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一个简单了解卡斯特地貌的帖子

 

喀斯特(karst)是前南斯拉夫西北部迪纳拉山区(现位于克罗地亚和斯洛文尼亚)石灰岩高原的地名。当地称kars,即岩石裸露的地方。19世纪中叶开始,就有学者研究这种地质和水文现象,后来逐渐用喀斯特来称呼这种碳酸盐岩地区的地貌。

喀斯特所在位置

喀斯特地貌(karst landform),也称岩溶地貌,是水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀,加上流水的冲蚀、潜蚀,以及坍陷等机械过程,再经过淀积所形成的地表和地下形态的总称。

所谓溶蚀就是石灰岩中的碳酸钙(CaCO3),与水和二氧化碳发生化学反应后生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],后者可溶于水,而淀积是相反的过程,溶于水的碳酸氢钙转换成碳酸钙、水和二氧化碳,碳酸钙沉积下来。上述的机械过程起到了“搬运”碳酸钙的作用。

喀斯特地貌在全世界分布很广,除了上述迪纳拉山区外,法国中央高原,俄罗斯的乌拉尔山区,澳大利亚大陆南部,美国肯塔基和印第安纳州,中美洲,东南亚都有喀斯特地貌。

中国是世界上喀斯特地貌分布面积最大的国家,几乎所有的省区都有这种地貌,以华南、西南等地分布最广泛,尤其是广西、贵州、云南等地,是世界上喀斯特地貌发育最典型的地区。

我们说过,世界遗产是地貌博物馆,喀斯特地貌的杰出代表都能在世界遗产的名录中找到。只需要看世界遗产,就能够欣赏到所有喀斯特地貌的形态,下面以举例的方式来建立对应关系。

1、    溶沟与石芽

地表水流沿石灰岩坡面上流动,溶蚀和侵蚀出许多凹槽,称为溶沟。 溶沟之间的突出部分,称为石芽,大型石芽称为石林。

云南路南石林

2、    溶蚀平原和峰林

溶蚀平原是指具有内部水系的、底部宽广平坦的大型封闭盆地或谷地。国外学者称这种地形为Polje(坡立谷),原意为可耕种的平地,其主要特征:(1)宽度自数百米至数公里,长度可达几十公里;(2)盆地四周多由峰林石山围绕,边坡陡峭;(3)底部平坦,常覆盖着溶蚀残留的黄棕色粘土或红色粘土,有些地方还有河流冲积物;(4)有溶岩水系,水源充足。故多为岩溶地区重要的农业地带。

峰林,也称为锥状或塔状喀斯特。是高耸林立的碳酸盐岩石峰。当溶蚀平原的河流把其基座蚀去,就成为没有基座的密集山峰群。丛聚的连座峰林又称峰丛。峰林主要发育在湿润热带、亚热带(年均温>20℃,年降水量>1500毫米)的地区。中国峰林在世界上最为典型,面积最大。桂林山水就是峰林和溶蚀平原的美丽组合。(广东也有很多“小桂林”,如英西峰林,不过不属于世界遗产。)

在越南的下龙湾。溶蚀平原变成了海水,中国人称它为“海上桂林”。

3、漏斗和溶蚀洼地

漏斗是岩溶地区的一种中、小型封闭洼地,呈碟形或负锥型,口大底小,平面轮廓为圆形或椭圆形。直径数十米,深十几至数十米。漏斗下部常有管道通往地下,地表水沿此管道下流,如果通道被粘土和碎石堵塞,则可积水成潭。

溶蚀洼地是比漏斗规模较大的、四周为低山丘陵和峰丛所包围的封闭性小型盆地。其边坡形态在坡度上通常与邻近山地直接连接,没有明确边界。这种地貌也称天坑。

广西乐业天坑

4、    天生桥 

天生桥是石灰岩受流水溶蚀,下部被掏空而形成拱桥状地貌。下图是重庆武隆天生桥。

5、    石灰华阶地

地下水沿斜面流下时,矿物沉淀堆积成水坝状,这就是畦石。畦石继续堆积变成盘状,上面又生成新的畦石,最后形成台阶状,形成石灰华阶地。它像梯田一样顺着山坡层层下降。

四川黄龙的石灰华阶地,是冷水形成的沉积物。

美国黄石公园的石灰华阶地,是热水形成的沉积物。

如果水中除了含碳酸氢钙外,还有其他矿物质,如钾、钠、镁盐等,阶地的颜色会呈现五彩缤纷。

6、    地下喀斯特

地下喀斯特包括溶洞、地下河或地下湖,以及各种堆积形态,如钟乳石、石漫、石笋等。

溶洞是地下水沿着可溶性岩石的层面、节理或断层进行溶蚀和侵蚀而成的地下孔道。地下河,也称暗河,最终河水会排泄到地表河中,地下湖是与地下河相连的湖泊。

桂林冠岩下的地下河 以及钟乳石、石漫、石笋 。

溶解了碳酸氢钙的水,从洞顶上滴下来时,由于水分蒸发、二氧化碳逸出,碳酸钙析出(淀积)而形成钟乳石,它由上而下逐渐增长而成。从洞壁沿裂隙渗出的水,碳酸钙呈片状沉积,如同帷幕一样展开,故称为石幔。石笋是从洞顶滴落下来的水溅到洞底,其中碳酸钙逐渐沉积形成的,它形似竹笋。石笋是自下而上逐层增长,它的横剖面为叠层状。

斯洛文尼亚的什科茨扬溶洞就位于喀斯特高原下面,是“名副其实”的卡斯特溶洞。

位于斯洛伐克和匈牙利交界的阿格泰列克洞穴,是欧洲最大的喀斯特区域。

溶洞中的景象大同小异,被旅游开发的溶洞往往会配上各种颜色的灯光,从不同方向照射上去,钟乳石、石漫、石笋就呈现出不同的姿态,游客可以发挥想象力,把这些堆积物想象成人类的各种姿态或各种动物形象,导游解说时则会把它们演绎成各种神话故事。

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