岩溶地貌的形成条件
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岩溶地貌形成的化学机制岩溶地貌是由于地下水中的溶解作用引起的,主要发生在含有可溶性岩石(如石灰岩、石膏岩、岩盐等)的地质区域。
在地表或地下,水中的气体和溶质可以相互作用,发生化学反应,导致岩石的溶解和改变,进而形成各种岩溶地貌。
1.碳酸溶解作用:石灰岩是最常见的岩溶岩石之一,其中主要成分是碳酸钙(CaCO3)。
当地下水含有二氧化碳(CO2)时,它们会相互作用形成碳酸,而溶解石灰岩。
这个过程称为碳酸溶解作用。
水溶解了石灰岩中的碳酸钙,形成了溶洞、地下河道、石笋等地貌特征。
2.硫酸溶解作用:在一些地质环境中,硫酸或含硫酸物质也可能存在,如石膏岩和硫铁矿等。
地下水中的硫酸可以与这些岩石中的硫化物反应,产生硫酸盐,并溶解岩石。
硫酸溶解作用在一些岩溶地区形成了石膏洞、硫酸盐柱、硬石滩等地貌地貌特征。
3.溶解作用的物理效应:地下水的穿透力和冲刷作用也可以影响岩石的化学作用。
通过流动的地下水,较软的岩石(如黏土)可以溶解,形成洞穴或隧道。
此外,地下水的动力也可以带动小颗粒沉积,形成堵塞洞穴的沉积物,使得地下水的流动难以进行。
4.结晶作用:一旦地下水进入到地表或开放的洞穴中,它会蒸发,使得溶解物质重新结晶并沉积下来。
这种作用形成了一些岩溶地貌的特征,如石笋、石幔和石柱。
这些结晶作用在一定程度上依赖于地下水流动速度和溶解度。
总之,岩溶地貌形成的化学机制主要是溶解作用和结晶作用的相互作用。
通过地下水中的溶质与岩石中的可溶解物质的反应,溶解和沉积过程形成了各种各样的岩溶地貌特征。
随着时间的推移,这些地貌特征会进一步演化和发展。
4.6 岩溶地貌岩溶又称喀斯特(karst),是由于地表水和地下水活动所引起的可溶性岩石溶蚀作用,以及由于这种作用所形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称。
在可溶性岩石地区,地下水和地表水对可溶岩进行化学溶蚀作用、机械侵蚀作用以及与之伴生的迁移、堆积作用,总称为岩溶作用。
在岩溶作用下所产生的地貌形态,称为岩溶地貌。
4.6.1 岩溶地貌的形态与类型1. 岩溶地貌的形态岩石分布地区,溶蚀作用在地表和地下形成了一系列溶蚀现象,称为岩溶的形态。
岩溶形态可分为地表岩溶形态和地下岩溶形态。
地表岩溶形态有溶沟(槽)、石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷、溶蚀平原等。
地下岩溶形态有落水洞(井)、溶洞、暗河、钟乳石等(图4-11 )。
①溶沟(槽)、石芽和石林溶沟、溶槽是微小的地形形态,它是地表水沿地表岩石低洼处或沿节理溶蚀和冲刷,在可溶性岩石表面形成的沟槽称溶沟。
溶沟溶槽将地表刻切成参差状,起伏不平,其宽深可由数十厘米至数米不等。
当沟槽继续发展,以致各沟槽互相沟通,在地表上残留下一些石笋状的岩柱。
这种岩柱称为石芽。
石芽一般高1~2m,多沿节理有规则排列。
如果溶沟继续向下溶蚀,石芽逐渐高大,沟坡近于直立,且发育成群,远观像石芽林,称为石林。
如云南石林。
②溶蚀洼地和坡立谷由溶蚀作用为主形成的一种封闭、半封闭洼地称为溶蚀洼地。
溶蚀洼地多由地面漏斗群不断扩大汇合而成,平面上呈圆形或椭圆形,面积由数十平方米至数万平方米。
