《喀斯特地貌》PPT课件.ppt

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1、课题：喀斯特地貌姓名：刘融学号：0915020110班级：土木09-1班联系电话：13804565481成因原理形成条件发展阶段假喀斯特研究历史研究意义地貌分布我国分布基本条件喀斯特地貌 n n定义定义1 1：喀斯特喀斯特喀斯特喀斯特地貌地貌地貌地貌（karst landformkarst landform）是具有）是具有溶溶溶溶蚀力蚀力蚀力蚀力的水对的水对可溶性可溶性可溶性可溶性岩石岩石岩石岩石进行溶蚀等作用所形成的进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称，又称地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌岩溶地貌。除溶蚀。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷作用以外，还包括流水的冲蚀、潜

2、蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。喀斯特（等机械侵蚀过程。喀斯特（KrastKrast）一词源自）一词源自前南前南斯拉夫斯拉夫西北部伊斯特拉半岛西北部伊斯特拉半岛碳酸盐岩碳酸盐岩高原的名称，高原的名称，当地称为，意为岩石裸露的地方，当地称为，意为岩石裸露的地方，“喀斯特地貌喀斯特地貌”因近代喀斯特研究发轫于该地而得名。因近代喀斯特研究发轫于该地而得名。19661966年年2 2月，我国第二届喀斯特会议，决定将月，我国第二届喀斯特会议，决定将“喀斯特喀斯特”一词改为岩溶。一词改为岩溶。n n定义定义2 2：是指地表水和地下水对可溶性岩石（碳酸：是指地表水和地下水对可溶性岩石（碳酸盐岩类、硫酸盐岩、卤盐

3、岩）所进行的以化学溶盐岩类、硫酸盐岩、卤盐岩）所进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀蚀溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。n n斯特地貌形成为石灰岩地区斯特地貌形成为石灰岩地区地下水地下水地下水地下水长期溶蚀的结长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是果。石灰岩的主要成分是碳酸钙碳酸钙碳酸钙碳酸钙（CaCO3CaCO3），在），在有水和有水和二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙时发生化学反应生成碳酸氢钙Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2，后者可溶于水，于是空洞形成并逐，

4、后者可溶于水，于是空洞形成并逐步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的步扩大。这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特喀斯特喀斯特喀斯特高原高原高原高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。形笼统地称之喀斯特地貌。喀斯特地貌喀斯特地貌喀斯特地貌喀斯特地貌成因原理成因原理成因原理成因原理喀斯特地貌的形成条件喀斯特地貌的形成条件n n可溶性岩石可溶性岩石可溶性岩石可溶性岩石 可溶性岩石可溶性岩石可溶性岩石可溶性岩石喀斯特喀斯特喀斯特喀斯特地貌形成的根本条件，我国地貌形成的根本条件，我国地貌形成的根本条件，我国地貌形成的根本条件，我国西西西西南地区

5、南地区南地区南地区之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是之所以喀斯特地貌分布广泛，最主要的是这里有其发育的主体。大量的这里有其发育的主体。大量的这里有其发育的主体。大量的这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩碳酸盐岩碳酸盐岩碳酸盐岩、硫酸盐、硫酸盐、硫酸盐、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下，在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度和地下形成了各种奇

6、特的喀斯特景观。从溶解度和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。从溶解度上看，卤化盐岩上看，卤化盐岩上看，卤化盐岩上看，卤化盐岩硫酸盐岩硫酸盐岩硫酸盐岩硫酸盐岩 碳酸盐岩；由于碳碳酸盐岩；由于碳碳酸盐岩；由于碳碳酸盐岩；由于碳酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性酸盐岩种类较多，其各类岩石溶解度随着难溶性杂质的多少而定，石灰岩杂质的多少而定，石灰岩杂质的多少而定，石灰岩杂质的多少而定，石灰岩 白云岩白云岩白云岩白云岩 泥灰岩。从泥灰岩。从泥灰岩。从泥灰岩。从岩石结构岩石结构岩石结构岩石结构分析分析分析分析 ，结晶

7、质岩石晶粒愈大溶解度愈小；，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；，结晶质岩石晶粒愈大溶解度愈小；等粒岩比不等粒岩溶解度要小。等粒岩比不等粒岩溶解度要小。等粒岩比不等粒岩溶解度要小。等粒岩比不等粒岩溶解度要小。2.岩石的透水性 岩石的透水性取决于岩石的岩石的透水性取决于岩石的裂隙度裂隙度和和孔隙度孔隙度，对可溶，对可溶岩的透水性来说，岩的透水性来说，裂隙度裂隙度比比孔隙度孔隙度更为重要。更为重要。（1 1）岩石的孔隙度与岩石结构的关系岩石的孔隙度与岩石结构的关系原生碳酸盐类岩石的孔隙度可达原生碳酸盐类岩石的孔隙度可达40%-70%40%-70%。成岩及变质的碳酸盐类岩石

