喀斯特地貌形成与发展PPT

什么是喀斯特地貌喀斯特地貌（karst landform）是岩溶地貌的总称，岩溶是指可溶性岩石，特别是碳酸盐岩（如石灰岩、石膏等），在水和大气中CO2的参...

什么是喀斯特地貌喀斯特地貌（karst landform）是岩溶地貌的总称，岩溶是指可溶性岩石，特别是碳酸盐岩（如石灰岩、石膏等），在水和大气中CO2的参与情况下，将可溶性岩石剥蚀和搬运、沉积作用而形成的独特地貌。我国喀斯特广泛发育，集中于东南、西南地区。分类不同的历史时期，喀斯特地貌演化阶段和演化过程不同，真正的个体形态各异，根据不同的个体形态，喀斯特地貌分为：溶沟石芽、峰丛、峰林、孤峰、落水洞、溶斗、干谷、溶洞、溶蚀谷、天生桥、喀斯特洼地和喀斯特平原等。形成条件<1>岩石的可溶性岩石的可溶性，是喀斯特地貌形成的基础之一。在自然体系下，可溶性岩石在水的参与下，经过化学溶蚀和机械冲刷，形成独有的奇特地貌。岩石的可溶性，是岩石自身组成所决定的，如碳酸盐岩、盐岩等，根据本身的化学组成和矿物成分，在自然体制下，易溶于水，从而受到水的作用，形成喀斯特地貌<2> 岩石的透水性喀斯特地貌需要水的参与，水作为一种溶融介质和运移载体，在喀斯特形成地貌中，占据主导地位。喀斯特地貌的形成，是水作用和水运移下形成的结果。只有岩石的透水性良好，水才能充分渗透，参与喀斯特地貌的形成演化过程岩石的透水性受到内在、外在因素的影响不同岩性的岩石，形成的致密程度和胶结程度不同而透水情况不同。一般而言，岩石胶结程度好致密的岩石类型，如花岗岩类、变质岩类、火成岩类，透水性差，是很好的隔水层；疏松的岩石类型，沉积岩、碎屑岩、蚀变岩、碎裂岩等，透水性较好岩石的孔隙、裂隙和溶洞洞穴，对岩石的透水性，有很大的影响，岩石的孔隙是岩石透水性的主要原因岩石受构造破裂，增加岩石的孔隙度，使岩石透水性增加④岩石的颗粒颗度、磨圆、分选等皆对岩石透水性有重要影响。岩石颗粒大、分选好、磨图好，岩石的透水性高<3>水的参与在水溶解作用下，可溶性岩石溶于水中，形成溶液，被水荷载迁移或者被水机械冲刷，破碎成碎屑物，在水动力作用下搬迁运移，形成喀斯特地貌。不同喀斯特地貌的演化过程，都有水的参与。<4>水的流动性只有流动的水，才能将溶解在水中的钙离子和碳酸氢根离子迁移走，也才能坚持不断的溶蚀岩石形成喀斯特地貌。如果水是静止的，可溶性岩石在水中的溶解度是一定的，当溶解达到平衡时，溶液饱和，岩石不在溶解。只有流动的水，才能将溶液带走，使溶解持续进行形成演化机制形成演化机制大气中的 CO2 溶入水中，形成偏酸性的水溶液，而酸性水溶液与灰岩中的 CaCO3 反应，生成溶解于水的 Ca(HCO3)2 溶液，被流动的水带离迁移，使反应持续不断的进行，化学反应式：CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2喀斯特形成演化阶段先从可溶性岩石构造面发育，如破裂面、节理面、裂缝等，在大气降雨量大的地区，雨水随着水平的裂缝渗透]，将可溶性岩石溶解，并以溶液形式带走，使节理、破裂发育的水平裂隙逐渐加宽加深，形成石骨嶙峋，沟壑纵横的地形，其中溶蚀沟称为溶沟，突起成为石芽当溶沟石芽进一步溶蚀发育成群者，且形体高峻，沟坡竖立，称为石林石林进一步溶蚀和受水的机械冲刷形成峰顶尖锐或成圆锥状，突出而基部相连，宏观上似簇状者的峰丛峰从再进一步发育，基部仅稍许相连，称为峰林当基部完全断开，孤立于喀斯特平原之上，峰体上部挺直高大，称为孤峰；孤锋是喀斯特地貌水平裂隙发育到晚期的结果喀斯特沿垂直裂隙发育演化地表水沿垂直裂隙向下剥蚀，形成向下的水的流动通道，在水的溶蚀和冲刷作用下，直立或者陡倾斜的流动通道扩大加深，使联通地下水或地下溶洞，成为地表水渗入地下的流动通道，称为落水洞当落水洞下部的溶蚀形成大小不一的溶洞时，上部承重压力便溶洞塌陷，形成溶斗溶斗堵塞积水可形成喀斯特湖泊另外溶斗扩大，相邻溶斗连续合并，形成统一的盆状洼地，称为喀斯特洼地当地壳长期保持稳定清晰，侵向溶蚀充分进行，喀斯特可发展成为高程低、面积大的广阔平原，称为喀斯特平原地下溶洞的演化地下水沿可溶性岩层的构造面流动，使岩石剥蚀、崩塌形成地下洞穴。初期时，裂隙通道小，地下水运动缓慢，以溶蚀为主，随后空洞扩大，互相串通，水流量加大，动能增加，引起冲刷。如果地壳上升，潜水面下降，沿地下水面发育的溶洞可被抬升形成干洞。当溶洞因上部荷载引起洞顶塌陷而暴露于地表，可形成两壁陡峭的谷地，称为溶蚀谷。地下河洞顶如有局部残留，可构成天生桥。危害与发展危害喀斯特地区地层都是岩溶洞穴堆积物，堆积物多具有松软、松散、性脆、多孔、含水量高、沉降量大、强度低、稳定性差的特点，对工程构建物稳定性危害极大。如岩溶洼地、谷地，易受洪水冲刷，淹没桥梁及路基；溶蚀洼地积水，浸泡路堤，引起路堤下沉或坍塌等；雨季时，路基基底涌水，使路堤坍塌或冲毁，影响施工；桥梁基坑水位高，造成排水困难，易引起基坑坍塌工程隧道通过岩溶地区，引起大量涌水，且伴随着涌泥、涌砂，增大施工难度及不安全因素溶洞顶板过薄，不能承受荷载，引起洞穴坍塌