溶蚀洼地周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林,底部有漏斗和落水洞。
坡立谷是一种大型封闭洼地,也称溶蚀盆地。
面积由数平方千米至数百平方千米,进一步发展则成溶蚀平原。
坡立谷谷底平坦,常有较厚的第四纪沉积物,谷周为陡峻斜坡,谷内有岩溶泉水形成的地表流水至落水洞又降至地下,故谷内常有沼泽、湿地或小型湖泊。
底部经常有残积洪积层或河流冲积层覆盖。
③漏斗及落水洞漏斗是由地表水顺着可溶性岩石的竖直裂隙下渗,最先产生溶隙,待顶部岩石溶蚀破碎及竖直溶隙扩大,岩层顶部塌落形成近乎圆形坑。
介绍岩溶地貌岩溶地貌是一种由溶蚀作用形成的地形景观,广泛分布于我国的喀斯特地区。
它的特点是地表上几乎没有地表水流,地下水通过地下溶洞和地下河流动,形成了独特的地貌景观。
让我们来了解一下岩溶地貌的形成过程。
在喀斯特地区,地下水中的二氧化碳与岩石中的钙碱矿物质反应,生成了溶解性很强的碳酸钙。
随着地下水的侵蚀作用,岩石中的碳酸钙逐渐被溶解,形成了大量的溶洞和地下河道。
而这些溶洞和地下河道的形成,又加速了地下水的流动,形成了一个完整的岩溶系统。
在喀斯特地区,岩溶地貌呈现出独特的景观特点。
首先是溶洞,这是岩溶地貌中最为典型的景观之一。
溶洞内常常有丰富多样的钟乳石、石笋等石灰岩溶蚀产物,宛如一个幻境。
其次是地下河道,这些地下河道常常宽阔而深远,水流湍急,给人一种神秘的感觉。
还有一些地下河道的出口形成了天坑,形状各异,如同一个个巨大的漏斗,令人叹为观止。
岩溶地貌还有一些其他的景观特点,如岩溶塌陷、岩溶峰林等。
岩溶塌陷是由于地下溶洞的坍塌而形成的。
当地下溶洞被长时间的水侵蚀后,地表上的岩层会发生塌陷,形成一个个突出的凹陷区域。
而岩溶峰林则是由于地表的岩石在长时间的溶蚀作用下,形成了奇特的山峰和岩柱。
岩溶地貌的形成不仅给人们带来了美丽的景观,也有着重要的经济和科学价值。
岩溶地区的地下河道可以作为水资源的重要补给源,提供给周边地区的居民使用。
同时,岩溶地貌也为地质学家和地理学家提供了研究的对象,揭示了地球演化的历史和地质构造的变迁。
总的来说,岩溶地貌是一种独特而美丽的自然景观。
它的形成过程既神奇又复杂,给人们带来了无尽的遐想和探索的乐趣。
希望大家能够亲自去体验一下岩溶地貌的魅力,感受大自然的伟大和神奇。
岩溶发育的四个基本条件岩溶发育是岩石外溢溶蚀作用造成的岩溶景观形成过程。
岩溶发育是岩石空气、水以及生物等外力因素共同作用的结果,是地质地貌形成的基本因素。
岩溶发育景观以峰、洞、石桥、瀑布等多种奇异、神奇的地质景观为特点,受到国际上观光和游览旅游的重视,是一个宝贵的地质文化遗产。
岩溶发育的四个基本条件1、水源:水源是岩溶发育的基本条件。
水源可以是地下水,可以是地表水,可以是雨水,也可以是潮汐水。
水是岩溶发育的核心因素,它是岩石外溢溶蚀和岩溶景观形成的最重要的推动力。
2、气候条件:气候条件也是岩溶发育的基本条件之一。
气候是岩溶发育的重要外部条件之一,可以影响岩石的外溢溶蚀作用,从而影响岩溶景观的形成过程。
3、岩石组成:岩石的组成和结构可以影响其在水的溶蚀作用下的性质,也就影响了岩溶发育的过程。
岩块质地细腻、结构复杂、矿物成份丰富,都有比较好的溶蚀作用,容易发育岩溶景观。
4、地形条件:地形条件也是岩溶发育的基本条件之一。
地貌条件可以影响溶蚀雨水的侵蚀性,也可以影响溶蚀水的供应量,影响岩溶发育的过程。