8、孔隙度仅占成岩及变质的碳酸盐类岩石孔隙度仅占5%-15%5%-15%。粗晶及中晶结构的岩石孔隙度大粗晶及中晶结构的岩石孔隙度大,易溶解。易溶解。细晶结构的岩石孔隙度小细晶结构的岩石孔隙度小,又易受非可溶性矿物颗粒的包围又易受非可溶性矿物颗粒的包围,不易溶解。不易溶解。（2）岩石的透水性与构造的关系n n风化裂隙一般较浅,只影响地表岩溶的发育。n n构造裂隙(特别是张性)透水性好,岩溶发育(例如漓江）。n n软弱岩层或具有压性裂隙的岩层,其裂隙呈封闭状,透水性弱,岩溶不发育。漓江n流水作用流水作用n1.流水的溶蚀作用流水的溶蚀作用：水的溶蚀能力来源于二氧化碳（CO2）与水结合形成的碳酸（H2CO

9、3）,二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣，水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机物在水中的腐蚀和矿物风化。下面几个化学方程式反映了岩溶作用的进行：H2O+CO2=H2CO3；（第一步：形成碳酸）nH2CO3=H+HCO3；（第二步：碳酸离解生成H）nH+CaCO3=HCO3+Ca2（第三步：H与CaCO3反应生成HCO3，从而使CaCO3溶解）n这几步反应在大自然间是十分复杂的过程，因为温度，气压，生物，土壤等许多自然条件制约着反应的进行，并且这些反应都是可逆的，水中的二氧化碳增多，反应向右进行，就有利于CaCO3的分解；岩溶作用进行比较容易，反之则不利于岩溶作用。3.3.水的溶蚀性水的溶蚀性空气：

10、CO2 2水：CO2 2+H2 2O H2 2CO3 3 H+HCO3 3-岩石：H+CaCO3 3 HCO3 3-+Ca2+综合：CO2 2+H2 2O+CaCO3 3 Ca2+2(HCO3 3-)44 100CO2在水中的溶解度与温度成反比，与气压成正比。纯水的溶蚀作用很弱人类活动酸雨温度越高，CaCO3在水中的溶解度越小；当温度相同时，P PCO 越高,CaCO3在水中的溶解度越大。2n2.流水的流动作用 流动的水溶蚀性更强烈一些，这是为什么？因为水中的二氧化碳需要得到及时的补充，水的溶蚀作用才能顺利进行，水的溶蚀能力才得以巩固加强。同时，流动的水带动河底砂砾对岩石进行机械侵蚀，这样更有

11、利于岩溶作用的深入。气候影响：比如我国西南地区气候湿润，气候影响：比如我国西南地区气候湿润，降水量降水量大，地表径流相对稳定，流水下渗作用连续，并大，地表径流相对稳定，流水下渗作用连续，并且降水使流水得以更新和有效补充。因此岩溶作且降水使流水得以更新和有效补充。因此岩溶作用得以延续进行。用得以延续进行。三、地下水的动态 岩溶水的垂直分带垂直循环带；季节变动带；水平循环带；深部循环带悬挂泉上层滞水石灰岩中洞穴的形成及演化示意图落水洞BACK 发展阶段发展阶段 n1、地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。n2、地表水沿灰岩裂缝向下

12、渗流和溶蚀，超过100米深后形成落水洞。n3、从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。n4、随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。n5、地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用，形成坡立谷和天生桥。v6、地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段（溶沟阶段）的产物，这里的自然风光因阿诗玛姑娘的动人传说而变得格外旖旎。桂林桂林的象鼻山，则是原地下河道出露地表形成的。在广西广西境内，经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞，俗称“神女镜”或“仙女镜”。BACK

13、5.真假岩溶问题（1）真岩溶发育在可溶性岩石中的岩溶。（2）假岩溶发育在非可溶性岩石中的岩溶。a.碎屑岩岩溶 b.黄土岩溶（潜蚀）c.热力岩溶（冰层、冻土层）1.岩石的可溶性（1）岩性成分对溶解度的影响 *易溶的卤盐岩 岩盐(NaCl)，钾岩(KCl)，镁岩(MgCl2)*中等溶解的硫酸盐岩 石膏(CaSO42H2O),芒硝(Na2SO410H2O)*难溶的碳酸盐类 石灰岩(CaCO3)，白云岩(CaMg(CO3)2)二、岩溶作用的基本条件(2)碳酸盐类岩石的矿物成分对溶解度的影响碳酸盐类岩石按所含矿物成分的重 量百分比,可划分为7个类型。溶解度高 .石灰岩类 .石灰岩白云岩类 .白云岩类 .

