第五章-喀斯特地貌課件

第五章

喀斯特地貌1可編輯課件PPT概述

（一）什么叫喀斯特

水對(duì)可溶性巖石（碳酸鹽類、硫酸鹽類、鹵酸鹽類等）地區(qū)巖石發(fā)生的破壞和改造作用及其形成的一系列地貌。石灰?guī)r石膏鹵鹽2可編輯課件PPT（二）我國(guó)喀斯特地貌發(fā)育概況

我國(guó)喀斯特地貌分布廣、面積大、發(fā)育也很典型，主要分布在石灰?guī)r出露地區(qū)，約占全國(guó)總面積的13%，以桂、黔、滇東為大（例如：桂林山水、路南石林）。3可編輯課件PPT貴州荔波峰林4可編輯課件PPT5可編輯課件PPT重慶武隆天生橋6可編輯課件PPT（三）喀斯特的價(jià)值和不良影響

1、價(jià)值

現(xiàn)已探明石油儲(chǔ)處多在石灰?guī)r溶洞中，約有一半在該地貌中。地表奇峰異石，地下有眾多溶洞，各種造型景觀奇特，稱為豐富的旅游資源。地下洞穴埋藏的古生物和古人類化石有重大科學(xué)價(jià)值。

7可編輯課件PPT黃龍五彩池8可編輯課件PPT黃龍五彩池9可編輯課件PPT海中喀斯特越南下龍灣——“海上桂林”10可編輯課件PPT下龍灣11可編輯課件PPT泰國(guó)普吉島12可編輯課件PPT泰國(guó)普吉島13可編輯課件PPT喀斯特泉14可編輯課件PPT巖溶湖貴州威寧的草海，46.6km215可編輯課件PPT2、不良影響

裂隙、孔洞多，地表難吸收水，風(fēng)化殼薄，會(huì)引起水土缺失，不利農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。常發(fā)生地基破裂，水庫漏水，不利于居民點(diǎn)和交通建設(shè)等16可編輯課件PPT武漢洪山區(qū)青蓮鄉(xiāng)塌陷17可編輯課件PPT石漠化18可編輯課件PPT19可編輯課件PPT第一節(jié)喀斯特作用

一、喀斯特作用的概念

凡是水對(duì)可溶性巖石以化學(xué)過程（溶解和沉淀）為主，機(jī)械作用（流水侵蝕與沉積，以及重力崩塌和堆積等）為輔的破壞和改造作用（不僅發(fā)生在地表，更多的是在地下）。20可編輯課件PPT二、喀斯特作用的化學(xué)過程

CaCO3+CO2+H2O2HCO3-+Ca2+

以上反應(yīng)為可逆過程，當(dāng)大氣中的CO2向水中浸入時(shí)，一部分與水結(jié)合為碳酸溶解固體CaCO3，另一部分保持氣體狀態(tài)。當(dāng)水中氣態(tài)的CO2減少或空氣中CO2含量降低，該反應(yīng)式往左發(fā)展以補(bǔ)充CO2

，則發(fā)生CaCO3的重新沉淀。21可編輯課件PPT三、喀斯特作用的基本條件歸納起來是“四性”：巖石可溶性和透水性，水的流動(dòng)性和溶蝕性。（一）巖石可溶性

主要取決于巖石成分和結(jié)構(gòu)：石灰?guī)r質(zhì)含量增加，溶解度增加，鋁質(zhì)，鐵質(zhì)、硅質(zhì)含量增加，溶解度降低。一般情況下，顆粒徑小，溶解度就大。22可編輯課件PPT（二）巖石透水性

巖石透水性影響著水向地下的滲流，并關(guān)系到地下喀斯特作用的進(jìn)行，巖石孔隙度和裂隙度對(duì)巖石透水性影響最大，而裂隙度大小與巖石的構(gòu)造、純度和厚度等有關(guān)。（三）水的溶蝕力

水的溶蝕力隨深度增加而降低，一是深度增加，升華作用減少而最后消失；二是水和巖石相互作用而逐漸失去具有溶蝕性的碳酸。（四）水的流動(dòng)性——可增大溶蝕力

水的流動(dòng)性主要取決于氣候條件:

熱帶＞溫帶＞寒帶；濕潤(rùn)地區(qū)＞半濕潤(rùn)地區(qū)＞半干旱地區(qū)＞干旱地區(qū)。23可編輯課件PPT①垂直滲透帶（充氣帶）；②季節(jié)變動(dòng)帶（過渡帶）；③水平流動(dòng)帶（飽水帶）；④深部滯流帶?？λ固厮畡?dòng)態(tài)剖面①②③④24可編輯課件PPT（一）垂直滲透帶