岩溶发育的类型1、碎石洞型:碎石洞型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀所造成的洞穴型景观。
当水流带动沉积物,侵蚀岩石,形成锯齿状、锥形状和网状等特殊形式的洞穴时,就形成了碎石洞型岩溶发育景观。
2、峰洞型:峰洞型岩溶发育是在山势较陡峻地点所发育的景观。
当水流穿越山脚时携带着沉积物,侵蚀采穴,形成了宽阔的洞口,洞内变得窄小,有时会呈通道形状,就形成了峰洞型岩溶发育景观。
3、洼地沟型:洼地沟型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀造成的洼地沟状景观。
水流流经洼地,携带着沉积物,侵蚀岩石,加快了岩石的溶蚀速度,使洼地沟的发育逐渐加快,形成了洼地沟型岩溶发育景观。
4、壕沟型:壕沟型岩溶发育是由水动力和化学溶蚀造成的壕沟状景观。
当河流的水流带动沉积物,侵蚀岩石,在岩石附近形成深而宽的壕沟后,就形成了壕沟型岩溶发育景观。
岩溶发育的保护岩溶发育是一种独特、宝贵的自然景观,具有重要的科学和观赏价值,因此,应从保护和管理上去着手进行发育保护。
喀斯特地貌是怎么形成的喀斯特地貌(karst landform),是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称,又称岩溶地貌。
接下来就跟着店铺一起去看看吧。
喀斯特地貌的形成:喀斯特地貌,又名“岩溶地貌”,以位于前南斯拉夫西北部的喀斯特高原命名,在我国云贵高原以及四川青海的东部地区分布广泛。
形成喀斯特地貌的根本原因在于其岩石的可溶性。
岩石可溶性是指岩石中含有大量的碳酸钙,这种物质在与水和二氧化碳发生化学反应之后会形成碳酸氢钙,后者能够溶解于水,这就使岩石逐渐被水溶蚀,形成形态各异的溶洞与地表地貌。
因此,降水量大的地区比降水量小的地区喀斯特景观明显,而且水的流动性对喀斯特地貌的形成也有很大作用,因为流动的水能及时补充水中二氧化碳含量。
另外,温度、气压、生物等都能在不同程度上加剧或减缓喀斯特地貌的发展。
喀斯特地貌在地表与地下形成了不同的景观。
在地表,可以形成孤峰、石林,山水甲天下的桂林,就得益于喀斯特地貌。
在地下,溶洞是最具有代表性的景观,溶洞里通常存在着钟乳石、石笋等,更有怪石林立,妙不可言。
我国对于喀斯特地貌的文字记载最早可以追溯到至今2400多年前,300多年前徐霞客就已经对喀斯特地形和地下溶洞专门记述并研究。
在今天看来,研究喀斯特地貌非常有必要。
首先,喀斯特地区有很多不利于生产生活的因素,譬如地表干旱,容易形成断层等,在建立水库、堤坝等设施时要注意避开;其次,喀斯特地区的温泉水中含有大量矿物质和有益气体,具有一定的医疗保健价值;同时,喀斯特地区的溶洞中,容易储存天然气与堆积矿产,资源丰富。
我国喀斯特地貌分布广泛,除了云贵高原上举世闻名的桂林山水、石林风光之外,其他地区也存在着喀斯特景观,比如浙江天目山,四川九寨沟,这些地方都或多或少存在并得益于喀斯特地貌,形成鬼斧神工般的美丽画卷。
中国喀斯特地貌的分布:中国喀斯特地貌分布广、面积大。
主要分布在西部地区的碳酸盐岩出露地区,面积为91~130万平方千米。
岩溶地貌形成机理
岩溶地貌,又称喀斯特地貌,是指具有溶蚀力的水对可溶性岩石(大多为石灰岩)进行溶蚀作用等所形成的地表和地下形态的总称。
岩溶地貌的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。
