岩溶地貌

彩的地表与地下地貌。
二 溶蚀作用的基本过程 (一)溶蚀作用及其化学机制
溶蚀作用是指水通过化学作用对矿物和岩石的破坏作 用。化学作用主要有溶解、水解、水合、碳酸化及氧化等。 其中水对可溶岩的溶解和水解十分普遍。
大气中的CO2与水化合后即成为碳酸： CO2+H2O H2CO3
H2CO3
H++CaCO3
2．5倍。此外，不等粒结构的石灰岩比等粒结构石灰岩
的相对溶解度大。
四 影响岩溶作用的环境因素
（一）地质地貌条件 岩溶发育的物质基础是可容岩。不同沉积相的碳酸盐岩可 以形成不同的碳酸盐岩结晶状况、岩石结构和岩石构造，并导 致了岩溶作用的差异，进而对地貌发育产生影响。
四 影响岩溶作用的环境因素
（二） 水文与气候 地表、地下水流的流体力学性质、流动性及流量对于侵蚀或
调查描述研究为主，
2、1950-1975年，岩溶研究进一步发展， 3、1976-1979年，岩溶研究开始复兴， 4、1980-1999年，我国岩溶地貌科研工作进展迅速， 我国近期岩溶研究的发展趋势：岩溶研究在近年成
为全球变化研究的重要领域。
第二节 岩 溶 作 用
一 岩溶作用的概念
岩溶地貌由岩溶作用所成，岩溶作用主要是指水对可溶 岩石的溶蚀、冲蚀、崩塌和沉积的总称。作用有物理的，也 有化学的，但以化学溶蚀作用为主，物理作用为次。岩溶作 用的空间十分广阔，既在地表也在地下，从而造成了丰富多
可溶岩在世界上分布很广，据统计，碳酸盐类岩约占全 球沉积岩的15％，面积4 100万平方千米，硫酸盐岩面积为1
100万平方千米，合计面积为5 200万千方千米，占全球面积
的10．2％，因此由可溶岩所成的地貌分布也很广。
在我国，碳酸盐类岩的分布可分为裸露、覆盖和埋 藏等三种类型，面积共344．3万平方千米，其中裸露型面 积为90．7万平方千米。形成的地貌主要分布在广西、贵 州和云南等地，它们是世界上岩溶地貌最发育的地区之一。
第十章
岩溶地貌

