02 岩溶基础知识 C
最全的岩溶地貌知识
最全的岩溶地貌知识岩溶地貌①岩溶:是指地下水和地表水对可溶性岩石的化学作用和物理作用及其形成的水文现象和地貌现象。
岩溶地貌又称喀斯特(Karst)地貌。
喀斯特原是亚得里亚海北端东海岸(地中海的一个大海湾)石灰岩高原的地名,那里发育着各种奇特的石灰岩地形。
19世纪末,司威治研究了喀斯特高原的各种石灰岩地形,并把这种地貌叫喀斯特。
以后,喀斯特一词便成为世界各国通用的专门术语。
在我国,以前也称作喀斯特,1966年在广西桂林召开的全国喀斯特学术会议上,将喀斯特改为岩溶。
我国的许多典籍和地方志中都曾对石灰岩地形和岩洞进行过描述和记载。
值得提出的是,在距今300多年前,我国明代地理学家徐霞客考察了广西、贵州和云南一带的石灰岩地形,探寻了许多地下溶洞,详细记述了各种石灰岩地形的景观。
徐霞客(1587年-1641年)名弘祖,字振之,号霞客南直隶江阴(今江苏省江阴市)人明代地理学家、旅行家和文学家徐霞客一生志在四方足迹遍及今21个省、市、自治区“达人所之未达,探人所之未知”所到之处,探幽寻秘,并记有游记记录观察到的各种现象、人文、地理、动植物等状况《徐霞客游记》开篇之日(5月19日)被定为中国旅游日岩溶地貌在我国分布非常广泛,全国碳酸盐类岩石分布面积(出露地表的)约125万平方千米,西南几省石灰岩分布面积达55万平方千米,约占全国分布面积的一半。
那里的岩溶非常发育,广西桂林山水和云南路南石林皆闻名于世。
云南昆明石林广西桂林象鼻山岩溶地区有许多国民经济建设问题。
例如,在岩溶发育的地区,地下蕴藏着丰富的水资源,合理开采和利用若溶地区的地下水对工农业生产有重要意义。
岩溶地区有许多溶洞和暗河,因此在岩溶区修建水库时要注意漏水问题,在修筑道路和桥梁时要注意地基的塌陷问题。
典型负地形示意图岩溶还与一些矿产的生成和富集有密切关系,例如,溶蚀残留的铝土可以富集成铝土矿,地下溶洞往往是蕴藏砂矿和储存石油、天然气的良好场所。
此外,岩溶地貌也是重要的旅游资源。
第二章岩溶形成与碳、水、钙循环
扩散边界层厚度与岩溶作用的关系
桂林试验场CF5与孔( 揭露溶洞者) 暴雨后出现pH值降低 ,电导上升的反常现 象
四川,松潘县黄龙钙华
黄龙地热泉(转花池)由深部封 闭系统溢出后,在黄龙沟沿线 的水化学变化,表示CO2脱气 和钙华沉积
Pamukale钙华,土尔其
Pamukale钙华台地沿线水化学变化 热水由深部溢出后,CO2脱气,pH升高,HCO3下降,钙华沉积
模型
全球碳循环模型,单位:109tc 五个碳库: 1. 碳酸盐岩99.55% 2. 陆地生态系统 3. 海洋 4. 化石燃料 5. 大气
全球碳循环模型
单位:109tc 五个碳库: 1. 碳 酸 盐 岩 99.55% 2.陆地生态系统 3.海洋 4.化石燃料 5.大气
地球系统碳循环与岩溶作用
问题:
3. 应用实例
2、 水体扰动、日光暴晒与CO2脱气
溶潭不同水深的水化学变化 黄果树瀑布脱气产生钙华 黄果树瀑布水化学监测点分布示意图
Hale Waihona Puke 采样点1 2 3黄果树瀑布上、下游水化学特征变化 pH Ca2+ Mg2+ HCO3o TC (mg/l) (mg/l) (mg/l) 值 21.9 20.7 20.4 8.33 8.55 8.37 65.04 57.89 60.03 18.69 18.09 18.69 179.42 158.41 174.57
现代岩溶学
第二章 岩溶形成 与碳、水、钙循环
袁道先+ 西南大学 地理科学学院
大纲
一、全球碳、水、钙循环概述 二、岩溶动力系统运行特征的经验判别 三、岩溶动力系统运行特征的定量判别 (矿物饱和指数的计算) 四、数据制图软件(origin)的应用
岩溶
地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用叫岩溶作用。
这种作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象总称为岩溶,国际上通称卡斯特(karst)。
喀斯特可划分许多不同的类型。
按出露条件分为:裸露喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。
按气候带分为: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。
按岩性分为:石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。
岩溶在世界上分布十分广泛,从海平面以下几千米的地壳深处,到海拔五千米以上的高山区均有发育。
据估计,可溶岩在地球上的分布面积为:碳酸盐岩4×107km2,石膏和硬石膏7×106km2,盐岩4×106km2。
其中,碳酸盐岩分布最广。