位于地面以下～豐水期潛水面以上，平時(shí)少水，僅雨季或融雪季節(jié)才有大量水流。厚度取決于潛水面的位置。該帶常發(fā)育垂直性洞穴。25可編輯課件PPT（二）季節(jié)變動(dòng)帶

位于豐水期潛水面與枯水期潛水面之間，受季節(jié)性水位影響明顯。雨季潛水面上升，該帶水運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗?，平時(shí)少水，潛水面下降，水流沿著重力方向運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)變化，有利于垂直、水平和傾斜的地下溶洞發(fā)育。26可編輯課件PPT（三）水平流動(dòng)帶

位于枯水期潛水面以下，直到谷底補(bǔ)給河流喀斯特水的深處為止。該帶地下水常年存在，水流總是排入河谷，流動(dòng)的方向接近水平，且有自由水面。但在谷底深處，地下會(huì)有承壓性，故水流向上。這里有活躍的水質(zhì)交替和混合，故溶解力較強(qiáng)，可呈大規(guī)模的水平溶洞。27可編輯課件PPT

（四）深部滯流帶

水流極緩慢，甚至停滯，水質(zhì)交替很弱，水流有承壓性，水流方向不受主河谷影響，而向遠(yuǎn)處構(gòu)造盆地或減壓帶排泄，如果近海則從海底涌出，該帶僅見數(shù)量不多的蜂窩狀小洞穴。28可編輯課件PPT二、地表喀斯特地貌（一）石芽與溶溝

1、溶溝

地表流水沿巖石表面和裂隙流動(dòng)時(shí)所溶解的石質(zhì)小溝稱溶溝。

2、石芽石芽是突出于溶溝之間的石脊

3、石芽地當(dāng)石芽與溶溝連成一片，構(gòu)成廣闊的地面時(shí)，就稱石芽地。裸露在地面的石芽因形態(tài)不同可分山脊式、石林式和車軌式。第二節(jié)喀斯特地貌29可編輯課件PPT石芽地30可編輯課件PPT4、埋藏石芽熱帶土壤空氣CO2含量高，地下水有較多的碳酸，可溶蝕土層下的石灰?guī)r形成石芽和溶溝，但因在地下未受雨水沖刷，故石芽外形圓滑，溶溝深度不大（如圖）。31可編輯課件PPT石芽與溶溝云南羅平32可編輯課件PPT石芽與溶溝云南羅平33可編輯課件PPT石芽與溶溝云南羅平34可編輯課件PPT石芽與溶溝木格錯(cuò)，青藏高原35可編輯課件PPT路南石林36可編輯課件PPT阿詩瑪?shù)膫髡f37可編輯課件PPT路南石林世界地質(zhì)公園38可編輯課件PPT大理石石林廣西賀州，我國(guó)唯一的一個(gè)39可編輯課件PPT（二）溶斗與落水洞

溶斗和落水洞都發(fā)育在垂直活動(dòng)帶上，是喀斯特地面上發(fā)育最廣泛的漏陷地貌，但是形態(tài)和成因上有區(qū)別。

1、溶斗（喀斯特漏斗）溶斗是一種碟形、漏斗形、圓筒形的小型封閉式圓洼地（深度一般小于直徑）。當(dāng)喀斯特谷底溶斗呈串珠狀出現(xiàn)時(shí)，暗示著可能有地下河存在，因此常作為喀斯特地區(qū)尋找地下水的指示性地貌。40可編輯課件PPT漏斗貴州興義41可編輯課件PPT漏斗貴州興義42可編輯課件PPT漏斗貴州興義43可編輯課件PPT漏斗群云南羅平44可編輯課件PPT溶斗按成因可分為：（1）溶蝕溶斗地表徑流沿裂隙密集地段溶蝕而成，深度不大，斗壁和緩，斗緣也不明顯，外形多呈碟狀。進(jìn)一步下深時(shí)，斗壁變急峻，斗緣明顯，呈漏斗狀。（2）塌陷漏斗地下常出現(xiàn)大小不等的洞穴，覆蓋在洞頂上的土層或巖層。由于重力作用，有時(shí)崩塌，造成塌陷形溶斗。多呈井狀，底部有崩積物，壁陡，斗緣明顯，深度大于寬度，外形呈筒狀。45可編輯課件PPT2、落水洞

開口于地面而通往地下深處裂隙、地下河或溶洞的洞穴。落水洞的深度比寬度大得多。落水洞形態(tài)主要有兩種：一是裂隙狀落水洞，形態(tài)狹長(zhǎng)，作一定傾斜和曲折向地下延伸，分布最廣；二是井狀落水洞，深度和寬度都很大。落水洞成因除了溶蝕作用外，更重要在于重力和侵蝕作用。46可編輯課件PPT廣西樂業(yè)“天坑群”47可編輯課件PPT樂業(yè)“天坑”仰視48可編輯課件PPT重慶小寨“天坑”49可編輯課件PPT重慶小寨“天坑”50可編輯課件PPT重慶小寨“天坑”51可編輯課件PPT小寨“天坑”仰視52可編輯課件PPT（三）溶蝕洼地和溶蝕谷地