岩溶地貌的定义 岩溶作用

岩溶地貌类型及特征 岩溶地貌理论研究及应用
象鼻山
桂林山水甲天下
阳朔风景甲桂林
漓江凤光-喀斯特地貌
第一节 岩溶地貌的定义
岩溶地貌是水对可溶性岩石以溶蚀作用为主所塑造的各
种地表和地下的地貌。 岩溶地貌发生在可溶岩分布地区，
可溶岩主要是指碳酸盐类，硫酸盐类及卤盐类岩石。由可 溶岩构成的地貌，景观奇特，有“奇峰异洞”之称。我国 的岩溶地貌以贵州、广西、云南一带最典型。
沉积地貌的形成均有较大的影响。经常流动的水体，能较大地
提高水的溶蚀力。 ①、流动的水处于开放系统，能不断地补充因溶蚀岩石所消 耗的CO2，使水体不易达到饱和。 ②、流动状态的水发生浓度、温度、异离子混合溶蚀现象。
宏观上，不同气候导致了不同的降水和气温条件直接影响了 岩溶的过程，并导致了岩溶发育的地带性。热带、亚热带地区 大气降水多，地表径流活动强，气温高，生物作用活跃，因此
碳酸钙的溶蚀量比寒、温带与干旱地区大。局部气候可以导致
土壤二氧化碳的变化产生局部影响。气候变迁则可以导致出现 相应的岩溶地貌发育分期，并形成相应的地貌产物。
我国不同气候带的碳酸盐岩溶蚀量
地 区 气候带 年降水量(毫米) 400-600 1 000—1 200 1 271 1 734 1 500—2000 年平均气温(℃) 6 ～8 12～15 15．6 15．1 20～22 年溶蚀量(毫米) 0．02—0．03 0．06 0．036 0．051 0．12～0．3
碳分压力降低，水流速度加大，出现紊流或有生物(如藻类)吸
收CO2等都会造成CaCO3的沉淀。此外，在干旱地区由于强烈 的蒸发而引起水溶液的过饱和；高山冰雪融化的地下水，在温 度较高的低处出露；海岸潮间带海水的蒸发而使CaCO3结晶， 成为海滩岩的胶结物。
(三)岩溶地区的其他地貌作用
岩溶地区的其他地貌作用包括流水机械作用、重力作用等。 如崩塌作用，岩溶区的崩塌作用同样发生在地表和地下，而且
四 影响岩溶作用的环ຫໍສະໝຸດ Baidu因素
（四） 人类活动 人类的大规模生产活动，包括工业、采矿等对岩溶地区地貌
水文过程产生各种特殊的影响。
19世纪末，南斯拉夫学者对南斯拉夫西北的喀斯特 (Karst)石灰岩高原进行研究，并于 1893年正式“karst'’ 来概括喀斯特高原的地貌景观。自此Karst一词渐被世
界各国学者所接受。
中国地质学会第一届喀斯特学术会议(1966年2月， 桂林)，建议在我国使用“岩溶”一词，并把它作为 Karst的汉语同义语。
水性等因素影响，同时，还与大气压力、大气温度、 水体温度、CO2分压、体系的开放程度、离子强度效 应、酸离子、碱效应等。
(二)岩溶的沉积作用
岩溶地区由于地表地下的形式转换，水化学条件发生变
化，可以形成与溶蚀作用相反的过程，富含重碳酸钙离子的
水体在温度、二氧化碳分压等条件改变后发生二氧化碳气体 逸出，同时发生碳酸钙沉淀，形成石灰华（钙化），这就是 岩溶化学沉积作用，可以形成特殊的岩溶沉积地貌。
H++HCO3HCO3-+Ca2+ 2HCO3-+Ca2+
综合反应式是：CaCO3十CO2+H2O
通常意义的溶蚀作用，是岩溶地区塑造地貌最主要的 动力。
溶蚀结果 一是所有组分全部溶解，即称为“全溶解”。 二是只有部分组分溶解，称为“不全溶解”。不 溶或难溶的物质会残留在岩石表面或裂隙中，阻碍溶 解作用。
我国对岩溶地貌的认识历史悠久，早在800多年前的宋代 《梦溪笔谈》(沈括)中已有记载，明代《徐霞客游记》(徐宏
祖 ，1586--1641)，作者是一名地理学家，曾经深人湘、桂、
黔、滇等地进行岩溶地质地貌考察，成为我国和世界上最早 的岩溶研究学者。
我国现代岩溶地貌研究的发展分期： 1、1949年前，主要研究以地文学方法和岩溶地貌形态
石钟乳
石钟乳
石钟乳、石笋、石柱
石塔
岩溶沉积以CaCO3为主，特别是在地下溶洞内 非常发达。沉积机制正与石灰岩的溶解作用相反，
即当水中CO2逸出时，水中的碳酸氢钙即行分解，
CaCO3就发生沉淀，反应式： Ca(HCO3)2 CaCO3 +CO2 +H2O
导致CO2逸出的原因有多种：如水温或气温升高，二氧化
与溶蚀作用有关，因为溶蚀首先为崩塌创造了空间条件，由溶
蚀而诱发的崩塌，可称为岩溶崩塌作用。其主要类型有：错落、 陷落和气爆。 岩溶地区由于溶蚀作用、水流侵蚀作用等可在地下形成地下 通道及地下河。
三
岩溶作用的物质基础
岩溶发育的物质基础是可容岩，岩石的可溶性主要取决于 岩石的化学成分与岩石的结构。地球上卤盐类和硫酸盐类岩石 分布不广，厚度小，加上溶解速度快，地貌不易保存，故地貌 意义不大。碳酸盐类岩石溶解度虽小，但分布广，岩体大，地
貌保存较好，所以最有地貌意义，世界上绝大多数岩溶地貌都
发生在该类岩石中，特别以石灰岩为突出。
碳酸盐岩因碳酸钙含量不同，其溶解度也有较大的差别。 一般来说，碳酸钙的含量越高，其他杂质含量越少的岩
石，其溶解度就越大，碳酸盐岩石的溶蚀强度顺序为质
纯的石灰岩>白云岩>硅质石灰岩>泥质石灰岩。岩石的 结构与溶解度有密切关系，试验表明，结晶的岩石，晶 粒越小，溶解度也越大，隐晶质微粒结构的石灰岩相对 溶解度为1．12，而中、粗粒结构为0．32，比前者少
自然界中的水体大多含有酸性离子，来源可以有大气、 土壤、生物、地壳深部等，可以由硫化铁氧化时产生的硫酸， 生物活动或死亡后分解而产生的有机酸，闪电时产生的二氧
化氮溶入水后形成的硝酸等强酸类，对石灰岩都会产生强烈
的溶蚀。
溶蚀作用的影响因素：溶蚀作用能否进行及其溶
蚀速度主要受水的溶蚀力、岩石的可溶性及岩石的透
河北西北部 暖温带半干旱区 湖北三峡 黔北务川 滇东罗平 广西中部 中亚热带湿润区 中亚热带湿润区 中亚热带湿润区 南亚热带湿润区
四 影响岩溶作用的环境因素
（三） 生物与土壤
生物参与岩溶作用，加速溶蚀或沉 积过程与现象的总称。一方面普遍发生，因生 物活动生成大量二氧化碳，源源进 入溶蚀作用系统，打破化学平衡，使溶蚀继续。 生物活动还生成有机酸，增加溶蚀。据雅库斯（L. Jakucs）计算，全球碳酸盐岩 溶蚀因素份额中，生物成因二氧化碳占49.26％，有机酸占37.11％。如 生长苔藓 的碳酸岩岩面上加深发育的溶盆、树木生长处常发育成溶囊、腐殖层或 沼泽下发 育覆盖型浑圆状溶沟与石芽 等。另一方面，植物起阻挡扰动水流、吸收与吸附作 用，使水中碳酸钙沉积。如著名的南斯拉夫十六湖石灰岩坝、中 国贵州黄果树水 帘洞石灰岩、南方许多洞口与崖壁上悬挂的钟乳石状向阳斜出 的灰岩沉积物及偶 尔在近洞口的石刺等。