中国岩溶分布(如下图):中国喀斯特地貌分布之广泛,类型之多,为世界所罕见,主要集中在云贵高原和四川西南部。
在中国,作为喀斯特地貌发育的物质基础──碳酸盐类岩石(如石灰石、白云岩、石膏和岩盐等)分布很广。
据不完全统计,总面积达200万平方公里,其中裸露的碳酸盐类岩石面积约130万平方公里,约占全国总面积的1/7;埋藏的碳酸盐岩石面积约70万平方公里。
碳酸盐岩石在全国各省区均有分布,但以桂、黔和滇东部地区分布最广。
湘西、鄂西、川东、鲁、晋等地,碳酸盐岩石分布的面积也较广。
中国现代喀斯特是在燕山运动以后准平原的基础上发展起来的。
老第三纪时,华南为热带气候,峰林开始发育;华北则为亚热带气候,至今在晋中山地和太行山南段的一些分水岭地区还遗留有缓丘一洼地地貌。
但当时长江南北却为荒漠地带,是喀斯特发育很弱的地区。
新第三纪时,中国季风气候形成,奠定了现今喀斯特地带性的基础,华南保持了湿热气候,华中变得湿润,喀斯特发育转向强烈。
尤其是第四纪以来,地壳迅速上升,喀斯特地貌随之迅速发育,类型复杂多样。
随冰期与间冰期的交替,气候带频繁变动,但在交替变动中气候带有逐步南移的特点,华南热带峰林的北界达南岭、苗岭一线,在湖南道县为北纬25°40′。
岩溶地貌专业知识
暗河旳空间分布受岩性、 地质构造和排水基准面 旳控制。在地层褶皱旳 轴部、裂隙和断裂部位、 可溶岩同非可溶岩旳接 触处和排水基准面附近 常发育暗河。暗河有自 己旳补给、径流和排泄 系统。大旳暗河也形成 地下河系,主要沿构造 破裂面发育。地下河和 伏流是岩溶地域主要旳 水源。
湖北利川伏流
伏流景观
Ø 天生桥 natural bridge Ø 地下河与溶洞旳顶板倒塌后,横跨河谷旳残留顶板,
Ø 竖井 洞壁直立旳井状管道,称为竖井,实际是一种坍陷漏
斗。在平面轮廓上呈方形、长条状或不规则圆形。长条 状是沿一组节剪发育旳,方形或圆形则是沿着两组节剪 发育旳。井壁陡峭,近乎直立,有时从竖井往下能够看 到地下河旳水面。
Ø 盲谷 blind valley
喀斯特区旳地表河下游消失于落水洞或溶洞中形成旳无出口旳河谷。 又称断尾河。 Ø 常发育于地下水水力坡降变陡处,是地下河袭夺地表河所致,所以, 在地表水没入落水洞旳上方为一陡壁。由喀斯特陡壁下流出旳喀斯特 泉或地下河,在地表出露形成旳河流,称为断头河。
Ø 干谷: Ø 岩溶区无水
旳河谷。
云南宣威地下截弯取直形成旳干谷
Ø 暗河(subsurface stream)也叫“伏流”,指地
面下列旳河流,是地下岩溶地貌旳一种,是由地下 水汇集,或地表水沿地下岩石裂隙渗透地下,经过 岩石溶蚀、坍塌以及水旳搬运而形成旳地下河道。 主要是在喀斯特(岩溶)发育中期形成旳。
岩溶学及应用
一、岩溶作用
1.岩溶作用
是指地表水和地下水对可溶性岩石(碳 酸盐岩类、硫酸盐岩、卤盐岩)所进行 旳以化学溶解作用为主,机械侵蚀作用 为辅旳溶蚀作用、侵蚀—溶蚀作用以及 与之相伴生旳堆积作用旳总称。
Stone Forest
岩溶及岩溶水ppt课件
❖ 可溶性岩石在世界上分布很广,占全球面积的 10.2%。在我国裸露的可溶性岩(碳酸盐类)面 积为90.7万/km2,占全国面积的9.4%,主 要分布于广西、云南及贵州等地,是世界上喀 斯特地貌最发育的地区之一,如桂林山水和路 南石林皆著名于世。
❖ 在岩溶地区,由于存在大量的地下空洞,进行 水库修建是要注意防止渗漏问题,在开挖隧道 和建设矿井时要注意涌水排水问题,在建筑铁 路、桥梁和厂房时要注意地基的塌陷问题。
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16
岩溶地貌
岩溶地貌根据它们出露的情况分为地表岩溶地貌、地下岩溶地貌 以及它们的组合地貌。 1 地表岩溶地貌:石芽与溶沟;漏斗;竖井;落水洞;溶蚀洼地 ;坡立谷;干谷和盲谷 2 地下岩溶地貌:溶洞;地下河 3 落水洞、竖井、地下通道组合;河谷和暗河组合;塌陷与地下 通道组合;溶洞与地下通道组合;溶洞与阶地组合;分水岭风口 与溶洞组合
4
喀 斯 特 地 貌
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6
岩溶发育的基本条件和影响因素
岩溶发育的基本条件: ①可溶岩层的存在
②可溶岩层必须是透水的 ③ 具有侵蚀能力的水 ④ 水是流动性的
影响岩溶发育的因素: ①气候 ②地层的组合、厚度及产状的影响 ③构造的影响
岩石的可溶性
可溶性岩层时发生溶蚀作用的必要前 提,它必 须具有一定的透水性,使水能进入岩层内部进行 溶蚀
•
H=H0/(K-1)
• 式中 H0——洞体最大高度(m);
•
K——岩体松散(涨余)系数,石灰岩K=1.2,粘土
K=1.05。
• c.若溶洞顶板不完整,裂隙、节理发育,则可按裂隙节理 分布特征采用受力的梁(板)计算弯矩,根据弯矩和岩体 应力求洞顶板的厚度。
