第五章岩溶地貌及岩溶堆积物
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课后思考：与典型红土的区别？ 成因不同、产状不同
Wednesday, April 07, 2021
2．泉华（石灰华）
是指地表岩溶水中沉积的大孔隙次生管状、层状 碳酸钙物质。
九 寨 沟 黄 龙
Wednesday, April 07, 2021
（二）地下岩溶堆积物
1 ．洞穴化学沉积物
（1）滴石
由洞中滴水形成的方解石及其他矿物沉积，其形态多样：
利川腾龙洞
溶洞
Wednesday, April 07, 2021
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三．岩溶堆积物
（一）地表岩溶堆积物 （二）地下岩溶堆积物
Wednesday, April 07, 2021
（一）地表岩溶堆积物
1 ．赭土（蚀余红土）
地表碳酸岩盐被溶蚀后原岩中残留的粘土杂质。由于 含次生氧化铝和氧化铁而成红色，有时含未被溶蚀的 灰岩角砾。
石幔：为饱含碳酸钙的薄层水，从洞顶或洞壁裂隙流出，沉积的 波状或褶状的流石。
Wednesday, April 07, 2021
Wednesday, April 07, 2021
（3）雾水和凝结水沉积
呈丛花状散布在洞壁或其他洞穴堆积物表面的石花状方解 石沉积物。
（4）毛细管水沉积
石珊瑚：在石钟乳表面，由于毛细管水渗出而形成的状如 珊瑚的碳酸钙沉积物。
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, April 07, 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。
③ 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。
表5-1 P CO2=0.0003atm时水中的CO2含量及CaCO3溶解度表
T（℃）
CO2含量（%）
CaCO3溶解度（mg/l ）
0
1.1
81
10
0.70
70
20
0.52
60
30
0.39
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: 石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩
Wednesday, April 07, 2021
白云岩
矿物
白云石
Ca/Mg
1.2~2.2
相对溶解度 0.35~0.82
岩溶化程度 小
白云质灰岩 白云石+方解石
2.2~10.0 0.8~0.99
石钟乳 石笋 石柱
Wednesday, April 07, 2021
石钟乳是地下水沿着 细小的孔隙和裂隙从 洞顶渗出而进入溶洞 空间，随着温度的升 高，压力的降低，水 中Ca（HCO3）变得 过饱和， CaCO3就围 绕着水滴的出口沉淀 下来，逐渐形成一种 自洞顶向下生长的碳 酸钙沉积体体。
宜宾兴文石海
岩溶漏斗
呈碟状或倒锥状的封闭洼地。
世界最大的岩溶漏斗-小寨天坑
位于重庆奉节，深度为521米-662米，宽度为535-625米。
3．峰林、峰丛与溶蚀洼地
峰林：成群分布的山体基部分离的石灰岩山峰群。 峰丛：一种基部相联的峰林“U”形的马鞍地形，峰与峰
之间常形成。 溶蚀洼地：与峰林、峰丛同期形成的一种负地貌类型。
水体。
Wednesday, April 07, 2021
中国目前最大的溶洞之一， 世界特级洞穴之一。位于利 川市城郊6公里处，门票180 元。旱洞全长59.8公里，洞 口高74米，宽64米，为亚洲 第一大旱洞，水洞则吸尽了 清江水，更形成了23米高的 瀑布，清江水至此变成长 16.8公里的地下暗流。
岩溶研究的意义
岩溶旅游资源 云南路南石林、桂林山水、周口店上房山云水洞
岩溶与工程建设 岩溶水和岩溶矿产的利用
山西的神头岩溶泉水，流速5m3/s，是大型神头火 力发电厂的主要供水源
河北邢台的百泉 华北油田地下古溶洞中含有丰富的地下石油矿
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第五章-小结
Wednesday, April 07, 2021
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。
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。
（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。
主要概念： 岩溶作用、岩溶地貌、溶沟、石芽、岩溶漏斗、落水洞、 峰丛、峰林、孤峰、溶蚀洼地、溶洞、暗河、泉华
思考题： 1. 地下水循环动态与岩溶发育有何关系？ 2. 造成我国南北方岩溶发育差异的主要原因是什么？ 3. 在什么情况下会发育岩溶？ 4. 地表岩溶地貌在平面分布上有何规律？ 5. 新构造运动对岩溶发育有何影响？ 6. 试述岩溶旋回？
49
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④ 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。
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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。
岩溶作用类型
1. 地下水的潜蚀作用 2. 地下水的搬运作用 3. 地下水的沉积作用
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1 ．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。