14、泥质灰岩类 .泥质白云岩类 .泥灰岩类 .碳酸质砂页岩类溶解度低R粘土岩研究历史研究历史 v我国喀斯特现象的文字记载，可追溯到2400年前。距今约300多年前徐宏祖（霞客）已专门研究并记述了南方喀斯特地形与洞穴。v自1972年史密斯（D.I.Smith）等提出外成喀斯特地貌演化数学模型后，用数学方法建立喀斯特地貌发育与动力、形态因素的数学模型正在发展。v1988年怀特（W.B.White）又提出喀斯特地形发育速率过程模型。v全球碳酸盐岩占大陆壳11。中国仅裸露型喀斯特即约90万公里以上，为喀斯特分布最广、类型最全的国家。喀斯特地貌的研究意义喀斯特地貌的研究意义喀斯特研究在理论和生产实践上都有重

15、要意义。喀斯特地区有许多不利于生产的因素，需要克服和预防，也有大量有利于生产的因素可以开发利用。水库选址时应尽量避免断层、破碎带、喀斯特地貌等。喀斯特矿泉、温泉富含有益元素和气体，有医疗价值。喀斯特洞穴和古喀斯特面上各种沉积矿产较为丰富，古喀斯特潜山是良好的储油气构造。喀斯特地区的奇峰异洞、明暗相间的河流、清澈的喀斯特泉等，是很好的旅游资源。如湖南张家界桑植县的九天洞已列入洞穴学会会员洞，堪称亚洲第一洞、黄龙洞被列为世界自然遗产、世界地质公园、首批国家5A级旅游区张家界武陵源的组成部分，是张家界地下喀斯特的地形代表，其中喀斯特地貌约占全市面积的百分之四十。地貌分类地貌分类按出露条件出露条件，喀

16、斯特地貌可划分为：裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特这三种。按气候带气候带分为：热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯特、干旱区喀斯特五种。按岩性岩性分为：石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特四种。此外，还有按海拔高度、发育程度、水文特征、形成时期等不同的划分等。1.溶沟与石芽（石林-Stone Forest）溶沟石芽埋藏石芽半裸露 石芽裸露石芽四、岩溶地貌溶沟与石芽石芽：溶沟间突起的石脊称石芽。石芽有的呈尖脊状、尖刀山状、车轨状、棋盘状、石柱装。石芽的形态和分布特征常受地形、节理及岩性的控制。石林是一种大型石芽。石林，素有“天下第一奇观”之称的石林风景区。坐落在昆明

17、南边的石林彝族自治县境内 石林发育地层岩石是下二叠统茅口组的浅灰色厚层状的生物碎屑石灰岩，经各种溶蚀作用，形成了最具代表性的喀斯特地貌。剑状石林 柱状石林2.峰丛、峰林、孤峰、残丘、溶蚀平原、坡立谷（Polje岩溶盆地）峰丛洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蚀平原峰林 国外称锥状和塔状喀斯特（kegel andturm karst）。高耸林立的碳酸盐岩石峰。分散立和丛聚两类。丛聚的连座峰林又称峰丛。峰林主要发育在湿润热带、亚热带（年均温）20，年降水量1500毫米）。中国峰林在世界上最为典型，面积最大，主要分布于广西、贵州、云南和湖南南部、广东北部等地。张家界峰林峰林相对高度为100200米，高者达3

18、00米，坡度45。云贵高原上发育的峰林云贵高原上发育的峰林峰林地貌的同时态系统演化模式峰丛洼地泉峰林河流孤峰坡立谷溶蚀平原坡立谷的特点面积较大，数十数百平方公里；底部平坦，地表有河流通过，堆积物有冲积、坡积及残余的各类堆积；周围有时发育峰林地形，内部可以有孤峰、残丘；长轴方向常与构造线一致。3.漏斗、溶蚀洼地漏斗河流溶蚀洼地漏斗的形成过程？(a)溶蚀漏斗(b)崩塌漏斗(c)陷落漏斗(d)下伏岩溶崩塌漏斗漏斗的类型岩溶漏斗又称斗淋，即doline的音译,石灰岩地区呈碗碟状或漏斗状的凹地。平面形态呈圆或椭圆状，直径数米至数十米。深度数米至十余米。漏斗壁因塌陷呈陡坎状，在堆积有碎屑石块及残余红土的漏

19、斗底部，常发育有垂直裂隙或溶蚀的孔道，孔道与暗河相通，当孔道堵塞时，漏斗内就积水成湖。岩溶漏斗是地表水流沿垂直裂隙向下渗漏时使裂隙不断扩大，先在地面较浅处形成隐伏的孔洞，随孔洞的扩大上部土体逐步崩落，开始在地面出现环形的裂开面，最后陷落成漏斗。天坑的形成条件天坑的形成条件一一 石灰岩层厚度大。只有足够厚的岩层才能给天坑的形成石灰岩层厚度大。只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间。提供足够的空间。二二 地下河的水位要很深。地下河的水位要很深。三三 包气带（含气体的岩层）的厚度要大。包气带（含气体的岩层）的厚度要大。四四 降雨量要大，这样地下河的流量和动力才足够大，足以降雨量要大，这样地下