土洞地基
岩溶
果树瀑布附近龙宫 洞,贵阳地下公园, 镇宁犀牛洞,镇远 的青龙洞,龙山的 仙人洞,贵州的织 金洞,黔灵山麒麟 洞。
岩溶地区的工程地质问题
A、渗漏问题; B、地基稳定性问题; C、地下洞室稳定和突 然涌水、涌泥问题。
右图为高风险岩溶地区隧道施工图
岩溶的研究意义
有利条件:a、地下蕴藏丰富的喀斯特水资源; 问题:a、喀斯特山区耕地少、地表水少,洼地易积水成灾; b、地下洞穴中富集石油、天然气、砂矿及矿泉资源; b、采矿、地下开挖工程会遇到喀斯特涌水; c、各种奇特的地貌现象常是很好的旅游资源; c、地面工程建设中会遇到工程地基的地面塌陷、水库漏 d、喀斯特洞穴曾是人类祖先的栖居地,蕴藏着宝贵 水和喀斯特气爆水库地震、坝基溶蚀引起溃坝 的考古资源。
二、成因分析 1、特有的岩溶水文地质条件是形成岩溶地面塌陷的
重要原因
塌陷变形区位于南北两侧高南中间低的低丘岗宽谷地貌的沟谷 中,泉交河支流河床和两岸一级阶地。地处地下水排泄区,泉交河 面又是区内最低侵蚀基准面,水交替强烈,同时第四系松散土层厚 度薄(小于6m),下伏二叠系茅口组灰岩浅部岩溶非常发育。
1、岩溶的定义 2、岩溶的特点 3、岩溶分布区 4、我国岩溶景观分布分布区 5、工程地质问题
岩溶的定义
岩溶亦称喀斯特,是在以碳酸盐岩类为主的可溶 性演示分布区,由于水,特别是地下水,对岩石以 溶蚀为主的综合地质作用及由这些作用产生的各种 现象的总称。
岩溶的特点
1.缺乏完整的地表水系,河流在该地区往往会潜入地 下转化为伏流河。即主要 河道仍保持为地表河,缺 乏发育完整的支流体系。 2.地表岩层以千沟万壑为标志。 3.常伴有地下溶蚀裂隙或管道非常发育 总结来说就是在岩溶地貌发育地区,石灰岩广布, 地表崎岖不平,地面往往奇峰林立,地表水系比较 缺乏,但地下水系却比较发达。
岩溶课件ppt
目录
• 岩溶定义与特性 • 岩溶地貌与形态 • 岩溶水文地质 • 岩溶工程地质问题 • 岩溶研究方法与技术 • 岩溶资源开发与利用
岩溶定义与特性
01
岩溶定义
01
02
03
岩溶定义
岩溶是指可溶性岩石在地 下水的作用下发生溶解、 流动和沉淀的地质作用过 程。
岩溶地貌
由岩溶作用形成的各种地 貌形态的总称,如石林、 溶洞、地下河等。
岩溶模拟
利用数值模拟技术,模拟岩溶水流、 溶蚀、沉积等过程,预测岩溶发育趋 势。
岩溶监测与预警
岩溶监测
通过长期监测岩溶区的水文、地质和环境变化,及时发现异常情况,为预警和 应对提供依据。
岩溶预警
根据监测数据和模拟结果,对可能发生的岩溶灾害进行预警,为灾害防范和应 急处置提供指导。
岩溶资源开发与利
总结词
岩溶地面塌陷是岩溶地区常见的地质灾害之一,主要由于地下洞穴的发育和岩体的不稳定性所致。
详细描述
岩溶地面塌陷通常发生在地下水位较高、岩体较破碎或存在大量溶洞的地区。在地下水位波动、地震 或人为活动等外部因素影响下,岩体容易失去稳定性,导致地面塌陷。塌陷区域通常呈圆形或椭圆形 ,深度可达数十米,对当地居民的生命财产安全和基础设施造成严重威胁。
岩溶地质灾害
总结词
岩溶地质灾害主要包括滑坡、泥石流、崩塌等,主要由岩体的不稳定性、降雨和地震等 外部因素触发。
详细描述
在岩溶地区,由于岩体的破碎、裂隙发育和地下水的侵蚀作用,岩体容易失去稳定性, 引发各种地质灾害。这些灾害不仅对当地居民的生命财产安全构成威胁,还会破坏基础 设施和生态环境。因此,加强岩溶地质灾害的监测和预警工作,采取有效的防治措施至
岩溶发育条件
岩溶的相关知识
滨岸砾岩滨岸砾岩主要形成于滨海地区和滨湖地区,它是由河流携入的砾石或沿岸岩石崩塌下来的碎块经波浪和河流反复改造而成;山区河流与平原河流形成的砾岩称为河成砾岩,多由岩屑砾岩构成。
砾石的平均粒径比海相砾石大,但砾石分选性差;冰碛岩组成以粉砂和泥级碎屑为主,砾级碎屑含量—般占5~30%,分选差,粒径大小不一。
冰碛岩的重要特征是砾石形状奇特,形成所谓五角砾石或熨斗状砾石,表面有丁字形擦痕;岩溶角砾岩由碳酸盐的溶洞顶壁崩落堆积而成,特点是角砾大小相差悬珠、棱角清晰,多为石灰岩碎块。
填隙物为碳酸盐粉屑、红粘土,孔隙中常有方解石结晶。
岩溶化由于水对岩石的化学、物理作用以及生物作用而形成岩溶的过程。
发生干石灰岩、白云岩、石膏等可溶盐岩石地区。
发生岩溶化的基本条件是:有可被溶蚀的岩石,具有溶蚀能力的水和适宜的环境。
岩溶化可以在漫长的地质历史时期中持续进行,也可能只在短暂的地质时期中发生,并可能间断地或反复地发生。
由于上述条件和环境在地质时期和空间地域上的差别,地壳中岩溶化的发育程度和特点很不相同。
岩溶化的结果形成各种各样的岩溶形态和岩溶景观,基本分为地表的(如石林)和地下的(如地下河)两大类。
