云南路南地区与广西桂林地区岩溶地貌特征上的比较研究
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云南路南地区与广西桂林地区岩溶地貌特征上的比较研究[摘要]在中国西南地区,云南路南地区的岩溶地貌以石林、
石柱、谷地、坡地和溶沟等表层岩溶地貌为主,而广西桂林地区以溶洞、陷塘等塌陷地貌为主。本文将从两地的岩性、构造,地形地貌、古气候等影响两地岩溶发育因素作出比较和分析,得出的结果是两地喀斯特地貌的演化阶段不同,并提出岩溶演化阶段图表。
[关键词]路南, 桂林, 岩溶地貌, 影响因素
abstract: cloud road south area of the karst landscape stone forest, stone pillars, valleys, slopes and melting ditch surface karst landforms in southwest china, guilin cave, trap ponds collapse landforms based. this paper will make a comparison and analysis of the two lithology, structure, topography, ancient climate has impacted on the karst development factors, the result is two karst evolution at different stages, and stage for karst evolution chart.
keywords: south road, guilin, karst topography, impact factors.
中图分类号:p642.25文献标识码:a 文章编号:
0 引言
云南路南石林石柱表面比较圆滑,可分为柱状石柱、石林谷地、石林岭脊,石林坡地、石林溶丘,石林盆地等,石柱间发育溶沟[1];桂林岩溶的溶洞及塌陷地貌极为发育,形成密集林立的锥柱状、锥
状、塔状岩体组合而成的自然景观。其间多为溶蚀裂隙、溶洞等塌陷地貌[2]。
通过分析,推测原因是两地喀斯特地貌的演化程度不同。本文将从岩性、地形地貌、构造,古气候等影响岩溶发育因素作出分析。
1 岩溶地貌的演化阶段
喀斯特地貌的演化可以分为六个阶段,提出岩溶地貌的演化阶段关系见表1。
表1岩溶演化阶段关系表
云南路南地区的石林是上述第一阶段(溶沟阶段)的产物,有众多溶沟、石芽、石笋和石柱的出现。桂林的溶蚀作用形成的石林演化程度较高,如象鼻山,则是原地下河道出露地表形成的。
2 路南地区与桂林地区岩溶地貌发育的影响因素
2.1地史因素
从两地地史情况来看,中三叠世晚期,由于印支运动的影响,华南地区以江南古陆为主体的湘黔桂高地已经形成接受剥蚀。而此时川滇盆地还处于特提斯洋淹没状态接受沉积,直到三叠纪末期古特提斯洋最终闭合云南地区才上升成陆。也就是说广西地块开始隆升遭受剥蚀比云南地区早了大约2000万年。
2.2构造因素
云南地区活动的断裂构造6组,展布方向为:南北向、北西向、北东向、北北东向、北北西向和东西向,其中以南北向和北西向最
为发育,见图1。在6组线性构造中,对现代地貌和水系的区域分异起作明显的控制作用[8],。从图中可看出,路南地区(昆明以东100公里)属于滇东穹窿式上升区。路南地区正处于断裂带上,普遍发育北东向与北西西向近于直立的共轭节理,是诱导本区发育石林、岩柱差异性溶蚀生长的关键因素。
图1 云南构造分区图(引自文献[16],赵维诚,1998)图2 桂林-杨堤、桂林弧顶断裂、裂隙、洼地方向相关图(引自文献[17],邓自强,1987)
相比之下,桂林地区从加里东运动开始,经历了多期的构造运动[9]。上述多期的地壳构造运动,形成了较为复杂多变的构造断裂及裂隙。这种构造的不均一性也是本区溶洞、陷塘等地下岩溶地貌普遍发育的一个关键因素。
2.2地形地貌因素
桂林地区地处桂东北,按照地理学观点可以分为四个区:北部山区,北区谷地,中区谷地,南区盆地[6]。而桂林地区位于中区谷地腹部 ,周围被高山、丘陵等正地形往往相伴而生,平行排列。此谷地地形决定了区内主要河流的水流的流动。
云南自早第三纪以来,云南地区由于新构造运动上升幅度由西北部向东南部逐渐减弱[8],从而形成了北高南低的地形。而云南新构造运动分为4个二级区[8](见图1)。其中路南地区处于滇东穹窿式上升区(其特点表现为以曲靖—陆良—路南为中心的差异
性弯隆式上升,新构造运动幅度较小,排水条件不良。
2.3岩性因素
路南地区发育石林(石芽),喀斯特景观的地层主要为下二叠统栖霞组、茅口组碳酸盐岩, 为灰色厚层-块状“虎斑状”白云质含生物屑泥晶灰岩[2,3]。构造以脆性变形为主, 普遍发育北东向与北西西向近于直立的共轭节理。
桂林附近的可溶岩主要有中、上泥盆统的东岗岭组灰岩,桂林组灰岩,和融县组灰岩,下石炭统的岩关组灰岩。其中以融县组灰岩分布面积最大,岩溶也最发育,东岗岭组和桂林组灰岩、下石炭统岩关组灰岩次之[5]。
表2路南地区与桂林地区碳酸盐岩地层岩性对比表
影响溶蚀速度的主要因素是而方解石和白云石,而方解石比白云石的难于溶蚀,存在差异溶蚀作用[7]。路南地区以白云质灰岩为主,各种白云质、泥质、硅质矿物阻碍岩溶的发育,但高度发育的生屑使孔隙度较好,结合近于直立的共轭节理的导向,本区普遍发育表层岩溶地貌。桂林地区以成分较纯的灰岩为主,发育塌陷地貌。
2.4 古地理及古气候条件
桂林地区早三叠世末中三叠世初升起为陆, 在比较湿润和湿润热带气候条件配合下,岩溶作用非常强烈,奠定了本区热带岩溶洞穴地貌的雏形。早侏罗世内陆湖盆形成,当湖积达到最高点时, 岩
溶洞穴被湖积充填、覆盖和埋藏岩溶作用减弱或基本停止。第三纪是桂林地区岩溶地貌又一强烈发育时期,形成了现代岩溶地貌总形态。“喜山”运动后,第三纪剥蚀、溶蚀下切过程中, 使以前形成的的岩溶洞穴又被利用改造。第四纪是桂林岩溶地貌强烈继承发育和完善时期 (见表3)。
表3桂林地区三叠纪—第四纪岩溶洞穴发育程度表
地质年代古地理环境及构造作用古气候岩溶洞穴发育程
度
第四纪(q)处于抬升状态更新世气候转为温凉岩溶洞穴进一步发育
古近纪—新近纪(e-n) 受喜山运动影响,地壳大幅度抬升
潮湿的亚热带—热带气候岩溶作用强烈发育,岩溶地貌被再次改造
侏罗纪—白垩纪(j-k)形成内陆湖盆,干燥的亚热带—
热带气候岩溶作用减弱,
三叠纪(t)印支运动,大幅度隆升湿润的热带气候岩溶作用开始强烈发育,
相较之下,发育路南石林的地质历史时间较短,演化程度较低。侏罗纪至白垩纪,路南地区处于古陆剥蚀状态,石林基本不发育。第三纪和早第四纪时在干热与湿热交替的古热带气候环境下,石林才得以发展。特别更新世以后,该区急剧抬升形成高原,石林形成过程终止,石林地貌基本形成(见表4)。