20、河的流量和动力才足够大，足以将塌落下来的石头冲走。将塌落下来的石头冲走。五五 岩层要平。从天坑四周的绝壁看就会发现，岩层与地面岩层要平。从天坑四周的绝壁看就会发现，岩层与地面是平行的，就像一层层的石板堆在四周一样，只有这样的是平行的，就像一层层的石板堆在四周一样，只有这样的岩层才能垮塌。岩层才能垮塌。六六 地壳要隆起。地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。地壳要隆起。地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。天坑简介 1、重庆市奉节县小寨天坑：坑口直径626m，坑深660m，坑底宽500m，世界第一。2、广西乐业县大石围天坑：共有22个天坑，最大的坑口长径600m，短径420m，深613m。3、四川省

21、兴文县小岩湾大漏斗：长径650m，短径490m，深208m。4、美国阿里西波大漏斗：直径300m，深70m，曾号称世界第一。四川奉节四川奉节 小寨天坑小寨天坑重庆武隆天坑重庆武隆天坑4.落水洞、竖井、干谷、盲谷、伏流落水洞竖井盲谷盲谷泉落水洞河流伏流我国的分布n我国喀斯特地貌分布广泛，造物主为中华儿女精雕细刻了许多天然的屏风，喀斯特地貌为我国的旅游业旅游业带来无限生机，并且我国喀斯特地貌类型性多样，是进行科学研究的宝贵财富。n我国著名的喀斯特景观名胜区分布：n云南路南石林风景区：地表峰林奇布，主要为高大巨型石芽群景观，大部分灰岩山峰分布在河谷两侧，各种形态的石峰似人似物，形态逼真、栩栩如生，全

22、国35片石林中本省有：路南大、小石林、乃古石林、和莫村石林、石板哨石林、李子营石林、天生桥等20片石林足见本省石林分布面积之广；溶洞景观有：奇风洞、玉溪溶洞，建水燕子洞，九乡溶洞，湖有：大叠水、长湖、月湖、仙女湖等。n湖南：武陵源黄龙洞，娄底市娄底市冷水江冷水江波月洞，都是奇特洞溶洞景观，各种堆积地貌罗列其中，如神仙府洞，奥妙无穷。n 广西：桂林山水和阳朔风光主要是以石芽、石林、峰林、天生桥等地表喀斯特景观著称于世，并且是山中有洞，“无洞不奇”。以岩洞地貌为主的芦迪岩洞景观，景观内有各种奇态异状的溶洞堆积地貌，形成了“碧莲玉笋”的洞天奇观；七星岩石钟乳构成的地下画廊，真是玲琅满目；武鸣伊岭岩，

23、北流沟漏洞，柳州都乐岩，兴平莲花岩，兴安乳洞，永福百寿岩，宜山白龙洞，凌云水源洞，龙州紫霞洞等也都是著名的溶洞景观区。n这些地方既可以进行旅游观光又可以进行科研考察，是旅游观光的明珠，是科学研究的宝库。这是湖南娄底市冷水江波月洞，是典型的喀斯特地貌这里曾今是西游记中水帘洞的拍摄场地小 结1.基本概念喀斯特地貌定义岩溶作用发展过程真岩溶与假岩溶研究意义形成条件地貌分布成因原理2.岩溶发育的基本条件岩石的可溶性岩石的透水性水的溶蚀性水的流动性岩性成分的影响 矿物成分的影响Cao/MgO比值的影响 岩石结构对透水性的影响 地质构造对透水性的影响溶蚀机理 纯水的溶蚀作用 有机酸与无机酸作用水量变化 温度与压力变化混合流影响岩溶地区地下水垂直分带（画图）3.岩溶地形 形 成 部 位 岩 溶 形 态垂直循环带 地 表溶沟、石芽峰丛、峰林、孤峰、残丘干谷、半干谷、盲谷溶蚀洼地、溶蚀平原及坡立谷地表岩溶湖间歇泉、泉华地 下垂直溶蚀形态岩溶漏斗落水洞、竖井裂隙状溶洞堆积形态石钟乳、石笋、石柱 水平流 动 带水平溶蚀形态溶洞暗河、伏流地下湖溶隙、溶孔问题：1.喀斯特发育的四个基本条件是什么?2.岩溶区地下水的分带及其运动特征?3.地表岩溶地貌的类型及其特征?4.地下岩溶地貌的类型及其特征?5.研究喀斯特地貌的意义?