水工基础工程为满足水工建筑物基础稳定及强度要求而采取的地基处理,及水工建筑物下部结构的设计与施工的统称。
基础稳定(包括抗滑、抗倾,变形及渗透稳定)是水工建筑物正常运行的根本保证。
基础工程处理不当往往是水工建筑物失事的主要原因之一。
根据1974年国际大坝委员会发表的有关大坝事故调查材料,在混凝土坝与土石坝中,由于基础工程问题而造成的大小事故共95次,占各种事故总次数的36%,其中重大事故29次(包括垮坝在内),占各种重大事故总次数33.3%。
如法国坝高60m的马尔帕塞双曲拱坝,于1959年12月2日左岸岩石裂隙由于渗水压力作用构成坝肩滑动,导致垮坝,造成数百人死亡,及大量物质损失。
美国1975年建成的蒂顿土坝,因基岩渗水,底部齿槽回填被管涌冲刷破坏,于1976年6月5日溃决,造成重大损失。
岩溶名词解释
岩溶名词解释1. 岩溶的定义岩溶,指的是地球表面上的一种地貌类型,也是一种特殊的地质景观。
岩溶地貌是由溶蚀作用形成的,表现为岩石的溶解、溶蚀、沉积和侵蚀等过程。
岩溶地貌世界广泛分布,我国南方地区尤为常见。
2. 岩溶地貌的形成岩溶地貌的形成与地壳的构造背景、气候和水文等多种因素相关。
以下是岩溶地貌形成的基本过程:(1) 岩溶原岩岩溶地貌的形成始于具有溶解性的岩石,称为岩溶原岩。
常见的岩溶原岩有石灰岩、白云岩、石膏岩等。
它们主要由碳酸盐矿物质组成,容易溶解。
(2) 溶蚀作用当地下水和地表水与岩溶原岩接触时,含有二氧化碳的水会产生碳酸,从而使岩石溶解。
这个过程被称为溶蚀作用。
溶蚀作用会使岩石表面出现溶洞、溶壑等地貌。
(3) 沉积作用溶蚀作用溶解岩石后,溶液会通过地下水或地表水的流动而运移。
当溶液流经岩石较低处或溶蚀速度减慢时,会发生沉积作用,形成千奇百怪的沉积体。
(4) 侵蚀作用溶蚀作用形成的岩溶地貌在长时间的侵蚀作用下,会逐渐被侵蚀、磨蚀和形态改造。
侵蚀作用会形成地下河流、喀斯特塌陷、裂谷等地貌。
3. 岩溶地貌的特征岩溶地貌具有以下特征:(1) 洞穴洞穴是岩溶地貌的典型特征之一,是由溶蚀作用形成的。
洞穴通常呈现多层次、曲折的空间结构,内部常常有形态各异的钟乳石、石笋和石柱等。
(2) 地下河地下河是在岩溶地质体内流动的河流,形成于溶蚀作用和侵蚀作用的共同影响下。
地下河的水流量较大,是一种宝贵的地下水资源。
(3) 喀斯特塌陷喀斯特塌陷是岩溶地貌中一种特殊的地表形态,是由于溶蚀作用导致地下段溶洞崩塌而形成的。
喀斯特塌陷会形成大面积的沉陷,形成特殊的地表坑洞。
(4) 溶洞湖溶洞湖是在溶洞内形成的湖泊,常常由于岩溶地质体的水文条件、地壳运动和气候变化等因素而形成。
溶洞湖水质清澈,生态环境独特。
4. 岩溶地貌的分类岩溶地貌按形成过程和地表形态的不同,可以分为多种类型。
以下是常见的岩溶地貌分类:(1) 喀斯特地貌喀斯特地貌是岩溶地貌的主要类型之一,又称石灰岩地貌。
岩溶
三、对工程影响及处理措施
• 岩溶作用是缓变作用,对建设工程的主要 危害是岩溶区形成地下溶洞、上覆土体中 形成土洞造成岩溶塌陷对建筑物造成破坏, 此外,在隧洞施工中碰到岩溶管道,管道 内有地下径流会发生涌水及地下泥石流。 岩溶区表层土体往往是红粘土,具弱膨胀 性,会造成浅基础建筑变形。
处理措施
• 影响因素:
影响岩溶发育的主要因素是气候、地形、地质(岩性 分布和构造
二、岩溶地貌类型
• 岩溶可分为地表和地下两种基本类型。常见的地表岩溶地 貌有:溶沟、石芽、石林、落水洞、漏斗、溶蚀洼地、喀 斯特盆地、干谷、盲谷、峰丛、峰林和孤峰等不同形态。 在温暖湿润的气候条件下,地表水沿着石灰岩地面流动, 顺着节理、裂隙进行溶蚀,形成宽浅不一的溶蚀沟槽,称 为溶沟。溶沟一般宽可从十几厘米到几米,深可达1米以 上,长度不等,溶沟之间突起的脊、柱称为石芽。石芽的 高度不等,可从数十厘米到数米。石芽除露出地面的,还 有埋在地下的,是由地下水在下渗过程中溶蚀而成。发育 在厚层石灰岩中的高大石芽,其间有平行的垂直溶沟、沟 深坡陡,形似森林,故名石林,如我国云南的路南石林。
• • • • •
常用地基处理方法 1、填垫法 2、情况时,宜采取“绕避”措施 岩溶区。断裂、孔隙发育,宽度和密度较大,其底与溶洞、暗河相通的 地段;溶洞、暗河发育地区,溶洞的洞径大、顶板薄、裂隙发育、基岩 破碎,暗河水流较大且洞内无或少充填物的地段;岩溶水以表流和暗流 交替出现,岩溶发育复杂无规律;落水洞分布较密且漏水严重,塌陷时常 发生的地段;基岩起、流塑或可塑软土分布广且厚度变化大、地下水活 动强烈地段;地基处理费用太高的地段。土洞区。土层薄、裂隙发育且 地表水入渗条件好,其下伏基岩有通道、暗河或呈负岩面的地段;石芽 或出露岩体与上覆土体交接处,岩体裂隙、通道发育为地表水集中入渗 的地段;地层下岩体两组结构面交汇或处于宽大裂隙带上的地段;隐伏 深大岩溶洞、隙、沟、槽、漏斗等,其临近基岩面以上有软弱土层分布 地段;人工降水降落漏斗的中心地段及地面低洼、地面水体近旁的地段。 当岩溶体地基的强度和稳定性不能满足工程要求,常据岩溶具体情况、 工程要求、施工条件按照安全性与经济性原则选择适当的地基处理方 法。