这种现象在南欧亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型,所以常把石灰岩地区的这种地形笼统地称之喀斯特地貌。
按发育演化,岩溶地貌可分出以下 6 种:
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坍陷,形成坍陷漏斗,坍陷漏斗扩展成坍陷盆地。
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。
此外,岩溶地貌还会受到地质构造、气候、生物等因素的影响。
在中国,岩溶地貌分布广泛,主要分布在云贵高原、广西、湖南等地。
第四章岩溶地貌岩溶,原称喀斯特(Karst)。
喀斯特原是南斯拉夫西北部一带碳酸岩高原的地名,那里发育着各种碳酸岩地形。
19世纪末,南斯拉夫学者司威治研究了喀斯特高原的奇特地貌,并把这种地貌叫做喀斯特。
以后,就借用喀斯特这个地名来称呼碳酸盐岩地区一系列特殊的地貌过程和水文现象。
这样,喀斯特一词便一直成为世界各国所通用的专有术语。
我国对碳酸盐地区的地貌现象,早在晋代就有文字记载。
距今300多年前,我国明代的旅行家徐霞客(1586~1641)考察了广西、贵州、云南一带的碳酸盐岩地形,探寻了100多个地下溶洞,详细记述了碳酸盐岩地区的景观。
1966年在广西桂林召开的我国岩溶学术会议上,决定将喀斯特一词改称岩溶。
岩溶地区的许多特征,不仅在碳酸盐岩地区存在,而且在其他可溶性岩石地区,如白云岩、石膏、岩盐等分布的地区也可见到。
第一节岩溶作用概念:凡是地下水为主、地表水为辅,以化学过程(溶解与沉积)为主、机械过程(流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表和地下形态叫岩溶地貌。
岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
发生在石灰岩、白云岩(一种以白云石〔CaMg(CO)2〕)、石膏、岩盐(岩盐,又叫3石盐,主要化学成分是氯化钠)等可溶性岩石中的岩溶叫真岩溶。
另外,在碎屑岩(砾岩、角砾岩、砂岩等)、冻土和黄土地区,也存在着类似岩溶的现象,称为假岩溶。
一、岩溶作用的基本条件岩石条件:第一,岩石必须具有可溶性。
第二,岩石必须具有透水性。
水的条件:第一,水必须具有溶蚀性。
第二,水必须具有流动性。
(一)岩石的可溶性岩石的可溶性主要取决于岩石成分和岩石结构。
岩石成分指岩石的矿物成分和化学成分。
岩石结构是指组成岩石的颗粒大小、形状和排列、岩石的胶结物性质等。
可溶性岩石分为三类:碳酸盐类岩石——石灰岩、白云岩〔CaMg(CO3)2〕、硅质灰岩、泥灰岩硫酸盐类岩石——石膏(CaSO·2H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)4卤盐类岩石——石盐、钾盐溶解度大小:卤盐>硫酸盐>碳酸盐(如20℃纯水,各种可溶性盐的溶解量为NaCl为360g/l;CaSO4为2.0g/l;CaCO3为0.015g/l)。
岩溶地貌的形成条件
学号:09440230xx (四川大学 工商管理学院 ) 摘要:再演溶地区,水与岩石是构成岩溶作用的一对矛盾。
就岩石而言,首先,必须是可溶的,否则水就不可能进行溶蚀,岩溶作用也就无从发生。
其次,岩石必须是透水的,当岩溶具有透水性时,地表水才能渗透入地下并转化为地下水,这样,地下水才能起主导作用,形成作为岩溶标志的地下溶洞。
