溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果

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1、溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果,石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的山峰和奇异景观的溶洞。形成如闻名于世的桂林溶洞、北京石花洞,就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减少,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落,随着水分和二氧化碳的挥发

2、,则析出的碳酸钙就会积聚成钟乳石、石幔、石花。洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来了,就会形成奇特的石柱。在自然界,溶有二氧化碳的雨水,会使石灰石构成的岩层部分溶解,使碳酸钙转变成可溶性的碳酸氢钙CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2当受热或压强突然减小时溶解的碳酸氢钙会分解重新变成碳酸钙沉淀Ca(HCO3)2=CaCO3?+CO2?+H2O大自然经过长期和多次的重复上述反应。从而形成各种奇特壮观的溶洞,如桂林的七星岩、芦笛岩、肇庆的七星岩,喀斯特地貌:(我国西南云贵高原上)成因:喀斯特地貌形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙(CaCO3)在有水和二氧化碳时发生化

3、学反应生成碳酸氢钙Ca(HCO3)2,后者可溶于水,于是空洞形成并逐步扩大。1.我国西南地区之所以喀斯特地貌分布广泛,最主要的是这里有其发育的主体。大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩在流水的不断溶蚀作用下,在地表和地下形成了各种奇特的喀斯特景观。岩石具有一定的孔隙和裂隙,它们是流动水下渗的主要渠道。2 .岩石裂隙越大,岩石的透水性越强,岩溶作用越显著。在溶洞中,岩溶作用愈强烈,溶洞越大,地下管道越多,喀斯特地貌发育越完整,并且形成一个不断扩大的循环网。3 .水的溶蚀能力来源于二氧化碳(CO2)与水结合形成的碳酸(H2CO3),二氧化碳是喀斯特地貌形成的功臣,水中的二氧化碳主要来自大气流动、有机

4、物在水中的腐蚀和矿物风化。发展阶段:1、地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀,形成溶沟(或溶槽),原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。2、地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀,超过100米深后形成落水洞。3、从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动,形成溶洞。4、随地下洞穴的形成地表发生塌陷,塌陷的深度大面积小,称坍陷漏斗,深度小面积大则称陷塘。5、地下水的溶蚀与塌陷作用长期相结合地作用,形成坡立谷和天生桥。6、地面上升,原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林,地下水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行。云南路南的石林是上述第一阶段(溶沟阶段)的产物,这里的自然风光因阿诗玛姑娘的

5、动人传说而变得格外旖旎。桂林的象鼻山,则是原地下河道出露地表形成的。在广西境内,经常可看到这种抬升到地表以上的溶洞,俗称“神女镜”或“仙女镜”。指由于地壳上升,河流下切形成的阶梯状地貌。河流下切,原先宽广的谷底突出在新河床上,形成的阶梯状地形。宽广的河谷底,大部是河漫滩,河床只占小部分。当地面因构造运动大面积上升:或气候变化使河水水量增加,水中泥沙减少;或海平面降低,都会引起河流强烈侵蚀河床底部,造成下切现象,河床大幅度地降低,原先谷底的河漫滩就超出一般洪水期水面,成为阶地。河流如果发生多次侵蚀下切,就可能产生多级阶地。阶地表面平坦,通常向河流下游方向倾斜,与新河床间有很明显的陡坎。由河流下切

6、侵蚀和堆积作用交替进行在河谷两岸形成的台阶状地貌。若发生多次地壳升降,会出现多级阶地。河流下切侵蚀,使原先的河谷底部(河漫滩或河床)超出一般洪水位,呈阶梯状分布在河谷谷坡的地形。阶地由阶地面、阶地陡坎、阶地的前缘、后缘组成。阶地按上下层次分级,级数自下而上按顺序确定,愈向高处年代愈老。阶地物质下部为砂砾石,上部为粉砂、粘土,具二元结构。河流阶地是在相对稳定堆积和迅速下切过程中形成的。由于下切侵蚀的条件不同,阶地的成因也不相同。主要成因有:气候的变化,形成气候阶地;构造运动,形成构造阶地;侵蚀基准面的变化;人类活动的影响,如水利工程建设,改变了基准面。河流阶地按组成物质及其结构分为以下4类:?侵