现代岩溶学基础第一章
照片3 桂林上泥盆灰岩峰林 照片4 Puerto Rico 第三系灰岩溶丘 照片5 广西临桂二塘石炭系白云岩溶丘
力学强度(以桂林地区泥盆系碳酸盐岩为例) (单位:kg/cm2)
岩 性
平均抗压强度
平均抗拉强度
泥晶灰岩
1331
34
亮晶灰岩
1127
36
白云岩
01
岩溶发育的地质条件
岩溶发育的地质条件包括:岩性(化学、物理)、地层组合和小构造;第四纪地质和土壤;地壳运动和地质历史等。它们都会影响(或联合)气候、水文和植被条件而导致岩溶形成
第一章 地质、气候、水文、
植被与岩溶形成
第一篇 普通岩溶学
1. 岩石性质 (1) 矿物、化学成份 25ºC、105pa压力下的溶解度(mg/L)
现代岩溶学基础
现代岩溶学基础
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第一篇 普通岩溶学
岩溶形成条件; 岩溶形成机理; 岩溶形态与环境的关系(岩溶地貌与环境); 洞穴学
现代岩溶学基础
第一章 地质、气候、水文、 植被与岩溶形成
第一篇 普通岩溶学
02
“ 地球系统科学” 的学术思想,这几种条件不应该分割。单项研究得到的结论,往往会在实际系统中发生矛盾。为叙述方便,我们这里逐一加以分析,但在实际运用时,则必须把地质 、气候、水文、植被条件综合起来考虑。
3.与不同类型构造的组合
一、岩溶发育的地质条件
运动 板块构造:板块边缘,CO2释放 图11 全球板块构造图 照片7 黄龙钙华 照片8 Pamukale
01
第一篇 普通岩溶学
02
(2)古纬度与古气候. 地理 如河南新安(洛阳西30km,秦岭大别以北,现为半干旱条件) 石炭纪古溶丘洼地 图12 新安张窑院石炭系铝土矿开采后暴 露的古溶丘洼地 图12-1 海底岩溶 冰期海平面下降的 影响
02 岩溶基础知识B-1
中国以岩溶天生桥为核心或辅助景观组建的公园或景区已有多处,其中尤以
重庆武隆天生三桥(国家地质公园、世界自然遗产地之一)、广西乐业布柳 河仙人桥(国家地质公园、世界地质公园网络成员之一)、广西鹿寨香桥岩
天生桥(国家地质公园)、贵州荔波大七孔天生桥(世界自然遗产地之一)、
重庆黔江蒲花天生桥群等最为典型和代表。
广西鹿寨香桥岩溶国家地质公园
湖北省神农架国家地质公园
二、岩溶基础知识
【岩溶天窗】指地下河或洞穴顶部的竖井状洞与地表连通,阳光可直射洞底, 仰望如窗的岩溶现象向地表的透光部分。
二、岩溶基础知识
【漏斗】 是一种呈漏斗状、井状或碟状的小型封闭洼地,平面形状近圆形或 椭圆形,故又称圆洼地,直径在几米至数百米,深几米到百米,漏斗底部往 往有落水洞。漏斗的名称很多,如斗淋、溶斗、盆坑等。 从成因看主要有两类,一是地表水沿岩石的节理裂隙不断地溶蚀而成的溶蚀 漏斗,底部往往被溶蚀残余物质所充填,有的底部有落水洞,在灰岩分布区 十分常见;另一类是塌陷漏斗,大小差别甚大,多是由下伏洞穴项板塌陷而 成。
二、岩溶基础知识
塌陷漏斗-广西乐业苏家天坑(退化天坑) 溶蚀漏斗(广西乐业)-雨季时底部仍被雨水充填
二、岩溶基础知识
二、岩溶基础知识
【落水洞】 是消泄地表水的近于垂直的洞穴,水通过它注入地下,是水流 沿裂隙进行溶蚀、机械侵蚀和崩塌作用而成的。分布于溶蚀洼地、岩溶沟谷 和坡立谷底部,也有分布在斜坡者。它形态多样,呈圆形、井状和缝隙状等, 深度从几米到百米以上,宽度一般为数米。当其通道较为顺畅、陡直且深度 较大时,又往往被称为竖井,深可达几百米。一些落水洞既是消水洞,又是 洪水期地下水溢水的垂向渗流洞,称为消溢水洞,中国俗称为“雷公洞”。
中国地质科学院岩溶地质研究所 韦跃龙 博士/副研究员
岩溶地貌知识点总结
岩溶地貌知识点总结一、岩溶地貌的形成过程1. 岩石溶蚀:岩溶地貌的形成主要是由于含有碳酸盐(如石灰岩)的岩石在地下水体的侵蚀作用下溶解形成的。
地下水中溶解的二氧化碳和水形成的碳酸水溶液,能够溶解碳酸盐类岩石,使其逐渐溶解形成溶洞、地下河等地貌。
2. 溶蚀剥蚀:地下水侵蚀岩石时,会将部分岩石溶解并带走,形成新的地表地貌,如溶洞、天坑、喀斯特峰林等。
同时,溶洞内的岩石也会因为重力、水流等作用而剥蚀、崩塌,形成新的地表地貌。
3. 沉积沉穿:岩溶地貌的形成不仅仅是溶蚀作用,沉积和沉穿也是重要的地表地貌形成因素。
地下洞穴中的流水会沉积出石笋、石柱等地貌形态,而地下河也会在地面下方形成新的河流地貌。
4. 气象侵蚀:气象因素如风、雨、雪等也会对岩溶地貌进行侵蚀作用,形成地表地貌形态,如风化致密的砂岩、风化碳酸盐岩等。