就水而言,首先水具有溶蚀力,如果水没有溶蚀力,熔岩作用就很难进行,熔岩地貌也就无法形成。
净水的溶蚀力是微弱的,担当水中含有CO2时,其溶蚀力就会增大,对碳酸盐类的可溶性岩石(石灰岩、白云岩等)才能才生溶蚀作用。
其次,水必须是流动的,因为停滞的水很快就会变成饱和溶液,因而失去溶蚀力,岩溶作用就会停止,岩溶地貌也就得不到发育。
因此,岩溶的可溶性、透水性,水的溶蚀性、流动性,就成为岩溶作用的基本条件。
关键词:岩溶作用 透水性 可溶性 流动性 溶蚀力
1 前言 岩溶,原称喀斯特。
喀斯特原是南斯拉夫西北部沿海一带碳酸盐岩高原的地名。
那里发育着各种碳酸盐岩地形。
十九世纪末,南斯拉夫学者斯威治研究了喀斯特高原的奇特地貌,并把这种地貌叫做喀斯特。
以后,就借用喀斯特这个地名来称呼碳酸盐岩地区一系列特殊的地貌过程和水文现象。
这样,喀斯特一词便一直成为世界各国所通用的专有术语。
岩溶地区的许多特征,不仅在碳酸盐岩地区存在,而且在其他可溶性岩石地区,如白云岩、石膏、岩盐等分布的地区也可见到。
不过由于石灰岩的分布广泛,所以岩溶地貌主要还是分布在石灰岩地区。
凡是以地下水为主、地表水为辅,以化学过程(溶解于沉淀)为主、机械过程(流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积)为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用。
这种作用所造成的地表形态和地下形态就叫岩溶地貌岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。
发生在石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等可溶性岩石中的岩溶叫真岩溶。
另外,在碎屑岩(角砾岩、砂岩等)冻土和黄土地区,也存在着类似岩溶的现象。
但这些发生在非可溶性岩中的类似岩溶的现象,都成为假岩溶。
岩溶地貌在我国分布非常广泛。
广西的桂林山水、云南的路南石林,接闻名于世。
这些奇异的景观都是法语在碳酸盐岩地区的。
由此可见,岩溶的研究在我国具有十分重要的意义(参考文献《自然地理学》 杨达源编)。
2 岩溶作用的基本条件
(一)岩石的可溶性
岩石的可溶性主要取决于岩石成分和岩石结构。
岩石成分指岩石的矿物成分和化学成分。
岩石结构指组成岩石的颗粒(或晶粒)的大小、形状和排列,以及岩石的胶结物性质等。
从岩石的成分来看,可溶性岩石基本可分为三类:碳酸盐类岩石:硫酸盐类岩石;卤盐类岩石。
就溶解度而言,卤盐>硫酸盐>碳酸盐。
例如,在20℃的纯水中,各种可溶盐的溶解量为:NaCL 为360克每升;CaSO4为0.2克每升;CaCO3为0.015克每升(参考文献《化学与地理》)。
但是,卤盐类岩石和硫酸盐类岩石分布不广,岩体较小,而碳酸
盐类岩石分布很广,岩体一般都很大。
所以发育在碳酸盐类岩石中的岩溶
较之卤盐类和硫酸盐类岩石中的岩溶要普遍得多。
碳酸盐类岩石的矿物质成分主要是方解石CaCO3或白云石Ca,Mg (NO3)2,其次是SiO2、FeO3、AL2O3,以及粘土物质。
石灰石的成分以方解
石为主。
白云岩的成分以白云石为主。
硅质灰岩是含又燧石结核或条带的
石灰岩。
泥灰岩则为粘土物质与CaCO3的混合物。
一般说来石灰岩比白云
岩易溶蚀,白云岩比硅质灰岩易溶蚀,硅质灰岩有比泥灰岩易溶蚀(参考