7、蚀阶地。由基岩构成,阶地面上往往很少保留冲积物。?堆积阶地。由冲积物组成。根据河流下切程度不同,形成阶地的切割叠置关系不同又可分为:上叠阶地,是新阶地叠于老阶地之上;内叠阶地,新阶地叠于老阶地之内。?基座阶地。阶地形成时,河流下切超过了老河谷谷底而达到并出露基岩。?埋藏阶地。即早期的阶地被新阶地所埋藏。运用物理、化学、生物、年代学的方法研究阶地的级数、结构、年代、成因、分布的规律在科学上与经济上都有着十分重要的意义。喜欢桂林朋友们都知道桂林溶洞如仙境般且桂林的地下河众多洞也特多并称之为溶洞。溶洞是怎样形成的今天我详细给大家介绍一下桂林溶洞的地质构造奇特的构造产生了上面美仑美奂的佳境我爱桂林更爱

8、家乡的溶洞风格。桂林溶洞主要是可溶岩经喀斯特作用形成的空洞。其成洞作用的水一般来自雨水,也有地热水和来自深部的原生.流特性的地下径流,称地下河。2、喀斯特地貌在可溶性岩类,主要指石灰岩,分布地区由于喀斯特作用而形成的地表和地下的各种地貌形态总称:为喀斯特地貌。喀斯特是南斯拉夫西北部石灰岩高原的地名那里发育了各种奇特的石灰岩溶蚀地貌。我国对喀斯特地貌研究历史悠久远在2000多年前的山海经中就有“伏流”的记载。在距今300多年前明代地理学家徐霞客,15861641,在广西、贵州和云南一带的石灰岩地区考察了100多个岩洞对喀斯特地貌的特点、成因进行分类描述。他的不朽著作徐霞客游记被人们称为喀斯特方面

9、的经典著作。喀斯特地貌可分为地表和地下两种基本类型。常见的地表喀斯特地貌有: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。地表水沿着岩层裂隙垂直向下溶蚀并有塌陷发生成为地表水流向地

10、下河或地下溶洞的垂直通道称之为落水洞。按其形态特征可分为裂隙状落水洞、竖井状落水洞和漏斗状落水洞等。图1溶沟与石芽一般落水洞的洞口直径为710米左右深度为1030米左右最深可达百米以上。在被溶蚀的石灰岩地表常可见到一种平面轮廓为圆形、椭圆形直径数十米深数米至十几米的漏斗状凹地称为漏斗。漏斗下部常有管道通往地下地表水沿此管道下流如通道被粘土碎石堵塞常积水成池。按其成因可分为溶蚀漏斗、沉陷漏斗和塌陷漏斗。漏斗是喀斯特发育初期的产物它是喀斯特地下水垂直循环作用的结果所以漏斗多分布在喀斯特地貌高原面上。例如宜昌的山地平面上漏斗很发育落水洞和溶蚀洼等负地形也很多平均每平方公里达30多个。漏斗再进一步溶蚀

11、扩大就成为溶蚀洼地。溶蚀洼地底部如果被红土和其它风化物覆盖其底部的漏斗、落水洞等流水通道被堵积水成为喀斯特湖。溶蚀洼地底部平坦其直径超过百米甚至可达12公里。溶蚀洼地进一步扩展形成宽坦的盆地宽度可达数百米至数公里长度达几十公里称为喀斯特盆地。南斯拉夫学者J.司威治最早称这种地形为坡立谷原意为可耕种的平地现已成国际通用术语。盆地的边坡陡峭底部平坦常被残留的棕黄色粘土、红色粘土及河流冲积物所覆盖。一些溶蚀残丘、孤峰、峰林常常耸立在盆地边缘或排列在河谷两侧著名的桂林山水就是这种奇特的喀斯特景观。在石灰岩地区河流常沿裂隙、孔洞下渗使河床无水而成为干谷。有时河流从某一陡坎的洞中涌出从地下流出地面然后流一