以上是岩溶地貌的形成过程,通过地下水体的溶蚀作用、剥蚀作用、沉积作用以及气象因素的侵蚀作用,形成了丰富多样的岩溶地貌地表形态。
二、岩溶地貌的地质构造1. 石灰岩地貌:石灰岩是岩溶地貌中最常见的一种岩石,由于其易溶性,形成了各种各样的地表地貌形态,如溶洞、石笋、石柱等。
同时,石灰岩也容易发生崩塌、地质灾害等问题,对人类活动有一定影响。
2. 盐岩地貌:盐岩是另一种易溶的岩石,在地下水的侵蚀下形成了盐穴、盐洞等地貌形态,丰富了岩溶地貌的地质构造。
3. 石膏岩地貌:石膏岩是又一种常见的易溶岩石,在地下水体的侵蚀作用下形成了石膏坑洞、石膏瀑布等地表地貌形态。
以上是岩溶地貌中常见的岩石类型及其地质构造,这些岩石在地下水的侵蚀作用下形成了丰富多样的地表地貌形态。
三、岩溶地貌的特征1. 地表地貌形态:岩溶地貌形成了丰富多样的地表地貌形态,如溶洞、石笋、石柱、喀斯特地貌等,具有独特的地貌特征。
2. 地下地貌形态:岩溶地貌不仅有丰富多样的地表地貌形态,还有复杂的地下地貌形态,如地下溶洞、地下河、地下盐穴等。
3. 生物多样性:岩溶地貌的地表和地下环境形态多样,适宜各种生物生长,形成了丰富的生物多样性。
岩溶PPT课件
一、岩溶及其形态特征 二、岩溶的形成条件及发育规律 三、岩溶地区工程地质问题 四、岩溶的防治措施
一、岩溶及其形态特征
(一)概 念
岩溶,又称喀斯特(karst),是指可溶性岩石, 在漫长的地质年代里受地表水和地下水以化学溶 蚀为主,机械侵蚀和崩塌为辅的地质营力的综合 作用和由此产生的各种现象的统称。
总之,和岩溶有关的工程地质问题是多方面的, 而且影响因素较为复杂,往往受各种因素的综合影响。
四、岩溶的防治措施
(一)岩溶地基的处理方法
1.挖填: 挖除岩溶形态 中的软弱充填物或 凿出局部的岩石露 头,回填碎石、混 凝土和各种可压缩 性材料以达到改良 地基的目的;
2.跨盖:采用梁式基础
或拱形结构等跨越溶洞、 沟槽等,或用刚性大的平 板基础覆盖沟槽、溶洞等;
1.岩层产状的影响
可溶岩和非可溶岩的相对位置及产状对可溶岩中 是否发育有岩溶有很大影响。
2.地质构造的影响
褶曲、节理和断层等地质构造控制着地下水的流 动通道,地质构造不同,岩溶发育的形态、部位和程 度河流的侵蚀作用受侵蚀基准面 的控制一样,地下水对可溶岩的溶蚀作用 同样受侵蚀基准面的控制。而侵蚀基准面 的改变则是由于地壳升降运动所决定的。
三、岩溶地区工程地质问题
随着社会建设的日益发展,必然会有更多的工程建 筑物在岩溶地区兴建,因而碰到一些较复杂的地质问题, 且导致的工程地质问题也是多方面的,它对各项工程建 筑均有不同程度的影响及危害。概括起来,与岩溶有关 的工程地质问题有:
1.可溶岩石强度的降低对地基稳定性的影响;可溶 性岩石均匀性溶蚀及非均匀性溶蚀对地基的影响问题;
石林
2.漏斗和落水洞
昆明郊区这些洞穴学名叫做“落水洞”,是石灰岩岩层上的一种独特的景观。
《岩溶与土洞专题》课件
土洞的定义
土洞是一种自然形成的洞穴,通常位于岩溶地区 土洞的形成是由于地下水的侵蚀和溶蚀作用 土洞的形状和大小各异,有的呈圆形,有的呈不规则形状 土洞的内部结构复杂,有的含有钟乳石、石笋等岩溶景观
岩溶与土洞的关系
岩溶是土洞形成的基础
岩溶与土洞的形成过程相互影响
添加标题
添加标题
土洞是岩溶地貌的一种表现形式
THANKS
汇报人:
土洞引起的地面塌陷
土洞形成原因:地下水侵蚀、溶蚀作用 土洞分布特点:多见于碳酸盐岩地区 塌陷危害:破坏地面建筑、道路、农田等 预防措施:加强地质调查、监测,采取工程措施进行加固、防护
地下水污染
岩溶与土洞的工程 地质问题
地下水污染的原因
地下水污染的影响
地下水污染的防治 措施
其他工程地质问题
岩溶与土洞的稳定性问题
发育阶段:初期、中期、后期
添加标题
添加标题
发育影响因素:地质、气候、水文 等
土洞的类型
自然土洞:由自然因素形成的土洞,如风蚀、水蚀等 人工土洞:由人工开凿形成的土洞,如窑洞、地窖等 复合土洞:由自然和人工因素共同形成的土洞,如窑洞、地窖等 特殊土洞:具有特殊形态或功能的土洞,如石窟、石室等
Part Five
Part One
单击添加章节标题
Part Two
岩溶与土洞的定义
岩溶的定义
岩溶是指岩石在自然条件下,由于水 的溶解、侵蚀、搬运等作用,形成的 各种形态的洞穴、通道、裂隙等。
岩溶的形成需要具备三个条件:可溶 性岩石、水、时间。
岩溶地貌包括喀斯特地貌、溶洞、地 下河等。
岩溶地貌的形成过程包括溶蚀、搬运、 沉积等阶段。
治理措施:采 取工程措施, 如灌浆、加固 等,防止岩溶
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得极其美丽,成为重要的洞穴旅游资源。
二、岩溶基础知识
【洞穴次生化学沉积物形成】 当岩溶水沿洞壁或其它地下空腔围岩渗出,压力突降,CO2释出(Ca(HCO3)2
