地大旅游地质学

发布 2022-09-18 00:35:28 阅读 1570

地下水的溶蚀能力取决于二氧化碳的含量和适宜的气候条件。二氧化碳的含量越高,其溶蚀能力越强。在地下较深处,渗流于岩石裂隙中的地下水,由于围压较大,可溶解较多的二氧化碳;而在地表,因压力较小,二氧化碳含量较低。

温度除影响二氧化碳的含外,更重要的是加速了化学反应的进行,所以气温高的地区溶解过程要更快一些。此外,潮湿,炎热的地区,植物繁茂,生物作用也可以使水中的有机酸含量增加,因而加强地下水的溶蚀能力。所以在潮湿,炎热地区岩溶作用最为发育。

1.4 岩溶分类。

岩溶地貌分为两部分,即溶蚀地貌和堆积地貌。

1.4.1 溶蚀地貌。

一、地表溶蚀地貌。

溶沟和石芽

溶沟是指地表水沿岩石表面和裂隙流动过程中不断对岩石溶蚀和侵蚀,从而形成的石质沟槽;石芽指突出于溶沟之间的石脊,其实它是溶沟形成过程中的残余物。石芽与溶沟是岩溶地貌发育的初期阶段产物,也可见于其他岩溶形态的表面,随着石芽与溶沟的发展可形成规模更大的石林与岩溶漏斗。

石林与岩溶漏斗。

石林是由众多密集的锥形、锥柱状或塔状的灰岩柱体形成的地貌形态,远观似一片森林,由此得名;岩溶漏斗是一种蝶形、碗形的岩溶封闭洼地,在岩溶区较常见。

峰丛、峰林和溶蚀洼地。

峰丛是分布在岩溶地区的山体部分,有一系列高低起伏的山峰连接而成,峰与峰之间常形成马鞍形,峰丛间可发育漏斗或落水洞;峰林是成群的山体基部分离的石灰岩山峰,与峰丛得最大区别是山峰基部被第四纪覆盖而成分离状态;溶蚀洼地是与峰丛、峰林基本同期形成的一种低洼的岩溶地貌,发育有落水洞、溶蚀漏斗等地貌。

孤峰与岩溶平原。

孤峰由峰林进一步演化而来,是矗立在岩溶平原上的孤立石灰山峰;岩溶平原是岩溶地貌发育晚期,在规模上比岩溶洼地大,在结构上比岩溶洼地复杂的一种组合地貌,岩溶平原的形成需要较长时间的新构造运动处于稳定状态,经长期的溶蚀作用,地面下降、暗河裸露、峰丛消失并演化成孤峰和石丘,才形成岩溶平原。

落水洞与竖井。

落水洞是地表岩溶地貌地貌的一种过渡类型,是地表水流入地下的不规则、近乎直立或倾斜的通道;竖井是两壁陡直达溶洞或暗河的落水洞,它是由落水洞进一步溶蚀、崩塌而来,在地表可以看见溶洞洞底或暗河水面。

2、地下溶蚀地貌

溶洞 溶洞是地下水沿可溶性岩的裂隙溶蚀扩张而形成的的地下洞穴,规模大小不一,大的可以容纳千人以上;形态千奇百怪,溶洞中有许多奇特景观,如石笋、石柱、石钟乳、石幔等。小的连一个人都难以通过。溶洞是水的溶蚀作用、流水侵蚀以及重力作用的长期结果。

暗河、伏流和暗湖

暗河也称地下河,是指位于地下的地表以下具有河流特征的水流,暗河的水源主要来自地表水通过落水洞、溶蚀漏斗竖井等补给;伏流是具有明显的进口和出口的地下河流,伏流的通道一般是溶洞;暗湖是指天然溶洞中具有开阔自由水面的比较平静的地下水体,暗湖可由暗河扩大而来,也可由单独的封闭溶洞积水而成。

1.4.2 堆积地貌。

岩溶的堆积地貌可分为洞内和洞外两种类型。

一、洞内堆积地貌。

洞内堆积地貌主要是由化学沉积形成,而在一些规模较大的暗河系统中可能形成如地表河流的边滩地形。

二、洞外堆积地貌。

常见的洞外堆积地貌有泉华堆积形成的各种形态,如泉华台阶、泉华扇等,地下水流出地表,由于压力减小,温度减低,二氧化碳溢出,碳酸钙或二氧化硅发生沉淀,形成的台阶状、扇状、锥状等地形。

2、岩溶地质景观的分布及特征。

2.1 我国岩溶地质景观的大致分布。

我国岩溶地貌分布很广,主要集中在华南和西南,这些地方发育了或保留着大面积的热带岩溶,以峰林、峰丛地貌为主;其次是长江中下游的华中区,岩溶化程度较弱,以岩溶丘陵和岩溶洼地为主;华北地区以岩溶泉、干谷为主,岩溶化程度受气候影响,远不及南方发育。

2.2 我国各省的著名岩溶地质景观。

我国岩溶地貌分布广泛,主要分布在降水丰沛,气候湿润,流水作用显著的西南地区,其他地区也有分布。著名的岩溶景观名胜区分布:

广东:肇庆七星岩有七座石灰岩山峰形如北斗七星,山前星湖潋滟,山多洞穴,洞中多有暗河、各种奇特的溶洞堆积地貌。

广西:桂林山水和阳朔风光主要是以石芽、石林、峰林、天生桥等地表岩溶景观著称于世,并且是山中有洞,以岩洞地貌为主的芦迪岩洞景观,景观内有各种奇态异状的溶洞堆积地貌,形成了“碧莲玉笋”的洞天奇观;七星岩石钟乳构成的地下画廊,真是玲琅满目;武鸣伊岭岩,北流沟漏洞,柳州都乐岩,兴平莲花岩,兴安乳洞,永福百寿岩,宜山白龙洞,凌云水源洞,龙州紫霞洞等也都是著名的溶洞景观区。

云南路南石林风景区:地表峰林奇布,主要为高大巨型石芽群景观,大部分灰岩山峰分布在河谷两侧,各种形态的石峰似人似物,形态逼真、栩栩如生,全国35片石林中本省有:路南大、小石林、乃古石林、和莫村石林、石板哨石林、天生桥等20片石林足见本省石林分布面积之广;溶洞景观有:

玉溪溶洞,建水燕子洞,九乡溶洞等。

贵州:本省有兴义尼函石林、修文石林等石林区;中国最大瀑布黄果树瀑布岩壁为瀑布华地貌;本地溶洞地貌较多,主要有黄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。

四川:九寨沟钙华滩流属于水下地表堆积地貌,如珍珠滩瀑布;黄龙风景区钙化池、钙化坡、钙化穴等组成世界上最大而且最美的岩溶景观;石柱县新石拱桥为岩溶天生桥地貌。

湖南:武陵源黄龙洞,冷水江波月洞,都是奇特洞溶洞景观,各种堆积地貌罗列其中,如神仙府洞,奥妙无穷。

江西:鄱阳湖口石钟山景区绝壁临江洞穴遍布;彭泽龙宫洞长2000米,洞内可泛舟观景,堪称“地下艺术宫殿”。

浙江:瑶琳仙境,位于桐庐县,是浙江省规模恢弘、景观壮丽的岩溶洞穴旅游胜地,也是浙江迤今发现的最大洞穴;洞长1000米,共有6个洞天,以“雄、奇、丽、深”闻名于世。

江苏:宜兴石灰岩溶洞有“洞天世界”的美称,善卷洞、张公洞、灵谷洞又称“三奇”,洞壑深邃,多奇石异柱,泛舟其中如入海底龙宫。

吉林:同化鸭园溶洞,有四个大厅,洞内满布石柱、石笋、石钟乳、石瀑、石帘、石莲花、石幔等堆积景观,并且深处有溶岩潭,深不可测,无法前往。

2.3 典型的岩溶地质景观成因分析。

重庆武隆:峡谷立体岩溶世界独有。

重庆武隆岩溶是中国南方岩溶的重要组成部分,是深切型峡谷的杰出代表,它不仅是反映地球演化历史的杰出范例,而且还是生命的记录,重要的、正在进行的地貌演化,重要的地貌形态或自然地理特征。他孕育出的三个独立岩溶系统,即芙蓉洞洞穴系统、天生三桥岩溶系统和后坪冲蚀型天坑岩溶系统,三者均是在长江三峡地区新近纪以来地壳大幅抬升的机制下发育形成的各异的的岩溶系统,具有岩溶特征的世界性意义。

天下第一洞——芙蓉洞,发育寒武系和奥陶系碳酸盐岩中,由同汽坑洞、摔人洞、卫江岭洞、垌坝洞、新路口洞、水帘洞、芙蓉洞、干矸洞和四方洞等洞穴组成,以汽坑洞为代表的垂向洞穴是洞穴探险爱好者和探险家的乐园,以芙蓉洞为代表的横向洞穴,则是游人崇尚的最佳去处。洞体规模宏大,洞内次生物理—化学沉积物多样而丰富,洞穴的各种溶蚀形态,壮观的崩塌堆积,目不暇接的钟乳石类,现阶段不同处境的洞内池塘,石钟乳的坠落及其破坏现象等等无不记录着它的沧桑历史演进过程,我国的著名洞穴专家朱学稳教授评价说“从科学研究和科学普及方面看,芙蓉洞堪称是“一座洞穴科学博物馆”。

世界上规模最大的串珠式天生桥群,武隆天生桥早在500我年前的明代《一统志》中就有有关记载,分布在长度为10公里三叠系下统的碳酸盐岩河段,由峡谷干谷、伏流、天生桥、天坑、洞穴、岩溶泉组成,峡谷深200—400米,尤以其中的羊水峡和龙水峡地缝式岩溶峡谷最为壮观;三座岩溶天生桥,分布在同一峡谷的1.5公里的范围内,桥间又是天坑,这在世界上可能是别无二例,天龙桥发育有两个穿洞,南穿洞为迷魂洞,北穿洞为现在的天生桥通道,其形状酷似人工桥梁,青龙桥因雨后飞瀑自桥面倾泻成雾,夕照成彩虹,似青龙直上而得名,黑龙桥因其拱洞幽深黑暗似有一条青龙蜿蜒于洞而名,天龙桥、青龙桥和黑龙桥3座天生桥总高度、桥拱高度和桥面厚度这三个天生桥最重要的指标皆居世界第一位,其三大属性更具有全球意义。