12、段之后又从落水洞流入地下这种上下游封闭的河谷称为盲谷河流转入地下称为伏流如贵阳市西南红水河支流涟水在地表时隐时现出现多次伏流。在喀斯特盆地的边缘广泛发育着峰林地貌主要由峰丛峰林、孤峰和溶丘组成它们多发育在岩性较纯、厚度较大并多节理、断层的地区。峰丛主要发育在碳酸岩山地或高原边缘地区具特点是基座相连山峰陡峭是峰林地貌发育的早期阶段。当喀斯特地貌进一步发展则形成基座分离的陡峭山峰远望如林称为峰林我国广西的桂林、阳朔等地为典型代表。喀斯特发育的晚期阶段是多数峰林已被溶成残丘平地只有少数较高山峰零星孤立地耸立在平原之中称为孤峰相对高度可达50100米如桂林的独秀峰、伏波岩等。在石灰岩地区地表以下的喀斯

13、特地貌形态十分复杂主要包括溶洞和地下河。地下水沿着可溶性岩层层面、节理和断层裂隙等进行溶蚀形成的地下洞室叫做溶洞。地下水在岩层中顺着细窄的缝隙流动缓慢溶蚀很慢随着裂隙扩大地下水循环流动加速不仅溶蚀作用加强而且机械侵蚀作用也随之加强并产生重力崩塌等作用使溶洞迅速加大。溶洞规模大小差别悬殊形态各异。根据洞穴的剖面形态可分为:水平状、管道状、阶梯状、袋状、多层状和大厅状等。这些形态各异的溶洞的形成是与地下水的动态和地质构造有关的。例如在垂直循环带中发育的溶洞多呈垂直的规模较小以管道状、袋状等形态为主如北京周口店猿人洞。在地下水的水平循环带中溶洞内经常充满水形成地下河、地下湖和地下瀑布等溶洞多沿水平方

14、向发展在断裂破碎带或节理交错带上常发育成厅堂状如桂林的七星岩为廊道式溶洞。受岩层产状和地质构造影响溶洞可能呈现倾斜状。如果地壳间歇性抬升或地下水呈阶段性下降则可能出现多层状、阶梯状溶洞如北京房山的石花洞、广西上林三里肖发洞等。在喀斯特地下侵蚀基准面以下还发现有深部溶洞。目前世界上发现的最深溶洞是墨西哥城西南200多公里处的华乌特拉岩洞深1600多米洞壁为大理岩洞底为地下河。我国已知最大深部溶洞是湖南某矿区地面以下186430米。在溶洞发育过程中不断地进行化学、生物的沉积和物理风化碎屑物的堆积以及崩塌堆积等过程。?化学堆积:主要是溶洞内CaCO3勺淀积饱含碳酸氢钙的水溶液沿岩层缝隙渗入洞内由于压

15、力降低和温度升高使水中的CO迹出部分CaCO3t新沉淀由于沉积条件的不同而形成各种奇形怪状。从洞顶壁自上而下增长的形如乳房似的悬垂体称为钟乳石,滴落于洞底自下而上不断增长的CaCO3沉积物形似竹笋故名石笋,钟乳石和石笋从上下两个方向相对生长连结成柱状称为石柱如贵州镇宁犀牛洞内的石柱高达27米之多。当水溶液顺洞壁漫流时使CaCO3&洞壁沉淀形成帷幕状堆积称为石幔或石帘高度可达数十米表面具湾曲流纹形如瀑布飞流气势磅礴。?碎屑堆积:包括河流沉积、湖泊沉积和崩塌堆积。有的溶洞底部有地下河形成洞内河流相砂、砾石沉积。还有的洞与地上河流相通可把地表河床物质带入洞内堆积。有的溶洞底部是地下湖可形成极薄层理粘土、粉砂沉积。在周口店龙骨山的古代充填溶洞中挖出大群巴鱼化石说明当时的溶洞是与外界相通的很大的暗河。洞顶和洞壁崩落下来的棱角状石块常与洞底的石灰华、风化粘土等混杂并胶结成砾岩。?生物堆积:有些溶洞中常见有较多的动物遗骨它们是被流水从洞外冲到洞内堆积形成化石另外有些鸟类和蝙蝠也常栖息在洞内形成鸟粪堆积有些哺乳动物也常常居住在溶洞里死

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