CaCO3↓+H2O+CO2↑),对应不同的裂隙、水量及渗出方式,分别形成类型
丰富、千姿百态的洞穴化学沉积物,如石笋、石钟乳、石柱、石幕、石幔、 石瀑布、流石坝、石盾、石旗、莲花盆、穴珠等钟乳石。
二、岩溶基础知识
【旅游洞穴】指已被用于旅游开发,促使洞穴所在区域的经济、社会、生态 效益发生改变的洞穴,是众多、庞大、复杂洞穴系统的重要组成部分。
它是中国各岩溶区普遍存在的资源,具有共性大、个性小的特点,以其千姿
百态,琳琅满目的洞穴钟乳石奇观为核心吸引物,成为各种各样自然景观中 最具旅游吸引力的景观之一。中国旅游洞穴
近年来,随中国旅游业的飞速发展和交通条件的不断改善,各地的旅游洞穴
遍地开花,目前已达403处,分布于中国各省、市、自治区的岩溶区,尤以广 西(56处)、贵州(45处)和云南(35处)最多,其中的34处典型旅游洞穴
分别以各自有别于其它洞穴的独特景观,吸引着越来越多的游人,成为带动
当地景区和旅游业发展的巨大推动力之一。
流石类
池水 沉积类
协同沉 积类
飞溅水沉积类
非重力沉积类
二、岩溶基础知识
【洞穴生物】洞穴生物中最重要的是洞穴动物,洞穴动物在洞穴内占据最主 要地位,种类和数量都很多,主要包括无脊椎动物中的涡虫类、腹足类、倍足类、
蜘蛛类、伪蝎类、盲蛛类、甲壳类及昆虫纲的弹尾目、鞘翅目和直翅目种类;
脊椎动物中的洞穴种类则多为蝙蝠、鱼、蝾螈和青蛙。
二、岩溶基础知识
【化石洞穴】 也称为旱洞或干洞,是指脱离地下水位的洞穴。 由于区域地壳抬升或地下水位下降,原先在地下水位带或浅饱水带发育的洞
穴升入包气带,地下河水逐渐疏干,但是岩溶作用仍然继续进行着。
在我国,绝大部分单一化石洞穴长度均小于5km,但是,洞穴系统中化石洞 道的长度却远不止于此,如贵州双河溶洞全长117km,化石洞道长度超过
看,以方解石最为重要,次为文石和石膏。
由于渗流水的活动方式、流量大小等因素的影响,在不同条件下次生化学沉 积物的数量、形态、造型变化很大,分为重力水沉积、非重力水沉积、协同
沉积、叠置沉积和异因同形沉积等五大类的60多种个体形态。我国游览洞穴
解说词中也经常将它们笼统地称为钟乳石,常见的有石钟乳、石笋、石柱、 石瀑布、石幔、流石坝、石梯田等,它们把洞穴空间不断充填和装饰、点缀
西北 区 华北 区
北京
12
山西 山东 东北 区 辽宁
16 8 8 6 403
吉林 旅游洞穴总数量及 分布特征
二、岩溶基础知识
二、岩溶基础知识
罗妹洞莲花盆
直逼洞顶的巨型石笋
红玫瑰世界级特大厅堂(左) 及穿洞天坑坑底洞穴大厅
60km;广西凤山的江洲洞长度37.9km,其化石洞道的长度超过30km。
从数量上来说,大部分化石洞穴集中分布于我国西南地区。
二、岩溶基础知识
【地下河洞穴】指现代仍在发育的充水或半充水的洞穴,也包括那些由化石 洞穴与地下河相连而成的洞穴系统。
地下河是具有河流主要特性的岩溶地下通道,常具有紊流运动特征,并有自
广东
西南 区 云南
22
35
贵州 四川 重庆
45 18 21
二、岩溶基础知识
华中 区 湖南 湖北 河南 华东 区 江西 安徽 江苏 浙江 福建 甘肃 青海 陕西 河北 12 31 8 15 11 11 28 15 5 2 7 11 张家界黄龙洞(J) 洞深(12.4km)、河长(1107m)、瀑高(落差60余米) 地下迷宫 巨型洞穴规模(洞高50-237m,宽40-80m)及伏流(卧龙 利川腾龙洞(X) 天下第一洞 吞江) 天下第一雪花 巩义雪花洞(J) 密密麻麻的方解石晶花 洞 栾川鸡冠山洞(X) 锥状石笋和方解石晶花 北国第一洞 万年神农宫(Q1) 现代地下河 最美地下河 广德太极洞(L) 洞中“山水”,洞洞相连 东南第一洞 宜兴善卷洞(L) 洞穴大厅和地下暗河(长125m) 万古灵迹 金华瑶琳洞(L) 瑰丽多姿的石笋 全国诸洞冠 东南地区罕见 的 宁化天鹅洞群(J) 福建省规模最大、数量最多、分布最密的溶洞群 洞群世界 地下天然艺术 武都万象洞(L) 千姿百态的钟乳石景观 宫殿 黄南仙女洞(Q1) 石柱大厅(仙女厅) 幽妙奇深 柞水天佛洞(Q2) 西北一绝 千姿百态的钟乳石景观 地下岩溶博物 临城白云洞(J) 馆 兴 隆 陶 家 台 溶 洞 玉石景观、石吊管、巨盾体、管柱、石吊球、玉珊瑚、双 (Q1) 色瀑等 北方洞穴精品 房山石花洞(J) 五彩石旗、大型石盾及首次发现的月奶石莲花 华北唯一可乘 房山银狐洞(J) 绒毛状石毛及地下暗河 船游览的地下 河 泌水白云洞(Q2) 千姿百态的钟乳石景观 北方洞穴精品 洞穴石花博物 沂源九天洞(X) 分布面积面积约150m2的石花 馆 大型地下河洞穴(洞体高5-32m,宽10-20m,水道长 世 界 最 长 可 乘 本溪水洞(J) 船游览的地下 2187.5m) 暗河 官马溶洞(Q2) 分布面积达30 m2的石花 北方洞穴精品 其中华南区78处,占19.36%;西南区119处,占29.53%;华中区51处,占12.66%;华东区80处,占 19.85%;西北区14处,占3.47%;华北区47处,占11.66%;东北区14处,占3.47%(图1)。