卷曲石：一种螺旋状钟乳石。
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卷曲石
2 ．洞穴崩塌堆积
洞内伴随着岩溶作用过程从洞顶、洞壁、洞口崩塌 的岩石、碎石的角砾堆积物的通称。
3 ．地下河湖堆积
主要是具有层理的沙土和砾石，成分比较单纯。
4 ．动物化石堆积
5 ．古人类化石及其文化遗存
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中
灰岩 方解石 >10.0 ≈1
大
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2．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：溶解度越大，岩溶作用越强。
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气候与岩溶发展的关系
(1)热带岩溶：以溶蚀作用为主，具最典型的岩溶 地貌。广东、广西、海南。
(2)亚热带岩溶：除溶蚀作用外，侵蚀作用也起较 重要的作用。湖南、湖北。
(3)温带岩溶：重力崩塌为主，岩溶作用不十分明 显。
(4)干旱区岩溶：主要是地下岩溶，淡水地区发育 岩溶，咸水不发育岩溶。
4．孤峰与岩溶平原
孤峰是兀立在岩溶平原 或盆地上的孤立的灰岩 山峰。
岩溶平原是比溶蚀洼地 更为宽广的地面平坦的 岩溶地形。
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桂林独秀峰
落水洞与竖井（过渡型）
落水洞：消泄地表水的过于垂直的或倾斜的洞穴。 竖井：落水洞进一步发展，崩塌作用加剧，就可形成一
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新构造运动与岩溶发育的关系
➢ 上升：溶洞越高，时代越老；越低，时代越晚。 • 但生物化石可以与之相符，也可与之相反，要 看先有洞还是先有堆积。 • 溶洞的高度与河流水平面不一致，一般溶洞比 当时的河流面稍高。
➢ 下降：溶洞被掩埋。
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（2）流石：洞内流水所形成的方解石及其他矿物沉积。
边石：是地下水流过洞底积水塘时，在其边缘形成的碳酸钙沉积
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沙锅店奥陶纪灰岩
Wednesday, April 07, 2021
灰岩溶沟
Wednesday, April 07, 2021
Wednesday, April 07, 2021
灰岩中的落水洞、石芽
沙锅店东山梁灰岩石芽
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二．岩溶地貌
（一）地表岩溶 （二）地下岩溶
种垂向深井。
沙锅店东山梁 灰岩落水洞
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（二)地下岩溶地貌
1 ．溶洞:岩溶作用所形成的地下岩洞的通称。
2 ．地下河、伏流与地下湖
地下河：又称暗河，是具有河流主要特性的位于岩溶区地下 的有水通道。
伏流：为地表河流经过地下的潜伏段。 地下湖：指天然洞穴中具有开扩自由水面的比较平静的地下
（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：凹槽之间残 存的突起岩石。
2．石林与岩溶漏斗
石林：由密集林立的锥柱状、锥状、塔状岩体组成的地貌景观。
石林
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Wednesday, April 07, 2021
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2．地下水的搬运作用
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
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峰丛
峰林
张家界地貌
张家界地貌
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溶蚀洼地
黄布倒影
山上色彩斑斓的石 纹，像一匹一匹黄 色布幕，倒影水中 ，游船而过，方体 会到“船在青山顶
上 行”之快感。
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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。
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CO2逸出 ，形成CaCO3沉淀。钟乳石（石钟乳、石笋、石柱 ）、石幔。
灰岩中的蛇卷螺化石
四．岩溶旋回
➢ 幼年期：岩溶开始发育，以垂直岩溶作用为主，地 表水向下运动，无统一的地下水面。石芽、溶沟、 岩溶漏斗发育。
➢ 壮年期：垂直溶蚀转变为水平溶蚀占优势，溶洞、 暗河发育；地下水水平流动，加速了岩溶发育，顶 板崩塌，地下水系重新出露地表。
➢ 老年期：水系又转变为地表水系网，残丘ห้องสมุดไป่ตู้岩溶平 原、孤峰发育。
第五章 岩溶地貌及岩溶堆积物
一．岩溶作用及岩溶形成条件 二．岩溶地貌 三．岩溶堆积物 四．岩溶旋回
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一、岩溶作用及岩溶形成条件
（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。
