岩溶地貌及岩溶堆积物

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1、Wednesday,July14,2021第五章岩溶地貌及岩溶堆积物岩溶作用及岩溶形成条件岩溶地貌岩溶堆积物岩溶旋回（一）岩溶作用定义：在可溶性岩石地区，凡是以地下水作用为主，地表水作用为辅；以化学作用为主，机械作用为辅，对可溶性岩石的溶解破坏的过程。岩溶：岩溶作用及其由此产生的现象叫岩溶。喀斯特(Karst):南斯拉夫西北部石灰岩高原的地名，代表石灰岩被溶蚀后形成的地貌。一、岩溶作用及岩溶形成条件Wednesday,July14,2021岩溶作用类型地下水的潜蚀作用地下水的搬运作用地下水的沉积作用Wednesday,July14,

2、20211．地下水的潜蚀作用定义：地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用。由于地下水的化学成分较复杂，常含有较多CO2和各种溶剂，因而化学潜蚀作用显著。Wednesday,July14,2021地下水的运动特征：地下水的垂直运动在包气带，地下水主要作垂直运动。因而岩溶地形也沿垂直方向发育，主为有溶沟、石芽、落水洞、溶斗等。地下水的水平运动在潜水面附近，地下水作近于水平方向运动。因而溶蚀作用沿水平方向发展。岩石经溶蚀后形成水平方向延伸的溶洞。主要为化学搬运，化学搬运物的成分和数量，取决于地下水渗流区的岩石性质和风化程度。流经灰岩地区的

3、地下水，含HCO3-、Ca2+、Mg2+较多。在干旱及半旱地区，因化学风化较弱，只有极易迁移的K+、Na+、Cl-、SO42-等离子。在湿热气候区，化学风化作用强烈而彻底，地下水搬运的物质除上述物质以外，可有较多的SiO2、Al(OH)3、Fe(OH)3等胶体物质。地下水的溶运能力，与水温、压力、运移速度、酸碱度及CO2含量有关。一般来说，温度高、压力大、流速快、CO2和酸类物质含量高时,其溶运能力强；反之，则较弱。2．地下水的搬运作用3．地下水的沉积作用溶洞沉积物在灰岩区，当溶有重碳酸钙的地下水渗入溶洞时，压力突然降低，水中溶解的

4、CO2逸出，形成CaCO3沉淀。钟乳石（石钟乳、石笋、石柱）、石幔。泉华沉积物当泉水流出地表时，因压力降低、温度升高，地下水中的矿物质发生沉淀，沉淀在泉口的疏松多孔物质叫泉华。成分为CaCO3时，称为钙华或石灰华；以SiO2为主时称为硅华。泉华可堆积成锥状、台阶状或扇状地貌。Wednesday,July14,2021（二）岩溶形成条件①岩石的可溶性岩石的可溶性是发生岩溶作用的必要条件。岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分，岩溶作用主要发生在灰岩、白云岩发育的地区。1．岩石成分对溶蚀率的影响一般来说，碳酸盐类岩石溶解度，从大到小:石灰

5、岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩Wednesday,July14,2021白云岩白云质灰岩灰岩矿物白云石白云石+方解石方解石Ca/Mg1.2~2.22.2~10.0>10.0相对溶解度0.35~0.820.8~0.99≈1岩溶化程度小中大Wednesday,July14,20212．岩石结构对溶蚀率的影响结晶岩石的晶粒愈小，相对溶解速度愈大在，隐晶结构一般具有较高的溶蚀率。不等粒结构石灰岩比等粒结构石灰岩的相对溶解度要大。矿物种类：方解石为主岩溶发育，以白云石为主岩溶不发育。化学成分：Ca/Mg比值越大，岩溶作用越强。相对溶解度：溶解度

6、越大，岩溶作用越强。②岩石的透水性透水性强的岩石利于岩溶作用的进行。在这些岩石中的地下水运动速度相对较快，新鲜的地下水不断补充，使它处于不饱和状态，具较大溶蚀能力。（1）成分纯、刚性强的岩石透水性好。（2）厚层的可溶性岩石较薄层可溶性岩石的透水性好。（3）构造发育的地质岩溶作用强，褶皱和断裂作用使岩石的破裂程度加大，从而使透水性大大增强。Wednesday,July14,2021③水的溶解性水的溶解力主要取决于CO2的含量，纯水的溶蚀力是极其微弱的。水中CO2的含量受气压与温度的影响。T（℃）CO2含量（%）CaCO3溶解度（mg/

7、l）01.181100.7070200.5260300.3949表5-1PCO2=0.0003atm时水中的CO2含量及CaCO3溶解度表Wednesday,July14,2021④水的流动性滞流的水，由于不能及时补给CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所饱和。流动的水，由于水温、水量及气压条件的不断改变，可保持水的溶解性能，特别是不同CO2浓度地下水混合，会大大提高水的溶解力。Wednesday,July14,2021沙锅店奥陶纪灰岩Wednesday,July14,2021灰岩溶沟Wednesday,July14,202

8、1灰岩中的落水洞、石芽Wednesday,July14,2021沙锅店东山梁灰岩石芽二．岩溶地貌（一）地表岩溶（二）地下岩溶（一）地表岩溶1．石芽与溶沟溶沟：地表水沿可溶蚀岩石的节理裂隙进行溶蚀与侵蚀，形成纵横交错的凹槽。石芽：凹槽之