华北 西北 11.66% 3.47% 东北 3.47% 华南 19.35%
华东 19.85% 华中 12.66%
西南 29.53%
中国旅游洞穴分布格局示意图
华南
西南
华中
华东
西北ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
华北
东北
二、岩溶基础知识
中国旅游洞穴分布格局及特征
区域 华南 区 省份 广西 数量 56 最具代表性的洞穴景观 开发特色 以棕榈状石笋和洞穴大厅为主(水晶宫:最宽 大 自 然 艺 桂林芦笛岩(L) 达93m) 术之宫 桂林七星岩(L) 以石笋(卧狮)和洞穴大厅(北斗七星)为主 神仙洞府 水程路线 以 细长石 笋( 高 9.8 m, 直径 14c m)和 长达 荔蒲丰鱼岩(X) 最长的洞 3000m的地下河 穴 世界岩溶 荔蒲银子岩(J) 钟乳石晶莹剔透,呈银白色 艺术宝库 石毛发、卷曲石等形态多彩多姿,雪白纯净, 水晶宫 巴马水晶宫(Q1) 且正在生长之中 南国第一 阳春凌宵岩(J) 石柱大厅(凌霄宝殿) 洞府 溶洞、竖井18个,暗河9条,彼此间纵横交错, 庐西阿庐古洞(J) 地下宫殿 上下沟通 巨型石柱(直径数米高30余米),栖息着24万 建水燕子洞(Q2) 洞幽燕青 多只白腰雨燕 宜良九乡洞群(Q2) 近百个洞穴,集中分布于麦田河及其支流两岸 溶洞之乡 巨型洞穴规模(洞高60-230m,宽60-175m)及 织金织金洞(J) 岩溶瑰宝 120多种形态的洞穴钟乳石 安顺龙宫洞(J) 地下暗湖 洞天地海 蜀国第一 米易龙潭溶洞(Q2) 1500米长的洞内发育6处瀑布,9处水潭 洞 钟乳石数量多,形态完美,如浮筏石笋、犬牙 地 下 艺 术 武隆芙蓉洞(J) 晶花池等十分罕见 宫殿 丰都雪玉洞(X) 以新生、白净的钟乳石景观为主 雪玉洞 典型洞穴
广西乐业凤岩竖井深369米
二、岩溶基础知识
【洞穴次生化学沉积物】 指在洞穴形成之后,由于化学溶解作用或通过溶液 的结晶作用在洞穴内形成的沉积物。洞穴化学沉积物是由洞穴矿物组成的,
目前全世界已知的洞穴矿物达255种。
常见的有洞穴矿物有方解石、文石、石膏、氢氧磷灰石、磷铝石、磷钾铝石、 磷钙铝矾,赤铁矿、鸟类石、蛋白石等。从旅游洞穴的观赏价值及数量多少
不完全统计,至少已发现探测的地下河有2836条,地下河总长度约13919km,
流量达1482m3/s。最为发育的地区是广西、贵州、云南等省、自治区,占地 下河总数的59.8%。
地下河最为发育地区为云贵高原向广西盆地过渡的斜坡地带,这里碳酸盐岩
大面积出露,褶皱平缓,地形切割强烈,地下河具有流程长、汇水面积大、 埋深大、结构形态复杂、管道规模壮观、集中排泄量大的特点。如广西乐业
己的汇水范围。地下河不一定有明显的进出口,也不一定是人可进入的通道。 地下河洞穴(系统)常具有成层性特征,一般上层为化石洞穴,具有化石洞
穴的特点;下层为正在发育的地下河洞穴。下层地下河洞穴最显著的特点是
其中次生化学沉积和崩塌堆积不如上层的化石洞穴通道,如乐业罗妹洞。
二、岩溶基础知识
中国,地下河主要分布于秦岭以南、云南昆明以东、桂林-宜昌以西的广大 地区,包括广西、贵州、云南、四川、重庆、湖南等省(市、自治区)。据
中国地质科学院岩溶地质研究所 韦跃龙 博士/副研究员
二、岩溶基础知识
【天坑】 是一种特殊的特大型塌陷漏斗,其宽度和深度均应大于100m, 且宽深比甚为接近,大部分周壁为直立崖壁。天坑是由大型地下河的大型厅 堂的崩塌形成,主要发育于包气带巨厚的深切峰丛洼地区。按成因,可分为 塌陷天坑和冲蚀天坑两类,前者数量远高于后者。 天坑在世界上的不同地点有不同的称谓,但其含义多具有同义性。在中国 各地代表性的名称有“石围”(乐业)、 “岩湾”(兴文)、“石院”(武 隆)、“龙缸”(云阳)、 “天坑”(奉节)等。“天坑(Tiankeng)”为 我国岩溶工作者所提出的一个新的科学术语,已在国际岩溶学界开始流传和 使用。重庆奉节小寨天坑和广西乐业大石围天坑群分别为世界上最大的天坑 和天坑群。
百朗地下河、都安地苏地下河、贵州罗甸大小井地下河等。
二、岩溶基础知识
地下河和伏流 地下河又称暗河,具有河流特性的地下通道。伏流是地表河流经过地下的潜
伏段。它与地下河的主要区别在于伏流有明显的进出口,而地下河没有,而
且伏流进口水量为出口水量的主要来源。
二、岩溶基础知识
【竖向洞穴】 指水流垂向流到喀斯特水体或不透水层形成的洞穴,洞道垂直 或陡倾斜,包括竖井、落水洞和天坑等;主要发育于云贵高原及其向盆地过