或滲坑存在，入滲的水流直接進入裂隙含水層中。而天坑的周壁與底部則界限分明，周壁為陡坡絕崖；坑底有厚層的崩塌粗礫（快碎石）堆積，并有發(fā)育達到相當規(guī)模的地下河水道存在。3.巖溶漏斗的發(fā)育分布與地表地形有密切的相關(guān)關(guān)系。作為負地形的巖溶漏斗總是與相應的正地形協(xié)調(diào)一致。而在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢的塌陷型天坑的形成和出現(xiàn)，則與地表地形無直接聯(lián)系，即塌陷天坑可出現(xiàn)在地表地形的任何部位