后坪冲蚀天坑,发育于奥陶系石灰岩中,由地表沟溪、落水洞、竖井、天坑、化石洞穴、地下河和泉水组成。是一个包含从非岩溶区到岩溶区、从地表到地下,从上游而下游,从补给到排泄以至冲蚀天坑不同发展阶段的完整岩溶系统,目前发现的这一类型天坑在国内外尚处于“独一无二”,后坪天坑最典型的为箐口天坑,箐口天坑形态完美,坑口呈椭圆形,最大和最小深度分别为295.3米、195.

3米,自坑口视之,绝壁陡直,天坑深不可测,奇险无比。自坑底仰视,四周绝壁直指天穹,引颈仰视,坐井观天,白云悠悠,天空湛蓝,给人以超然物外、远离尘器的感觉,目前该自然景观还处于原始状态,尚未开发。

三个自然景观可称作“中国南方岩溶三绝”,它们是在长江三峡地区新近纪以来地壳大面积地壳大面积抬升和相应的河谷深切基本条件下发育的。它以洞穴系统、天生桥及峡谷系统和岩溶天坑系统等不同的表现形式,生动地记录和表现出地球发展这一阶段地壳抬升的特性。芙蓉洞系统中洞道,说明地壳抬升运动由直升转换为**上升性质;后坪天坑岩溶系统洞穴通道说明整个岩溶系统是在地壳抬升过程中形成的。

岩溶孕育出的三个自然景观,不仅演示着正在进行的地球内外引力地质作用,而且蕴藏着不同地质条件下岩溶发育、演化的秘密,甚至是解读长江三峡形成机理的一把钥匙。

武隆岩溶自然遗产地地质遗迹丰富,主要分两大类型:岩溶地貌和碎屑岩地貌,分别分布于岩溶区与碎屑岩区,两者之间的接触带往往发育有大型坡立谷。其中碎屑岩地貌类型单一,多为残余山岳地貌,目前它们中的绝大多数或已作它用,或难以到达,是辅助性地质遗迹资源。

而区内岩溶地貌类型丰富、数量众多,多为高品质的资源,是武隆最基本和最重要的地质遗迹资源。

因此,武隆岩溶自然遗产地总体以岩溶地貌景观为主,武隆岩溶自然遗产地典型岩溶地貌景观集中分布于三片相对独立岩溶区,其岩溶地貌主要以三座“岛屿”的形式镶嵌于周边连续分布的碎屑岩地貌之中。岩溶地貌的空间布局和结构形态,可总体概括为:集中成片,线状相连,即天生三桥岩溶区、芙蓉江岩溶区、后坪岩溶区为三处相对独立的岩溶系统,但乌江及其支流(芙蓉江、羊水河、木宗河等)又将它们相互联系起来。

2.4 岩溶地质景观的保护

岩溶地貌区有许多不利于生产的因素需要克服和预防。如有些地区因岩溶发育使地表严重缺水,或在雨季时地表水来不及排泄,使一些岩溶洼地积水成灾,影响农业生产;岩溶洞穴导致坝区、库区发生渗漏;采矿或开挖隧道时发生涌水;岩溶地下水位迅速下降,导致地面的塌陷;路基或铁路建筑物遇地下岩溶泉水受淹等。

溶洞中的景观主要是石钟乳、石笋、石柱等,其主要是由含碳酸钙含量较高的地下水在渗出岩石后慢慢沉积形成。而由于洞中湿度较大,温度适宜,再加上大量游客参观造成空气中二氧化碳含量过高,很容易造成它们衰退、风化、氧化,使景观造成破坏。对其保护,可从其形成的条件与破坏途径着手。

可以在溶洞溶液中渗入纳米级高性能抗氧化、风化材料和高效的聚沉材料,一方面减弱已有景观的破坏,另一方面加快岩石渗出水中碳酸钙的沉积,使已经风化或正在风化的景观起死回生,重新生长。

对于地表由可溶性岩石发生溶蚀形成的景观,如石林、峰丛等,可采用在景观表面涂上高抗风化层,防止其进一步风化破坏。对于岩溶地貌的保护,除了采取人工措施保护外,还有一个一劳永逸的方法就是保护环境,实施可持续发展战略,恢复原始的自然环境。

其实不单为保护岩溶地貌我们才采取可持续发展战略,为了我们自己和人类的未来,我们也必须这么做,人类只有一个地球,需要我们共同来爱护她。

2.王大纯:《水文地质学基础》,地质出版社,2023年3月第三版。

3.薛禹群:《地下水动力学》,地质出版社,2023年3月第三版。

4.李智毅:《工程地质学概论》,中国地质大学出版社,2023年10月第一版。

5.陈伟海:《重庆武隆喀斯特地质遗迹及形成演化研究》,载中国知网,2011月5月。

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