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2．泉华（石灰华）
是指地表岩溶水中沉积的大孔隙次生管状、层状 碳酸钙物质。
九 寨 沟 黄 龙
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（二）地下岩溶堆积物
1 ．洞穴化学沉积物
（1）滴石
由洞中滴水形成的方解石及其他矿物沉积，其形态多样：
利川腾龙洞
溶洞
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三．岩溶堆积物
（一）地表岩溶堆积物 （二）地下岩溶堆积物
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（一）地表岩溶堆积物
1 ．赭土（蚀余红土）
地表碳酸岩盐被溶蚀后原岩中残留的粘土杂质。由于 含次生氧化铝和氧化铁而成红色，有时含未被溶蚀的 灰岩角砾。
石幔：为饱含碳酸钙的薄层水，从洞顶或洞壁裂隙流出，沉积的 波状或褶状的流石。
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（3）雾水和凝结水沉积
呈丛花状散布在洞壁或其他洞穴堆积物表面的石花状方解 石沉积物。
（4）毛细管水沉积
石珊瑚：在石钟乳表面，由于毛细管水渗出而形成的状如 珊瑚的碳酸钙沉积物。
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。
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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。
③ 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。
表5-1 P CO2=0.0003atm时水中的CO2含量及CaCO3溶解度表
T（℃）
CO2含量（%）
CaCO3溶解度（mg/l ）
0
1.1
81
10
0.70
70
20
0.52
60
30
0.39
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: 石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩
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白云岩
矿物
白云石
Ca/Mg
1.2~2.2
相对溶解度 0.35~0.82
岩溶化程度 小
白云质灰岩 白云石+方解石
2.2~10.0 0.8~0.99
石钟乳 石笋 石柱
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石钟乳是地下水沿着 细小的孔隙和裂隙从 洞顶渗出而进入溶洞 空间，随着温度的升 高，压力的降低，水 中Ca（HCO3）变得 过饱和， CaCO3就围 绕着水滴的出口沉淀 下来，逐渐形成一种 自洞顶向下生长的碳 酸钙沉积体体。
宜宾兴文石海
岩溶漏斗
呈碟状或倒锥状的封闭洼地。
世界最大的岩溶漏斗-小寨天坑
位于重庆奉节，深度为521米-662米，宽度为535-625米。
3．峰林、峰丛与溶蚀洼地
峰林：成群分布的山体基部分离的石灰岩山峰群。 峰丛：一种基部相联的峰林“U”形的马鞍地形，峰与峰
之间常形成。 溶蚀洼地：与峰林、峰丛同期形成的一种负地貌类型。
水体。
Wednesday, April 07, 2021
中国目前最大的溶洞之一， 世界特级洞穴之一。位于利 川市城郊6公里处，门票180 元。旱洞全长59.8公里，洞 口高74米，宽64米，为亚洲 第一大旱洞，水洞则吸尽了 清江水，更形成了23米高的 瀑布，清江水至此变成长 16.8公里的地下暗流。
岩溶研究的意义
岩溶旅游资源 云南路南石林、桂林山水、周口店上房山云水洞
岩溶与工程建设 岩溶水和岩溶矿产的利用
山西的神头岩溶泉水，流速5m3/s，是大型神头火 力发电厂的主要供水源
河北邢台的百泉 华北油田地下古溶洞中含有丰富的地下石油矿
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第五章-小结
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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。
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。
（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。
主要概念： 岩溶作用、岩溶地貌、溶沟、石芽、岩溶漏斗、落水洞、 峰丛、峰林、孤峰、溶蚀洼地、溶洞、暗河、泉华
思考题： 1. 地下水循环动态与岩溶发育有何关系？ 2. 造成我国南北方岩溶发育差异的主要原因是什么？ 3. 在什么情况下会发育岩溶？ 4. 地表岩溶地貌在平面分布上有何规律？ 5. 新构造运动对岩溶发育有何影响？ 6. 试述岩溶旋回？
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④ 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。
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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。
岩溶作用类型
1. 地下水的潜蚀作用 2. 地下水的搬运作用 3. 地下水的沉积作用
