岩溶地貌
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第四章 岩溶地貌
一、喀斯特简介
◆地表水和地下水对可溶性岩石的破坏和改造作用称为喀斯特作用，即水对可溶性岩石
的溶蚀、冲蚀、堆积，以及重力崩塌的总称。以化学溶蚀作用为主，机械侵蚀作用为
辅。或：在可溶性岩石地区，凡是以地下水作用为主，地表水作用为辅；以化学作用
为主，机械作用为辅，对可溶性岩石的溶解破坏的过程
◆喀斯特作用所形成的地表形态和地下形态称为喀斯特地貌。
◆喀斯特作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称为喀斯特（ Karst ）。
二、喀斯特发育的条件
1、岩石的可溶性
◆岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成分与岩石结构。
◆三大类可溶岩：
①卤盐类如钾盐、石盐；
②硫酸盐类如硬石膏、石膏、芒硝等；
③碳酸盐类如石灰岩、白云岩等。
溶解度：卤盐＞硫酸盐＞碳酸盐；
◆在碳酸盐岩类中，CaCO3的含量越高，其他杂质含量越低，其溶解度就越大。
石灰岩＞白云岩＞硅质灰岩＞泥灰岩；
◆岩石的结构与溶解度有密切关系。对于结晶的岩石，晶粒越小，溶解度也越大。
2、岩石的透水性
◆岩石的透水性对岩石的溶蚀速度和地下岩溶的发育有着重大影响。透水性不良
的岩石，溶蚀作用只限于岩石表面，很难深入岩石内部；透水性好的岩石，地
表和地下溶蚀都很强，地貌发育也好。
◆透水性强弱取决于岩石的孔隙和裂隙大小和多少。一般石灰岩的原生孔隙度都
很小＜3％，透水性较弱；岩石的透水性主要受由构造运动形成的各种裂隙所控
制。
◆总之，岩石构造越破碎、岩石纯度越高、岩层越厚，则透水性就越好；
3、水的溶蚀力
◆水的溶蚀力取决于水的化学成分、温度、气压等方面因素。
◆水中酸的含量越高，溶蚀力也越强；酸的来源主要由大气中的CO2溶入水中而
成。
◆温度越高，溶蚀力越强；虽然水中CO2的含量与温度成反比，但水的化学反应
速度与温度成正比。
◆气压越高，溶蚀力越强；水中CO2的含量与气压成正比。
◆气候越湿热，水的溶蚀力就越强，喀斯特发育就越快。
4、水的流动性
◆经常流动的水体，能大大提高水的溶蚀力。
◆流水经常与空气保持接触，能不断地补充因溶蚀岩石所消耗的CO2，使水体不
易达到饱 和。
◆处于流动状态的水，有时虽然达到饱和，但当几种不同浓度的饱和溶液混合后， 可变为不饱和而重新获得溶蚀能力。
◆热带地区高温多雨，水流量大、水循环快，加上气温高及生物作用强，岩溶发育
最快。
三、岩溶作用类型
1、地下水的潜蚀作用
2、地下水的搬运作用
3、地下水的沉积作用
1 ．地下水的潜蚀作用：
地下水在运动过程中对周围岩石的破坏作用称为地下水的潜蚀作用。由于地下水的
化学成分较复杂，常含有较多CO2和各种溶剂，因而化学潜蚀作用显著。
地下水的运动特征：
地下水的垂直运动与岩溶地形在包气带，地下水主要作垂直运动，因而岩溶地形也沿垂
直方向发育，主为有溶沟、石芽、落水洞、溶斗等。
地下水的水平运动与岩溶地形 在潜水面附近，地下水作近于水平方向运动，因而溶
蚀作用沿水平方向发展。岩石经溶蚀后形成水平方向延伸的溶洞。
2．地下水的搬运作用：
主要为化学搬运，化学搬运物的成分和数量，取决于地下水渗流区的岩石性质和风化
程度。一般来说，温度高、压力大、流速快、CO2和酸类物质含量高时,其溶运能力
强；反之，则较弱。
3．地下水的沉积作用：
溶洞沉积物 在灰岩区，当溶有重碳酸钙的地下水渗入溶洞时，压力突然降低，水
中溶解的CO2逸出，形成CaCO3沉淀。地下水在洞顶渗出形成悬挂
的锥状沉积物称石钟乳；地下水滴至洞底形成向上增长的笋状沉积物
称石笋；当石钟乳和石笋连接在一起时称为石柱；它们统称为钟乳石。
若地下水沿洞壁渗出，可形成帷幕状的沉积物，称为石幔。
泉华沉积物 当泉水流出地表时，因压力降低、温度升高，地下水中的矿物质发生
沉淀，沉淀在泉口的疏松多孔物质叫泉华。成分为CaCO3时，称为
钙华或石灰华；以SiO2为主时称为硅华。泉华可堆积成锥状、台阶
状或扇状地貌。
四、岩溶形成条件及溶蚀基准面
一）岩石的可溶性
岩石的可溶性是发生岩溶作用的必要条件。岩石的可溶性主要取决于岩石的化学成
分，岩溶作用主要发生在灰岩、白云岩发育的地区。
1．岩石成分对溶蚀率的影响 一般来说，碳酸盐类岩石溶解度，从大到小:
石灰岩>白云岩>硅质灰岩>泥灰岩
2．岩石结构对溶蚀率的影响
结晶岩石的晶粒愈小，相对溶解速度愈大在，隐晶结构一般具有较高的溶蚀率。
不等粒结构石灰岩比等粒结构石灰岩的相对溶解度要大。
矿物种类：方解石为主岩溶发育，以白云石为主岩溶不发育。