1、溶蝕洼地是一種面積較大的橢圓形封閉洼地，四周多被低山丘陵、峰林等圍繞。底部堆積著2-3m厚的紅土層，當(dāng)洼地底部排水系統(tǒng)堵塞后（發(fā)育后期）積水成湖。Photographfrom:53可編輯課件PPT2、溶蝕谷地

是喀斯特地區(qū)一些寬闊而平坦的谷地，或者盆地兩側(cè)多被峰林夾峙，谷坡急陡，但谷底平坦，橫剖面如槽形。谷地內(nèi)常有過境河穿過，由一端流入，至另一端潛入地下。在河流作用下，谷地不僅迅速擴(kuò)大，還堆積了較厚的沖積物。此外，還殘留石灰?guī)r殘積紅土及低矮的石灰?guī)r孤峰或殘丘。54可編輯課件PPT

溶蝕谷地發(fā)育受構(gòu)造影響很大：如有些谷地發(fā)育于向斜或背斜軸部，有些沿?cái)嘞菖璧鼗驍嗔褞Оl(fā)育，還有些則沿可溶性巖與非可溶性巖得接觸帶發(fā)育。沿?cái)嗔褞Оl(fā)育的溶蝕谷地，谷底分布農(nóng)田，兩側(cè)為峰叢夾峙（福建永安）55可編輯課件PPT坡立谷56可編輯課件PPT壩子云南羅平57可編輯課件PPT云南羅平壩子58可編輯課件PPT（四）干谷、盲谷和地下河

1、干谷喀斯特區(qū)往昔的河谷（今已無水或僅洪水期有水）。

2、盲谷和地下河盲谷是死胡同式河谷，前方常被陡崖所擋，河水從崖下落水洞潛入地下，變成地下河。盲谷前端的落水洞還會(huì)向上游遷移，表示地下河不斷向河流上游襲奪。59可編輯課件PPT地下河60可編輯課件PPT地下河61可編輯課件PPT地下河62可編輯課件PPT廣東英得63可編輯課件PPT地下河廣東連州64可編輯課件PPT北京郊區(qū)銀狐洞地下河65可編輯課件PPT地下河出口66可編輯課件PPT地下河出口67可編輯課件PPT地下河出口廣東英德68可編輯課件PPT地下瀑布69可編輯課件PPT地下河出口70可編輯課件PPT意大利著名的藍(lán)洞地下河出海口71可編輯課件PPT（五）峰叢、峰林和孤峰

1、峰叢峰叢頂部山峰分散，基部連成一體，地勢(shì)較高，侵蝕較輕微，是位于垂直滲透帶上的峰林集合體。Photographfrom:72可編輯課件PPT2、峰林

成群的石灰?guī)r山峰基部分離或微微相連，接近地下水位線。是地殼長(zhǎng)期穩(wěn)定下石灰?guī)r體遭受強(qiáng)烈破壞并深切至水平流動(dòng)帶所成的山群。與其相伴多是大型溶蝕谷地和深陷溶蝕洼地等。Photographfrom:73可編輯課件PPT3、孤峰

散立在溶蝕谷地或溶蝕平原上的低矮山峰，是長(zhǎng)期喀斯特作用的產(chǎn)物。如桂林獨(dú)秀峰，伏波巖。Photographfrom:74可編輯課件PPT4、三者聯(lián)系

時(shí)間上：發(fā)育早期→中期→晚期（峰叢→峰林→孤峰）空間上：中間→邊緣→外緣（峰叢→峰林→孤峰）峰叢、峰林與孤峰分布剖面示意圖75可編輯課件PPT孤峰76可編輯課件PPT孤峰77可編輯課件PPT峰叢與峰林78可編輯課件PPT峰林79可編輯課件PPT桂林山水甲天下80可編輯課件PPT漓江81可編輯課件PPT（六）巖溶盆地和巖溶平原

巖溶盆地是一種大型的巖溶洼地，邊緣略陡并發(fā)育發(fā)育峰林。多分布于地殼相對(duì)穩(wěn)定地區(qū)。巖溶盆地繼續(xù)擴(kuò)大形成巖溶平原，地表覆蓋紅土并發(fā)育孤峰殘丘。