文献《化学与地理》)。
就碳酸盐的结构而言,它在一定程度上反映了岩石的成因。
它的
沉积模式与碎屑岩有相似之处。
其结构特征与沉积环境密切相关。
主要受
沉积地区的水流和波浪作用的控制。
不同成因类型的碳酸盐类,具有不同
的结构类型,不同结构类型又不同程度地影想到岩溶发育。
碳酸盐岩结构对岩溶发育的影响,主要是原生孔隙性的影想,一
般来说盆地或大陆架深水区沉积生成的碳酸盐岩孔隙小而少,不利于岩溶
发育,而过渡性沉积区生成的碳酸盐岩多孔隙,有利于岩溶发育。
(二)岩石的透水性
岩石的透水性取决于岩石的裂隙度和孔隙度。
对可溶岩的透水性来说,裂隙度较之孔隙度更为重要。
纯灰岩,刚性强,节理虽然稀疏,但裂隙开扩,长而且深,透水性好,所以能发育长大的溶洞。
泥质灰岩,刚性弱,节理虽然较密,但裂隙紧闭,而且泥质灰岩经溶蚀后残留很多粘土,常阻塞裂隙,所以透水性较差,。
石膏与岩盐具有可塑性,节理细微,透水性更差。
可溶性岩石,一般都有一定的孔隙度,但如果不存在许多开扩裂隙,其透水性是比较差的,但是贝壳灰岩的孔隙大而多,孔隙度很高,因此透水性很强很。
通常,厚层可溶岩,其中隔水层较少,岩石的裂隙也比较开扩,透水性较好。
薄层可溶岩,所夹隔水层较多,裂隙也比较紧闭,透水性较差。
褶皱或断裂,使岩石透水性加强,对岩石发育具有一定的控制作用。
岩石在褶皱弯曲的过程中,往往产生裂隙,尤其是在褶皱轴部裂隙更加密集和开扩,使透水性更加增强,有利于碳酸盐岩的溶蚀和岩溶发育。
背斜顶部有张裂隙,宽度较大,分布深,岩溶以漏斗及竖井等垂直形态为主。
相对低洼的向斜轴部、
下部也有张裂隙,且易积水,多发于地下河,由于洞顶坍塌,又产生漏斗和落水洞,所以向斜轴部垂直和水平通道都易发育。
因此,在褶皱区,地表岩溶具有沿褶皱走向呈带状分布特征。
断裂构造常为较大的地表水和地下水汇集的地方,往往发育成管状水道和地下河。
此外,可溶岩的岩溶化程度本身也影响岩石的透水性。
随着岩溶作用的不断发展,空洞和管道越来越大,越来越多,彼此之间的联系也越来越好,因而岩石的透水性就愈益提高,岩溶作用的条件就愈来愈好。
(三)水的溶蚀力
纯水的溶解能力是极其弱微的,只有当有CO2加入时,水的溶解能力有很重要的岩溶意义。
所以水的溶蚀力的大小取决于水中CO2含量的多少。
水中CO2的来源主要有三个方面:大气中的CO2 、有机成因的CO2 、无机成因的CO2 。
水中CO2含量的多少与水温和大气CO2的分压力有关。
水温高,CO2含量少。
水温低,CO2含量高。
大气中CO2的分压力越大,水中的CO2越高。
反之则水中含量就低。
据研究CO2含量:PCO2=0.0003大气压PCO2=1个大气压
0℃1.02 mg/kg 3347 mg/kg
10℃0.7 mg/kg 2319 mg/kg
20℃0.52 mg/kg 1689 mg/kg
30℃0.39 mg/kg 1250 mg/kg
温度的影响: 有两种作用,影响水中CO2的含量,影响化学反映的速度。
压力的影响:在土壤中PCO2的压力高,CO2含量高,岩溶能力强(参考文献《中国地貌》)。
水的溶蚀力随深度增大而降低
(四)水的流动性
在自然界不流动的水质很容易达到饱和状态。
但是由于流动性使
不同浓度的饱和水溶液相混合产生混合溶蚀作用。
故自然界的水才具有较强
的溶蚀能力。
沿途温度升高或压力降低时,也会使水中CO2含量减少,故造成碳酸钙的重新沉积,这就是洞穴中宽广的地方沉积景观丰富、而狭窄地方沉积少的缘故。