化学成分：Ca/Mg比值越大，岩溶作用越强。
相对溶解度：溶解度越大，岩溶作用越强
二）岩石的透水性
透水性强的岩石利于岩溶作用的进行。在这些岩石中的地下水运动速度相对较快，
新鲜的地下水不断补充，使它处于不饱和状态，具较大溶蚀能力。
（1）成分纯、刚性强的岩石透水性好。
（2）厚层的可溶性岩石较薄层可溶性岩石的透水性好。
（3）构造发育的地质岩溶作用强，褶皱和断裂作用使岩石的破裂程度加大，从而使
透水性大大增强。
三）水的溶解性
水的溶解力主要取决于CO2的含量，纯水的溶蚀力是极其微弱的。
水中CO2的含量受气压与温度的影响。
四）水的流动性
滞流的水，由于不能及时补给CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所饱和。流动的水，由于水温、水量及气压条件的不断改变，可保持水的溶解性能，特别是不同CO2浓度地下水混合，会大大提高水的溶解力。
垂直循环带：
又称包气带，位于地表以下，最高岩溶水位之上同，以垂直运动为主。
季节变化带：
为最高岩溶水位及最低岩溶水位之间的地带。水流呈垂直运动及水平运动交替出现。
饱水带：
为在最低岩溶水位以下，受主要排水河道所控制的饱水层。
上部为水平流动亚带
下部为虹管式流动亚带
五）溶蚀基准面
岩溶作用的下限称溶蚀基准面。
溶蚀基准面可分为局部性的和终极性
深部循环带：
地下水的流动方向不受附近水文网排水作用的直接影响，而是由地质构造决定。
五、岩溶地貌
一）地表岩溶
地表喀斯特地貌
1、石芽与溶沟：地表水沿岩石裂隙溶蚀、侵蚀而成的沟槽形态，称为溶沟，沟间突起称为石芽；高大的石芽称为石林。 2、漏斗（溶斗）与溶蚀洼地：漏斗是漏斗形或碟形的封闭洼地；深几米至十几米，直径几米至＜100m， 主要分布在喀斯特高原面上。溶蚀洼地通常由漏斗扩大合并而成，直径＞100m。
3、落水洞：落水洞为地表水进入地下河的主要通道；深几十米至几百米，宽度一般 ＜10 m。 主要分布在溶蚀洼、地底部以及喀斯特斜坡上。
4、坡立谷与喀斯特平原：坡立谷（Polje），即溶蚀谷地，俗称“坝”、“坝子”，
宽几百米至几公里，长几公里至几十公里，在一定构造条件下经长期溶蚀、侵蚀而成；喀斯特平原，达数百平方公里，由坡立谷发展而来。
5、峰丛、峰林、孤峰与残丘：
峰丛，一种连座峰林，其基部相连、顶部分散为一个个山峰（＞1／2相连）；峰林，石灰岩石峰分散或成群分布在平地上，远望如林（＜1／2相连）。其相对高度为100 — 200m，坡度＞45°；
孤峰，竖立在喀斯特平原上的孤立石灰岩山峰，相对高度几十至百余米；残丘，孤峰进一步发育而成，相对高度十几至几十米。
6、岩溶丘陵：岩溶丘陵与溶蚀洼地的组合，是亚热带喀斯特的典型形态。岩溶丘陵相对高度 100 ～ 150 m ，坡度较和缓，不具峰林形态。
7、喀斯特地貌组合：
热带喀斯特地貌组合依发育阶段的差异，可分
为： 峰丛——洼地（或漏斗）；
峰林——洼地；
峰林——谷地；
孤峰、残丘——平原；
从云贵高原边缘到广西盆地中心，依次出现上述喀斯特地貌组合。
8、盲谷、断头河与干谷：
盲谷在岩溶区，有的河流突然终止于石灰岩壁，有时又会从岩壁另一侧流出前方没有出口的河流称为盲谷。
断头河由岩壁下流出或由地下河补给的地表河流称为断头河。
干谷地表河因水流转入地下，所遗留的高于地下水位的干河道称为干谷。
二)地下岩溶地貌
1 ．溶洞:岩溶作用所形成的地下岩洞的通称。
2 ．地下河、伏流与地下湖
地下河又称暗河，是具有河流主要特性的位于岩溶区地下的有水通道。
伏流为地表河流经过地下的潜伏段。
地下湖是指天然洞穴中具有开扩自由水面的比较平静的地下水体。
六、岩溶堆积物
一）地表岩溶堆积物
1 ．赭土（蚀余红土）
地表碳酸岩盐被溶蚀后原岩中残留的粘土杂质。由于含次生氧化铝和氧化铁
而成红色，有时含未被溶蚀的灰岩角砾。
与典型红土的区别：成因不同
产状不同
二）地下岩溶堆积物
1 ．洞穴化学沉积物
1）滴石：由洞中滴水形成的方解石及其他矿物沉积，其形态多样。
石钟乳是地下水沿着细小的孔隙和裂隙从洞顶渗出而进入溶洞空间，随着
温度的升高，压力的降低，水中Ca（HCO3）变得过饱和， CaCO3就围绕
着水滴的出口沉淀下来，逐渐形成一种自洞顶向下生长的碳酸钙沉积体体。
石笋是由于水滴从石钟乳到洞底时散溅开来，促使水中的CO2进一步扩散，剩余的Ca（HCO3）再分解，形成由下向上的笋状碳酸钙沉积体。
石柱石钟乳为断地向下长，与之对应的石笋也同时向上生长，两者相连后所形成的柱状体。
2）流石：洞内流水所形成的方解石及其他矿物沉积。
边石是地下水流过洞底积水塘时，在其边缘形成的碳酸钙沉积。
石幔为饱含碳酸钙的薄层水，从洞顶或洞壁裂隙流出，沉积的波状或褶状的流石