82可編輯課件PPTPhotographfrom:83可編輯課件PPTPhotographfrom:84可編輯課件PPT湖南波月洞二、地下喀斯特地貌85可編輯課件PPT溶洞86可編輯課件PPT邊石堤石珊瑚千姿百態(tài)的地下喀斯特（碳酸鹽巖）堆積是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期形成的87可編輯課件PPT卷曲石88可編輯課件PPT石水果89可編輯課件PPT純凈的鈣質(zhì)90可編輯課件PPT石缸91可編輯課件PPT92可編輯課件PPT

⑴石鐘乳（垂直于洞頂?shù)牡瑰F狀CaCO3堆積體）

因洞頂滲入的地下水CO2含量較高，對(duì)石灰?guī)r有較強(qiáng)的溶蝕力。溶解成飽和態(tài)的CaCO3在水滴表面結(jié)晶為極薄的鈣膜，水滴落下時(shí)，鈣膜破裂，殘留下來的CaCO3便與頂板連結(jié)成為鈣環(huán)。由于下滲水滴不斷供應(yīng)CaCO3

，鈣環(huán)不斷下伸，形成細(xì)長(zhǎng)中空的石鐘乳。93可編輯課件PPT⑵石筍（由洞底往上增高的CaCO3堆積體）

與石鐘乳方向相反、位置相對(duì)。當(dāng)水滴從石鐘乳上跌落至洞底時(shí)，變成許多小水珠或流動(dòng)的水膜，使原已含過量CO2的水滴有了更大的表面積，CO2逸散，產(chǎn)生CaCO3堆積。94可編輯課件PPT貴州桐梓石筍橫斷面與縱斷面(基本連續(xù)沉積)廣西桂林石鐘乳斷面

(沉積間斷)95可編輯課件PPT二、石筍與過去氣候變化記錄96可編輯課件PPTWangetal.,Nature,200597可編輯課件PPTZhangetal.,Science,200898可編輯課件PPT第三節(jié)喀斯特地貌的發(fā)育一、喀斯特地貌的發(fā)育階段（一）早期

披覆在石灰?guī)r上的非溶性被剝除，石灰?guī)r體露出地面后，喀斯特開始發(fā)育。地表水流，包括河流作用仍占優(yōu)勢(shì)，但地面上已出現(xiàn)溶溝、石芽、溶斗、落水洞等漏陷地貌。99可編輯課件PPT（二）中期

是喀斯特地貌發(fā)育最盛，也是地下水占優(yōu)勢(shì)的時(shí)期。地表水大部分轉(zhuǎn)入地下（主河流除外），形成地下水系和地下洞穴系統(tǒng)。地面十分干旱，并廣泛發(fā)育出溶蝕洼地，干谷和盲谷等，此后，許多地下河和溶洞頂部崩塌，出露后成地表河或峽谷等。地面切割及十分破碎，產(chǎn)生許多深陷洼地，大型溶蝕谷地、峰叢和峰林等地貌。100可編輯課件PPT（三）晚期

當(dāng)?shù)叵滤叭芏创罅勘浪芪g谷地，洼地不斷擴(kuò)大，以及可溶性巖層之下的非溶性巖層廣泛出露時(shí)，地表水系又發(fā)育起來，河流作用重新占上風(fēng)，此期發(fā)育出廣闊的溶蝕平原，平原上還堆積著石灰?guī)r殘積紅土、峰林蝕余的孤峰與殘丘。101可編輯課件PPT二、喀斯特地貌的地帶性

氣候，尤其是氣溫和降水直接或間接影響著喀斯特水的徑流量和溶解速度，從而使喀斯特地貌具有地帶性的特征。102可編輯課件PPT（一）熱帶亞熱帶季風(fēng)型

高溫多雨是熱帶亞熱帶氣候典型特征，喀斯特作用強(qiáng)度大，速度快，地貌發(fā)育比其它氣候好：峰林發(fā)育得最好；地面露陷地貌，溶蝕洼地及溶蝕谷地等廣泛發(fā)育。石芽和溶溝也十分顯著，石芽高大而呈山脊式和石林式；地下喀斯特地貌發(fā)達(dá)，形成廣大的洞穴系統(tǒng)，“逢山必有洞”。這種類型的喀斯特地貌主要分布在西印度群島、爪哇、越南、中國(guó)廣西地區(qū)和云貴高原。103可編輯課件PPT（二）地中海型

水熱條件不如熱帶，但是地表或地下喀斯特地貌仍相當(dāng)顯著。以溶斗、落水洞、溶蝕洼地、坡立谷、盲谷及干谷等多見，還有少數(shù)河流切割造成糟形峽谷（地下河崩塌地段峽谷更為明顯）。

主要分布在地中海沿岸，如巴爾干半島、愛琴海群島、克里米亞和南高加索等地。104可編輯課件