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1 ．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。
卷曲石：一种螺旋状钟乳石。
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卷曲石
2 ．洞穴崩塌堆积
洞内伴随着岩溶作用过程从洞顶、洞壁、洞口崩塌 的岩石、碎石的角砾堆积物的通称。
3 ．地下河湖堆积
主要是具有层理的沙土和砾石，成分比较单纯。
4 ．动物化石堆积
5 ．古人类化石及其文化遗存
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中
灰岩 方解石 >10.0 ≈1
大
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2．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：溶解度越大，岩溶作用越强。
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气候与岩溶发展的关系
(1)热带岩溶：以溶蚀作用为主，具最典型的岩溶 地貌。广东、广西、海南。
(2)亚热带岩溶：除溶蚀作用外，侵蚀作用也起较 重要的作用。湖南、湖北。
(3)温带岩溶：重力崩塌为主，岩溶作用不十分明 显。
(4)干旱区岩溶：主要是地下岩溶，淡水地区发育 岩溶，咸水不发育岩溶。
4．孤峰与岩溶平原
孤峰是兀立在岩溶平原 或盆地上的孤立的灰岩 山峰。
岩溶平原是比溶蚀洼地 更为宽广的地面平坦的 岩溶地形。
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桂林独秀峰
落水洞与竖井（过渡型）
落水洞：消泄地表水的过于垂直的或倾斜的洞穴。 竖井：落水洞进一步发展，崩塌作用加剧，就可形成一
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新构造运动与岩溶发育的关系
➢ 上升：溶洞越高，时代越老；越低，时代越晚。 • 但生物化石可以与之相符，也可与之相反，要 看先有洞还是先有堆积。 • 溶洞的高度与河流水平面不一致，一般溶洞比 当时的河流面稍高。
➢ 下降：溶洞被掩埋。
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（2）流石：洞内流水所形成的方解石及其他矿物沉积。
边石：是地下水流过洞底积水塘时，在其边缘形成的碳酸钙沉积
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沙锅店奥陶纪灰岩
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灰岩溶沟
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灰岩中的落水洞、石芽
沙锅店东山梁灰岩石芽
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二．岩溶地貌
（一）地表岩溶 （二）地下岩溶
种垂向深井。
沙锅店东山梁 灰岩落水洞
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（二)地下岩溶地貌
1 ．溶洞:岩溶作用所形成的地下岩洞的通称。
2 ．地下河、伏流与地下湖
地下河：又称暗河，是具有河流主要特性的位于岩溶区地下 的有水通道。
伏流：为地表河流经过地下的潜伏段。 地下湖：指天然洞穴中具有开扩自由水面的比较平静的地下
（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：凹槽之间残 存的突起岩石。
2．石林与岩溶漏斗
石林：由密集林立的锥柱状、锥状、塔状岩体组成的地貌景观。
石林
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2．地下水的搬运作用
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
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峰丛
峰林
张家界地貌
张家界地貌
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溶蚀洼地
黄布倒影
山上色彩斑斓的石 纹，像一匹一匹黄 色布幕，倒影水中 ，游船而过，方体 会到“船在青山顶
上 行”之快感。
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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。
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CO2逸出 ，形成CaCO3沉淀。钟乳石（石钟乳、石笋、石柱 ）、石幔。
灰岩中的蛇卷螺化石
四．岩溶旋回
➢ 幼年期：岩溶开始发育，以垂直岩溶作用为主，地 表水向下运动，无统一的地下水面。石芽、溶沟、 岩溶漏斗发育。
➢ 壮年期：垂直溶蚀转变为水平溶蚀占优势，溶洞、 暗河发育；地下水水平流动，加速了岩溶发育，顶 板崩塌，地下水系重新出露地表。
➢ 老年期：水系又转变为地表水系网，残丘ห้องสมุดไป่ตู้岩溶平 原、孤峰发育。
第五章 岩溶地貌及岩溶堆积物
一．岩溶作用及岩溶形成条件 二．岩溶地貌 三．岩溶堆积物 四．岩溶旋回
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一、岩溶作用及岩溶形成条件
（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。