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探秘溶洞

      我们经常听说喀斯特地貌,那么什么是喀斯特地貌呢?喀斯特地貌又是如何形成的?喀斯特地貌包括哪些景观?景观之间又是如何相互联系的呢?今天我们就一同来探知“喀斯特地貌”。

1、什么是喀斯特地貌?

喀斯特地貌(Karst Landform),是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀,侵蚀与沉积,以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌。因最早研究于克罗地亚伊斯的利亚半岛北部的喀斯特高原而得名。在国内,也称之为“溶岩地貌”。

2、喀斯特地貌如何形成?

(上图来自于公众号星球研究所)
数亿年前,大量海洋生物的钙质骨骼以及其他碳酸盐类物质不断沉积形成了总厚度达10千米的碳酸盐岩地层,后来地壳抬升,海洋变成陆地。裸露在地表在流水侵蚀的作用下,形成一种特殊的地貌景观“喀斯特地貌”。


3、喀斯特地貌有哪些常见的景观?

喀斯特地貌示意图
喀斯特景观种类繁多,一般分为两类:地表喀斯特地貌和地下喀斯特地貌。常见的地表喀斯特地貌有:石芽、峰丛、峰林等;常见的地下喀斯特地貌包括:溶洞(石笋、石钟乳、石柱)、天坑等。


常见地表喀斯特地貌


石芽:是地表可溶性岩体受地表水的长期溶蚀作用而形成的突起石脊,一般比较矮小(不超过3m)。

峰丛:是一种连座峰林,基部完全相连,顶部为圆锥状或尖锥状的山峰。

峰林:高耸散立的碳酸盐岩石峰。裸露部分,山体和山体之间没有基座连接,相互独立。

常见地下喀斯特地貌



溶洞:可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间,石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。


石钟乳:是指碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的倒立的碳酸钙沉淀物。


石笋:为碳酸钙石灰岩,位于溶洞洞底的尖锥体。


石柱:沿碳酸盐岩岩体垂直裂隙进行溶蚀,侵蚀后残留的上下截面大致一致的柱状岩体。


天坑:指发育在碳酸盐岩喀斯特地区的一种周壁峻峭、深度与口径可达数百米的喀斯特负地形,具有巨大的容积,底部与地下河相连接(或者有证据证明地下河道已迁移)。

4、地表喀斯特景观之间有何联系?


在起始阶段,地表相对平坦,受到外力侵蚀作用,由于侵蚀差异,软弱的部分侵蚀较快,发育为溶蚀漏斗,坚硬的部分侵蚀较慢,发育为石芽。这是地表喀斯特地貌发育的初期。

随着侵蚀时间的增长,溶蚀漏斗进一步被快速侵蚀,成为峰丛洼地,石芽被侵蚀得比较慢,两者的相对高差变大,石芽底座相连,发育为峰丛。这是喀斯特地貌发育的中期。

时间推移,溶蚀作用进一步对地表进行侵蚀。可溶性岩层接近于底层,质地更加坚硬,且接近于基岩层,不易被侵蚀。地表的峰丛底座和顶部质地较弱,受到进一步的侵蚀,底座消失,顶部受侵蚀后,山体变矮,形成一个个独立存在的山包,出现峰林景观。这是喀斯特地貌发育的后期。

5、地下喀斯特景观之间有何联系?


可溶性岩层地区,除了有地表的侵蚀之外,地下河也会对岩层进行侵蚀。地下河的对地表以下的岩层进行掏蚀,形成了溶洞的雏形。

同时,由于岩层存在裂隙,地表水沿着裂隙渗入岩层的同时,带走一部分碳酸盐,缓慢下滴,部分水分蒸发,碳酸盐析出,在溶洞的上方,结成石钟乳。而滴到溶洞底部的碳酸盐结晶,长年累月,变成石笋。
溶洞上方的石钟乳随着时间的推移,不断生长,溶洞底部的石笋也在不断生长,长年累月,两者不断变长,直至相遇,发展成为了连接洞底和洞顶的石柱。


随着时间的进一步推移,溶洞在流水的掏蚀下,越变越大,形成地下穹隆状地下大厅,在重力的作用下,洞顶坍塌,形成巨大的天坑。


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